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出版者:机械工业出版社

作者:吴功宜编著

出品人:

页数:266

译者:

出版时间:2010

价格:36.00元

装帧:平装/精装

isbn号码:9787111307105

丛书系列:

图书标签:

物联网
互联网
计算机
科技
IT
2016
物联网
智能家居
智慧城市
传感器技术
数据分析
云计算
边缘计算
人工智能
网络安全
工业物联网

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具体描述

本书从信息技术、信息产业、信息化与工业化融合的角度，系统地研究了物联网发展的社会背景与技术背景、物联网建设的预期目标、物联网发展与我国信息化建设的关系，全面地介绍了支撑物联网的信息技术、物联网与互联网的区别与联系，深入地讨论了物联网在感知中国和世界方面的作用以及物联网发展中的信息安全问题。

本书结构完整，层次清晰，语言流畅，图文并茂，可以供从事物联网研究与产品研发的人员、技术管理人员以及政府机关负责制定物联网技术研究、应用与产业发展规划的工作人员阅读，同时也可以供计算机与信息技术及相关专业的教师、学生阅读。

《数字孪生：构建虚拟世界的终极指南》书籍简介本书深入剖析了数字孪生（Digital Twin）技术的全景图景，从其理论基石、核心技术栈到前沿应用场景，提供了一套系统且实用的操作框架。数字孪生不再是遥不可及的概念，而是正在重塑工业制造、智慧城市、医疗健康乃至自然资源管理的关键范式。本书旨在为工程师、架构师、项目经理以及对未来技术有深刻兴趣的读者，提供一张详尽的路线图，指导他们如何从零开始规划、构建和运维高保真的数字孪生系统。第一部分：奠基石——理解数字孪生的本质与演进第一章：从模型到镜像的飞跃本章首先界定了数字孪生的核心定义，区分了传统仿真模型、虚拟现实（VR/AR）与数字孪生之间的本质差异。数字孪生不仅仅是一个静态的3D模型，它是一个与物理实体保持实时、双向数据流连接的动态虚拟实体。我们将追溯其历史渊源，从NASA早期的概念探索，到工业4.0浪潮中的技术成熟。重点探讨“连接性”、“保真度”和“生命周期管理”这三大支柱，如何共同支撑起一个可持续演进的数字实体。第二章：技术堆栈的深度解析构建一个功能完备的数字孪生系统需要多学科技术的集成。本章详细拆解了支撑数字孪生的关键技术层：数据采集与融合层：深入探讨物联网（IoT）传感器网络、边缘计算（Edge Computing）在数据预处理中的作用。讲解如何处理异构数据源，并确保时间同步的准确性，这是维持孪生体与实体同步的关键。建模与可视化层：不仅关注几何模型的构建，更侧重于物理规律、行为逻辑的数学模型嵌入。介绍参数化建模、基于CAD/BIM数据的自动化建模流程，以及如何利用实时渲染技术实现高保真可视化。数据处理与分析层：阐述如何利用大数据平台和云计算能力，对海量实时和历史数据进行清洗、存储和分析。重点介绍机器学习（ML）和人工智能（AI）算法在数字孪生中的应用，例如预测性维护、异常检测和性能优化。交互与反馈层：探讨人机交互界面（HMI）的设计原则，包括如何通过AR/VR技术实现沉浸式操作，以及如何通过控制指令实现对物理实体的闭环反馈控制。第二部分：构建蓝图——数字孪生的设计与实施第三章：孪生体的生命周期管理一个成功的数字孪生项目必须贯穿其物理资产的整个生命周期——从概念设计、制造、运营到最终报废。本章聚焦于如何将数字孪生嵌入到这一流程中：设计阶段的验证：利用孪生体进行“假设分析”（What-if Scenarios），优化设计参数，大幅缩短物理原型测试周期。制造与装配的可视化指导：如何利用数字孪生辅助工厂排产调度，并为一线工人提供实时的装配指导，减少错误率。运营维护的智能化：详细阐述如何利用孪生体进行状态监测、健康评估（PHM）和基于状态的维护（CBM），实现从被动维修到主动干预的转变。第四章：数据治理与安全挑战数字孪生体依赖于高价值、高敏感性的实时数据。本章将系统地探讨数据治理的挑战：数据主权与互操作性：如何在跨部门、跨企业的数据交换中，确保数据的语义一致性和标准统一性。安全边界的构建：鉴于数字孪生体拥有对物理世界的控制能力，其安全防护至关重要。我们将分析针对数据链路、模型完整性和控制指令注入的潜在攻击向量，并提出基于零信任架构的安全策略。第三部分：前沿应用与未来展望第五章：智慧工厂的实践范例本章聚焦于制造业中的数字孪生应用，以一个完整的生产线改造项目为例进行深度剖析。内容涵盖：生产节拍的实时优化、柔性生产线的快速重构，以及如何利用孪生体模拟供应链中断的影响，从而提升供应链的韧性。将详细展示从PLC数据接入到云端模型的端到端流程。第六章：城市级的复杂系统仿真在智慧城市领域，数字孪生是实现城市治理现代化的核心工具。本章将探讨如何构建城市级数字孪生，重点关注：交通流的动态模拟：如何集成传感器数据，实时模拟和优化城市交通信号灯、公共交通网络，以及自动驾驶车辆的路径规划。能源与环境管理：利用孪生体对建筑能耗、电网负荷和空气质量进行精细化管理，实现碳排放的实时监测与调控。第七章：数字孪生的下一站：自主演进与认知孪生展望未来，本书认为数字孪生的终极形态将是具备高度自主学习和决策能力的“认知孪生”。本章探讨：自主决策框架：如何让孪生体在不需要人工干预的情况下，根据环境变化自我调整内部模型和控制策略。多物理场耦合的极限挑战：面对跨越电磁学、流体力学、热力学等多个复杂物理场的系统，如何实现高精度、低延迟的实时耦合仿真。结语：迈向虚实融合的未来本书旨在提供的不只是理论知识，更是一套实用的方法论和工程实践指南，帮助读者驾驭这场从信息物理系统（CPS）向深度虚实融合（Phygital Convergence）转型的浪潮。掌握数字孪生技术，就是掌握了驱动下一代工业和城市运营的“智能中枢”。