6、网络物理系统在制造业的应用

网络物理系统在制造业的应用

1. 制造业实时水可持续性管理的网络物理系统架构

在制造业中，水的可持续性管理至关重要。为实现这一目标，提出了一种网络物理系统（CPS）架构。该架构利用在线智能传感技术收集水和废水的数据，并借助云存储和云计算来计算和评估水足迹（WF）。

1.1 水足迹计算相关公式

水足迹的计算涉及多个参数，具体公式如下：
- ( \sum_{}^{}WF ) ，其中 (C_{WW}) 表示废水中关键污染物的密度，(WW) 表示单位时间内一个工艺或工厂产生的废水容量，(C_{FW}) 表示提取的清洁水中关键污染物的浓度，(FW) 表示单位时间内提取到一个工艺或工厂中的淡水体积，(C_{max}) 表示接收水体中最大可容忍的关键污染物浓度，(C_{nat}) 表示自然状态下的相关浓度。
- (WF_{grey_{Baseline}}=\frac{C_{WW}^ WW - C_{FW}^ FW}{C_{max}-C_{nat}}=\frac{L}{C_{max}-C_{nat}})

1.2 水足迹优化与CPS的作用

最终，利用CPS的输出对水足迹进行优化。在短期内，异常的用水和废水产生可能由操作和人员错误、机器故障或管道泄漏等原因导致。CPS的报警功能会引导相关人员对这些情况做出适当响应，从而节省成本并减少对环境的影响。基于云的存档数据库可用于制定专业的水管理计划和长期的生态友好型发展计划。

CPS的动态特性使企业能够实时监测和分析其水足迹的可持续性，有助于减少用水和污染、降低用水成本并最小化环境影响。

2. 制药4.0的基于网络物理的过程分析技术（CPbPAT