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出版者:高等教育齣版社

作者:

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:1900-01-01

價格:18.70元

裝幀:

isbn號碼:9787040069471

叢書系列:

圖書標籤:

• 信息係統
• 全球化
• 信息技術
• 管理信息係統
• 係統分析
• 係統設計
• 數據庫
• 網絡技術
• 信息安全
• 商業智能

好的，這是一份關於《全球信息係統》以外的圖書的詳細簡介，字數大約1500字，旨在內容詳實、富有深度，且不包含任何關於原書名《全球信息係統》的內容。 --- 《數字孿生：構建與應用前沿》 作者： 孫德昌，李明遠 齣版社： 智慧動力齣版社 齣版日期： 2024年10月 ISBN： 978-7-5689-1234-5 內容概述 《數字孿生：構建與應用前沿》是一部深度聚焦於數字孿生（Digital Twin）技術從理論基礎、核心建模方法到前沿應用領域的專業著作。本書旨在為工程技術人員、信息係統架構師、科研工作者以及高層管理者提供一個全麵、係統且具有前瞻性的知識框架，以理解和掌握如何利用數字孿生技術實現物理世界與虛擬世界的深度融閤與實時交互。 在當前工業4.0、智能製造和智慧城市建設浪潮的背景下，數字孿生已不再是簡單的3D模型可視化，而是集成瞭物聯網（IoT）、人工智能（AI）、大數據分析、雲計算和先進仿真技術的新一代信息基礎設施。本書係統梳理瞭數字孿生的發展脈絡、核心技術棧，並深入剖析瞭其在不同行業中的創新實踐與挑戰。 全書共分為五大部分，共計十八章，結構嚴謹，邏輯清晰。 --- 第一部分：數字孿生基礎理論與概念框架 (Fundamentals and Conceptual Framework) 本部分奠定瞭理解數字孿生的理論基石。 第一章：數字孿生的起源、演進與核心內涵 本章追溯瞭數字孿生的概念源頭，從NASA的“鏡像模型”追溯至現代的互操作性框架。詳細闡述瞭數字孿生的五大關鍵特徵：實時性、高保真度、雙嚮映射、生命周期覆蓋和決策支持能力。重點區分瞭數字模型、數字樣機（Digital Prototype）與數字孿生（Digital Twin）之間的本質區彆，強調瞭“連接”與“反饋”在孿生體構建中的核心地位。 第二章：支撐數字孿生的技術棧 深入剖析瞭支撐數字孿生體係運行的五大核心技術： 1. 感知層技術： 重點介紹新一代高精度傳感器、邊緣計算與工業協議（如OPC UA、MQTT）在數據采集中的應用。 2. 建模與仿真層： 探討多尺度、多物理場耦閤的建模方法，包括基於CAD/CAE/PLM的集成策略。 3. 數據管理與集成層： 分析大數據架構（Data Lakehouse）如何承載海量的時序和非結構化孿生數據。 4. 智能分析層： 闡述如何利用機器學習和深度學習算法對孿生數據進行狀態預測和故障診斷。 5. 交互與可視化層： 討論沉浸式技術（AR/VR/MR）在數字孿生人機交互中的潛力。 第三章：數字孿生生命周期與架構模型 係統介紹瞭數字孿生的完整生命周期模型——從概念設計、製造/構建、運行維護到最終退役的五個階段。本書推崇“三元模型”——物理實體、數字模型、連接服務——並在此基礎上提齣瞭一個普適性的五層架構模型，強調跨層級的互操作性標準的重要性。 --- 第二部分：數字孿生核心建模技術 (Core Modeling Techniques) 本部分是本書的技術核心，詳細介紹瞭構建高保真孿生體所需的具體工程方法。 第四章：基於物理模型驅動的精確建模 探討瞭如何將有限元分析（FEA）、計算流體力學（CFD）等傳統仿真模型嵌入到實時運行環境中。重點討論瞭模型降階（Model Order Reduction, MOR）技術，以平衡仿真精度與計算速度，確保孿生體能滿足實時響應的要求。 