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新型电力系统CPS级联失效模型构建与路径优化
1
作者 何天玲 赵立新 +1 位作者 张维 蔡立波 《电测与仪表》 北大核心 2026年第1期149-159,共11页
新型电力系统的新能源占比逐渐增多,使得新型电力系统呈现低碳化、智能化、多元化、安全经济化的发展趋势,对网络安全的要求越来越高。随着国民经济飞速发展,新型电力系统电力拓扑结构(物理层)与通信网络(信息层)的耦合依赖关系日益增长... 新型电力系统的新能源占比逐渐增多,使得新型电力系统呈现低碳化、智能化、多元化、安全经济化的发展趋势,对网络安全的要求越来越高。随着国民经济飞速发展,新型电力系统电力拓扑结构(物理层)与通信网络(信息层)的耦合依赖关系日益增长,这虽然有利于电力系统规模扩张,但是极易产生级联失效故障,并助推故障加剧,发生大规模停电事故。基于此,以新型电力系统的信息物理系统(cyber-physical system,CPS)级联失效为研究对象,构建了基于马尔可夫的电力级联失效动态耦合模型,刻画了电力节点与通信节点之间的多级动态耦合关系,分析了模型的鲁棒性,给出了电力CPS级联失效的关键节点识别算法,提出了基于加权综合指数与影响因子的路径优化模型。实验结果表明设备安全性对新型电力系统CPS级联失效通信路径优化起着决定性作用,可有效节约0.52%的网络消耗能量,能量最低,路径最优。 展开更多
关键词 信息物理系统(cps) 马尔可夫 耦合关系 鲁棒性 加权综合指数
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基于CPS的有限空间风险综合评估技术研究
2
作者 刘晓 刘广宇 +2 位作者 李川 柳唯伟 徐猛 《安全》 2026年第1期15-20,共6页
为破解有限空间作业风险隐蔽、突发难题,本文构建基于信息物理系统(CPS)的综合评估技术:感知层实时采集氧、硫化氢含量,应用层通过嵌入基于遗传算法(GA)优化的BP神经网络算法预测气体变化,并按DB11/T 852—2019《有限空间作业安全技术... 为破解有限空间作业风险隐蔽、突发难题,本文构建基于信息物理系统(CPS)的综合评估技术:感知层实时采集氧、硫化氢含量,应用层通过嵌入基于遗传算法(GA)优化的BP神经网络算法预测气体变化,并按DB11/T 852—2019《有限空间作业安全技术规范》自动划分作业环境等级,实现监测-预测-联动通风闭环。仿真试验显示:GA-BP神经网络算法对氧、硫化氢含量的均方根误差仅为0.173%与6.5×10^(-6)%,20组测试样本均判为3级安全环境,预测精度高、工程适配性好。结论指出,CPS系统不仅能实时监测气体含量,还可提前感知有限空间危险并联动通风排险,为地下暗挖等作业提供风险管控依据,具有推广价值。 展开更多
关键词 信息物理系统(cps) 有限空间 神经网络 遗传算法 风险综合评估
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机场飞行区CPS网络建模及韧性评估
3
作者 王兴隆 邱鑫 魏奕雯 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第2期49-56,共8页
为评估机场飞行区信息物理系统(CPS)的韧性,并为紧急情况下的快速恢复提供参考,以飞行区管制网为信息网,飞行区滑行路径网为物理网,构建精细化、实时化的机场飞行区CPS网络模型;以西安咸阳机场飞行区CPS为例,针对机场飞行区CPS网络,选... 为评估机场飞行区信息物理系统(CPS)的韧性,并为紧急情况下的快速恢复提供参考,以飞行区管制网为信息网,飞行区滑行路径网为物理网,构建精细化、实时化的机场飞行区CPS网络模型;以西安咸阳机场飞行区CPS为例,针对机场飞行区CPS网络,选取最大连通子图相对值计算网络的连通性,并结合鲁棒性、性能损失和综合韧性指标评估网络韧性;对比不同扰动-恢复策略下的机场飞行区CPS情况,以确定出最佳恢复策略。结果表明:介数扰动对管制网破坏最大,度值扰动对滑行路径网破坏最大;采用介数恢复能够使机场飞行区CPS韧性得到较快恢复;在随机扰动下,机场飞行区CPS网络展现出较高的韧性水平。 展开更多
