●第1篇數字孿生內涵及研究應用概況
第1章數字孿生起源及內涵
1.1哪裡來：數字孿生的起源
1.2是什麼：數字孿生的概念
1.3新理解：數字孿生的理想特征
1.4緊相關：數字孿生的相近概念
1.4.1數字孿生與CPS
1.4.2數字孿生與虛擬仿真
1.4.3數字孿生與虛擬樣機
1.4.4數字孿生與數字線程
1.4.5數字孿生與數字影子
1.4.6數字孿生與平行繫統
1.5有何用：數字孿生的應用價值
1.6誰可用：數字孿生的適用準則
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第2章數字孿生學術研究現狀
2.1數字孿生國內外學術研究現狀分析
2.1.1發文量時間分布統計分析
2.1.2發表論文國家分布統計分析
2.1.3文獻出版物分布統計分析
2.1.4發表論文研究機構統計分析
2.1.5發表論文研究方向和高頻關鍵詞統計分析
2.2數字孿生論文引用分析
2.3數字孿生白皮書
2.4數字孿生專利發展現狀
2.5數字孿生標準發展現狀
2.5.1數字孿生國內標準現狀
2.5.2數字孿生國際標準現狀
2.5.3數字孿生標準體繫框架
2.6數字孿生研究演進
2.7數字孿生與智能制造服務學術會議
2.8國內有關科技部門對數字孿生研究資助的情況
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第3章數字孿生工業應用
3.1數字孿生在各領域中的應用概述
3.1.1數字孿生+航空航天
3.1.2數字孿生+汽車
3.1.3數字孿生+電力
3.1.4數字孿生+船舶
3.1.5數字孿生+醫療
3.1.6數字孿生+城市
3.1.7數字孿生+建築
3.1.8數字孿生+農業
3.1.9數字孿生+軌道交通
3.1.10數字孿生+油氣
3.1.11數字孿生+港口
3.1.12數字孿生+環境治理
3.1.13數字孿生+機床
3.1.14數字孿生+煤礦
3.1.15數字孿生+地球
3.2數字孿生在產品全生命周期中的應用
3.2.1數字孿生驅動的產品設計
3.2.2數字孿生驅動的智能制造
3.2.3數字孿生驅動的服務
3.3數字孿生在世界有名企業中的應用實踐
3.3.1西門子的數字孿生實踐
3.3.2ANSYS的數字孿生實踐
3.3.3達索的數字孿生實踐
3.3.4PTC的數字孿生實踐
3.3.5微軟的數字孿生實踐
3.3.6空客的數字孿生實踐
3.3.7洛克希德·馬丁公司的數字孿生實踐
3.3.8通用電氣公司的數字孿生實踐
3.3.9MapleSoft公司的數字孿生實踐
3.3.10Bentley公司的數字孿生實踐
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第2篇數字孿生理論技體繫
第4章數字孿生五維模型及理論思考
4.1數字孿生五維模型
4.1.1物理實體
4.1.2虛擬模型
4.1.3孿生數據
4.1.4服務
4.1.5交互連接
4.2數字孿生應用準則
4.3基於數字孿生五維模型的十大領域應用探索
4.3.1數字孿生衛星工程
4.3.2數字孿生船舶全生命周期管控
4.3.3數字孿生車輛抗毀傷評估
4.3.4數字孿生電廠智能管控
4.3.5數字孿生飛機起落架結構優化設計
4.3.6數字孿生復雜裝備故障預測與健康管理
4.3.7數字孿生立體倉庫
4.3.8數字孿生醫療
4.3.9數字孿生架車機
4.3.10數字孿生城市
4.4基於數字孿生五維模型的科學問題思考
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第5章新一代信息技術使能數字孿生
5.1IT技術發展歷程與新一代信息技術的內涵
5.2數字孿生與新一代信息技術的融合
5.2.1數字孿生與物聯網
5.2.2數字孿生與大數據
5.2.3數字孿生與雲霧邊
5.2.4數字孿生與人工智能
5.2.5數字孿生與VR/AR/MR
5.2.6數字孿生與5G
5.2.7數字孿生與區塊鏈
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第6章數字孿生理論技術體繫
6.1數字孿生的功能和技術體繫
6.2數字孿生物理感知與控制技術
6.3數字孿生建模技術
6.3.1數字孿生模型構建準則
6.3.2數字孿生模型構建理論體繫
6.4數字孿生數據管理技術
6.5數字孿生服務應用技術
6.6數字孿生連接技術
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第7章數字孿生工具體繫
7.1數字孿生中物理實體相關工具
7.2數字孿生中建模相關工具
7.3數字孿生中數據管理工具
7.4數字孿生中服務應用工具
7.5數字孿生中連接相關工具
7.6綜合性工具
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第3篇數字孿生車間
