基金会现场总线功能块原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业

作者:请买家自查

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-1

价格:35

装帧:

isbn号码:9787502547639

丛书系列:

图书标签:

• 现场总线
• 功能块
• 原理
• 应用
• 工业控制
• 自动化
• PLC
• 编程
• 基金会现场总线
• 过程自动化

书名：数字孪生技术在智能制造中的应用与实践 内容简介 在工业4.0和智能制造浪潮的推动下，如何实现生产过程的透明化、优化与智能化决策，已成为现代制造业面临的核心挑战。本书深度聚焦于数字孪生（Digital Twin）技术，这是一种革命性的思维范式和工程方法，旨在通过构建物理实体在虚拟空间中的精确映射模型，实现对现实世界系统的全生命周期管理、监测、分析和优化。 本书旨在为工程技术人员、研究学者及相关决策者提供一个全面、系统且实用的数字孪生技术框架和实施指南。我们摒弃了空泛的理论阐述，而是侧重于技术原理、关键模型构建、多源数据融合策略，以及如何在实际复杂的工业场景中落地应用。 第一部分：数字孪生基础理论与架构解析 本部分首先界定了数字孪生的核心概念，将其与传统仿真、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）进行严格区分，明确其“实时映射”、“双向连接”和“生命周期伴随”的本质特征。 我们详细探讨了数字孪生系统的五层架构模型：物理实体层、感知与连接层、数字模型层、数据分析与决策层，以及应用服务层。重点阐述了如何通过物联网（IoT）传感器网络、边缘计算平台实现对物理设备状态、环境参数的实时、高频采集。 在数字模型层，我们深入剖析了几种关键建模技术： 1. 几何模型构建（CAD/3D建模）： 强调高保真几何模型的快速生成与优化，确保虚拟环境的空间精度。 2. 物理模型（多域耦合仿真）： 介绍基于有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）等方法构建的精确物理模型，如何描述材料行为、热力学过程和动力学响应。 3. 行为模型与规则引擎： 探讨如何将设备的操作逻辑、控制算法嵌入数字模型中，使其能够模拟系统在特定工况下的动态反应。 4. 知识图谱与语义化： 阐述如何利用本体论和知识图谱技术，将分散的设备数据、工艺文档转化为可计算、可推理的语义信息，为上层决策提供知识支撑。 第二部分：关键技术栈与数据治理 数字孪生模型的有效性严重依赖于数据的质量和集成能力。本部分详述了实现高保真孪生的核心技术栈。 1. 数据融合与同步机制： 探讨时空同步、异构数据清洗与标准化流程。重点解析了时间序列数据库（TSDB）在处理工业海量、高频数据流中的应用，以及如何建立可靠的“数据孪生体”与“物理实体”之间的同步闭环。 2. 边缘智能与实时计算： 鉴于复杂制造系统对延迟的极高要求，本书详细论述了如何在边缘侧部署轻量级模型，实现数据的预处理、初步诊断和快速响应控制，减少对云端资源的依赖。 3. 建模与仿真平台集成： 介绍如何将主流的仿真软件（如Abaqus, ANSYS, Dymola等）接口化，通过中间件技术将其求解能力无缝嵌入到实时孪生平台中，实现“实时仿真”的能力。 第三部分：数字孪生在制造业中的深度应用案例 本书的价值核心在于其详尽的实践案例和方法论，展示数字孪生如何解决实际生产痛点。 1. 预测性维护（PdM）： 阐述如何构建设备的健康状态数字孪生体。通过实时采集振动、温度、电流等数据，与建立的退化模型进行比对，实时预测剩余使用寿命（RUL），并提前规划维护策略，变被动维修为主动干预。 2. 工艺优化与虚拟调试： 详细介绍了在没有中断实际产线的情况下，如何在数字孪生环境中对新的生产流程、机器人路径或控制参数进行虚拟调试、碰撞检测和性能验证。案例涵盖了复杂的装配线和连续流程工业的优化场景。 3. 供应链与生产协同： 超越单一设备的范畴，本书展示了如何构建工厂级乃至供应链级的“系统孪生体”。这使得管理者能够模拟突发事件（如关键部件短缺、设备故障、订单激增）对整个交付周期的影响，并实时调整排程和物流策略。 4. 产品全生命周期管理（PLM）： 探讨数字孪生如何贯穿产品的设计、制造、使用到报废的各个阶段。使用阶段收集的运行数据可以反哺到设计环节，实现“以用促研”的闭环，显著提高下一代产品的可靠性和用户体验。 第四部分：实施路线图与挑战应对 最后一部分为读者提供了实施数字孪生项目的实用路线图。 1. 分阶段实施策略： 建议企业从特定关键设备或瓶颈工序入手，采用“小步快跑”的试点策略，逐步积累经验和数据资产，避免“大而全”带来的高风险。 2. 安全与伦理考量： 鉴于孪生系统涉及核心生产数据和控制权，本书探讨了数据安全（包括OT/IT融合带来的网络安全风险）的防护措施，以及模型可解释性（Explainable AI, XAI）在决策过程中的重要性。 本书内容结构严谨，技术描述精确，配有大量的系统架构图和流程示意图，力求帮助读者深刻理解数字孪生的本质，并掌握将其转化为企业核心竞争力的技术路径。

