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出版者:Packt Publishing

作者:Michael Havey

出品人:

页数:268

译者:

出版时间:2008-09-30

价格:USD 39.99

装帧:Paperback

isbn号码:9781847195487

丛书系列:

图书标签:

• Weblogic
• Tibco
• SOA
• SOA
• Service-Oriented Architecture
• Web Services
• Enterprise Integration
• Integration Patterns
• ESB
• Microservices
• API
• Design Patterns
• Java
• XML

《数字孪生：工业元宇宙的基石与实践指南》 导言：跨越物理与数字的鸿沟 在第四次工业革命的浪潮中，数据、连接和智能正在以前所未有的速度重塑传统行业。其中，“数字孪生”（Digital Twin）技术无疑是连接物理世界与数字世界的关键桥梁，它不仅仅是一种建模技术，更是实现工业元宇宙（Industrial Metaverse）愿景的核心驱动力。本书《数字孪生：工业元宇宙的基石与实践指南》旨在为读者提供一个全面、深入且极具实战指导意义的框架，解析数字孪生的理论基础、关键技术栈、主流应用场景以及未来发展趋势。 第一部分：数字孪生的理论基石与概念解析 本部分将从宏观视角出发，为读者构建清晰的数字孪生知识图谱。 第一章：定义与演进：从模拟到镜像 本章首先界定数字孪生的核心概念，区分它与传统仿真（Simulation）、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）的区别与联系。我们将追溯数字孪生概念的起源，从NASA的阿波罗计划中的“配对实体”（Paired Entity）理念，到迈克尔·格里夫斯（Michael Grieves）提出的三维模型——物理实体、虚拟模型与数据流连接。重点阐述数字孪生是如何从静态模型进化为具备实时反馈、自我学习和预测能力的动态映射系统。 第二章：数字孪生的层次化模型 数字孪生并非单一技术，而是一个多维度的复杂系统。本章详细剖析业界公认的层次化结构： 数据层（Data Layer）： 涉及传感器数据采集、预处理、清洗与标准化。 模型层（Modeling Layer）： 涵盖几何模型、物理模型（如热力学、流体力学）和行为模型（基于AI/ML的决策模型）。 连接与同步层（Connectivity & Synchronization）： 探讨物联网（IoT）平台、5G/6G网络在实现物理世界与虚拟世界实时双向同步中的作用。 应用与服务层（Application & Service）： 描述如何利用孪生体进行远程诊断、预测性维护、流程优化和“What-if”情景分析。 第三章：支撑技术栈的深度剖析 数字孪生的实现依赖于多项前沿技术的融合。本章将聚焦于关键技术栈： 工业物联网（IIoT）与边缘计算： 探讨数据采集的效率与低延迟要求，以及边缘计算在本地数据聚合与初步决策中的关键地位。 先进的建模与可视化技术： 涵盖参数化设计、基于物理的渲染（PBR）在创建高保真虚拟模型中的应用，以及实时渲染引擎（如Unity、Unreal Engine）的集成。 人工智能与机器学习： 重点分析如何运用深度学习构建预测性维护模型、优化控制算法，以及利用强化学习在孪生环境中训练自动化操作策略。 区块链在数据可信度中的作用： 探讨如何利用分布式账本技术确保孪生体数据源的溯源性和不可篡改性，尤其在跨企业协作中的应用。 第二部分：数字孪生的构建流程与工程实践 本部分侧重于从概念到落地的工程实现路径。 