数字孪生及车间实践

图书标准信息

• 作者 陶飞；戚庆林；张萌；程江峰
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2021-11
• 版次 1
• ISBN 9787302589181
• 定价 79.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 纯质纸
• 页数 380页
• 字数 476.000千字

【内容简介】

本书内容大体可分三个部分：部分研究数字孪生的基本概念、发展历史、相关工作与应用，及建模方法等；第二部分结合数字孪生五维模型，提出数字孪生车间的概念，并对数字孪生车间构建、运行、迭代优化的关键技术，与基于数字孪生的车间设备健康管理、能效分析与优化、动态调度、实时控制、车间信息物理融合等理论方法进行分析与探讨；第三部分研究构建数字孪生车间原型系统。

【作者简介】

陶飞，北京航空航天大学航教授，研方向包括面向服务的智能制造、制造服务管理、绿色制造及数字孪生驱动的产品设计、制造及服务，在以上方向发表了100多篇学术论文并出版专著5部。

【目录】

第1篇数字孪生内涵及研究应用概况  

第1章数字孪生起源及内涵00

1.1哪里来： 数字孪生的起源00

1.2是什么： 数字孪生的概念00

1.3新理解： 数字孪生的理想特征0

1.4紧相关： 数字孪生的相近概念0

1.4.1数字孪生与CPS0

1.4.2数字孪生与虚拟仿真0

1.4.3数字孪生与虚拟样机0

1.4.4数字孪生与数字线程0

1.4.5数字孪生与数字影子0

1.4.6数字孪生与平行系统0

1.5有何用： 数字孪生的应用价值0

1.6谁可用： 数字孪生的适用准则0

本章小结0

参考文献0

第2章数字孪生学术研究现状0

2.1数字孪生国内外学术研究现状分析0

2.1.1发文量时间分布统计分析0

2.1.2发表论文国家分布统计分析0

2.1.3文献出版物分布统计分析0

2.1.4发表论文研究机构统计分析 0

2.1.5发表论文研究方向和高频关键词统计分析0

2.2数字孪生论文引用分析0

2.3数字孪生白皮书0

2.4数字孪生专利发展现状0

2.5数字孪生标准发展现状0

2.5.1数字孪生国内标准现状0

2.5.2数字孪生国际标准现状0

2.5.3数字孪生标准体系框架0

2.6数字孪生研究演进0

2.7数字孪生与智能制造服务学术会议0

2.8国内有关科技部门对数字孪生研究资助的情况0

本章小结0

参考文献0

第3章数字孪生工业应用0

3.1数字孪生在各领域中的应用概述0

3.1.1数字孪生 航空航天0

3.1.2数字孪生 汽车0

3.1.3数字孪生 电力0

3.1.4数字孪生 船舶0

3.1.5数字孪生 医疗0

3.1.6数字孪生 城市0

3.1.7数字孪生 建筑0

3.1.8数字孪生 农业0

3.1.9数字孪生 轨道交通0

3.1.10数字孪生 油气0

3.1.11数字孪生 港口0

3.1.12数字孪生 环境治理0

3.1.13数字孪生 机床0

3.1.14数字孪生 煤矿0

3.1.15数字孪生 地球0

3.2数字孪生在产品全生命周期中的应用0

3.2.1数字孪生驱动的产品设计0

3.2.2数字孪生驱动的智能制造0

3.2.3数字孪生驱动的服务0

3.3数字孪生在世界著名企业中的应用实践0

3.3.1西门子的数字孪生实践0

3.3.2ANSYS的数字孪生实践0

3.3.3达索的数字孪生实践0

3.3.4PTC的数字孪生实践0

3.3.5微软的数字孪生实践0

3.3.6空客的数字孪生实践0

3.3.7洛克希德·马丁公司的数字孪生实践0

3.3.8通用电气公司的数字孪生实践0

3.3.9MapleSoft公司的数字孪生实践0

3.3.10Bentley公司的数字孪生实践0

本章小结0

参考文献0

第2篇数字孪生理论技术体系

第4章数字孪生五维模型及理论思考

4.1数字孪生五维模型

4.1.1物理实体

4.1.2虚拟模型

4.1.3孪生数据

4.1.4服务

4.1.5交互连接

4.2数字孪生应用准则

4.3基于数字孪生五维模型的十大领域应用探索

4.3.1数字孪生卫星工程

4.3.2数字孪生船舶全生命周期管控

4.3.3数字孪生车辆抗毁伤评估

4.3.4数字孪生电厂智能管控

4.3.5数字孪生飞机起落架结构优化设计

4.3.6数字孪生复杂装备故障预测与健康管理

4.3.7数字孪生立体仓库

4.3.8数字孪生医疗

4.3.9数字孪生架车机

4.3.10数字孪生城市

4.4基于数字孪生五维模型的科学问题思考

本章小结

参考文献

第5章新一代信息技术使能数字孪生

5.1IT技术发展历程与新一代信息技术的内涵

5.2数字孪生与新一代信息技术的融合