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翻阅此书时，我产生了一种强烈的“学术对话”感，而非单向的信息灌输。作者在处理那些不同厂商或不同标准体系之间存在的兼容性、命名差异或实现细微差异时，展现出了深厚的行业洞察力。他没有偏袒任何一方，而是客观地列出不同实现路径的优劣，并给出在实际集成项目中如何进行权衡取舍的建议。这种中立而深刻的分析，对于那些需要进行多供应商系统集成的项目经理来说，无疑是一份宝贵的参考指南。特别是书中关于诊断功能块的章节，它深入探讨了如何通过标准化的错误码反馈机制，快速定位到应用层还是物理层的问题，这种对系统鲁棒性构建的关注，体现了作者深厚的工程实践经验，远非简单的协议文档解读可以比拟。

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作为一名需要将理论知识快速转化为生产力的人士，我极其看重技术书籍的实用性和前瞻性的平衡。这本书在这方面做得堪称典范。它不仅详尽地解析了当前主流现场总线协议中那些最核心、最常被使用的功能块的内部机制，更难能可贵的是，它对未来总线技术的发展趋势也进行了审慎的预判和布局。例如，在描述某些时间敏感型控制功能块的实现时，作者不仅给出了标准的实现路径，还探讨了如何利用最新的硬件加速技术来优化这些功能块的响应时间，这对于追求极致性能的工程师而言，提供了超越教科书层面的思考维度。书中的图示，无论是流程图还是状态机描述，都高度凝练且标注清晰，基本上可以脱离正文，仅凭图表就能快速复习和理解特定功能块的生命周期管理。这种对“可操作性”的极致追求，极大地缩短了理论学习到实际部署之间的鸿沟。

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这本书在术语的统一性和定义的准确性上，给我留下了极其深刻的印象。在如此专业且标准依赖性强的领域，术语的混用是导致理解偏差的罪魁祸首。该书从第一章开始就建立了严格的术语表和定义体系，并且在全文中对关键概念如“对象字典”、“服务数据单元（SDU）”以及特定功能块的“实例划分”等进行了极其严谨的界定。这种对语言精确性的坚守，保证了无论读者自身的背景如何，只要遵循书中的定义，就不会产生歧义。此外，随书附带的资源索引（虽然我在此处无法提及具体内容，但作为读者可以感受到其存在的价值），为读者提供了深入探究原始规范文档的快捷通道，让求知欲强的读者能够轻松地从这里延伸到更底层、更权威的技术细节中去，为构建一个扎实、无懈可击的知识体系提供了坚实的基石。

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这本书的装帧设计和印刷质量着实让人眼前一亮。封面采用了哑光处理，手感细腻，中央的标题字体选择得非常考究，既有科技感又不失稳重，很符合其专业领域的定位。内页纸张厚度适中，米白色的纸张有效缓解了长时间阅读可能带来的视觉疲劳，墨迹清晰锐利，即便是复杂的电路图和时序图，细节也一览无余。我尤其欣赏出版社在排版上的用心，章节标题和正文之间留白的比例拿捏得恰到好处，使得整个版面呼吸感十足，阅读体验极为顺畅。装订方面，采用了线胶装结合的方式，保证了平摊时的牢固性，翻阅起来不会出现书页松动或散架的担忧。从一个对工业自动化书籍有较高要求的读者角度来看，这本书在物理形态上已经达到了专业技术书籍的优秀水准，让人在捧读之初就充满了对知识的敬意和期待。这种对细节的关注，往往预示着内容本身的专业性和严谨性，使得它不仅仅是一本工具书，更像是一件值得收藏的桌面艺术品。

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这本书的叙事逻辑和知识铺陈的节奏感，是其最让我感到惊喜的地方。它没有直接一头扎进那些晦涩难懂的底层协议细节中，而是采取了一种渐进式的引导方式。开篇部分花了大篇幅构建了现场总线的宏观背景和必要性，将读者从一个初级技术人员的视角拉升到系统架构师的高度去审视问题，这种高度的建立非常关键。随后，作者非常巧妙地将不同复杂度的功能块概念穿插在实际应用案例中进行讲解，使得抽象的功能描述瞬间变得具象化、可操作。当我读到关于数据一致性处理的章节时，我发现作者并不是简单地罗列标准条款，而是通过几个典型的故障场景，反向推导出特定功能块设计的精妙之处。这种“问题导向—原理剖析—方案验证”的行文结构，使得学习过程不再是被动接受，而是一个主动探索和解决问题的过程，阅读的代入感极强，让人很难中断阅读的连贯性。

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