以CPS为中心的工业互联网应用实践在世界工业领域逐渐实现信息化,德国提出工业4.0计划,美国发展工业互联网,中国实施互联网+战略,工业生产从传统的设备自动化模式转变为基于网络技术的智能生产方式。工业互联网以CPS为中心,将信息空间与物理空间紧密融合。迄今为止,CPS在工业互联网上得到了广泛应用。
例如,在电力运行过程中使用CPS可以解决电力在生产服务过程中产生的复杂问题,使智能电网能够实时检测故障,快速隔离故障,避免损失,实现电价的实时调整和电力的最佳调度,随着大量新能源发电的应用,CPS能够帮助智能电网理解用户发电用电的信息,提供合乎目的的的服务,通过收集的信息对电网进行建模分析,实现远程监视基于CPS的交通系统通过分布在道路、人和交通工具中的各种智能感应装置实时收集、传递和处理决策,实现人-车和车-车之间的自治和协调。
目前,汽车中使用的ACC、ESP、自动停车系统等技术都是汽车CPS技术研究的新进展。汽车CPS技术不仅可以提高单车行驶的安全性、可靠性和节能性,还可以实现智能调度,有效减轻城市交通压力。通过CPS技术,可以实现交通信息的实时通信,有效控制车辆流量,促进行车安全;CPS可以应用于船舶制造,利用CPS收集存储船厂实体空间中包含的相关设备、位置、时间、环境等数据,并根据船舶制造的内在机理进行模拟建模;CPS也可以应用于钢铁制造过程,实现产品的个性化定制、精确控制产品质量、提高钢铁质量和生产效率、降低生产成本。在钢铁制造过程中,CPS为每个环节建立端到端的工程数字化集成,收集每个设备的生产数据、质量参数据和设备的健康指数据、质量参数据,以及设备的健康指数据。