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出版者:华文出版社

作者:季加孚

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:2005-5

价格:15.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787507518351

丛书系列:

图书标签:

• 科学
• 癌症预防
• 健康饮食
• 免疫力
• 抗氧化
• 生活方式
• 肿瘤防治
• 健康生活
• 养生
• 医学科普
• 癌症风险

《数字孪生与工业智能》 本书简介 在全球工业数字化转型的浪潮中，数字孪生技术正以前所未有的速度渗透到制造业、能源、交通、医疗等各个核心领域。本书旨在系统、深入地剖析数字孪生（Digital Twin）的核心理论、关键技术及其在构建下一代工业智能系统中的革命性作用。我们不仅关注技术的“是什么”，更聚焦于“如何实现”和“如何应用”，为工程技术人员、研究学者以及企业管理者提供一份全面而实用的技术指南和战略参考。 第一部分：数字孪生的基石与理论框架 本部分首先为读者奠定坚实的理论基础。数字孪生并非简单的三维模型或仿真软件，它是一个基于物理实体，通过数据驱动、实时同步、跨域互联的虚拟映射实体。 1.1 概念的演进与精确定义： 我们追溯了数字孪生从概念提出到成为工业4.0核心支柱的历程。详细阐述了数字孪生的五个核心特征：物理实体对应性、数据实时同步性、生命周期全程覆盖性、双向交互性以及模型演化性。通过对比传统仿真、CIM（计算机集成制造）与数字孪生的本质区别，清晰界定了其在复杂系统建模中的独特地位。 1.2 理论模型构建： 深入探讨了数字孪生的多尺度、多维度建模方法。这包括： 几何模型层： 基于CAD/CAE数据的精确空间映射，涵盖拓扑结构、材料属性等静态信息。 行为模型层： 引入机理模型（如热力学、流体力学方程）和数据驱动模型（如机器学习算法），用于预测系统在特定工况下的动态响应。 状态模型层： 实时采集传感器数据（温度、压力、振动、电流等），建立实体与虚拟模型间的高频同步机制。 系统级集成框架： 介绍如何利用本体论（Ontology）和语义技术，实现异构系统间数据的互操作性和知识的共享，构建一个统一的数字孪生信息架构。 1.3 数据基础设施与边缘计算： 数字孪生的生命线在于数据。本章详细分析了支撑海量、异构、实时数据流的关键基础设施： 工业物联网（IIoT）架构： 探讨传感器网络、数据采集协议（如OPC UA, MQTT）的选择与部署策略。 边缘智能部署： 分析在工厂现场进行数据预处理、特征提取和初步决策的必要性。重点讨论了轻量化模型部署、联邦学习在保证数据隐私和实时响应中的应用。 第二部分：关键使能技术与构建方法 要实现高保真、高可靠的数字孪生体，需要一系列前沿技术的融合支撑。本部分聚焦于这些核心技术栈的实现细节。 2.1 高保真仿真与可视化技术： 实时耦合技术： 研究如何缩短物理世界与虚拟模型之间的计算延迟，确保同步精度。探讨了基于GPU加速的并行计算技术在复杂物理场仿真中的应用。 沉浸式交互与可视化： 深入介绍虚拟现实（VR）、增强现实（AR）技术如何用于数字孪生的可视化和操作界面。