模組 01 // NIST 微觀熱力學 ✕ 3D 數位雙生沙盒
多溫區連續式網帶爐熱焓分析 ✕ 質量平衡折抵模型
以嚴謹的微觀物理熱焓微分積分與質量平衡算式，取代歐盟查驗機構粗暴的總能耗平均分攤法。專為扣件球化退火、滲碳淬火等連續式工業網帶爐量身打造。
DIGITAL TWIN TELEMETRY // 3D WEBGL ENGINE
模組 02 // 物理第一性原理
第一性原理數理模型 ✕ NIST 高溫多項式
以微分熱平衡精確解構連續網帶爐之顯熱吸收、沃斯田鐵相變潛熱與空爐散熱。
2.1 四溫區熱焓分段微積分方程式 (Four-Zone Piecewise Integration)
總熱平衡控制方程式 (Global Energy Conservation)CBAM ANNEX IV
Q_net = m_steel × [∫(Cp_α dT) + ΔH_phase + ∫(Cp_γ dT)] - Q_recup將金屬扣件於爐內各溫區實收之顯熱（Sensible Heat）與相變潛熱（Latent Heat）嚴格分離，扣除預熱區熱交換器廢熱回收值（Q_recup），杜絕將全廠保溫耗能盲目灌入產品。
四溫區熱工分段邊界 (Z1-Z4 Thermal Zones)NIST SRD 69
Z1 預熱區 (25°C → 650°C):
Q_Z1 = m × ∫(Cp_α dT)Z2 加熱相變區 (650°C → 850°C):
Q_Z2 = m × [∫Cp dT + ΔH_γ]Z3 滲碳/固溶區 (850°C → 880°C):
Q_Z3 = m × ∫(Cp_γ dT) + Q_diffZ4 均熱保溫區 (880°C 平衡態):
E_loss_isolated (解耦)2.2 沃斯田鐵相變潛熱與 NIST Shomate 比熱參數表 (Alloy Thermodynamic Database)
| 合金鋼種 (Alloy Grade) | 奧氏體相變熱 (ΔH_γ) | 理論熱焓 (Q_i @ 880°C) | 直接製程碳足跡 (Scope 1) | 核定總 PCF (vs. 基準值) | 每噸 CBAM 減省 (€85/t) |
|---|---|---|---|---|---|
| SCM435 (鉻鉬合金鋼) | 18.4 kJ/kg (727°C → 880°C) | 648.2 kJ/kg | 0.412 kgCO2e/kg | 1.72 t (基準 2.35 t) | €108.80 / 噸 (省 NT$ 3,590) |
| 10B21 (含硼冷打鋼) | 16.8 kJ/kg (723°C → 850°C) | 612.4 kJ/kg | 0.389 kgCO2e/kg | 1.62 t (基準 2.20 t) | €117.30 / 噸 (省 NT$ 3,871) |
| 1045 (中碳鋼結構螺栓) | 17.5 kJ/kg (727°C → 860°C) | 635.8 kJ/kg | 0.405 kgCO2e/kg | 1.68 t (基準 2.28 t) | €112.20 / 噸 (省 NT$ 3,703) |
| SUS304 (奧氏體不銹鋼) | 22.1 kJ/kg (1050°C 固溶退火) | 785.6 kJ/kg | 0.518 kgCO2e/kg | 2.15 t (基準 2.90 t) | €72.25 / 噸 (省 NT$ 2,384) |
模組 03 // 學術方法論與邊界防禦
學術方法論與工程物理邊界說明
依據 NIST 熱力學資料庫、ISO 50001 能耗測試標準及歐盟 CBAM Annex IV 實測工藝歸因原則構建。
3.1 網帶布料與輻射遮蔽η_pack = 0.85
薄層鋪料輻射熱阻修正
網帶布料模型採用薄層鋪料假設，導入工藝有效堆積因子（η_pack = 0.85），精確修正底層扣件受熱遮蔽效應與離散扣件床層之接觸熱阻，確保模擬溫度場與爐內熱電偶實測誤差小於 1.5%。
3.2 空爐基線熱損實測ISO 50001 / GB/T 13338
空轉保溫消耗專利解耦
空爐基線熱損（E_loss）依據 ISO 50001 與 GB/T 13338 空爐保溫測試標準於 880°C 平衡態實測標定。連續爐保溫耗能（佔總能耗 22.4%）被合法解耦為廠區固定資產折舊，不計入單件扣件直接碳足跡。
3.3 質量守恆與廢鋼折抵殘差 < ±2.5%
Scope 3 前驅物循環扣抵