关键词 机场飞行区 信息物理系统(cps) 管制网 网络模型 韧性评估 介数扰动 度值扰动 最大连通子图相对值
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智能电网CPS关键技术综述 被引量：4
4
作者 单泽 范菁 +2 位作者 曲金帅 朱泽贤 王渤茹 《云南民族大学学报（自然科学版）》 CAS 2019年第5期517-522,共6页
根据工业化和信息化的融合需求,将物理信息系统和智能电网的优势进行协同,形成了智能电网CPS.从智能电网CPS的3个层级单元级CPS、系统级CPS、Systems of Systems(缩写为SoS)级CPS体系架构入手,着重阐述了智能电网CPS的研究现状和各个层... 根据工业化和信息化的融合需求,将物理信息系统和智能电网的优势进行协同,形成了智能电网CPS.从智能电网CPS的3个层级单元级CPS、系统级CPS、Systems of Systems(缩写为SoS)级CPS体系架构入手,着重阐述了智能电网CPS的研究现状和各个层级对应的关键技术.分析比较了各层级不同应用的优缺点,以此展望了智能电网CPS亟待解决的问题和未来的发展方向. 展开更多
关键词 智能电网架构 智能电网cps 单元级cps SoS级cps 系统之系统级cps
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CPS固载离子液体催化剂的制备及性能研究
5
作者 徐晨霞 吕建华 +2 位作者 刘继东 郭豹 李文松 《现代化工》 CAS 北大核心 2025年第1期195-200,共6页
采用改性后的聚苯乙烯树脂CPS为载体,制备了CPS固载3种不同离子液体的催化剂;在无助剂条件下催化CO_(2)和环氧丙烷(PO)转化为碳酸丙烯酯(PC)。利用FT-IR、XPS、SEM、TG对不同催化剂进行表征分析,并比较了3种催化剂的催化性能。结果表明,... 采用改性后的聚苯乙烯树脂CPS为载体,制备了CPS固载3种不同离子液体的催化剂;在无助剂条件下催化CO_(2)和环氧丙烷(PO)转化为碳酸丙烯酯(PC)。利用FT-IR、XPS、SEM、TG对不同催化剂进行表征分析,并比较了3种催化剂的催化性能。结果表明,CPS-Imi/COOH表现出最好的催化活性,这是由于—COOH通过形成氢键对PO的C—O键具有较强的极化能力;Br^(-)对PO的亲核攻击也是其容易开环的重要因素。考察了不同反应条件下CPS-Imi/COOH对PO转化率和PC选择性的影响,在110℃、2.5 MPa、3 h的反应条件下,PO转化率为95.8%,PC选择性为98.8%;催化剂循环使用6次后仍保持良好的催化性能。 展开更多
关键词 cps固载 离子液体 二氧化碳 环氧丙烷 碳酸丙烯酯
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基于信息物理融合系统(CPS)的综采单元实时数据感知节点与信息建模
6
作者 何龙龙 潘瑞宇 +4 位作者 吴悦 乔永力 徐天泽 曹现刚 张旭辉 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S2期363-374,共12页
随着煤矿智能化转型战略的深入,煤矿综采单元(FMMC)作为实现高效智能化开采的核心环节,其发展正面临多源异构资源管理复杂、数据语义不一致及实时感知能力不足等挑战。为解决上述问题,设计了一种基于信息物理融合系统(CPS)的体系框架,... 随着煤矿智能化转型战略的深入,煤矿综采单元(FMMC)作为实现高效智能化开采的核心环节,其发展正面临多源异构资源管理复杂、数据语义不一致及实时感知能力不足等挑战。为解决上述问题,设计了一种基于信息物理融合系统(CPS)的体系框架,聚焦于实时数据感知节点与信息模型的构建,以提升综采单元的资源协同能力、数据集成效率与智能决策水平。主要内容包括:首先,在明确综采单元由采煤机、液压支架、刮板输送机等核心设备及传感器网络、控制系统等辅助设备构成的基础上,引入具有动态配置策略的CPS节点,实现资源交互和数据实时感知,进而提出了面向综采单元的CPS节点通用信息模型,并基于基本信息、必要资源、辅助资源和人力资源等多层次结构,构建了统一的语义描述框架,为多源异构数据的语义一致性提供理论支持;其次,采用本体建模对设备、资源及其相互关系进行形式化描述,构建了基于本体的综采单元异构资源语义统一描述模型,有效支持设备间的语义一致性与系统互操作性,解决了多设备、多系统间的语义异构问题。