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棉纺行业是中国纺织产业中最重要的基础行业之一，在推进智能制造，加速产业转型升级方面必须有自己的创新.在分析了棉纺智能化发展状况和所面临的挑战后，根据CPS的特征和现代棉纺生产流程的实际，以工业大数据和信息集成技术为基础，提出了面向智能棉纺生产的"感知-通信-融合-控制"四层CPS框架结构，在此基础上探讨了该架构的关键技术.CPS架构及其关键技术将有力促进智能棉纺生产各类资源的高效配置，生产流程智能优化和质量、效率的大幅提升.