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| 編輯推薦： |
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本书理论联系实际，紧密结合智能制造行业案例，介绍数字孪生技术在智能制造中的应用，包括数字孪生技术概述，数字孪生建模方法，数字孪生数据集成，数字孪生可视化，数字孪生决策与控制。
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| 內容簡介： |
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本书依据“半实物虚拟装配的建模理论、共融方法及支撑技术”“大尺度复杂结构产品装配的胖模型演进与驱动演进”等课题取得的成果，结合“面向纺织服装产业集聚区域的网络协同制造集成技术研究与示范”项目实际，着眼于数字孪生技术在智能制造中的应用，包括数字孪生技术概述，数字孪生建模方法，数字孪生数据集成，数字孪生可视化，数字孪生决策与控制，数字孪生在智能制造的应用，可作为智能制造、工业工程、工业互联网及机械工程等专业“数字孪生技术”课程的教材。
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| 關於作者： |
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东华大学副教授，主要研究领域为：1.智能制造，2.虚拟现实与增强现实，3.机器学习及其应用；目前承担的科研项目有：1.自然基金面上项目：半实物虚拟装配的建模理论、共融方法及支撑技术；2.自然基金面上项目：大尺度复杂结构产品装配的胖模型演进与驱动演进；3.海洋工程装备智能制造综合标准化试验验证。
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| 目錄：
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第1章概述(1)1.1数字孪生简介(1)1.2数字孪生的发展与定义(1)1.3数字孪生参考模型(10)1.4数字孪生的系统与组成(15)1.5数字孪生系统成熟度(21)1.6数字孪生的工业应用场景(25)习题(29)参考文献(30)第2章数字孪生系统建模基础(31)2.1前言(31)2.2数字孪生的数学描述(32)2.3数字孪生系统建模基础(37)2.4数字孪生建模语言(48)2.5基于资产管理壳的建模体系(52)2.6基于AIGC的新一代建模(57)习题(59)参考文献(59)第3章数字孪生几何建模(60)3.1概述(60)3.2三维几何建模(60)3.3三维场景建模(65)3.4常见三维文件格式(69)3.5常用开发工具(74)习题(76)参考文献(76)第4章数字孪生机理模型(77)4.1概述(77)4.2数学模型(83)4.3计算机仿真模型(89)4.4多学科机理模型(105)4.5定性规则/专家系统(109)4.6下一代数字孪生机理模型展望(115)习题(116)参考文献(117)第5章数字孪生数据驱动模型(118)5.1概述(118)5.2经典的数据驱动模型(126)5.3时序数据驱动模型(133)5.4图类型数据驱动模型(141)5.5数字孪生数据驱动模型典型案例(143)5.6展望(152)习题(154)参考文献(155)第6章数字孪生系统集成(156)6.1概述(156)6.2数据集成(157)6.3模型集成(172)6.4全生命周期应用集成(176)6.5数字孪生系统开发(178)习题(182)参考文献(182)第7章数字孪生控制系统(183)7.1概述(183)7.2定义与组成(183)7.3典型的控制模式(185)7.4数字孪生控制方法(187)习题(194)参考文献(194)第8章数字孪生可视化(196)8.1概述(196)8.2三维几何场景可视化(198)8.3信息可视化(201)8.4科学计算可视化(207)8.5数字孪生的可视化交互与融合(216)习题(218)参考文献(218)第9章数字孪生系统开发(220)9.1makeTwin:数字孪生工业软件参考架构(220)9.2案例实现(221)9.3课程设计(230)参考文献(230)
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| 內容試閱：
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数字孪生作为近年来兴起的一项综合性技术，正在深刻地改变着我们对于设计、制造和运营的理解。它将虚拟世界与现实系统紧密结合，为我们提供了一种全新的方式来理解和优化复杂系统的行为和性能。本书旨在为本科生提供数字孪生的基础知识和方法，帮助他们快速入门并掌握这一领域的核心概念和技术。全书共分为9个章节，从数字孪生的发展、定义、组成和系统开始，以数字孪生在不同制造业场景中的应用为出发点，深入给出数字孪生系统建模基础，讲解了数字孪生的数学描述、面向对象的建模方法、语义描述语言和系统建模语言等内容。第3章是数字孪生几何建模，介绍了三维几何建模、三维场景建模以及常用的三维文件格式和建模工具。然后分两章重点介绍数字孪生机理模型和数据驱动模型，讲解了经典的机理建模方法、数据分析模型、时序数据建模和各种数据驱动模型。在第6章给出了数字孪生系统集成，详细介绍数据集成、模型集成、全生命周期应用集成以及数字孪生系统的开发方法。在数字孪生控制系统章节，给出了数字孪生控制的定义、组成和典型控制模式，以及数字孪生控制的方法。第8章和第9章是数字孪生可视化和系统开发，概述了三维场景可视化、信息可视化和科学计算可视化，以及数字孪生的可视化交互，并给出了一个锂电池数字孪生的案例实现。本书可作为开设了“数字孪生技术”课程(理论学习32学时和课程设计16学时)的机械类和自动化等专业本科生教材，也可供数字孪生的初学者参考。编写本书的初衷之一是因为当前面向本科生的数字孪生教材相对较少，鉴于数字孪生是一个综合性技术的综合体，将各种技术全面涵盖是一项艰巨的任务。本书讲义仅经过两年的本科生教学实践，目前出版成书，诚惶诚恐。在此，我要衷心感谢北京航空航天大学陶飞教授，广州理工大学刘强教授，西北工业大学王军强教授，山东大学胡天亮教授，北京理工大学刘检华教授，东南大学刘晓军教授、刘庭煜教授，西安交通大学徐俊教授、徐铮教授，上海交通大学郑宇教授，大连理工大学孙清超教授，浙江大学彭涛副教授，新西兰奥克兰大学徐洵(Xun Xu)教授、陆玉前(Yuqian Lu)博士，以及香港理工大学郑湃博士、刘世民博士、刘天元博士等的鼓励和指导。同时，我还要特别感谢我的博士研究生仝小东、张祺、温晓健、孙奕程帮助准备材料和校订意见，他们的辛勤工作和专业知识为本书出版提供了重要保障。最后，还要感谢东华大学智能制造专业2022级、2023级同学在使用讲义后反馈的大量意见。显然，本书还有很多不足之处。数字孪生的快速发展使其涉及的领域日新月异，本书所涵盖的内容不全面，管中窥豹。另外，本书在追求覆盖面的同时可能导致理论深度不足。希望读者在阅读过程中能够积极思考、批判性地思维，并与实际应用相结合，以深入了解和探索数字孪生的无限潜力。鲍劲松2024年2 月于上海
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