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出版者:煤炭工业出版社

作者:范明训

出品人:

页数:57

译者:

出版时间:1999-11

价格:2.98

装帧:精装

isbn号码:9787502018177

丛书系列:

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书籍名称：《数字孪生：从理论构建到工业落地》 内容简介： 在信息技术飞速发展的今天，数字孪生（Digital Twin）已不再是一个模糊的未来概念，而是正在深刻改变工业设计、制造、运营乃至城市管理的核心驱动力。本书以严谨的学术视角和丰富的工程实践经验为基础，全面、系统地阐述了数字孪生的理论框架、关键技术栈、实施路径以及在各个垂直领域的深度应用。全书力求在理论的深度与实践的可操作性之间找到最佳平衡点，旨在为工程技术人员、企业决策者、科研学者以及相关专业学生提供一本集理论指导与实战参考价值于一体的权威著作。 第一部分：数字孪生的基石——理论与概念的深度解析 本部分着重于为读者打下坚实的理论基础。首先，我们对数字孪生的定义、核心特征、演进历史进行了清晰的界定和梳理，区分了其与传统仿真、虚拟现实（VR/AR）以及物联网（IoT）模型的本质区别。数字孪生并非简单的三维模型叠加数据流，而是一个多维度、多尺度、全生命周期的动态映射系统。 接着，我们深入探讨了数字孪生的五大核心要素：物理实体、虚拟模型、连接机制、数据模型和生命周期管理。其中，虚拟模型的构建是核心难点，本书详尽分析了基于几何建模（CAD/CAE）、物理建模（多物理场耦合）和行为建模（AI/机器学习）的三种主要建模范式及其融合策略。我们特别关注了“虚实同步”这一关键机制的实现原理，包括实时数据采集的精度要求、时间同步算法以及基于事件驱动的反馈回路设计。 此外，本书还构建了一个完整的数字孪生成熟度模型，帮助读者评估当前企业或项目的数字化水平，并明确指出迈向更高层次孪生体所需的关键技术突破点，从简单的描述性孪生迈向预测性、规范性甚至自主决策的孪生体。 第二部分：支撑数字孪生的关键技术栈 数字孪生的实现依赖于一系列前沿技术的协同作用。本部分将这些关键技术进行模块化拆解，并重点分析它们在孪生系统中的具体职能。 物联网（IoT）与边缘计算： 论述了传感器网络、数据采集协议（如MQTT、OPC UA）在物理世界数据捕获中的作用。特别强调了边缘计算在保证数据低延迟处理、减轻云端压力以及实现本地快速响应中的不可替代性。 高级建模与仿真技术（CAE/CFD）： 深入分析了如何将复杂的物理仿真模型（如结构力学、流体力学、热力学）集成到数字孪生框架中，实现对实体工况的精确预测。探讨了基于模型的系统工程（MBSE）方法论在构建复杂系统数字孪生模型中的应用。 大数据、人工智能与机器学习（AI/ML）： 阐述了如何利用海量历史和实时数据训练预测性维护（PdM）模型、优化控制策略以及进行故障诊断。重点介绍了时间序列分析、深度学习在识别复杂模式和提高预测准确性方面的应用案例。 云计算与分布式架构： 讲解了数字孪生平台所需的弹性和可扩展性架构，包括微服务设计、数据湖/数据仓库的构建，以及如何利用高性能计算（HPC）资源支撑大规模、高保真度的仿真任务。 增强/虚拟现实（AR/VR/XR）： 讨论了人机交互界面（HMI）的未来趋势，如何利用沉浸式技术实现远程操作、现场指导和可视化分析，将复杂的数字孪生洞察以直观的方式呈现给操作人员。 第三部分：工业落地与跨领域应用实践 理论与技术是基础，如何成功地将数字孪生应用于真实世界的复杂场景，才是本书价值的核心体现。本部分侧重于提供具体的行业解决方案和实施路线图。 智能制造与工业4.0： 聚焦于工厂层面的孪生应用，包括产线优化、柔性制造系统的部署、质量追溯体系的构建。详细介绍了从单个设备孪生到整条生产线孪生，再到整个工厂孪生的分步实施策略。 基础设施与智慧城市： 以桥梁、隧道、大型建筑为例，探讨了如何建立基础设施的健康管理（IHM）数字孪生体，实现结构安全监测、生命周期评估和灾害预警。在智慧城市方面，则重点阐述了交通流、能源分配和应急响应系统的集成孪生架构。 航空航天与生命科学： 探讨了极端环境下对高保真孪生体的需求，例如发动机的实时性能监测与寿命预测，以及在生物制药领域中对生物反应器过程的虚拟优化和控制。 实施挑战与数据治理： 坦诚地分析了企业在部署数字孪生时面临的实际挑战，如数据孤岛、标准不统一、模型验证困难和初始投资回报率（ROI）评估。我们提出了系统化的数据治理框架，确保孪生数据的准确性、完整性和一致性，并强调了网络安全在保护核心数字资产中的战略地位。 结语： 《数字孪生：从理论构建到工业落地》不仅是一本技术手册，更是一份面向未来的战略蓝图。通过系统化的学习，读者将能够掌握构建和利用数字孪生系统的全景知识体系，从而在推动企业数字化转型和提升核心竞争力方面，占据先机。本书的最终目标是赋能读者，将抽象的概念转化为驱动物理世界持续改进的强大工具。