建立嚴格質量守恆平衡（投入盤元 100.0% = 成品 88.2% + 壓餅回爐 9.8% + 氧化燒損 2.0%）。冷壓邊角料回爐獲歐盟 CBAM Annex IV 認可，抵減前驅物高碳排，殘差誤差控制於 ±1.8%。
模組 04 // 企業實務應用與四維作戰指南
4D-Tech 企業四維作戰落地 SOP
數據科學 (算得出) ✕ 法律科技 (防得住) ✕ 監管科技 (省得下) ✕ 金融科技 (換得到) 完整閉環。
SOP 01 // 生產管理部
生管排程能耗精算
- 混爐批次最適化：同溫區鋼種集中連續進料，降低升降溫空耗。
- 網帶速度動態匹配：M4/M8/M16 幾何規格自動設定最佳滯留時間（45-90 分鐘）。
- 空爐損耗即時解耦：停機保溫能耗自動計入廠區攤銷，不堆疊至工單碳排。
SOP 02 // 外銷業務部
歐盟 CBAM 關稅避險與報價
- 破除 3.00 懲罰預設值：以 1.72 tCO2e/t 實測值取代歐盟高額懲罰碳係數。
- 單噸立省 €108.80 歐元：每 20 呎貨櫃（20 噸）為歐洲買家減省 €2,176 憑證成本。
- Annex IV 合規底冊一鍵匯出：無縫銜接歐盟海關申報系統 XML 格式。
SOP 03 // 法務與資安部
zk-SNARKs 營業秘密保護通關
- Groth16 零洩漏證明：證明排放數據真實性，100% 隱蔽盤元單價與電費單。
- 歐盟 Directive 2016/943 豁免：依法行使營業秘密抗辯權，拒絕惡意商業刺探。
- 第三方查核員預審鏈：上傳官方註冊庫前即完成密碼學不可篡改認證。
模組 05 // 開發者 API 規格與企業串接
連續爐熱力學求解器 API (REST & SDK)
將微觀熱力學第一性原理計算直接整合至企業 ERP、MES 或 ESG 供應鏈申報平台。
POST
v1.4.2/api/thermo/solveJSON Request Body (請求範本):
{
"alloy_grade": "SCM435",
"geometry_spec": "M8",
"batch_weight_kg": 5000,
"soak_temp_c": 880,
"residence_time_min": 60,
"scrap_recycle_pct": 90,
"ets_carbon_price_eur": 85.0,
"enable_zk_snark": true
}cURL 終端機快速呼叫:
curl -X POST https://www.cloudapps.org.tw/api/thermo/solve \
-H "Content-Type: application/json" \
-H "Authorization: Bearer YOUR_API_KEY" \
-d '{"alloy_grade":"SCM435","geometry_spec":"M8"}'JSON Response (計算輸出與確信憑證):200 OK (38ms)
{
"status": "success",
"thermodynamics": {
"enthalpy_kj_kg": 648.2,
"allocated_direct_pcf_kg_kg": 0.412,
"total_verified_pcf_t_t": 1.72,
"baseline_penalty_pcf_t_t": 2.35,
"pcf_correction_pct": "-22.4%"
},
"economic_defense": {
"ets_benchmark_eur": 85.0,
"cbam_savings_eur_ton": 108.80,
"cbam_savings_ntd_ton": 3590,
"batch_savings_ntd": 17950
},
"mass_balance": {
"product_pct": 88.2,
"scrap_briquetting_pct": 9.8,
"oxidation_loss_pct": 2.0,
"residual_error_pct": "±1.8%",
"iso14067_compliant": true
},
"zk_proof": {
"protocol": "Groth16",
"curve": "BN254",
"proof_hash": "0x7f9a2b8e...3c1d",
"directive_2016_943_ready": true
}
}