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出版者:四川少儿

作者:

出品人:

页数:12

译者:

出版时间:2004-3

价格:8.50元

装帧:

isbn号码:9787536531598

丛书系列:

图书标签:

• 模型制作
• 手工DIY
• 益智玩具
• 亲子活动
• 科学实验
• 创意设计
• 儿童科普
• 动手能力
• STEM教育
• 模型爱好者

科技前沿：数字孪生与智能制造的未来图景 本书籍深入探讨了数字孪生技术在现代工业转型中的核心地位，描绘了从概念到实践的完整路径，旨在为工程技术人员、企业管理者以及对前沿科技感兴趣的读者提供一份全面而深入的指南。 第一部分：数字孪生的基石与构建（约450字） 数字孪生，这一源于航天领域的前瞻性概念，如今正以前所未有的速度渗透到制造业、城市规划乃至医疗健康等多个领域。本书首先系统性地梳理了数字孪生的起源、核心要素及其在工业4.0战略中的战略定位。我们聚焦于“物理实体、虚拟模型、连接数据、服务闭环”这四大核心支柱，详尽解析了如何将复杂的物理系统转化为高保真、可实时交互的数字表示。 我们将详细阐述构建数字孪生的技术栈。这包括对物联网（IoT）传感器网络数据采集的精度要求、边缘计算在实时反馈中的作用、以及云计算平台在处理海量模型和历史数据方面的能力。书中不仅介绍了主流的建模语言和标准（如AML、FMI），更侧重于探讨如何实现跨平台、跨系统的互操作性——这是构建真正具有生命力的“活模型”的关键挑战。 特别地，本书用数个章节专门剖析了不同层级的数字孪生模型。从描述性的“镜像孪生”，到用于状态监测的“性能孪生”，再到能够预测未来行为的“预测孪生”，我们通过大量的工业案例，揭示了如何根据应用需求，精确选择和配置孪生模型的复杂度与实时性，避免“过度建模”带来的资源浪费，实现技术投入产出比的最大化。我们相信，理解这些技术层级是掌握数字孪生精髓的第一步。 第二部分：核心技术驱动与仿真验证（约550字） 数字孪生的价值在于其动态性和预测性。本书的第二部分重点聚焦于驱动这些高级功能的核心技术：高级仿真技术与人工智能的深度融合。 仿真技术是数字孪生的“沙盒”。我们深入探讨了多物理场耦合仿真（如流体动力学-结构力学-热力学耦合）在复杂设备设计优化中的应用。不同于传统的离线仿真，本书强调的是“在线仿真”的能力，即孪生模型如何利用实时数据流，在毫秒级的时间尺度上验证和调整物理系统的运行参数。书中提供了详尽的案例，展示如何利用有限元分析（FEA）和计算流体力学（CFD）工具集成的数字孪生，实现对高精度机床的加工轨迹优化，从而显著提高成品率和表面光洁度。 人工智能，特别是机器学习和深度学习，是赋予数字孪生“智慧”的催化剂。我们将详细讲解如何利用历史运行数据、维修记录和传感器数据，训练出能够预测设备剩余使用寿命（RUL）的AI模型，并将此预测模型无缝嵌入到数字孪生中。这不再是简单的趋势分析，而是基于概率和物理规律的精准预测。例如，在能源领域，我们展示了如何利用孪生模型结合强化学习，自动调整风力涡轮机的桨叶角度，以在保证结构安全的前提下捕获最大风能。 此外，本书还对数字孪生中的数据安全与隐私保护进行了前瞻性分析。鉴于孪生模型包含企业最核心的工艺参数和知识产权，我们探讨了区块链技术在数据溯源和确保模型完整性方面的潜力，以及如何设计“零信任”架构来保护高度敏感的工业数据流。 第三部分：赋能行业应用与未来展望（约500字） 数字孪生并非万能钥匙，它的成功部署依赖于对特定行业痛点的深刻理解。第三部分提供了跨行业的深度应用蓝图。 在高端制造业中，我们重点分析了“产品孪生”和“生产线孪生”的协同作用。通过对单个产品的数字足迹进行全生命周期跟踪，企业可以实现更高效的定制化生产和快速迭代。对于复杂的装配线，生产线孪生模型被用于进行“虚拟调试”，在物理设备尚未安装或投入使用前，就能发现潜在的节拍瓶颈和工艺冲突，极大地缩短了新产线的部署周期。 在智慧城市领域，本书描绘了城市级数字孪生的宏大愿景。如何整合交通流量、能源消耗、环境监测等多个独立系统的数据，构建一个统一的城市运行“控制塔”。书中具体分析了在应对突发公共事件（如洪水、大规模停电）时，城市孪生如何辅助决策者进行实时资源调度和影响评估。 展望未来，本书提出了“自治系统”的概念，即数字孪生将从一个辅助决策工具，演变为能够自主执行和自我修复的智能体。我们将讨论量子计算对大规模、高精度孪生模型仿真速度的潜在颠覆性影响，以及神经形态计算在边缘侧实现更接近生物大脑的实时决策能力。最后，本书总结了数字孪生普及所面临的组织文化、人才培养和标准化挑战，为读者指明了在这一科技浪潮中，如何从理论走向大规模、可持续落地的实践路径。 本书的写作风格严谨、逻辑清晰，侧重于技术原理的深度解析和实际工程应用的细致剖析，旨在成为推动下一代智能工业发展的必备参考书。

