Vrst 2000 Proceedings of the Acm Symposium on Virtual Reality Software pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Assn for Computing Machinery

作者:ACM Symposium on User Interface Software and Technology (COR)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:612.95元

装帧:Pap

isbn号码:9781581133165

丛书系列:

图书标签:

• Virtual Reality
• Software
• ACM
• Symposium
• Proceedings
• Computer Graphics
• Human-Computer Interaction
• VR
• Visualization
• Interactive Systems
• Conferences

《数字孪生：理论、方法与前沿应用》 ——探索虚拟与现实深度融合的未来图景 内容概要： 本书是一部全面而深入探讨数字孪生（Digital Twin）技术理论基础、关键方法论及其在多个行业前沿应用的综合性著作。它不仅梳理了数字孪生从概念萌芽到成为工业4.0核心驱动力的发展历程，更着重剖析了支撑这一技术体系构建的底层科学原理与工程实践。全书结构严谨，内容涵盖了数据采集与融合、高精度建模、实时仿真、状态预测与优化控制等核心环节，旨在为研究人员、工程师及行业决策者提供一个理解和应用数字孪生技术的全景视角。 第一部分：数字孪生的理论基石与概念演进 本部分首先界定了数字孪生的核心概念，明确区分了传统仿真模型、虚拟现实（VR）与数字孪生之间的本质区别。它深入探讨了数字孪生理论的哲学基础，强调其不仅仅是一个三维模型，而是物理实体在虚拟空间中的“动态、同步、可交互”的映射。 1.1 历史沿革与关键驱动力： 回顾了NASA在产品生命周期管理（PLM）中对“配对实体”的早期探索，以及物联网（IoT）、云计算、大数据分析和高级计算能力爆炸式增长如何共同催生了成熟的数字孪生技术栈。 1.2 孪生体的层次结构与架构： 提出了业界公认的数字孪生参考架构，包括物理实体层、数据感知层、孪生模型层、服务与应用层。重点分析了不同层级间的数据流、信息流和控制流的交互机制，特别是“感知-反馈”闭环的构建。 1.3 关键使能技术： 详述了支撑数字孪生的三大技术支柱：物理建模（基于第一性原理的建模）、数据驱动建模（基于AI和机器学习的方法）以及连接技术（5G/6G、边缘计算）。 第二部分：核心建模与仿真技术 本部分是本书的技术核心，详细介绍了如何构建高保真、高时效性的数字孪生模型。 2.1 多尺度、多物理场建模： 探讨了如何将不同尺度的物理现象（从微观的材料性能到宏观的系统行为）集成到一个统一的孪生模型中。内容涉及有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）的优化应用，以及如何利用模型降阶技术（MDO）确保实时性。 2.2 实时数据集成与同步机制： 聚焦于如何处理海量、异构、高频的传感器数据。详细介绍了时间同步协议、数据清洗与特征提取算法，以及如何利用区块链技术增强数据溯源性和安全性，确保虚拟模型与物理实体间的“真同步”。 2.3 行为模拟与预测算法： 阐述了如何利用先进的AI算法（如深度强化学习、图神经网络）来训练孪生模型，使其能够预测物理实体的未来状态、潜在故障点以及性能退化趋势。重点讨论了“What-If”场景分析与不确定性量化方法。 第三部分：跨行业前沿应用案例解析 本书通过多个深入的行业案例，展示了数字孪生从理论走向大规模工程实践的成熟路径。 3.1 智能制造与工业互联网： 聚焦于生产线和工厂级的数字孪生。案例分析了如何利用孪生体优化柔性生产调度、预测设备维护需求（PdM），以及实现跨地域资产的远程诊断与协同制造。 3.2 智慧城市与基础设施管理： 探讨了城市级数字孪生的构建挑战，包括交通流管理、能源网格的动态优化、公共安全模拟。重点分析了如何整合地理信息系统（GIS）数据与实时运行数据，形成城市“中枢神经系统”。 3.3 航空航天与复杂系统健康管理（SHM）： 深入剖析了对发动机、飞机结构进行全生命周期数字孪生管理的技术要求。强调了在极端工况下，孪生体在设计验证和在役性能评估中的决定性作用。 3.4 医疗健康领域的应用潜力： 探讨了“人体数字孪生”（Human Digital Twin）的概念，从器官级模拟到个体化治疗方案的制定，展示了数字孪生在精准医疗中的巨大潜力。 第四部分：挑战、安全与未来展望 最后一部分聚焦于数字孪生技术在规模化部署中面临的现实挑战及其长期发展方向。 4.1 安全性、隐私与互操作性挑战： 详述了由于数字孪生连接了物理世界与数字世界，所带来的网络安全风险（如对物理实体的远程攻击）。同时，讨论了不同供应商、不同行业标准之间数据交换和模型互操作性的技术壁垒。 4.2 边缘智能与去中心化孪生： 展望了随着边缘计算能力增强，数字孪生将如何从集中式云端架构向分布式、自治化的边缘孪生网络演进，以实现更快的响应速度和更强的系统韧性。 4.3 人机协作的未来： 探讨了增强现实（AR）和混合现实（MR）技术如何与数字孪生深度融合，为现场操作人员提供直观、沉浸式的指导和决策支持，最终实现人与智能系统的高效协同。 读者对象： 本书适合于从事高级工程设计、系统集成、工业软件开发的研究人员、高等院校相关专业的硕博研究生，以及寻求通过数字化转型提升企业运营效率的工程技术主管和企业高层管理者。通过阅读本书，读者将能够建立起对数字孪生技术的宏观认知和微观技术掌握，为实际的项目落地提供坚实的理论和实践指导。

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