了得網工業技術_數字孿生與數字治理

編輯推薦

該書從復雜繫統理論認知入手，全面分析數字治理復雜性基本特征及方法論需求，深入剖析數字孿生本質內涵，深度理解數字孿生技術體繫對於數字治理的引領與驅動，全面介紹數字孿生操作繫統的基本功能與內容，詳細展示數字孿生操作繫統對於推進數字經濟發展、數字社會治理、國防與軍隊現代化建設的成功實踐。對於廣大讀者特別是科研工作者、社會經濟與國防軍事管理者全面理解復雜繫統理論、全面認識數字孿生、全面把握數字治理方法具有重要意義。
數字化技術發展日新月異，數字孿生技術方興未艾，數字孿生技術與社會經濟、軍事等領域融合日益加深，本書綜合整理了近年來數字孿生在社會上的發展進程和應用，具有重要的啟示作用。

內容簡介

航天數字孿生團隊，以服務國家戰略、服務國防建設、服務國計民生為使命，錨定創新超越，堅持前沿攻關，超前布局數字孿生技術體繫研究，成功打造數字孿生操作
繫統（DTOS）數字底座產品體繫，並在數字戰場與裝備數字化、智慧城市基礎設施與智能網聯汽車協同發展、現代化社會綜合治理、低空經濟產業發展等軍民領域成功落地實踐。本書重點就相關內容進行闡述，並期待聯數字孿生與數字治理聯合更多優勢社會力量，共同創造開放的價值生態圈，為我國多領域數字治理貢獻航天力量。

作者簡介

江帆，女，副總工程師，西北工業大學控制理論與控制工程專業畢業。航天科工集團智能科技研究院數字孿生領域牽頭人。長期致力於數字孿生、智能網聯、網絡信息體繫架構設計與評估、智能輔助決策等領域技術創新與工程實踐。
史曉麗，女，博士，研究員，西北工業大學控制理論與控制工程專業畢業，加拿大約克大學訪問學者，航天科工集團智能科技院數字孿生領域技術負責人。
唐力勇，男，高級工程師，北京航空航天大學控制科學與工程專業畢業。航天科工集團智能科技研究院數字孿生領域技術負責人。

第1章
基於復雜繫統理論的數字治理/ 1
一、復雜適應繫統理論/ 4
二、數字治理復雜性基本特征/ 6
（一）數字治理需求/ 6
（二）數字治理復雜性/ 12
三、數字治理方法論需求/ 16
（一）本質認知/ 17
（二）開放繫統/ 18
（三）虛實共生/ 18
（四）動態演進/ 19
第2章
數字孿生解決方案/ 21
一、數字孿生起源與發展/ 24

第1章
基於復雜繫統理論的數字治理/ 1
一、復雜適應繫統理論/ 4
二、數字治理復雜性基本特征/ 6
（一）數字治理需求/ 6
（二）數字治理復雜性/ 12
三、數字治理方法論需求/ 16
（一）本質認知/ 17
（二）開放繫統/ 18
（三）虛實共生/ 18
（四）動態演進/ 19
第2章
數字孿生解決方案/ 21
一、數字孿生起源與發展/ 24
二、數字孿生本質特征/ 26
（一）數字孿生本質內涵/ 26

（二）數字孿生與相關概念關繫/ 29
（三）數字孿生在不同領域的形態/ 30
（四）數字孿生發展演進/ 33
三、國內外重要領域應用情況/ 35
（一）數字孿生在國外頂層戰略中的分析認識/ 35
（二）數字孿生在重要領域應用情況/ 37
四、數字孿生驅動數字治理/ 43
（一）理解——一個基點/ 44
（二）認知——雙環驅動/ 45
（三）計算——三域貫通/ 46
（四）模擬——四性兼備/ 46
（五）賦能——五可兼具/ 47
第3章
數字孿生操作繫統/ 51
一、數字孿生操作繫統（DTOS）概述/ 54
二、 DTOS 總體架構/ 55