讨论了如何通过空间计算技术，使用户能够直观地“走进”和“操作”虚拟实体，进行远程诊断和维护。 2.2 机器学习与人工智能在孪生中的应用： 预测性维护（PdM）： 利用孪生体历史运行数据和实时传感器数据，结合深度学习模型（如LSTM、Transformer），精准预测设备剩余使用寿命（RUL）和故障模式。 闭环优化与自主决策： 介绍如何将强化学习（RL）算法嵌入数字孪生环境。通过在虚拟环境中进行数百万次的试错和策略学习，生成最优的控制参数，随后将这些策略安全地回馈给物理实体，实现生产过程的自适应优化。 2.3 模型驱动与数据驱动的融合策略： 很多复杂的工业过程（如化工反应）机理模型精确但计算量巨大；而数据模型泛化能力强但缺乏物理基础。本书提出了一种混合建模范式，即利用机理模型提供初始约束和结构，再利用数据模型对模型偏差进行修正和校准，达到高精度与高泛化性的平衡。 第三部分：数字孪生的应用场景与行业实践 本部分通过大量的案例分析，展示了数字孪生在不同工业场景下的落地实践和带来的显著效益。 3.1 智能制造与生产线优化： 柔性制造系统的虚拟调试： 在物理产线投产前，利用数字孪生进行全面的虚拟调试、节拍分析和冲突检测，极大缩短了上线时间和调试成本。 供应链的端到端可视化： 扩展数字孪生的范畴，构建从原材料采购、生产制造到物流配送的“供应链数字孪生”，实现跨企业的协同调度和风险预警。 3.2 大型复杂资产的全生命周期管理（ALM）： 航空航天与能源设备： 针对航空发动机、风力涡轮机等高价值资产，构建从设计、制造、运行到退役的全过程数字档案。分析运行中的资产健康状态（SHM），并基于孪生体进行寿命评估和维修方案的优化。 3.3 城市级与基础设施的数字孪生： 探讨数字孪生在智慧城市规划、交通流管理和公用事业（水务、电网）中的应用。重点分析如何整合GIS、BIM和实时运营数据，为城市管理者提供决策支持平台。 第四部分：挑战、安全与未来展望 实现成熟的数字孪生生态系统面临诸多挑战，本书在最后一部分对这些问题进行了深入剖析并展望未来方向。 4.1 可信性、安全性和标准化挑战： 模型信任度评估： 如何量化数字孪生模型的精度和可信度？探讨模型验证（Verification）和确认（Validation）的量化指标体系。 网络安全防护： 数字孪生作为物理世界和信息世界的桥梁，其数据链的任何薄弱环节都可能导致物理灾难。重点分析针对IIoT和孪生平台的安全威胁（如数据篡改、模型注入攻击）及其防御策略。 互操作性标准： 讨论现有标准（如MESA, ISO/IEC 23247）的现状与不足，强调构建统一、开放的孪生数据模型的重要性。 4.2 面向未来：认知孪生与自主系统： 展望下一代数字孪生——“认知孪生”（Cognitive Twin），即具备自我学习、自我修复和主动适应外部环境变化的能力。探讨量子计算、神经形态计算等新兴技术对提高孪生体复杂性处理能力的影响，以及数字孪生如何驱动完全自主运行的智能工厂的最终实现。 结语： 本书不仅是一部技术手册，更是一份引领者手册。它旨在帮助读者理解数字孪生如何从一个前沿概念转变为驱动第四次工业革命的核心生产力，构建更具韧性、效率和智能的未来工业体系。

