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出版者:Addison-Wesley Professional

作者:Eric Newcomer

出品人:

页数:368

译者:

出版时间:2002-05-23

价格:USD 44.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780201750812

丛书系列:

图书标签:

• 编程
• 小布的网站技术
• Jolt
• Web Services
• SOAP
• REST
• XML
• WSDL
• UDDI
• Web API
• Distributed Systems
• Service-Oriented Architecture
• Integration

《数字孪生：从理论到实践的全面指南》 本书简介 在信息技术飞速发展的今天，物理世界与数字世界的融合已成为驱动产业变革的核心动力之一。本书《数字孪生：从理论到实践的全面指南》旨在为读者提供一个深入、系统且实用的数字孪生（Digital Twin）技术蓝图。我们不再满足于将数字孪生视为一个抽象的概念或单一的技术堆栈，而是将其视为一个跨越多个学科、涉及复杂系统工程的集成化解决方案。 本书的结构设计旨在引导读者从宏观的战略层面理解数字孪生的价值，逐步深入到微观的技术实现细节，最终落脚于具体的行业应用和未来展望。我们相信，只有全面掌握其底层逻辑、构建框架以及应用场景，才能真正驾驭这一颠覆性的技术。 --- 第一部分：数字孪生的基石与哲学（The Foundation and Philosophy） 本部分将奠定读者对数字孪生的核心理解，区分其与传统模拟、监控系统的本质差异。 第一章：定义与演进——超越模型的范畴 本章首先界定了数字孪生的精确定义，强调其区别于传统仿真（Simulation）、模型（Model）和实时监控（Monitoring）的关键特征：双向连接性（Bi-directional Connectivity）和生命周期同步性（Life-cycle Synchronization）。我们将追溯数字孪生概念的起源，从NASA的“阿波罗计划”中的镜像系统，到现代工业4.0的驱动力。 核心概念辨析： 区分物理模型、数字模型、数字阴影（Digital Shadow）和数字孪生。 关键特性分析： 实时性、保真度（Fidelity）、可操作性（Operability）。 技术成熟度模型（DTMM）： 构建一个评估组织当前数字孪生实施水平的框架，帮助企业定位自身所处的阶段（如：描述性孪生、诊断性孪生、预测性孪生、规范性孪生）。 第二章：理论框架与架构模型 理解数字孪生需要一个清晰的架构蓝图。本章详细剖析了目前业界主流的数字孪生参考架构，无论是MIMOSA、NASA还是工业互联网联盟（IIC）提出的模型，它们都围绕着数据流、模型层、服务层和用户界面的核心组件。 五层架构模型详解： 从物理资产层到数字服务层，每一层的功能、输入与输出。 数据驱动的核心： 探讨数据集成在数字孪生中的核心地位，包括数据采集、清洗、标准化和语义化。 跨域集成挑战： 工业控制系统（OT）与信息技术系统（IT）之间的数据壁垒与融合策略。 --- 第二部分：构建数字孪生的技术栈（The Technical Stack） 本部分是本书的技术核心，深入探讨支撑数字孪生运行的各项关键技术。 第三章：传感、连接与边缘计算 数字孪生依赖于“感知”物理世界的能力。本章关注如何高效、可靠地捕获物理世界的数据。 异构数据采集： 探讨包括IIoT传感器、RFID、激光雷达（LiDAR）以及机器视觉在内的多种数据源的集成技术。 网络拓扑与协议： 深入研究MQTT、OPC UA、TSN（时间敏感网络）在构建低延迟、高可靠孪生连接中的应用。 边缘智能（Edge Intelligence）： 分析在边缘侧进行数据预处理、实时决策和模型推断的重要性，以满足数字孪生的实时性要求。讨论边缘计算网关的设计与部署。 第四章：建模、仿真与可视化 数字孪生的“灵魂”在于其高保真度的模型。本章详细阐述了如何创建和维护一个能够精确反映物理实体行为的数字模型。 多物理场建模技术： 介绍有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）等传统仿真技术如何与数字孪生结合。 基于数据驱动的建模： 探讨机器学习和深度学习在构建“黑箱”或“灰箱”模型中的作用，特别是在无法完全解析物理规律的复杂系统中。 实时同步与校准： 讲解如何利用实时数据对静态仿真模型进行持续的在线校准（Online Calibration），以确保数字孪生模型与物理实体状态保持同步。 第五章：数据存储、管理与安全 数字孪生是数据的“活化石”和“实时流”。如何高效管理其庞大且时序性的数据，并确保其安全至关重要。 时序数据库（TSDB）的应用： 为什么传统关系型数据库难以支撑海量时序数据，并详细介绍InfluxDB、TimescaleDB等在孪生数据管理中的优势。 数据湖与数据中台： 构建支撑多模型、多场景分析的数据基础设施。 孪生体的安全与信任机制： 从数据源头（传感器认证）到模型传输（加密协议），再到访问控制（零信任架构），构建端到端的安全防护体系。探讨区块链技术在数据溯源和确保模型完整性方面的潜力。 --- 第三部分：数字孪生的应用与未来（Application and Future Trajectories） 本部分将理论和技术转化为可操作的解决方案，并展望数字孪生的发展方向。 第六章：数字孪生在不同生命周期阶段的应用 数字孪生贯穿资产的整个生命周期——从设计、制造、运行到退役。本章分别剖析其在不同阶段的核心价值。 设计优化阶段： 虚拟验证与迭代加速，降低物理原型制作成本。 制造与装配阶段： 生产流程的实时监控、节拍优化与质量控制。 运维与服务阶段： 预测性维护（PdM）、远程诊断与资产性能优化（APM）。 退役规划： 资源回收价值评估与环境影响预测。 第七章：行业深度解析：从智能工厂到智慧城市 本书精选了几个对数字孪生依赖度极高的行业进行深度剖析。 智能制造（Smart Manufacturing）： 聚焦于生产线的全要素数字化（人、机、料、法、环）集成，实现柔性制造和OEE最大化。 智慧基础设施（Smart Infrastructure）： 探讨桥梁、风电场等大型资产的结构健康监测（SHM）与寿命预测。 智慧医疗与生命体征孪生： 讨论患者生理模型的构建与个性化治疗方案的虚拟测试。 第八章：迈向自主与协同的未来 展望数字孪生的未来趋势，重点关注其与人工智能、自主系统的集成。 规范性孪生（Prescriptive Twins）： 讨论如何利用强化学习（RL）驱动的孪生体，自动生成并执行最优决策，实现真正的“自我修复”或“自我优化”。 系统之系统孪生（System-of-Systems Twins）： 探讨如何将分散的、独立的资产孪生体进行协同集成，形成更宏大的城市级、供应链级的数字孪生网络。 人机共生界面： 探讨增强现实（AR）/虚拟现实（VR）在数字孪生操作界面中的角色，实现工程师与物理实体之间更直观的交互。 --- 本书特色 本书不仅提供了翔实的理论阐述，更嵌入了大量的实践案例分析、架构图解和关键技术选型建议。内容组织上避免了对单一软件或平台的过度依赖，而是侧重于可迁移的、跨平台的通用原理和方法论，确保读者能够将所学知识灵活应用于任何特定的行业场景中。本书是工程师、系统架构师、技术决策者以及希望深入了解下一代工业信息化的研究人员的必备参考手册。