三、運行服務平臺/ 59
（一）平臺概述/ 59
（二）功能特點/ 59
四、數據服務平臺/ 61
（一）平臺概述/ 61
（二）功能特點/ 62
五、基礎服務平臺/ 66
（一）平臺概述/ 66
（二）物聯網服務（DT-IOT）/ 67
（三）數字孿生服務（DT-TWIN）/ 72
（四）多源信息模型服務（DT-XIM）/ 77
（五）人工智能服務（DT-AI）/ 83
（六）仿真推演服務（DT-SIM）/ 88
（七）區塊鏈服務（DT-BaaS）/ 97
六、智能輔助決策平臺/ 104
（一）平臺概述/ 104
（二）功能特點/ 104
七、一體化交互應用平臺/ 108
（一）平臺概述/ 108
（二）功能特點/ 108

第4章
數字治理實踐/ 117
一、重大活動保障/ 120
（一）數字閱兵/ 120
（二）科技鼕奧/ 129
二、智慧城市基礎設施與智能網聯汽車協同發展/ 136
（一）背景與需求/ 136
（二）總體解決方案/ 136
（三）實踐效果/ 141
三、市域社會治理/ 145
（一）背景與需求/ 145
（二）總體解決方案/ 146
（三）實踐效果/ 148
四、城市生命線/ 153
（一）背景與需求/ 153
（二）總體解決方案/ 154
（三）實踐效果/ 159
五、智慧應急/ 162
（一）消防應急/ 162
（二）疫情防控/ 170
六、低空經濟產業/ 180
（一）背景與需求/ 180
（二）總體解決方案/ 181
（三）實踐效果/ 188
跋/ 191

前言

2020 年10 月29 日，習近平總書記在黨的十九屆五中全會上指出：“加快數字中國建設，就是要適應我國發展新的歷史方位，全面貫徹新發展理念，以信息化培育新動能，用新動能推動新發展，以新發展創造新輝煌。”全會通過的《中共中央關於制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》，明確提出“要加快數字化發展”，要“發展數字經濟，推進數字產業化和產業數字化，推動數字經濟和實體經濟深度融合”。
2022 年4 月19 日，習近平總書記在主持中央全面深化改革委員會第二十五次會議時強調：“要全面貫徹網絡強國戰略，把數字技術廣泛應用於政府管理服務，推動政府數字化、智能化運行，為推進國家治理體繫和治理能力現代化提
供有力支撐。”
數字中國建設就是實施數字化技術與社會經濟、軍事等領域的全面深度融合，具體體現為數字化、網絡化、一體化（集成化）、智能化、雲化和數字孿生。數字化是0、1 代碼表述，一切皆數，是融合的基礎；網絡化是互聯互通，聯通共享，是融合的條件；一體化是集成一體，是縱向橫向端到端的平面融合；智能化是自主提升，是垂直向下的深度融合；雲化是雲端協同，是垂直向上的高端融合；數字孿生是共生促進，是全要素、全繫統、全過程、全場景、全時態的全面融合。

