數字孿生基礎-體系,建模與系統集成 鮑勁松 9787577209883 【台灣高等教育出版社】

編輯推薦
本書理論聯繫實際，緊密結合智能製造行業案例，介紹數字孿生技術在智能製造中的應用，包括數字孿生技術概述，數字孿生建模方法，數字孿生數據集成，數字孿生可視化，數字孿生決策與控制。

內容簡介
本書依據「半實物虛擬裝配的建模理論、共融方法及支撐技術」「大尺度複雜結構產品裝配的胖模型演進與驅動演進」等課題取得的成果，結合「面向紡織服裝產業集聚區域的網路協同製造集成技術研究與示範」項目實際，著眼于數字孿生技術在智能製造中的應用，包括數字孿生技術概述，數字孿生建模方法，數字孿生數據集成，數字孿生可視化，數字孿生決策與控制，數字孿生在智能製造的應用，可作為智能製造、工業工程、工業網際網路及機械工程等專業「數字孿生技術」課程的教材。

作者簡介
東華大學副教授，主要研究領域為：1 智能製造，2 虛擬現實與增強現實，3 機器學習及其應用；目前承擔的科研項目有：1 自然基金面上項目：半實物虛擬裝配的建模理論、共融方法及支撐技術；2 自然基金面上項目：大尺度複雜結構產品裝配的胖模型演進與驅動演進；3 海洋工程裝備智能製造綜合標準化試驗驗證。

目錄
第1章概述(1)
1 1數字孿生簡介(1)
1 2數字孿生的發展與定義(1)
1 3數字孿生參考模型(10)
1 4數字孿生的系統與組成(15)
1 5數字孿生系統成熟度(21)
1 6數字孿生的工業應用場景(25)
習題(29)
參考文獻(30)
第2章數字孿生系統建模基礎(31)
2 1前言(31)
2 2數字孿生的數學描述(32)
2 3數字孿生系統建模基礎(37)
2 4數字孿生建模語言(48)
2 5基於資產管理殼的建模體系(52)
2 6基於AIGC的新一代建模(57)
習題(59)
參考文獻(59)
第3章數字孿生幾何建模(60)
3 1概述(60)
3 2三維幾何建模(60)
3 3三維場景建模(65)
3 4常見三維文件格式(69)
3 5常用開發工具(74)
習題(76)
參考文獻(76)
第4章數字孿生機理模型(77)
4 1概述(77)
4 2數學模型(83)
4 3計算機模擬模型(89)
4 4多學科機理模型(105)
4 5定性規則/專家系統(109)
4 6下一代數字孿生機理模型展望(115)
習題(116)
參考文獻(117)
第5章數字孿生數據驅動模型(118)
5 1概述(118)
5 2經典的數據驅動模型(126)
5 3時序數據驅動模型(133)
5 4圖類型數據驅動模型(141)
5 5數字孿生數據驅動模型典型案例(143)
5 6展望(152)
習題(154)
參考文獻(155)
第6章數字孿生系統集成(156)
6 1概述(156)
6 2數據集成(157)
6 3模型集成(172)
6 4全生命周期應用集成(176)
6 5數字孿生系統開發(178)
習題(182)
參考文獻(182)
第7章數字孿生控制系統(183)
7 1概述(183)
7 2定義與組成(183)
7 3典型的控制模式(185)
7 4數字孿生控制方法(187)
習題(194)
參考文獻(194)
第8章數字孿生可視化(196)
8 1概述(196)
8 2三維幾何場景可視化(198)
8 3信息可視化(201)
8 4科學計算可視化(207)
8 5數字孿生的可視化交互與融合(216)
習題(218)
參考文獻(218)
第9章數字孿生系統開發(220)
9 1makeTwin:數字孿生工業軟體參考架構(220)
9 2案例實現(221)
9 3課程設計(230)
參考文獻(230)

前言/序言
數字孿生作為近年來興起的一項綜合性技術，正在深刻地改變著我們對於設計、製造和運營的理解。它將虛擬世界與現實系統緊密結合，為我們提供了一種全新的方式來理解和優化複雜系統的行為和性能。本書旨在為本科生提供數字孿生的基礎知識和方法，幫助他們快速入門並掌握這一領域的核心概念和技術。
全書共分為9個章節，從數字孿生的發展、定義、組成和系統開始，以數字孿生在不同製造業場景中的應用為出發點，深入給出數字孿生系統建模基礎，講解了數字孿生的數學描述、面向對象的建模方法、語義描述語言和系統建模語言等內容。第3章是數字孿生幾何建模，介紹了三維幾何建模、三維場景建模以及常用的三維文件格式和建模工具。然後分兩章重點介紹數字孿生機理模型和數據驅動模型，講解了經典的機理建模方法、數據分析模型、時序數據建模和各種數據驅動模型。在第6章給出了數字孿生系統集成，詳細介紹數據集成、模型集成、全生命周期應用集成以及數字孿生系統的開發方法。在數字孿生控制系統章節，給出了數字孿生控制的定義、組成和典型控制模式，以及數字孿生控制的方法。第8章和第9章是數字孿生可視化和系統開發，概述了三維場景可視化、信息可視化和科學計算可視化，以及數字孿生的可視化交互，並給出了一個鋰電池數字孿生的案例實現。
本書可作為開設了「數字孿生技術」課程(理論學習32學時和課程設計16學時)的機械類和自動化等專業本科生教材，也可供數字孿生的初學者參考。
編寫本書的初衷之一是因為當前面向本科生的數字孿生教材相對較少，鑒於數字孿生是一個綜合性技術的綜合體，將各種技術全面涵蓋是一項艱巨的任務。本書講義僅經過兩年的本科生教學實踐，目前出版成書，誠惶誠恐。在此，我要衷心感謝北京航空航天大學陶飛教授，廣州理工大學劉強教授，西北工業大學王軍強教授，山東大學胡天亮教授，北京理工大學劉檢華教授，東南大學劉曉軍教授、劉庭煜教授，西安交通大學徐俊教授、徐錚教授，上海交通大學鄭宇教授，大連理工大學孫清超教授，浙江大學彭濤副教授，紐西蘭奧克蘭大學徐洵(Xun Xu)教授、陸玉前(Yuqian Lu)博士，以及香港理工大學鄭湃博士、劉世民博士、劉天元博士等的鼓勵和指導。同時，我還要特別感謝我的博士研究生仝小東、張祺、溫曉健、孫奕程幫助準備材料和校訂意見，他們的辛勤工作和專業知識為本書出版提供了重要保障。*后，還要感謝東華大學智能製造專業2022級、2023級同學在使用講義后反饋的大量意見。
顯然，本書還有很多不足之處。數字孿生的快速發展使其涉及的領域日新月異，本書所涵蓋的內容不全面，管中窺豹。另外，本書在追求覆蓋面的同時可能導致理論深度不足。希望讀者在閱讀過程中能夠積極思考、批判性地思維，並與實際應用相結合，以深入了解和探索數字孿生的無限潛力。
鮑勁松
2024年2 月于上海