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**评价一：** 这本书的叙事节奏把握得相当到位，初读之下，我几乎被那种缓慢渗透的压抑感所笼罩。作者对于人物内心世界的刻画细致入微，即便是最微小的犹豫和最隐秘的渴望，都被他用近乎冷酷的笔触一一解剖出来。故事的主线虽然看似简单，围绕着一个古老的家族遗产展开，但其背后隐藏的关于伦理、背叛与救赎的主题却足够让人深思良久。尤其欣赏的是，作者在描绘场景时，那种对光影和气味的执着，仿佛能让读者真切地感受到那些尘封房间里腐朽的气息和透过百叶窗洒下的斑驳光束。书中那些看似不经意的对话，实则暗藏玄机，每一句的背后都可能隐藏着对过去事件的不同解读，读起来需要全神贯注，稍不留神就会错过关键的线索。结局的处理颇为高明，没有给出明确的是非对错，而是将最终的判断权交给了读者，这种留白的处理方式，使得整本书的余韵悠长，让人在合上书页后，仍然久久地沉浸在那些复杂的人物关系和未解的谜团之中。它不是那种读完后会让人感到轻松愉快的作品，更像是一次深入黑暗迷宫的探险，充满了智力上的挑战和情感上的冲击。

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**评价三：** 这本书给我最深刻的印象是它的“冷”。不是说情感上的冷漠，而是指作者构建的这个世界观，其运行的规则异常清晰、近乎冰冷，没有多余的温情色彩来粉饰太平。故事设定在一个高度技术化、但社会阶层固化的未来都市，作者对这个“赛博朋克”式的背景描绘得极其真实可信，从霓虹灯反射的湿滑街道到被严密监控的居民生活，每一个细节都透露着一种令人窒息的秩序感。情节上，它主要讲述了一个底层数据分析师试图揭露一个关于能源分配系统的巨大阴谋。引人入胜之处在于，作者巧妙地将高概念的科学理论融入到日常的冲突之中，使得每一次技术对抗都充满了紧张感。与许多同类题材作品不同，这本书没有过多地去渲染反抗的浪漫色彩，而是着重探讨了在强大系统面前，个体微弱的抗争所能产生的实际效果，以及这种抗争对个体自身的耗损。读完之后，我感到一种强烈的无力感，这种感觉并非源于情节的失败，而是源于作者对既有结构难以撼动的深刻洞察。

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**评价四：** 这本书的魅力在于其返璞归真的叙事方式。它选择了一个非常简单的背景——一个位于偏远山区的古老村落，以及围绕着一个即将消逝的传统手工艺展开的故事。作者的笔触如同山间的清泉，干净、朴素，却蕴含着不容忽视的力量。书中对自然环境的描写达到了令人赞叹的程度，无论是山风的呼啸，还是溪流的潺潺，都不仅仅是背景板，而是直接参与到情节发展和人物命运的塑造之中。我特别喜欢其中两位主要人物之间的“沉默的交流”，他们很少用直接的言语表达情感，更多的是通过眼神、动作和共同完成的手工劳动来建立联系，这种含蓄的情感表达方式非常触动人心。这本书的核心探讨的是“时间流逝中的传承与遗忘”，它用一种近乎挽歌的基调，颂扬了那些正在被现代化浪潮所吞噬的美好事物。阅读过程中，我仿佛闻到了木柴燃烧的味道，听到了远处的牧笛声，心灵得到了极大的放松与净化，是一次非常治愈的阅读体验。

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**评价二：** 我必须承认，这本书的文学性达到了一个令人惊叹的高度，但同时，它也极具挑战性，绝非一本可以轻松消遣的读物。作者的语言风格华丽而艰涩，大量运用了古典的句式和罕见的词汇，使得阅读过程本身就像是在啃食一块精雕细琢的硬糖，需要极大的耐心和词汇量的支撑。故事情节并非线性推进，而是大量采用意识流和多重视角切换的手法，这无疑增加了作品的深度，但也使得初读者在理解人物动机和时间线索时倍感吃力。我尤其欣赏作者对于“记忆的不可靠性”这一母题的探讨，书中几个关键事件被不同的人物以截然不同的方式回忆和叙述，让人不禁反思我们所认为的“事实”究竟有多少是基于真实的，又有多少是被情感和时间所扭曲的产物。书中关于哲学思辨的部分略显冗长，但对于那些热衷于形而上学思考的读者来说，无疑是一场盛宴。总而言之，这是一本需要反复阅读、细细品味的“重型”文学作品，更适合在安静的午后，伴着一杯浓烈的黑咖啡，去细细咀嚼每一个句子。

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**评价五：** 这部作品的结构非常大胆，它采用了“嵌套故事”的叙事框架，层层剥茧，直至揭示最核心的那个秘密。起初，读者会跟随一个看似普通的侦探小说线索深入，但很快就会发现，侦探正在追查的案件，其线索竟然指向了另一个被深埋在历史档案中的悬案。这种双重谜团的设置，使得阅读过程充满了惊喜和不断的“再评估”。作者对于悬念的设置技巧炉火纯青，总是在关键时刻抛出一个新的信息点，让你不得不放下手中的一切去追寻答案。然而，本书的精髓并不在于谁是凶手，而在于作者如何通过对不同历史时期的交叉叙述，构建起一个关于“权力腐蚀”的宏大图景。书中对政治权谋和人性弱点的分析尖锐而深刻，角色之间的博弈充满了智慧的火花。读完之后，会有一种意犹未尽的感觉，因为它并没有把所有的钩子都收回，反而留下了一两个开放性的结局，暗示着故事远未结束，这极大地激发了我对续作的期待，也让我回味了故事中那些复杂的人性交锋。

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