第四章：数字孪生生命周期管理（DTLM） 一个成功的数字孪生项目需要贯穿整个资产或系统的生命周期。本章系统梳理DTLM的五个关键阶段：概念化与定义、建模与构建、集成与验证、运营与优化、退役或升级。特别强调在“概念化”阶段，如何准确界定孪生体的目的（Purpose-Driven），避免为建模而建模的资源浪费。 第五章：高保真建模的关键挑战与策略 构建精确的虚拟模型是核心难点。本章深入探讨了： 多尺度建模的融合： 如何在同一孪生体中，同时包含宏观的系统级模型和微观的材料级模型。 遗留系统（Brownfield）的数字化： 面对大量缺乏数字化接口的现有设备，如何有效采用3D扫描、激光雷达和传感器加装技术进行数据捕获与映射。 模型校准与持续验证： 介绍贝叶斯更新等统计方法，确保虚拟模型与物理实体在长期运行中保持高精度的一致性。 第六章：数据安全、治理与互操作性标准 数字孪生汇聚了企业最核心的运行数据，数据安全至关重要。本章分析了数据治理框架，包括数据所有权、访问权限控制（RBAC）。此外，本章还将详细介绍如ISA-95、MESA等模型在系统集成中的应用，以及新兴的数字孪生互操作性标准（如DIF、ODRL）如何促进不同供应商工具链之间的协同工作。 第三部分：面向工业元宇宙的应用场景与前瞻 本部分展示数字孪生在不同工业领域中的落地价值，并展望其与“元宇宙”概念的深度融合。 第七章：智能制造与生产线的优化 在离散和流程制造领域，数字孪生已成为精益生产的加速器。本章通过具体案例，阐述： 虚拟调试（Virtual Commissioning）： 在实际产线投产前，对PLC代码和机器人路径进行全面测试，大幅缩短部署时间。 动态排程与柔性制造： 如何利用孪生体实时响应订单变化或设备故障，进行最优化的物料流和生产节拍调整。 质量溯源与闭环反馈： 结合历史运行数据，追溯每一件产品在物理世界中的“数字旅程”。 第八章：关键基础设施与城市级的应用 数字孪生的应用已超越单个工厂。本章探讨大型、复杂的系统集成： 能源电网与智能电厂： 如何利用孪生体进行电网负荷预测、可再生能源的接入优化以及关键设备的健康管理。 智慧城市（City Digital Twin）： 从交通流管理、应急响应模拟到建筑能耗优化，展示城市级孪生体在复杂系统协调中的潜力。 第九章：人机交互与工业元宇宙的交汇 本章探讨数字孪生如何成为工业元宇宙的交互界面。数字孪生体为用户提供了沉浸式的、数据驱动的数字环境。我们将分析： 沉浸式操作与维护： 结合AR/VR头戴设备，现场工程师如何通过孪生体查看设备内部结构、获取实时诊断信息，并接收远程专家的指导。 虚拟协作空间： 跨地域的工程师团队如何共同进入一个实时的数字孪生模型中，进行设计评审、故障排除和联合培训。 从数字孪生到数字线程（Digital Thread）： 论述数字线程如何确保信息在整个产品生命周期中的无缝流动，最终支撑起一个可交互、可感知的工业元宇宙环境。 结语：迈向自主决策的未来 本书在总结数字孪生当前成熟的应用模式后，将展望其下一阶段的发展方向：从描述性孪生（What happened）和诊断性孪生（Why it happened）跃升至预测性孪生（What will happen）和规范性孪生（What should be done）。未来的数字孪生将更少依赖人工干预，通过自学习和自我优化，推动物理系统向更高水平的自主运行迈进。 本书的特点： 实践导向： 理论阐述紧密结合工程实践，提供具体的技术选型和实施路线图。 跨学科视角： 融合了IT、OT、AI、仿真科学等多个领域的知识体系。 深度剖析： 不仅介绍“是什么”，更深入解析“如何做”以及“为什么这样做”。 无论您是企业高管、系统架构师、工业软件工程师，还是致力于数字化转型的技术人员，《数字孪生：工业元宇宙的基石与实践指南》都将是您构建未来智能工业体系的必备参考手册。

