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出版者:中衛

作者:威廉．戴維William H.Davidow，譯／陳旭華

出品人:

页数:227

译者:

出版时间:20040501

价格:NT$ 300

装帧:

isbn号码:9789867690234

丛书系列:

图书标签:

• 营销
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《数字孪生：重塑工业与城市》 简介 在信息技术飞速发展的今天，物理世界与数字世界的界限正以前所未有的速度模糊。“数字孪生”（Digital Twin）不再是科幻小说的概念，而是正在深刻改变我们设计、运营和管理复杂系统的前沿技术。本书深入剖析了数字孪生技术的底层逻辑、核心构成要素以及其在不同行业的颠覆性应用，旨在为决策者、工程师和技术爱好者提供一份全面而实用的指南。 本书并非关注营销策略或市场推广，而是聚焦于如何利用高度仿真的虚拟模型，实现对现实资产、流程乃至整个系统的实时监控、预测性维护和前瞻性优化。我们将从理论基石讲起，逐步深入到复杂的建模、数据集成与仿真验证的实操层面。 第一部分：数字孪生学的理论基石与技术架构 本部分为读者构建理解数字孪生的知识框架。我们首先界定“孪生”与传统仿真模型的本质区别：数字孪生是一个持续、动态、实时的信息映射，它与物理实体生命周期同步演化。 孪生的核心要素解析： 我们详细探讨了构建一个有效数字孪生的三大支柱——物理实体、虚拟模型和两者之间的数据连接。数据连接的可靠性、延迟性（Latency）和安全机制是确保孪生体价值的关键。 数据驱动的生命周期管理： 数字孪生贯穿资产的“设计-制造-运营-退役”全过程。我们将分析物联网（IoT）传感器数据、历史运行数据、3D扫描数据如何汇聚成驱动虚拟模型运转的“血液”。探讨数据清洗、标准化和实时流处理（Stream Processing）的技术挑战。 建模的深度与精度： 虚拟模型并非单一的技术载体。本书区分了基于几何的CAD模型、基于物理的有限元分析（FEA）模型、基于机理的系统级模型以及数据驱动的机器学习（ML）模型。真正的挑战在于如何将这些异构模型有机地融合（Model Orchestration），以满足不同应用场景对精度和计算效率的要求。 连接技术栈： 深入探讨支持数字孪生运行的基础设施。这包括边缘计算（Edge Computing）对实时决策的支持、云计算平台提供的大规模数据存储和高性能计算能力，以及在确保数据主权和安全前提下的混合云策略。 第二部分：工业领域的深度实践与价值实现 在工业制造领域，数字孪生成为提升效率、降低成本的“手术刀”。本部分聚焦于离散制造与流程工业的实际案例和技术落地细节。 预测性维护的范式转变： 告别基于时间的定期维护，转向基于状态的预测性维护（PdM）。本书详细阐述了如何利用孪生体对设备关键部件的磨损、疲劳和性能漂移进行高精度预测。例如，在航空发动机或大型涡轮机组中，预测失效点的时间窗（Time-to-Failure Window）对调度维护资源至关重要。 柔性制造与生产线的优化： 针对工业4.0的核心需求，我们探讨了如何构建车间级的数字孪生。这不仅仅是对现有生产线进行虚拟调试（Virtual Commissioning），更重要的是利用孪生体进行“What-If”场景分析，快速部署新的生产序列，并在不对真实产线造成干扰的情况下，优化节拍时间（Takt Time）和物料流（Material Flow）。 产品生命周期管理（PLM）的深化： 数字孪生是PLM的终极体现。它使得设计团队能够实时接收到已交付产品在极端工况下的运行反馈，形成一个闭环的反馈机制，从而指导下一代产品的设计改进，实现“首件即完美”的目标。 供应链韧性与协同： 扩展到供应链层面，构建包含物流、库存和生产能力的端到端数字孪生。这使得企业能够模拟突发事件（如港口关闭、原材料短缺）对交付周期的影响，并实时调整生产计划，增强供应链的抗冲击能力。 第三部分：智慧城市与基础设施的宏大愿景 数字孪生的应用场景已超越工厂围墙，延伸至城市尺度的复杂系统管理。 城市运营的“中枢神经系统”： 智慧城市的数字孪生整合了交通、能源、水务、公共安全等多个异构数据源。我们分析了如何通过城市级孪生体进行宏观资源调配，例如在能源高峰期，通过模拟不同区域的负荷特性，智能调度分布式能源（DERs）。 交通流动的仿真与控制： 详细探讨了基于数字孪生的智能交通系统（ITS）。如何通过实时模拟数百万个移动对象（车辆、行人）的行为，动态调整红绿灯配时，疏导拥堵点，甚至在自动驾驶车队中实现协同路径规划。 建筑与环境的能耗优化： 针对大型建筑群或特定功能区（如数据中心），孪生体能够精确模拟太阳辐射、人员活动、HVAC（暖通空调）系统的相互作用。本书展示了如何通过持续的仿真调优，实现能源消耗的深度削减，并确保室内环境质量不受影响。 安全与应急响应： 在灾害发生时，城市数字孪生可以快速模拟火灾蔓延路径、洪水淹没范围或人员疏散的瓶颈。这为应急指挥中心提供了超越传统GIS系统的信息深度和预测能力，从而制定出更快速、更有效的救援策略。 结语：迈向自主性系统的未来 数字孪生技术的成熟，正将人类从“反应式管理”推向“预测式和自主式管理”。本书的最终目标是揭示，当数字模型不仅能精确描述“现在是什么样子”，更能清晰预测“未来会发生什么”时，我们如何设计出自我优化、自我修复的未来系统。本书强调，技术能力的实现最终服务于人类对效率、安全和可持续发展的终极追求。

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高科技产品营销的实战宝典，我看过后很有启发，相信对于IT产业产品经理、市场营销者会很有帮助！

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