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这本书的叙事风格简直是独树一帜，完全没有传统技术书籍那种板着脸孔的刻板印象。它读起来更像是一位经验丰富的老匠人，坐在火炉边，一边喝着热茶，一边跟你拉家常，但你却能从他的每一个故事里挖出黄金般的知识。特别是关于“失败的经验教训”那几章，简直是醍醐灌顶。作者没有回避自己过去在设计过程中遇到的那些匪夷所思的、让人抓狂的错误，反而把它们当作宝贵的案例来剖析。他详细描述了某个环节如何因为一个微小的公差问题导致整个系统崩溃，以及他是如何通过近乎偏执的细节检查来避免类似错误的再次发生。这种“坦诚相见”的写作方式，极大地拉近了作者与读者的距离，让人觉得学习过程不再是单向的灌输，而是一种共同的探索旅程。我最喜欢的是它对“即兴创造力”的推崇，书中鼓励读者不要被既定的图纸所束缚，要敢于在实验中根据现场情况调整方案，这对于培养创新的动手能力是至关重要的。这本书仿佛在对我们说：工具和理论是基础，但真正的魔法藏在你对未知的好奇心和不懈的试错精神里。

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哇，这本书简直是工程学的奇迹！我本来以为这会是一本晦涩难懂的理论书籍，结果完全出乎我的意料。作者在讲解复杂的机械原理时，运用了大量生动形象的比喻，让你感觉就像是亲身参与了一场精彩的工程设计沙盘推演。特别是关于材料科学的那一部分，他没有直接堆砌那些枯燥的分子结构图，而是通过讲述不同材料在极端条件下的“性格”变化，把抽象的力学概念变得活灵活泼起来。我记得有一章专门讲了如何优化一个小型风力发电机的叶片设计，书中不仅提供了详尽的数学模型，更重要的是，它引导读者去思考如何在成本、效率和环境影响之间找到那个微妙的平衡点。那种由内而外的设计思维的培养，远比单纯记住公式来得更有价值。这本书的排版和插图也做得非常精良，那些爆炸图和剖视图清晰到令人惊叹，即便是初学者也能一眼看穿复杂的结构层级。读完后，我对身边的各种机械装置都充满了好奇心，总想拆开看看里面的奥秘，那种探索的欲望被彻底点燃了。对于任何对“为什么东西会动”感兴趣的人来说，这都是一本不可多得的入门宝典，它不仅教你“怎么做”，更重要的是教你“为什么这样做”。

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我不得不说，这本书在跨学科知识的融合上做得极其出色。它远超出了我们通常对模型制作的定义。我本来以为它会专注于机械结构，但令我惊喜的是，书中花了相当大的篇幅去探讨了光学原理和声学特性在模型设计中的应用。例如，在描述一个微型光学传感器的校准时，作者巧妙地引入了傅里叶变换的基本概念，用一种非常直观的方式解释了信号的频率成分是如何影响测量精度的。这种将物理学、电子学、甚至一些基础的计算机编程逻辑无缝衔接在一起的编排方式，极大地拓宽了读者的知识边界。你读着读着就会发现，你不再仅仅是在制作一个“模型”，而是在构建一个功能完备的、微缩的物理系统。更重要的是，书中对软件工具的选择和使用给出了非常中肯的建议，它并没有盲目推崇最新的、最昂贵的软件，而是强调工具的适用性和对原理的理解深度优先于花哨的功能。这本书像是一把钥匙，打开了通往多领域工程实践的大门，让人感受到知识的相互关联性和整体性。

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老实说，我拿到这本书的时候，心里是有点打鼓的，毕竟“好玩的模型”这个名字听起来有点像是给小孩子玩的玩具说明书。但翻开第一页我就知道我错得有多离谱了。这本书的深度是令人敬畏的，它似乎将一个世纪以来的精密仪器制造的精髓都浓缩在了这几百页里。我尤其欣赏作者在处理时间序列分析和数据拟合部分时的严谨态度。他没有满足于简单的线性回归，而是深入探讨了非线性模型的构建与验证，并且非常坦诚地指出了每种模型在特定场景下的局限性。书中对“误差管理”的论述简直可以单独拿出来作为一本专业教材。他强调，完美的模型是不存在的，真正的艺术在于如何精确地量化和控制那些不可避免的误差。读到后来，我甚至觉得这不仅仅是一本关于制作模型的书，它更像是一部关于如何严谨地认识世界、并用数学工具去逼近真实世界的哲学著作。书中的案例研究都非常贴近实际工业应用，那些复杂的反馈回路和控制系统的讲解，让人感觉自己仿佛真的坐在了控制室里，面对着实时跳动的仪表盘。对于有一定基础，想从“会做”迈向“做好”的进阶爱好者来说，这本书提供的视角是革命性的。

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如果要用一个词来形容这本书的阅读体验，那就是“沉浸感”。作者似乎深知，只有让读者真正沉浸在构建的过程中，知识才能扎根。他没有采用那种平铺直叙的说明文体，而是大量使用了场景化的描述和富有画面感的语言。比如，描述如何进行精细的打磨和抛光工作时，他会细致到描述打磨砂纸的颗粒度变化带来的触感差异，以及在特定光线下观察表面反射率的变化，这种对细节的极致捕捉，让人仿佛能闻到机油和金属屑的味道。这种感官上的代入感，极大地提升了阅读的趣味性和持久性。此外，书中对工具的维护和保养也有极其详尽的指导，这体现了一种对工作本身的尊重——一个好的创作者必须爱惜他的工具。这些看似“偏题”的内容，实际上是构建高质量作品不可或缺的基石。读完这本书，我不仅学到了很多实用的技巧，更重要的是，我体会到了一种对手工艺的虔诚和对完美的不妥协的职业精神。它激励我不仅仅停留在“完成”模型，而是追求“卓越”的模型。

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