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出版者:复旦大学出版社

作者:王方华

出品人:

页数:672

译者:

出版时间:2001-7-1

价格:30.00元

装帧:精装(无盘)

isbn号码:9787309028119

丛书系列:

图书标签:

• 教科书
• 市场营销
• 营销学
• 营销管理
• 品牌营销
• 消费者行为
• 市场调研
• 营销策略
• 营销理论
• 商业
• 经济学

《数字孪生：重塑工业与商业的未来》 导言：虚实交融的时代洪流 在信息技术飞速迭代的今天，我们正目睹一场深刻的技术革命——数字孪生（Digital Twin）的兴起。它不再是科幻小说的情节，而是正在重塑制造业、城市规划、医疗健康乃至商业运营的现实工具。本书《数字孪生：重塑工业与商业的未来》旨在为读者构建一个全面、深入且极具实践指导意义的认知框架，理解数字孪生技术的本质、架构、关键支撑技术及其在不同行业中的颠覆性应用。 本书的撰写立足于当前全球工业4.0、智能制造和物联网（IoT）融合的宏大背景，深入剖析了数字孪生从概念萌芽到落地实施的全过程。我们力求避免空泛的理论阐述，而是通过大量的案例分析和技术细节解析，展现这一技术如何驱动效率提升、成本削减和创新加速。 --- 第一部分：数字孪生的基石与定义 第一章：概念的溯源与核心解析 数字孪生并非横空出世的新鲜事物，其思想根源可追溯到航空航天领域的仿真模型。本章将详细界定数字孪生的内涵，区分其与传统仿真模型、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）之间的本质区别。我们强调，数字孪生是物理实体、数字模型、数据流和双向交互的闭环系统。一个真正的数字孪生体，必须具备实时性、保真度和可操作性。 1.1 数字孪生的层次结构： 从产品级孪生、过程级孪生到系统级孪生的演进路径。 1.2 孪生体的生命周期： 涵盖设计、制造、运营、维护及报废全周期的映射与反馈。 1.3 数据驱动的反馈回路： 解释数据如何成为连接物理世界与数字世界的“神经系统”。 第二章：支撑技术矩阵 数字孪生的实现依赖于一系列前沿技术的协同作用。本章聚焦于构成数字孪生技术矩阵的关键组件，为读者提供一个清晰的技术栈图谱。 2.1 物联网（IoT）与边缘计算： 阐述传感器网络如何实现对物理实体的全方位感知，以及边缘计算在保证数据实时处理和低延迟控制中的关键作用。 2.2 高性能计算与仿真建模： 探讨基于有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）等传统仿真技术如何升级，以适应数字孪生对高精度、动态响应的要求。 2.3 人工智能与机器学习： 分析AI算法如何用于分析孪生体产生的大数据，实现预测性维护、故障诊断和自主优化决策。 2.4 云计算、大数据平台与数据治理： 讨论构建稳定、可扩展的数字孪生平台所需的数据基础设施，以及保障数据安全和质量的标准。 --- 第二部分：工业制造的深度变革 第三章：智能工厂的蓝图构建 在制造业领域，数字孪生是实现“黑灯工厂”和柔性制造的核心引擎。本章深入探讨如何为生产线、装配车间乃至整个工厂构建精确的数字映像。 3.1 产线级孪生： 优化节拍时间、瓶颈分析与生产调度。通过孪生体预演新的生产布局或工艺流程，避免昂贵的现场试错。 3.2 资产性能管理（APM）： 详细介绍如何利用设备孪生体预测关键部件的剩余使用寿命（RUL），变计划维护为真正的预测性维护。 3.3 质量控制的闭环： 如何通过孪生体追踪每一个零部件的历史状态和加工参数，实现从源头追溯的高级质量保证。 第四章：产品全生命周期管理（PLM）的革新 数字孪生将PLM带入了一个全新的维度，实现了设计与运营的深度融合。 4.1 虚拟原型与协同设计： 介绍设计师如何在数字孪生环境中，与未来运营商实时协作，快速迭代产品设计，缩短上市时间。 4.2 制造过程的数字映射： 如何将设计模型转化为制造孪生，确保“设计即制造”的精确性。 4.3 运维反馈与迭代优化： 阐述实际运行数据如何反哺设计部门，形成持续改进的设计循环，真正实现“为下一次迭代而制造”。 --- 第三部分：跨界应用与未来展望 第五章：智慧城市与基础设施管理 数字孪生的应用已超越单一产品范畴，开始构建宏观系统的数字镜像。本章聚焦于智慧城市建设中的应用实践。 5.1 城市运行的“中央大脑”： 探讨如何整合交通、能源、水务等基础设施数据，建立城市级的数字孪生体，用于应急响应和资源优化调度。 5.2 建筑信息模型（BIM）与建筑孪生： 介绍如何将BIM模型提升为动态的建筑运营孪生，实现能耗管理、结构健康监测和空间利用率最大化。 5.3 能源系统的优化： 针对电网、风力发电场等复杂能源系统的动态仿真与负荷预测。 第六章：商业服务与新兴领域的探索 数字孪生正在渗透到服务和商业模式创新中。 6.1 医疗健康： 探讨“人体数字孪生”在个性化医疗、手术规划和药物测试中的潜力。 6.2 供应链与物流： 如何构建端到端的供应链数字孪生，以应对突发事件和需求波动，提高供应链的韧性。 6.3 商业模式的重构： 从销售产品转向销售“性能”或“服务”——基于数字孪生提供订阅式、结果导向的商业服务。 第七章：挑战、伦理与未来路径 任何颠覆性技术都伴随着挑战。本章将冷静分析实施数字孪生面临的障碍，并展望其长期发展趋势。 7.1 数据互操作性与标准化难题： 讨论在异构系统中实现有效数据交换的迫切需求。 7.2 安全性、隐私与信任机制： 随着对关键基础设施的数字映射加深，网络安全和数据主权问题变得至关重要。 7.3 人才结构转型： 具备跨学科知识（物理、IT、数据科学）的复合型人才的培养策略。 结语：迈向虚实共生的新常态 数字孪生不再是锦上添花的工具，而是未来企业保持竞争力的基础设施。本书期望为管理者、工程师和政策制定者提供一份实用的路线图，帮助他们理解如何系统性地采纳和部署数字孪生技术，真正实现从数字化到智能化的高级飞跃。

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