自德国“工业4.0”在2011年汉诺威工业博览会提出以来,制造业的新一轮革命拉开了序幕。中国、美国、德国、日本等制造业大国纷纷制定并开展了以发展先进制造业为核心的新型制造业发展战略,其核心是发展新技术环境下的智能制造。其中,中国提出了以信息物理融合(Cyber-Physical System, CPS)为核心的“中国制造2025”战略,旨在实现制造过程由集中式控制向离散式控制的转变,建立高度自由化和思维化的制造模式,推动智能制造的发展。制造单元是制造系统的基本单位,发展CPS环境下制造单元管控系统对于促进CPS环境下制造系统的智能化具有重要作用。因此,本文以CPS环境下制造单元为研究对象,以设计与实现CPS环境下制造单元管控系统为核心目标展开研究。首先,在分析CPS及智能制造研究现状与发展趋势的基础上,设计了一种CPS环境下制造单元管控系统(CPS-MCMCS)模型,定义了CPS制造单元管控系统的内涵与特征,设计了CPS制造单元管控系统运行框架并提出了关键使能方法；其次,在分析CPS环境下制造资源(CPS-MCMR)动态管控策略类型与特点的基础上,定义了基于XML的CPS-MCMR动态管控策略数据存储和交互方法；随后,基于OPC技术,提出了制造单元管控系统信息物理映射体系,建立了管控系统内变量与物理环境内硬件多对多的映射关系,实现了信息系统与物理环境的无关性；最后,开发了CPS环境下制造单元管控系统原型系统,用以验证本文所提出方法的正确性与有效性。