第8章數字孿生車間概念
8.1從制造到智造
8.1.1制造的發展歷程
8.1.2智能制造戰略對比
8.1.3智能制造的核心內涵
8.2制造車間的發展歷程
8.3數字化車間的理論及應用研究
8.3.1車間制造物聯
8.3.2車間建模仿真
8.3.3車間虛實交互
8.3.4車間數據融合
8.3.5車間智能服務
8.4數字孿生車間的概念、運行機制及關鍵技術
8.4.1數字孿生車間概念模型
8.4.2數字孿生車間運行機制
8.4.3數字孿生車間的特點
8.4.4數字孿生車間關鍵技術
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第9章數字孿生車間設備故障預測與健康管理
9.1設備故障預測與健康管理研究概述
9.2設備故障預測與健康管理問題分析
9.3數字孿生增強的設備故障與健康管理方法
9.4數字孿生增強的設備故障預測與健康管理關鍵技術
9.4.1設備數字孿生虛實交互與進化
9.4.2設備數字孿生虛實不一致原因判斷
9.4.3基於孿生數據的設備故障預測與診斷
9.5案例：復材加工車間熱壓罐設備故障診斷
9.5.1案例描述
9.5.2模型與方法驗證
9.5.3結果分析
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第10章數字孿生車間生產過程參數選擇決策方法與技術
10.1生產過程參數選擇決策研究概述
10.2生產過程參數選擇決策問題分析
10.3數字孿生驅動的生產過程參數選擇決策方法
10.4數字孿生驅動的生產過程參數選擇決策關鍵技術
10.4.1基於孿生數據的評價指標構建
10.4.2基於虛擬模型仿真的備選方案擬定
10.4.3基於虛實交互的方案實施反饋
10.5案例：復材加工車間熱壓罐成型工藝過程參數選擇決策
10.5.1案例描述
10.5.2模型與方法驗證
10.5.3結果分析
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第11章數字孿生車間設備動態調度方法與技術
11.1車間設備動態調度研究概述
11.2車間設備動態調度問題分析
11.3數字孿生驅動的車間設備動態調度方法
11.4數字孿生驅動的車間設備動態調度關鍵技術
11.4.1基於孿生數據的設備可用性預測
11.4.2基於虛實交互的擾動監測
11.4.3基於虛擬模型仿真的方案評估
11.5案例：液壓閥加工車間設備動態調度
11.5.1案例描述
11.5.2模型與方法驗證
11.5.3結果分析
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第12章數字孿生車間物料準時配送方法與技術
12.1車間物料配送研究概述
12.1.1物料需求時間預測研究現狀
12.1.2物料配送路徑規劃研究現狀
12.2衛星總裝車間物料配送問題分析
12.3衛星總裝數字孿生車間物料準時配送方法
12.4衛星總裝數字孿生車間物料準時配送關鍵技術
12.4.1物流繫統虛擬模型構建
12.4.2物料需求時間預測
12.4.3時間可控的無踫路徑規劃
12.5案例：衛星總裝數字孿生車間物料準時配送
12.5.1案例描述
12.5.2模型與方法驗證
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第13章數字孿生車間設備管控繫統設計與開發
13.1數字孿生車間設備管控繫統設計
13.1.1繫統體繫結構設計
13.1.2繫統總體框架設計
13.1.3繫統技術架構設計
13.1.4繫統功能組成設計
13.2案例一：基於數字孿生的數控機床管控繫統開發
13.2.1繫統整體架構
13.2.2數據庫設計
13.2.3繫統功能模塊
13.3案例二：基於數字孿生的熱壓罐管控繫統開發
13.3.1繫統整體架構
13.3.2繫統功能模塊
13.3.3可視化功能模塊
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第14章數字孿生車間原型繫統與應用案例
14.1數字孿生車間原型繫統設計
14.1.1繫統架構設計
14.1.2繫統功能設計
14.1.3繫統實施流程設計
14.2案例一：數字孿生新能源汽車動力電池生產車間
14.3案例二：數字孿生衛星總裝車間
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本書內容大體可分三個部分：第一部分研究數字孿生的基本概念、發展歷史、相關工作與應用，及建模方法等；第二部分結合數字孿生五維模型，提出數字孿生車間的概念，並對數字孿生車間構建、運行、迭代優化的關鍵技術，與基於數字孿生的車間設備健康管理、能效分析與優化、動態調度、實時控制、車間信息物理融合等理論方法進行分析與探討；第三部分研究構建數字孿生車間原型繫統。