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我向来对那些宣称能“治愈一切”的健康书籍持保留态度，但这本书却以一种令人信服的冷静和严谨，构建了一个基于证据和生活实践的健康框架。它最吸引我的地方在于其对“压力管理”的深刻见解。作者并没有仅仅停留在“多做几次深呼吸”这种流于表面的建议上，而是细致地阐述了慢性压力如何通过HPA轴（下丘脑-垂体-肾上腺轴）对免疫系统的长期抑制作用，以及这种抑制如何为慢性病的发生创造了温床。书中介绍的几种基于神经科学原理的正念练习，尤其是那些结合了生物反馈技术的小练习，对我这个常年处于高压工作环境的人来说，简直是及时雨。我尝试了其中关于“情绪脱钩”的技术，发现它极大地改善了我面对突发事件时的反应速度和决策质量。此外，它对睡眠质量的解析也极其到位，不仅仅是强调“睡够八小时”，而是区分了深度睡眠和快速眼动睡眠在身体修复中的不同侧重，并提供了针对性地改善环境光线和睡前习惯的详尽操作指南，这种对细节的打磨，显示了作者深厚的专业素养。

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阅读完这本关于生活方式优化指南后，我最大的感受是重拾了对自身主导权的掌控感。在信息爆炸的时代，我们太容易将自己的健康交付给外界的诊断和治疗方案，而这本书却像是一面镜子，让我重新审视自己生活中的每一个“盲点”。它在讨论环境毒素暴露与身体负荷累积的部分，视角非常宏大而全面。作者没有贩卖恐慌，而是以一种科学家的态度，梳理了我们日常生活中接触到的塑化剂、重金属以及某些日常用品中的挥发性有机化合物（VOCs）如何悄无声息地增加细胞的氧化应激负担。更重要的是，它没有止步于问题的提出，而是提供了大量实用的、预算友好的解决方案，比如如何选择安全的烹饪器具，如何改善室内空气流通效率，甚至包括如何利用某些天然植物对家居环境进行“净化”。这种从宏观风险识别到微观操作执行的完整闭环，让读者感到自己手中握有的不再是空泛的理论，而是可以立刻投入实践的工具箱，让人倍感赋能和踏实。

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这本关于生活方式和长期健康管理的著作，简直是为那些渴望在日常点滴中建立更强大内在防御系统的人准备的宝典。作者没有过多纠缠于那些令人望而生畏的医学术语，而是以一种极为接地气、近乎朋友间的口吻，娓娓道来如何通过细微的习惯调整，逐步重塑身体的自愈能力。我尤其欣赏它在饮食哲学上的深度挖掘，它不是简单地罗列“能吃”和“不能吃”的清单，而是深入剖析了食物背后的能量流转和身体的接受机制。例如，关于肠道菌群与情绪波动的关联性分析，我就觉得极为透彻，书中提供的食谱建议，不是那种极端的、让人难以坚持的“禁食疗法”，而是融入了大量全球各地传统智慧的、可持续的膳食结构调整方案，比如如何利用发酵食品优化消化道的微生态环境，以及不同季节如何调整蛋白质和碳水化合物的摄入比例以适应身体的代谢节律。这本书的价值在于，它提供的是一个系统性的生活蓝图，让你明白健康不是一蹴而就的奇迹，而是日复一日、有意识的选择积累起来的成果，它真正教会了你如何“聆听”身体发出的细微信号，并在疾病尚未形成规模前，就进行温和而坚决的干预。

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坦白说，我曾尝试过很多关于身体排毒和能量提升的书籍，但大多都流于表面或过度推销昂贵的补充剂。然而，这本作品的真诚之处在于，它对“营养补充剂”持有一种非常审慎的态度，强调“食物优先”的原则，只有在明确的生理指标缺失时，才推荐特定的营养素作为辅助。书中关于特定维生素和矿物质在免疫细胞功能中的剂量效应曲线分析，做得非常专业且有说服力，避免了那种“越多越好”的误区。此外，它对不同年龄段身体对营养素吸收效率变化的讨论，体现了极大的同理心和细致入微的考量。对于我这样的中年读者而言，书中关于维持肌肉质量和骨骼密度的章节，提供了比教科书上更具可操作性的运动方案组合，不再是单纯的跑步或举重，而是强调了平衡性、柔韧性与力量训练的黄金配比。总而言之，这是一部务实、深入且充满人本关怀的健康实践手册。

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这本书的叙事风格非常独特，它不像一本正经的教科书，更像是一部融合了人类学、生理学和个人经验的编年史。作者似乎花了大量时间去探访那些长期保持健康状态的“蓝区”人群，并试图从中提炼出那些超越地理限制的共同因子。我特别喜欢它对“目标感”（Sense of Purpose）在延长健康寿命中作用的论述。书中引用了多项研究来佐证，一个清晰而坚定的生活目标，能够显著降低炎症标志物的水平，这听起来似乎很玄妙，但作者通过对老年群体案例的分析，将这种“精神力量”具体化为可测量的生理变化，展现了身心合一的强大力量。它引导读者思考的不是“我还能活多久”，而是“我想要带着什么样的状态去经历接下来的时光”。这种对生命意义层面的触及，使得这本书超越了一般的健康指南，升华成了一部关于如何过上更有质量的人生的哲学导引。

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一般吧，很多知识可能要有一些专业基础看起来会更有意思和体会，比如石蜡切片，干细胞工程等。 大众科普意义不是很大，如果是专业科普我感觉也不是很好。

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