在此基础上,构建了基于OPC UA协议的综采数据映射架构模型,实现了从本体语义模型到工业标准协议的无缝对接,保障多设备间数据共享与语义统一,增强了系统的扩展性和互操作能力。最后,通过在X煤矿部署CPS节点,采集综采单元资源信息及过程数据,并开发信息管理与集成分析平台,对本文所提出的实时数据感知节点与信息模型进行了实例化验证。结果表明,该信息模型架构能够显著提升综采单元异构资源的协同管理能力与实时响应能力,在设备监控、动态感知及资源优化配置等方面表现出优越性能。 展开更多
关键词 综采单元(FMMC) 信息模型 本体建模 信息物理融合系统(cps)
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智能工厂关键技术应用系列 第十一讲 智能工厂的CPS技术 被引量：1
7
作者 周庆红 李方园 《自动化博览》 2019年第11期56-57,共2页
在制造业转型升级过程中,采用物联网连接企业生产销售流程过程中的所有内容,使用信息物理系统(Cyber Physical Systems,即CPS)就能即时掌握供应链的情况,并提高竞争力。本文主要介绍智能工厂的CPS技术。
关键词 智能工厂 信息物理系统cps 单元级cps 系统级cps
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局部Lipschitz泛函的CPS型条件与强制性条件之间的关系
8
作者 张馨予 张世清 《四川大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期325-327,共3页
本文基于Ekeland变分原理及非光滑局部Lipschitz泛函的Clarke广义梯度理论研究了经典强制性条件与张恭庆推广的PS型条件之间的关系.特别地,本文证明:若X是Banach空间且令L_(λ)(f)■{x∈X:f(x)≤λ},λ_(0)■sup{λ∈R:L_(λ)(f)有界},f... 本文基于Ekeland变分原理及非光滑局部Lipschitz泛函的Clarke广义梯度理论研究了经典强制性条件与张恭庆推广的PS型条件之间的关系.特别地,本文证明:若X是Banach空间且令L_(λ)(f)■{x∈X:f(x)≤λ},λ_(0)■sup{λ∈R:L_(λ)(f)有界},f∈C^(1-0)(X,R)有下界且满足(CPS)_(λ_(0))条件,则f是强制的. 展开更多
关键词 EKELAND变分原理 局部Lipschitz泛函 cps条件 强制性条件
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基于主动学习的电力CPS虚假数据分层过滤方法 被引量：1
9
作者 常荣 李松霖 《电子设计工程》 2025年第4期133-136,141,共5页
CPS虚假数据超量累积会造成电力网络响应速率降低,为避免上述情况的发生,实现对虚假数据对象的快速处理,设计基于主动学习的电力CPS虚假数据分层过滤方法。完善主动学习算法流程,并制定电力CPS虚假数据提取方案。定义电网CPS虚假数据分... CPS虚假数据超量累积会造成电力网络响应速率降低,为避免上述情况的发生,实现对虚假数据对象的快速处理,设计基于主动学习的电力CPS虚假数据分层过滤方法。完善主动学习算法流程,并制定电力CPS虚假数据提取方案。定义电网CPS虚假数据分配原则,根据分层状态估算条件确定过滤参数取值范围,完成基于主动学习的电力CPS虚假数据分层过滤方法的设计。实验结果表明,采用该方法可将CPS虚假数据单位累积量控制在6.2×10^(13)Mb之下,解决了由虚假数据超量累积造成的电力网络响应速率过慢的问题。 展开更多
关键词 主动学习 电力cps虚假数据 分层过滤 分层状态 数据超量
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基于状态缓存的电力CPS攻防仿真平台构建方法
10
作者 朱卫平 魏兴慎 刘增稷 《中国测试》 北大核心 2025年第S1期229-236,共8页