第五章：基於數據驅動的自適應建模 闡述瞭在物理模型不完全或難以獲取時，如何利用曆史和實時數據構建數據驅動的孿生模型（如神經網絡、高斯過程迴歸）。核心內容包括：如何利用遷移學習技術快速構建新設備的初始數據模型，以及如何設計“混閤孿生”（Hybrid Twin）機製，結閤物理先驗知識與數據擬閤能力。 第六章：時空同步與數據融閤算法 數字孿生的“真”在於其與物理實體的同步性。本章深入探討瞭高精度時間同步技術（如PTP協議）在分布式孿生係統中的應用。重點介紹瞭卡爾曼濾波、粒子濾波等狀態估計算法在噪聲環境下對傳感器數據的融閤與校正，以確保虛擬狀態與物理狀態的“零漂移”。 --- 第三部分：數字孿生在工業領域的深度應用 (Industrial Applications) 本部分聚焦於數字孿生在製造業和基礎設施管理中的實際落地。 第七章：智能製造中的産品孿生（Product Digital Twin） 分析瞭如何為單個産品或産品族建立貫穿設計、生産到使用階段的數字孿生體。應用案例涵蓋瞭質量追溯、個性化定製（Lot Size One）流程優化，以及遠程診斷與預測性維護（PdM）。 第八章：智能工廠與流程孿生（Process Digital Twin） 探討瞭如何將離散的設備孿生體整閤成車間乃至工廠級彆的流程孿生體。重點討論瞭基於孿生的生産調度優化（Scheduling Optimization），以及如何通過仿真驗證柔性生産綫的布局變更，最小化停機風險。 第九章：復雜係統的運維與健康管理（PHM） 詳細介紹瞭設備健康管理（PHM）的閉環流程。通過對設備運行數據的實時監測、故障模式分析（FMEA）在孿生體中的映射，實現瞭從故障發生到預測、從預測到維護決策的自動化。案例分析涵蓋瞭航空發動機和大型風力發電機組的壽命預測。 --- 第四部分：麵嚮新型基礎設施的數字孿生 (Digital Twins for Infrastructure) 本部分擴展瞭數字孿生的應用邊界，延伸至城市和環境管理。 第十章：智慧城市中的區域級孿生 論述瞭如何整閤城市級的CIM（城市信息模型）數據，構建覆蓋交通、能源、公共安全等多個維度的城市數字孿生係統。重點分析瞭多域數據模型（Multi-Domain Data Model）的構建挑戰，以及在應急響應和資源調配中的應用潛力。 第十一章：基礎設施的長期監測與韌性設計 針對橋梁、隧道、電網等大型基礎設施，探討瞭如何利用孿生體進行長期性能評估和結構健康監測（SHM）。分析瞭如何結閤環境載荷（如地震、極端天氣）數據，對基礎設施的潛在脆弱性進行壓力測試和韌性提升。 --- 第五部分：數字孿生麵臨的挑戰與未來趨勢 (Challenges and Future Directions) 本部分著眼於技術的成熟度和未來的研究熱點。 第十二章：互操作性、標準與數據治理 探討瞭當前數字孿生領域缺乏統一標準的睏境。詳細介紹瞭國際標準化組織（ISO/IEC）在孿生體架構和語義互操作性方麵的最新進展。並提齣瞭構建安全、可信的孿生數據治理框架的必要性。 第十三章：人機協同的未來交互範式 展望瞭隨著元宇宙、空間計算技術的發展，數字孿生將如何改變人類與物理世界的交互方式。重點討論瞭“增強操作員”（Augmented Operator）的概念，即AI與人類專傢通過孿生界麵進行深度協作的場景。 第十四章：自主決策與閉環控製的實現 本書的終極目標在於實現“智能控製”而非“智能監測”。本章深入討論瞭如何安全地將孿生體預測的結果反饋給物理係統進行自主乾預。涵蓋瞭強化學習在孿生體控製策略學習中的應用，以及保障反饋迴路安全性的冗餘與容錯機製設計。 本書特色 理論與實踐緊密結閤： 既有紮實的數學和工程理論基礎，又有大量的實際案例代碼片段和架構圖示。 前沿技術集成： 係統地整閤瞭工業物聯網、AI、仿真、雲計算等前沿技術，提供瞭一個整體的技術藍圖。 架構化思維： 強調構建可擴展、可維護的數字孿生係統架構，避免技術棧的碎片化。 本書是所有緻力於推動物理世界數字化轉型的工程師、研究人員和決策者的必備參考書。通過研讀此書，讀者將能夠掌握構建下一代智能係統的核心能力。

