38、物联网与网络物理系统在工业4.0中的应用

物联网与网络物理系统在工业4.0中的应用

1. 网络物理系统（CPS）与大数据

网络物理系统（CPS）会在不同运行条件下收集和简报计算机活动信息，以生成一定时期内不断增长的证据。由于CPS会产生大量数据，因此需要大数据分析来进行详细的数据分析，获取有价值的见解，从而帮助优化设备的可扩展性、稳定性和生产力。

不过，将来自多个来源的海量、多样化数据整合到CPS中存在困难，因为CPS中的大数据不适合传统的电子处理方式。在工业4.0中，管理CPS大数据挑战通常有两个主要技术组件：
| 组件 | 功能 |
| ---- | ---- |
| 网络基础设施 | 跟踪通信，确保物理组件和计算机应用程序之间的实时联系 |
| 数据处理 | 专注于提高产品定制化和资源性能 |

但一些重要的CPS问题，如可扩展性、可靠性和耐用性，与数据分析和网络基础设施都相关。

许多研究探讨了大数据在网络物理结构中的应用。例如，有人开发了将架构分析和设计语言（AADL）、ModelicaML以及混合关系微积分相结合的方法，用于开发大数据驱动的CPS；还有人提出了基于AADL的大数据驱动CPS以应用设备规格；另外，有人建议构建城市CPS，包含一系列城市基础设施，如电信、公共交通和卡车网络等，并进行开发和部署，以有效整合基于多源结构数据构建的不同模型。由于大数据领域缺乏用于查询、决策和模式识别的现有逻辑技术和软件应用，有人提出了一种基于消除算术解决方案的量子比特向量计算自动化模型，以优化性能和硬件复杂性。

2. 物联网（IoT）

物联网（IoT）是一个由特定可寻址对象组成的连续体，这些对象相互交互，形成一个全球范围内