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“Understanding Web Services”这本书，不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的向导，带领我穿越Web Services的复杂丛林。我一直对如何实现不同平台、不同语言之间的无缝通信感到困惑，而这本书的出现，正好解决了我的痛点。作者在介绍WS-*标准系列时，那种循序渐进的讲解方式，让我对SOAP协议的扩展性有了更深的认识。他详细阐述了WS-Addressing、WS-Security、WS-ReliableMessaging等标准如何在SOAP的基础上，为Web Services增加了路由、安全性和可靠性等高级功能，这让我看到了Web Services在企业级应用中的强大生命力。

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“Understanding Web Services”这本书，以一种我从未想过的方式，将原本对我而言晦涩的技术概念变得清晰可见。我一直对各种API文档中的术语感到困惑，而这本书的作者，却以一种极其生动的语言，将这些概念逐一破解。他对于HTTP状态码的解读，远不止是简单的罗列，而是深入分析了每个状态码背后的含义，以及它们在Web Services通信中的作用，例如200 OK代表成功，404 Not Found表示资源不存在，500 Internal Server Error预示着服务器端的问题。这种细致入微的讲解，让我能够更好地理解和排查Web Services在实际运行中可能遇到的问题。

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老实说，我之前对Web Services的了解仅停留在“听过”的程度，对具体的实现细节一无所知，也从未想过它会对我的工作产生如此直接的影响。然而，这本书，名为“Understanding Web Services”，却以一种令人惊叹的方式，将这个看似遥远的技术领域拉近到了我的身边。我必须说，作者在解释XML在Web Services中的作用时，真是达到了出神入化的地步。他不仅详细讲解了XML的基本结构和解析方式，更通过分析SOAP消息的构成，让我清晰地看到了数据如何在客户端和服务器之间传递、封装和解耦。这让我茅塞顿开，明白了为什么XML在早期的Web Services中如此重要，以及它所带来的结构化和可扩展性。

