随着物联网、大数据和人工智能技术的迅速发展,各个国家都制定了本国制造业的发展战略,如“美国工业互联网”、“德国工业4.0”、“中国制造2025”等。这些举措的目的都是借助信息技术,突破制造的物理世界和信息世界的互联互通瓶颈。而CPS(Cyber-Physical System,信息物理系统)是将物理系统和信息系统融合的新型工业系统,该理念为突破上述瓶颈提供了新的思路。本文以某型飞机的装配现场为例,设计并实现了基于CPS的飞机装配现场数据集成及应用系统。首先,对飞机装配现场的数据构成进行了调研,将车间资源按照人员、机器、物料、方法、测量、环境六种类型进行划分。梳理了某型飞机装配现场现有的数据集成系统存在的问题。再结合该型飞机数据集成的现状,在借鉴CPS的5C技术体系结构的基础上设计出了飞机装配现场数据集成及应用系统,并对其功能架构、网络结构和软件架构进行了阐述,给出了该系统一个应用实例,指明了该实例的实现由数据采集平台、数据传输平台和数据应用平台共同组成。然后,设计并实现了数据采集平台。为飞机装配现场六种资源设计了资源标识的方案,并且根据资源分段式建模的结果设计了六种资源的属性、状态和历史表结构,最后对飞机装配车间数据采集平台的软件系统进行了架构设计和主要接口说明。接着,设计并实现了数据传输平台。提出中立区和数据安全交换区的概念以实现两网融合,在数据权限管理机制和数据跨网段传输机制的保障下了实现了企业网和工业网之间的数据安全交换。分别介绍了文件跨网段传输和数据库跨网段同步的设计与实现。最后,设计并实现了数据应用平台。设计了数据应用平台的技术架构,并基于此架构分别构建了面向工业级的制造信息(Manufacturing Information,MI)应用和企业级的商业信息(Business Information,BI)应用,且对典型案例进行了实现。