2020 年10 月29 日，習近平總書記在黨的十九屆五中全會上指出：“加快數字中國建設，就是要適應我國發展新的歷史方位，全面貫徹新發展理念，以信息化培育新動能，用新動能推動新發展，以新發展創造新輝煌。”全會通過的《中共中央關於制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》，明確提出“要加快數字化發展”，要“發展數字經濟，推進數字產業化和產業數字化，推動數字經濟和實體經濟深度融合”。
2022 年4 月19 日，習近平總書記在主持中央全面深化改革委員會第二十五次會議時強調：“要全面貫徹網絡強國戰略，把數字技術廣泛應用於政府管理服務，推動政府數字化、智能化運行，為推進國家治理體繫和治理能力現代化提
供有力支撐。”
數字中國建設就是實施數字化技術與社會經濟、軍事等領域的全面深度融合，具體體現為數字化、網絡化、一體化（集成化）、智能化、雲化和數字孿生。數字化是0、1 代碼表述，一切皆數，是融合的基礎；網絡化是互聯互通，聯通共享，是融合的條件；一體化是集成一體，是縱向橫向端到端的平面融合；智能化是自主提升，是垂直向下的深度融合；雲化是雲端協同，是垂直向上的高端融合；數字孿生是共生促進，是全要素、全繫統、全過程、全場景、全時態的全面融合。
數字孿生（Digital Twin）可以說是集數字化技術之大成，構造與現實世界虛實映射的數字空間，在數字空間回溯歷史、把握現在、預測未來。數字孿生實質是由實生
虛、以虛控實、虛實互動、共生演進。關鍵技術為感知采集、模型構建、傳輸互動、分析可視等。其應用價值體現在事前可進行決策分析、預演驗證；事中可進行實時監控、
健康管理；事後可進行效果評估、發展預測。
數字化技術發展日新月異，數字孿生技術方興未艾，數字孿生技術與社會、經濟、軍事等領域融合日益加深，為復雜繫統全生命周期實施精細化治理、智能化運行提供
顛覆性驅動力，推動社會、經濟、軍事等領域數字治理模式的深刻變革。
中國航天科工集團作為我國發展航天事業、建設航天強國的核心骨干力量，以數字航天建設為突破口，以數據資源為關鍵要素，以現代信息網絡為主要載體，以信息通信技術融合應用、全要素數字化轉型為重要推動力，深入推進數字化技術與航天繫統工程的全面深度融合，緊緊把握數字化、網絡化、智能化方向，深刻認知復雜繫統理論，
綜合運用物聯網、人工智能、大數據、建模仿真、區塊鏈等新興技術，打造數字孿生新業態，在“數字中國”“數字國防”等一繫列國家頂層戰略布局中打造了一繫列標杆示範工程，為我國數字經濟發展、數字社會治理推進、國防和軍隊現代化建設等做出了突出貢獻。
航天數字孿生團隊正是在國家深入推進數字中國建設、中國航天科工集團大力推進數字航天建設大背景之下孕育而生的。近年來，團隊牽頭完成了多項、省部級重
大重點任務，構建了相對完備的理論、產品、技術與市場體繫，培養了一支有夢想、有衝勁、有紀律的創新型科研隊伍。在有效服務經濟建設、社會建設、國防與軍隊建設的同時，團隊深入研究復雜繫統理論與繫統工程理論有機融合的方法，深刻思考數字孿生範式對於提升復雜繫統全生命周期動態演化機理與規律，全面認識數字孿生業態對於推動數字經濟、社會治理、國防與軍隊現代化建設的牽引與驅動作用，創新性打造了航天數字底座——數字孿生操作繫統（DTOS），並在國家重大活動保障、國防產業體繫構建、雙智、市域治理、智慧應急等領域取得了顯著的應用效果。
基於多年的基礎理論研究與創新實踐探索，團隊將理論和實踐成果進行總結，形成了《數字孿生與數字治理》一書。該書從復雜繫統理論認知入手，全面分析數字治理復雜性基本特征及方法論需求，深入剖析數字孿生本質內涵，深度理解數字孿生技術體繫對於數字治理的引領與驅動作用，全面介紹數字孿生操作繫統的基本功能與內容，詳細展示數字孿生操作繫統對於推進數字經濟發展、數字社會治理、國防與軍隊現代化建設的成功實踐。該書對於廣大讀者特別是科研工作者、社會經濟與國防軍事管理者
全面理解復雜繫統理論、全面認識數字孿生、全面把握數字治理方法具有重要意義。
我相信，隨著數字孿生等技術的不斷成熟宇宙等新興技術的飛速發展，隨著數字中國實踐的深入推進，通過團隊持之以恆的不懈努力，航天數字孿生團隊一定會
在技術創新與應用實踐等領域取得更多成果。

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