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这本书让我对Web Services的理解达到了一个前所未有的深度，远超我最初的预期。原以为这会是一本偏向理论的书籍，充斥着各种技术文档的枯燥论述，但事实证明我大错特错。“Understanding Web Services”巧妙地将理论与实践相结合，通过大量的实际案例和代码片段，将抽象的Web Services概念具象化。我尤其欣赏作者在介绍RESTful Web Services部分的处理方式，他并没有简单地罗列HTTP动词，而是通过模拟一个简单的博客应用，展示了如何利用GET、POST、PUT、DELETE等HTTP方法来操作资源，并详细解释了每个操作背后的逻辑和数据交换格式（如JSON）。这不仅仅是代码的堆砌，更是一种思维方式的引导，让我明白了为什么RESTful设计能够如此流行，以及它在实际开发中能带来的巨大优势。

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这本书，名为“Understanding Web Services”，仿佛是一扇通往全新技术世界的窗户，让我得以窥见互联网深层运作的奥秘。在我阅读之前，我所理解的“服务”仅仅是简单的API调用，然而，作者通过对各种Web Services安全机制的深入剖析，让我对这个领域的复杂性和严谨性有了全新的认识。他详细讲解了SSL/TLS在保障通信安全中的作用，以及如何利用OAuth 2.0等授权协议来管理第三方应用程序的访问权限，这让我深刻体会到，在开放互联的Web Services世界中，安全绝非可有可无的选项，而是构建信任和保障用户数据的基石。

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这本书，名为“Understanding Web Services”，让我对这个看似高深莫测的技术领域产生了由衷的赞叹。在我翻阅它之前，我仅仅将Web Services看作是客户端与服务器之间进行数据交互的一种方式，然而，作者通过对Web Services性能优化和可扩展性设计的深入探讨，让我看到了这个领域的无限可能。他详细介绍了缓存策略、异步处理、负载均衡以及API网关等技术，如何帮助我们构建高性能、高可用、可伸缩的Web Services。这本书不仅提升了我对Web Services的理论认知，更给了我实际操作和优化Web Services的宝贵指导。

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当我拿起“Understanding Web Services”这本书时，我的脑海里充斥着对“服务”这个词的模糊印象，以及对“Web”的片面理解。然而，这本书就像一盏明灯，为我拨开了层层迷雾。作者以一种非常富有逻辑性的方式，从最基础的“什么是Web Services”开始，循序渐进地引导我认识到它们在现代软件架构中的核心地位。我惊喜地发现，作者并没有局限于仅仅介绍SOAP和REST这两种主要的Web Services通信协议，而是更深入地探讨了它们各自的优缺点，以及在不同场景下的适用性。尤其让我印象深刻的是，他花了不少篇幅讲解了WSDL（Web Services Description Language）和UDDI（Universal Description, Discovery, and Integration）的原理和作用，这让我明白了Web Services是如何实现可发现性和互操作性的，这对于构建分布式系统至关重要。

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一本让我沉醉其中的书，书名是“Understanding Web Services”。我拿到这本书的时候，只是抱着一点点的好奇心，想了解一下这个“Web Services”到底是什么，是不是真的像网上说的那样，是构建现代互联网应用的基础。然而，当我翻开第一页，我就知道，这不仅仅是好奇心驱使，更是一种探索未知的渴望被点燃了。作者的写作风格非常独特，他没有一开始就抛出大量晦涩的技术术语，而是以一种非常平实，甚至可以说是娓娓道来的方式，将Web Services的起源、发展以及核心概念一点点展现在我眼前。我特别喜欢他通过一些生动形象的比喻来解释抽象的概念，比如将Web Services比作不同餐厅之间互相发送订单的系统，每个餐厅（应用程序）都有自己的菜单（API），但他们可以使用一种通用的语言（SOAP或REST）来互相理解和交流。这种方式让我这个初学者感觉一点压力都没有，反而激发了我进一步深入学习的兴趣。

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我一直以为Web Services是程序员的专属领域，离我这个非技术背景的人很远，但“Understanding Web Services”这本书彻底颠覆了我的认知。作者以一种非常接地气的方式，从一个更高的层面，阐述了Web Services的意义和价值。我特别喜欢他对“服务导向架构（SOA）”的解读，他没有用过于学术化的语言，而是通过一个大型企业内部不同部门如何通过Web Services进行信息共享和协同工作的例子，让我直观地理解了SOA是如何提高企业效率、降低集成成本的。这本书让我意识到，Web Services不仅仅是技术实现，更是一种构建现代化、灵活、可扩展业务系统的战略思维。

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我原本对“Web Services”这个词汇充满敬畏，觉得它离我的实际工作很遥远，直到我翻开了“Understanding Web Services”这本书。作者以一种非常智慧的笔触，让我看到了Web Services在微服务架构中的重要性。他通过对比传统的单体应用与微服务架构的优劣，并着重讲解了微服务之间如何通过轻量级的Web Services（特别是RESTful API）进行通信、数据交换和协调，让我深刻理解了微服务带来的灵活性、可伸缩性和故障隔离能力。这本书让我明白，Web Services不仅仅是构建大型分布式系统的基石，更是实现敏捷开发和持续交付的关键驱动力。

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