电力信息物理系统(Cyber Physical Systems, CPS)面临新的安全挑战,亟需深入研究其攻防机制。现有的电力CPS仿真平台多存在仿真精度与效率难以兼顾、信息系统与物理系统耦合度不足等问题。本文提出了一种基于状态缓存的电力CPS攻防仿真... 电力信息物理系统(Cyber Physical Systems, CPS)面临新的安全挑战,亟需深入研究其攻防机制。现有的电力CPS仿真平台多存在仿真精度与效率难以兼顾、信息系统与物理系统耦合度不足等问题。本文提出了一种基于状态缓存的电力CPS攻防仿真平台。该平台通过引入状态缓存机制,在保证仿真精度的同时显著提升了仿真效率;提出了网络边界节点,实现了信息系统与物理系统间的多节点耦合与数据映射。在新英格兰39节点系统的验证实验中,本平台成功模拟了对抗攻击场景下系统的响应过程。实验表明,攻击者通过对节点28和36注入精心设计的攻击向量,成功干扰了暂态稳定预测算法,导致系统错误切除发电机G2,造成节点6和31处257.97MVA负荷失电,验证了该平台在分析电力CPS攻防过程中的有效性。 展开更多
关键词 电力cps 数据驱动 网络攻击 网络安全 攻防仿真
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基于双域多项式框架的随机非线性CPS安全增益调度方法
11
作者 解相朋 邵邢晨 《信息网络安全》 北大核心 2025年第12期1889-1900,共12页
在非线性信息物理系统(CPS)中,随机突变与非线性特性通常同时存在,并受到复杂转移概率与网络攻击的干扰,这为系统的安全与稳定控制带来了严峻挑战。文章提出一种基于双域多项式框架的随机非线性CPS安全增益调度方法,该方法结合模糊建模... 在非线性信息物理系统(CPS)中,随机突变与非线性特性通常同时存在,并受到复杂转移概率与网络攻击的干扰,这为系统的安全与稳定控制带来了严峻挑战。文章提出一种基于双域多项式框架的随机非线性CPS安全增益调度方法,该方法结合模糊建模与马尔可夫跳变系统建立模型,更精确地刻画非线性动态与随机突变行为。在结构域中引入多胞体重构策略,将不精确和部分未知的转移概率转化为多胞体形式,以克服传统方法在复杂概率环境下的局限性。在控制设计域中,利用齐次多项式Lyapunov函数和控制器结构,有效降低设计保守性并提升鲁棒性。理论分析结果表明,该方法在拒绝服务攻击下仍可保证指数均方稳定性与预设性能指标。仿真结果进一步验证了文章所提方法的有效性,显示其在可行解域扩展和性能指标优化方面均优于现有方法,能够为复杂概率与网络威胁环境下的工业CPS安全控制提供一种可行的解决方案。 展开更多
关键词 cps 马尔可夫跳变系统 模糊系统 DOS攻击
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物流CPS:下一代智能化物流系统的实现与挑战 被引量：8
12
作者 赖明勇 金常飞 +1 位作者 聂凯 赵俊华 《系统工程》 CSSCI CSCD 北大核心 2011年第4期60-65,共6页
智能化是下一代物流系统的发展方向,而物流作业系统和物流信息系统的协调一致是实现物流系统智能化的关键。信息物理融合系统(Cyber Physical System,简写为CPS)是一个深度融合信息要素和物理要素的复杂系统,利用计算(Computation)、通... 智能化是下一代物流系统的发展方向,而物流作业系统和物流信息系统的协调一致是实现物流系统智能化的关键。信息物理融合系统(Cyber Physical System,简写为CPS)是一个深度融合信息要素和物理要素的复杂系统,利用计算(Computation)、通信(Communication)和控制(Control)等技术的有机结合与深度协作,实现对大规模互联物理系统的实时监视、仿真、分析和控制,被视为未来工业系统的基础。本文在已有物流系统的基础上,结合CPS的特点,提出构建物流CPS作为下一代物流系统的基本架构。本文首先介绍CPS的基本概念,然后提出了物流CPS的体系结构和关键技术,最后从物流CPS的建模方法、海量信息采集技术、优化方法、控制技术和标准化等方面讨论了今后物流CPS研究中所面对的主要挑战。 展开更多
关键词 智能化物流系统 信息物理融合系统(cps) 物流cps
