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出版者:北京

作者:祁有红//祁有金

出品人:

页数:220

译者:

出版时间:2009-6

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787200077308

丛书系列:

图书标签:

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《数字孪生与智能制造：构建面向未来的工业体系》 作者： 王建华 出版社： 机械工业出版社 字数： 约480页 内容简介： 本书深入探讨了数字孪生（Digital Twin）技术在现代制造业中的前沿应用与未来发展趋势。在当前全球工业正经历深刻变革，迈向工业4.0和智能制造的浪潮中，如何实现物理实体与数字世界的高效映射、实时交互和协同优化，成为企业提升核心竞争力的关键。本书旨在为工程技术人员、企业管理者、科研工作者以及相关专业学生提供一个全面、系统且具有实践指导意义的参考框架。 第一部分：数字孪生的理论基础与核心概念 本部分首先界定了数字孪生的内涵与外延，将其置于工业互联网、物联网（IoT）、大数据和人工智能的宏大背景下进行解析。我们详细阐述了数字孪生模型的三个核心组成部分：物理实体、虚拟模型以及连接两者的数据流。区别于传统的仿真或三维建模，数字孪生强调的是实时性、动态性与双向交互性。 我们系统梳理了构建数字孪生的关键技术路径，包括高精度传感器的应用、边缘计算在数据预处理中的作用，以及基于云计算的复杂模型管理。此外，本书特别关注了多尺度、多物理场耦合的建模挑战，涵盖了从单个零部件级、设备级，到产线级乃至整个工厂级的不同层次的孪生体构建方法论。理论部分强调了数据模型标准化和本体论构建的重要性，为后续的系统集成打下坚实基础。 第二部分：数字孪生在产品生命周期中的应用 数字孪生的价值贯穿了产品的概念设计、研发、制造、运营维护直至报废的全生命周期。本书通过丰富的案例分析，展示了数字孪生如何赋能各个阶段的效率飞跃。 在产品设计与验证阶段，我们展示了如何利用高保真度的虚拟模型进行虚拟调试（Virtual Commissioning），大幅缩短新产品上市时间，并降低物理原型测试的成本和风险。通过集成有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）等专业仿真工具，设计人员能够在数字空间内对极端工况进行充分验证。 在智能制造与生产控制阶段，这是本书的重点之一。我们详述了如何构建车间级数字孪生系统，实现生产资源的动态调度与优化。例如，如何通过孪生体实时监控设备健康状态（PHM），预测潜在故障，并自动调整生产计划以规避停机风险。虚拟调试的应用不仅限于设备本身，更扩展到工艺流程的优化，如柔性生产线的布局调整、物料搬运路径的最优化配置等，确保生产系统的高柔性、高效率和低能耗。 在产品运维与服务阶段，本书探讨了“孪生即服务”（Digital Twin as a Service）的商业模式。通过将产品在用户使用场景中的数据反馈回制造商的数字孪生模型，实现了远程诊断、预测性维护以及产品性能的持续改进。这使得制造商能够从单纯的产品销售者转变为提供全生命周期解决方案的服务商。 第三部分：支撑技术栈的深入剖析 构建一个成熟的数字孪生系统，需要一套坚实的技术栈支撑。本书对这些关键技术进行了深入的技术解析： 1. 工业通信与数据集成： 重点分析了OPC UA、TSN（时间敏感网络）等标准在工业现场数据采集中的应用，以及如何利用工业互联网平台进行跨域数据融合。 2. AI驱动的孪生智能： 阐述了如何将机器学习（ML）和深度学习（DL）模型嵌入到数字孪生体中，使其具备自主学习和决策能力。例如，利用强化学习优化复杂的制造参数集，或利用异常检测算法在海量运行数据中快速识别早期偏差。 3. 可视化与人机交互： 探讨了增强现实（AR）、虚拟现实（VR）技术在数字孪生可视化中的应用，如何通过沉浸式界面，使现场工程师能够更直观地理解复杂的系统状态和执行远程指导。 4. 安全与信任： 鉴于数字孪生涉及核心生产数据，本书专门开辟章节讨论了数据安全、模型可信度验证以及区块链技术在确保工业数据溯源和完整性方面的潜在作用。 第四部分：实施路径、挑战与未来展望 本书的最后一部分聚焦于企业在数字化转型过程中实施数字孪生所面临的实际挑战，包括高昂的初期投入、遗留系统的集成难度、跨部门的数据壁垒以及专业人才的缺乏。我们提供了一套分阶段、渐进式的实施路线图建议，帮助企业从局部试点逐步扩展到全价值链覆盖。 展望未来，本书预测了数字孪生将向“智能数字孪生”（Intelligent Digital Twin）演进，其核心特征是更强的自主性、认知能力和跨系统协作能力。例如，不同工厂、不同产品线之间的数字孪生体将形成一个“孪生网络”，实现宏观层面的资源协同和全球供应链的弹性优化。 总结： 《数字孪生与智能制造》不仅仅是一本技术手册，更是一本面向工业未来蓝图的战略指南。它以严谨的理论为基础，结合丰富的工程实践案例，旨在帮助读者掌握构建和应用新一代智能制造系统的核心能力，从而在全球竞争中占据先机。本书对构建企业未来核心竞争力具有重要的指导和参考价值。

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拆分成一个个讲座，搭配案例看上去会说服力强些，安全管理要落实的层面都说了，但与实际生产的冲突困难，还是没能采取太现实的解决方案。

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读过最“平易近人”的安全管理书籍，作者以贴近一线员工的口吻对安全管理的方方面面进行了深入浅出的介绍，可以当作是一场非常详细的员工安全培训。无论是对高层管理者，安全管理人员，还是一线员工都大有裨益。

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读过最“平易近人”的安全管理书籍，作者以贴近一线员工的口吻对安全管理的方方面面进行了深入浅出的介绍，可以当作是一场非常详细的员工安全培训。无论是对高层管理者，安全管理人员，还是一线员工都大有裨益。

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