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这本书的名字《SOA Cookbook》让我立刻联想到了一本实用的菜谱，里面会有详细的步骤和技巧，能够帮助我解决实际开发中的一些难题。我目前正在负责一个大型企业级应用的项目，随着业务的不断扩展，原有的单体架构已经显得力不从心，维护成本高、开发效率低等问题日益突出。在这种背景下，SOA被认为是解决这些问题的有效途径之一。我非常希望这本书能够提供一些具体、可操作的方案，例如如何将复杂的业务逻辑拆解成独立的服务，如何设计清晰、稳定的服务接口，以及如何管理这些服务之间的依赖关系。我尤其关注书中关于如何选择合适的技术栈来支撑SOA，比如在消息队列、API网关、服务注册与发现等方面的技术选型和最佳实践。同时，在一个分布式环境中，如何保证系统的可用性、可伸缩性和安全性也是我非常关心的问题，我希望书中能提供一些关于这些方面的指导。总而言之，我希望《SOA Cookbook》能够成为一本真正能够指导我实践SOA的“工具书”，让我能够清晰地知道“怎么做”，并最终能够构建出稳定、高效、易于维护的SOA系统。

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我之所以对《SOA Cookbook》这本书感到兴趣，是因为我一直认为，在现代软件开发中，构建能够应对复杂业务逻辑和快速变化的分布式系统至关重要。SOA（面向服务的架构）作为一种成熟的架构思想，其核心理念——将复杂的系统拆解为独立、可重用的服务——对提升系统的灵活性和可维护性有着不可替代的作用。这本书的名字《SOA Cookbook》直接点明了其内容定位，它暗示了书中会提供一系列具体的、可操作的“食谱”或“配方”，用于指导开发者在实际项目中如何构建和管理SOA。我非常希望能从中学习到如何在不同的业务场景下，对服务进行恰当的拆分与组合，如何设计清晰、稳定的服务接口，以及如何处理服务间的通信和数据一致性问题。另外，对于如何评估现有系统是否适合向SOA转型，以及转型过程中可能遇到的技术陷阱和应对策略，我也是十分关注的。我希望这本书能够提供一些实实在在的案例分析，让我们看到SOA在不同行业、不同规模的项目中是如何成功落地的，以及在实际落地过程中，作者是如何通过“食谱”来解决各种棘手的问题的。

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我最近入手了《SOA Cookbook》，这本书的名字就充满了实用主义的色彩，让人一看就觉得是那种能够解决实际问题的“工具书”。我之所以选择它，很大程度上是因为我目前的工作正面临着将传统单体应用迁移到服务化架构的挑战。听闻这本书在服务设计、接口规范、技术选型以及部署运维等方面都有非常详尽的指导，尤其是对于如何落地SOA，而不是停留在理论层面，我抱有很高的期待。我特别想了解书中是如何处理服务间的依赖关系、如何设计高内聚低耦合的服务单元，以及在实际项目中，如何平衡敏捷开发与SOA的稳定性要求。我对书中关于API网关、服务注册与发现、以及服务治理策略的介绍内容感到好奇，希望它能提供一些可操作的模式和最佳实践，帮助我少走弯路，更快地建立起一套健壮、可扩展的SOA体系。此外，对于如何进行灰度发布、回滚策略、以及监控和告警机制的设计，我也希望能从中获得清晰的指引。我希望这本书能像一本烹饪手册一样，一步步教我如何“烹饪”出符合我项目需求的SOA解决方案。

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我购买《SOA Cookbook》这本书，主要是出于对微服务架构日益普及的观察，以及对SOA在这一浪潮中扮演的角色的思考。虽然微服务是当前的热点，但SOA的思想基础对于理解和构建微服务体系依然具有深刻的指导意义。我希望这本书能够提供一个更系统、更全面的视角来审视SOA，而不是仅仅停留在“服务拆分”这个层面。我更关注的是书中在服务生命周期管理、服务间的契约设计、以及如何实现高可用和高并发方面的内容。我对书中可能涉及到的不同SOA实现模式，比如 ESB（企业服务总线）与API网关的对比和选择，以及如何根据项目需求选择合适的通信协议（如REST、gRPC、MQ等）感到好奇。此外，一个完善的SOA体系离不开有效的治理和监控。我希望这本书能提供关于服务注册与发现、配置管理、安全认证授权、以及性能监控和故障排查等方面的实用建议和技术实现思路。我对书中是否能提供一些关于如何构建一个具备弹性、韧性的SOA系统的“秘诀”非常期待，因为这正是我们在应对快速变化的业务需求时所面临的关键挑战。

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一直以来，我在软件架构设计上都比较推崇“拿来就用”的实践主义精神，所以《SOA Cookbook》这个书名一出现，就立刻吸引了我的注意。我总觉得，理论性的架构书籍固然重要，但真正能帮助我们解决实际问题的，往往是那些提供具体方法、工具和技巧的书籍。SOA，作为一种早已被业界验证过的架构模式，其核心价值在于解耦和复用，这对于我们当前项目中不断增长的系统复杂性和维护成本来说，无疑是一个有力的解决方案。我非常希望《SOA Cookbook》能够提供一套清晰、可执行的“操作手册”，教我如何在实际的开发过程中，一步步地构建、部署和管理面向服务的系统。我尤其期待书中关于服务粒度划分、接口定义、以及服务间通信机制的详细讲解。此外，在分布式环境下，如何保证数据的一致性和系统的可靠性，也是我非常关心的问题。如果书中能够提供一些在这些方面切实可行的“配方”，能够帮助我们避免常见的陷阱，那么这本书的价值将是巨大的。我希望能通过这本书，掌握一套行之有效的SOA实践方法论。

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