5.2.1数字孪生与物联网

5.2.2数字孪生与大数据

5.2.3数字孪生与云雾边

5.2.4数字孪生与人工智能

5.2.5数字孪生与VR/AR/MR

5.2.6数字孪生与5G

5.2.7数字孪生与区块链

本章小结

参考文献

第6章数字孪生理论技术体系

6.1数字孪生的功能和技术体系

6.2数字孪生物理感知与控制技术

6.3数字孪生建模技术

6.3.1数字孪生模型构建准则

6.3.2数字孪生模型构建理论体系

6.4数字孪生数据管理技术

6.5数字孪生服务应用技术

6.6数字孪生连接技术

本章小结

参考文献

第7章数字孪生工具体系

7.1数字孪生中物理实体相关工具

7.2数字孪生中建模相关工具

7.3数字孪生中数据管理工具

7.4数字孪生中服务应用工具

7.5数字孪生中连接相关工具

7.6综合性工具

本章小结

参考文献

第3篇数字孪生车间 

第8章数字孪生车间概念

8.1从制造到智造

8.1.1制造的发展历程

8.1.2智能制造战略对比

8.1.3智能制造的核心内涵

8.2制造车间的发展历程

8.3数字化车间的理论及应用研究

8.3.1车间制造物联

8.3.2车间建模仿真

8.3.3车间虚实交互

8.3.4车间数据融合

8.3.5车间智能服务

8.4数字孪生车间的概念、运行机制及关键技术

8.4.1数字孪生车间概念模型

8.4.2数字孪生车间运行机制

8.4.3数字孪生车间的特点

8.4.4数字孪生车间关键技术

本章小结

参考文献

第9章数字孪生车间设备故障预测与健康管理

9.1设备故障预测与健康管理研究概述

9.2设备故障预测与健康管理问题分析

9.3数字孪生增强的设备故障与健康管理方法

9.4数字孪生增强的设备故障预测与健康管理关键技术

9.4.1设备数字孪生虚实交互与进化

9.4.2设备数字孪生虚实不一致原因判断

9.4.3基于孪生数据的设备故障预测与诊断

9.5案例： 复材加工车间热压罐设备故障诊断

9.5.1案例描述

9.5.2模型与方法验证

9.5.3结果分析

本章小结

参考文献

第10章数字孪生车间生产过程参数选择决策方法与技术

10.1生产过程参数选择决策研究概述

10.2生产过程参数选择决策问题分析

10.3数字孪生驱动的生产过程参数选择决策方法

10.4数字孪生驱动的生产过程参数选择决策关键技术

10.4.1基于孪生数据的评价指标构建

10.4.2基于虚拟模型仿真的备选方案拟定

10.4.3基于虚实交互的方案实施反馈

10.5案例： 复材加工车间热压罐成型工艺过程参数选择决策

10.5.1案例描述

10.5.2模型与方法验证

10.5.3结果分析

本章小结

参考文献

第11章数字孪生车间设备动态调度方法与技术

11.1车间设备动态调度研究概述

11.2车间设备动态调度问题分析

11.3数字孪生驱动的车间设备动态调度方法

11.4数字孪生驱动的车间设备动态调度关键技术

11.4.1基于孪生数据的设备可用性预测

11.4.2基于虚实交互的扰动监测

11.4.3基于虚拟模型仿真的方案评估

11.5案例： 液压阀加工车间设备动态调度

11.5.1案例描述

11.5.2模型与方法验证

11.5.3结果分析

本章小结

参考文献

第12章数字孪生车间物料准时配送方法与技术

12.1车间物料配送研究概述

12.1.1物料需求时间预测研究现状

12.1.2物料配送路径规划研究现状

12.2卫星总装车间物料配送问题分析

12.3卫星总装数字孪生车间物料准时配送方法

12.4卫星总装数字孪生车间物料准时配送关键技术

12.4.1物流系统虚拟模型构建

12.4.2物料需求时间预测

12.4.3时间可控的无碰路径规划

12.5案例： 卫星总装数字孪生车间物料准时配送

12.5.1案例描述

12.5.2模型与方法验证

本章小结

参考文献

第13章数字孪生车间设备管控系统设计与开发

13.1数字孪生车间设备管控系统设计

13.1.1系统体系结构设计

13.1.2系统总体框架设计

13.1.3系统技术架构设计

13.1.4系统功能组成设计

13.2案例一： 基于数字孪生的数控机床管控系统开发

13.2.1系统整体架构

13.2.2数据库设计

13.2.3系统功能模块

13.3案例二： 基于数字孪生的热压罐管控系统开发

13.3.1系统整体架构

13.3.2系统功能模块

13.3.3可视化功能模块

本章小结

第14章数字孪生车间原型系统与应用案例

14.1数字孪生车间原型系统设计

14.1.1系统架构设计

14.1.2系统功能设计

14.1.3系统实施流程设计

14.2案例一： 数字孪生新能源汽车动力电池生产车间

14.3案例二： 数字孪生卫星总装车间

本章小结

参考文献