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关于华东电网实行SCPS的探讨 被引量：5
13
作者 贾燕冰 高翔 +1 位作者 高伏英 严正 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期103-107,共5页
华东电网引入北美电力可靠性委员会(NERC)的控制性能标准(CPS)起到了改善系统频率控制性能的作用,但现行的控制标准中并未对发电机组自动发电控制(AGC)性能予以约束。文中介绍了NERC推行的发电机组评价标准——服务提供者控制性能指标(S... 华东电网引入北美电力可靠性委员会(NERC)的控制性能标准(CPS)起到了改善系统频率控制性能的作用,但现行的控制标准中并未对发电机组自动发电控制(AGC)性能予以约束。文中介绍了NERC推行的发电机组评价标准——服务提供者控制性能指标(SCPS),分析了该指标的特点,探讨了华东电网实行SCPS的可行性。该指标的推行将有助于统一华东电网内发电机对于电网频率控制贡献度的评价标准,提高各发电机组改善电网频率控制性能的积极性,改善华东电网的频率质量及系统的频率控制特性。 展开更多
关键词 频率控制 自动发电控制(AGC) 供应控制偏差(SCE) 服务提供者控制性能指标(Scps) 控制性能标准(cps)
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浙江电网联络线功率交换考核指标(CPS)优化研究 被引量：8
14
作者 赵良 王涛 张锋 《浙江电力》 2004年第6期22-25,34,共5页
详细介绍了华东电网联络线功率交换考核指标CPS1、CPS2的具体标准 ,分析了浙江电网功率交换调节(即守口)的特殊情况和难点 ,并就控制地区小火电方式、考虑电网实际负荷追踪能力的超短期负荷预测 ,基于统计分析的CPS控制策略进行了分析 ... 详细介绍了华东电网联络线功率交换考核指标CPS1、CPS2的具体标准 ,分析了浙江电网功率交换调节(即守口)的特殊情况和难点 ,并就控制地区小火电方式、考虑电网实际负荷追踪能力的超短期负荷预测 ,基于统计分析的CPS控制策略进行了分析 ,提出了具体的优化应对方法。 展开更多
关键词 cps1 cps2 SPSS 小火电 调节因子 相关系数
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电力CPS中基于数字孪生的跨域攻击仿真与防御验证平台
15
作者 辛维亚 《计算机应用文摘》 2025年第16期214-216,共3页
随着电力信息物理系统(Cyber-PhysicalSystem,CPS)的深度融合,其面临的跨域攻击威胁日益严峻。数字孪生技术为电力CPS的跨域攻击仿真与防御验证提供了新思路。文章提出一种基于数字孪生的电力CPS跨域攻击仿真与防御验证平台,通过构建电... 随着电力信息物理系统(Cyber-PhysicalSystem,CPS)的深度融合,其面临的跨域攻击威胁日益严峻。数字孪生技术为电力CPS的跨域攻击仿真与防御验证提供了新思路。文章提出一种基于数字孪生的电力CPS跨域攻击仿真与防御验证平台,通过构建电力CPS的数字孪生体,模拟跨域攻击场景,验证防御策略的有效性。实验结果表明,该平台能够准确模拟跨域攻击过程,有效评估防御策略的性能,为电力CPS的安全防护提供了有力支持。 展开更多
关键词 电力cps 数字孪生 跨域攻击 仿真验证 防御策略
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CPS模型介入孤独症儿童电子绘本的设计研究
16
作者 佘慧莉 王思雯 +1 位作者 蒋文婷 蒋瑜 《宿州学院学报》 2025年第8期51-56,共6页
创造性问题解决模型是一种提升儿童学习能力的重要教育干预方法。文本将CPS模型中理解挑战、生成想法、准备行动、落实方案四要素与绘本内容、互动设计和艺术活动相互映射,进行电子绘本创新设计。为了验证效果,团队公开招募24名孤独症... 创造性问题解决模型是一种提升儿童学习能力的重要教育干预方法。文本将CPS模型中理解挑战、生成想法、准备行动、落实方案四要素与绘本内容、互动设计和艺术活动相互映射,进行电子绘本创新设计。为了验证效果,团队公开招募24名孤独症儿童进行干预实验。结果表明,两种教育方法对孤独症儿童的社会化功能提升均有效果,而CPS模型设计的电子绘本对被试者的社交、感知觉及健康行为有更好提升。基于以上研究,文本总结出CPS模型介入孤独症儿童电子绘本的设计要点,以期探索数字赋能孤独症儿童艺术治疗的干预新范式,促进艺术治疗的高质量发展。 展开更多