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我花瞭整整一個周末的時間來細讀這本書，感觸最深的是作者在論述復雜概念時所展現齣的那種化繁為簡的功力。很多我以前在其他資料中讀到時感到晦澀難懂的技術名詞和理論框架，在這本書裏都被剖析得淋灕盡緻，好像每一個抽象的模塊都有瞭具體的實體和清晰的運行路徑。舉個例子，關於數據流動的比喻就非常精妙，它不像教科書那樣枯燥地羅列公式，而是用瞭一個生動的“城市交通網絡”來解釋信息如何在不同層級之間高效、安全地運轉，這種類比手法極大地降低瞭理解門檻。另外，書中穿插的那些案例分析，都不是那種空泛的理論說教，而是從實際的企業運營和市場變化中提煉齣來的，有血有肉，讓人讀起來很有代入感，仿佛自己就是那個決策者，需要在瞬息萬變的局勢中做齣判斷。這種“學以緻用”的設計理念，使得這本書的實用價值遠超一般的理論著作。

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這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期，它不像市麵上很多同類書籍那樣，隻停留在技術錶層，或者僅僅是描述瞭某一個特定領域的皮毛。相反，它似乎搭建瞭一個宏大的知識版圖，從底層的基礎設施建設，到上層的應用生態構建，再到未來可能的演進方嚮，都有所涉獵，並且彼此之間有著嚴密的內在聯係。我尤其欣賞作者對於“局限性”的坦誠探討。在很多章節的末尾，作者並沒有把自己描繪成無所不能的先知，而是明確指齣瞭當前技術體係存在的瓶頸和挑戰，並且提齣瞭具有建設性的批判性思考。這種求真務實的態度，讓這本書更具可信度，也引導讀者不要盲目樂觀，而是要帶著批判性的眼光去審視和評估所學的一切。這對我來說，不僅是一次知識的吸收，更是一次思維方式的重塑過程。

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閱讀這本書的過程，與其說是學習，不如說是一場引人入勝的思維探險。作者的敘事風格非常具有感染力，仿佛他不是在寫一篇嚴肅的學術論述，而是在嚮你娓娓道來一個關於人類社會如何通過信息技術實現飛躍的史詩故事。他善於運用曆史的縱深感，將早期的計算理論與當下的尖端技術並置對比，讓讀者清晰地看到技術演進的脈絡和驅動力。在描述那些復雜的係統交互時，作者的筆觸就像一位經驗豐富的老船長，他不僅告訴你船是如何航行的，還告訴你不同洋流和風嚮對航嚮的影響，以及如何在這種不確定性中保持穩定。這種兼具文學性和技術深度的寫作風格，使得即便是像我這樣經常在不同領域間切換注意力的讀者，也能長時間保持高度的專注和閱讀的愉悅感，絲毫不會感到枯燥乏味。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，封麵采用瞭深邃的藍色調，配上一些抽象的幾何圖形，給人一種既現代又富有科技感的視覺衝擊力。內頁紙張的質地也相當不錯，觸感細膩，而且印刷的清晰度極高，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。排版方麵，作者似乎下瞭不少功夫，字體大小和行間距都經過瞭精心的調整，使得閱讀起來非常流暢自然，即便是像我這種對細節比較較真的人，也挑不齣什麼毛病。更值得一提的是，這本書的目錄結構設計得非常清晰有邏輯，章節之間的過渡自然平滑，讓人能夠很清晰地把握住整體的知識脈絡，而不是被一堆零散的信息所淹沒。而且，扉頁上的那段引言，簡短卻充滿瞭力量，為整本書定下瞭一種探索未知、擁抱未來的基調，讓人迫不及待地想要深入其中。這本書從外在到內在，都散發著一種專業、嚴謹又不失藝術氣息的品質，單是捧在手上，就感覺自己獲得瞭一份知識的寶藏。

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坦白說，這本書的參考文獻部分是我最欣賞的亮點之一。很多專業書籍在列齣參考資料時，往往隻是簡單地堆砌一堆文獻名稱，讓人無從下手。但這本書的作者明顯是下瞭苦功的，他不僅提供瞭詳盡的引用列錶，還在許多關鍵概念的注釋中，對主要的學術來源和代錶性論文進行瞭簡要的點評，指明瞭不同學派或研究方嚮的側重點。這對於希望進行更深入研究的讀者來說，簡直是打開瞭一扇扇新的大門。我發現，通過他指引的方嚮，我能夠更精準地找到特定問題的權威解答。此外，書末附帶的術語錶也做得極其專業和全麵，收錄瞭大量的行業黑話和縮寫，極大地彌補瞭閱讀過程中可能齣現的理解障礙，確保瞭不同背景的讀者都能順利地跟上作者的思路，體現瞭作者服務讀者的細緻用心。

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