关键词 孤独症儿童 cps教育模型 电子绘本 设计转译 教育干预
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基于CPS模型的小学数学教学实践优化策略研究
17
作者 崔磊 《故事家(上)》 2025年第35期0118-0120,共3页
本研究聚焦创造性问题解决模型在小学数学教育中的效能提升路径。通过解析该模型的理论内核,结合小学阶段数学学科的教学特性,选取典型课例进行分析。研究发现,该模型的引入能有效激活学生的学习内驱力,增强学生问题分析与解决的综合能... 本研究聚焦创造性问题解决模型在小学数学教育中的效能提升路径。通过解析该模型的理论内核,结合小学阶段数学学科的教学特性,选取典型课例进行分析。研究发现,该模型的引入能有效激活学生的学习内驱力,增强学生问题分析与解决的综合能力,进一步从教学目标精细化、教学流程创新化、评价反馈动态化等维度,提出具体的教学改进方案。基于实践案例的验证表明,依托创造性问题解决框架的教学实践,能够切实优化小学数学课堂的教学成效,为相关教学改革提供具有操作性的经验参照。 展开更多
关键词 cps模型 小学数学 教学实践 优化策略
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基于CPS视角探讨智能煤矿建设
18
作者 张贵文 《科技创新与应用》 2025年第17期34-39,共6页
针对数字矿山向智能矿山发展过程中信息关联层次不清晰、框架结构不完善、缺少智能决策依据及有效控制方法的问题,建立智能煤矿CPS系统架构,提出智能煤矿信息实体建模技术、三维空间建模技术,以智能通风为例论证智能煤矿CPS系统的实用性。
关键词 智能煤矿 信息物理系统 实体建模 三维空间建模 cps视角
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基于CPS的烟支外观缺陷检测应用
19
作者 曹正良 王琴 叶纪华 《中国包装》 2025年第6期25-27,共3页
烟支外观质量对卷烟产品质量有关键影响,目前主要依靠操作工、质检员进行离线抽样检测,无法对质量缺陷烟支进行实时处置,因此创新性地引入信息物理系统(CPS)技术,构建了一套高效且完备的烟支外观缺陷检测应用体系。通过实际应用案例的... 烟支外观质量对卷烟产品质量有关键影响,目前主要依靠操作工、质检员进行离线抽样检测,无法对质量缺陷烟支进行实时处置,因此创新性地引入信息物理系统(CPS)技术,构建了一套高效且完备的烟支外观缺陷检测应用体系。通过实际应用案例的深入分析与验证,结果清晰表明,该应用体系能够显著提升烟支外观质量水平,大幅增强设备运行效率。 展开更多
关键词 cps 烟支外观缺陷检测 流式计算 预警机制
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基于CPS模型指向科学探究素养形成的中学物理教学初探——以“分子的大小”为例
20
作者 蔡紫轩 《物理通报》 2025年第7期65-68,共4页
本研究引入了引导学习者从问题出发,经探索解决、设计细化过程等步骤,通过先发散思维后聚合思维来解决问题的“创造性问题解决模型”(即CPS模型),为中学物理课堂赋能.研究剖析了模型中的四成分、八阶段与中学生科学探究素养发展过程的... 本研究引入了引导学习者从问题出发,经探索解决、设计细化过程等步骤,通过先发散思维后聚合思维来解决问题的“创造性问题解决模型”(即CPS模型),为中学物理课堂赋能.研究剖析了模型中的四成分、八阶段与中学生科学探究素养发展过程的内在联系.以“分子的大小”一课为例,探索如何通过CPS模型助力物理实验教学,促进物理学科核心素养的养成. 展开更多
关键词 cps模型 核心素养 分子
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