具体描述
本书内容包括数字孪生概论、数字孪生技术、数字孪生与工业4.0、数字孪生城市、数字孪生在其他方面的应用、数字孪生应用案例、数字孪生技术面临的挑战与发展趋势、数字经济产业政策。本书涵盖了数字孪生的多个重要技术要点,列举众多案例对理论进行了解析,并在许多方面提出了创新性的观点。通过阅读本书,读者可以深刻地理解数字孪生这门新兴学科。
作者简介
陈根,知名科技作家,教授级高级工程师。哥伦比亚大学访问学者,波士顿大学博士后,北京大学特邀课程教授,南京航空航天大学客座教授,北京林业大学硕士研究生导师,华东理工大学创新创业导师。新华社内参作者,时任人民日报、CCTV、第一财经、澎湃、福布斯、凤凰网、新浪、网易等多家媒体的特约评论员与专栏作家。出版专著多部,涉及、金融、科技、地产、医疗、工业设计等多个领域。
曾多次为国家重大政策、改革建言献策。曾承担多项国家部委委托课题及相关项目评审,多次参与有关政策的制定讨论,内容涉及房地产调控、金融监管、医疗改革、智能制造、资本市场改革、教育改革等领域。
既有厚重的理论功底,又有丰富的实战经验。曾任央视大型纪录片《大国重器》特邀策划,承担过三星集团的五年战略规划制定工作和国家三峡二期机柜设计规划项目;曾协助多家企业成功IPO,顺利解决境内外融资等事项,也帮助多家大型企业成功处理重大危机事件。曾任多家上市公司顾问,在战略规划、企业转型、经营管理和资本运作方面均有突出成就。
目录信息
1.1 数字孪生的定义
1.1.1 数字孪生的一般定义
1.1.2 “工业4.0”术语编写组的定义
1.2 数字孪生与数字纽带
1.3 数字孪生技术的演化过程
1.3.1 美国国家航空航天局(NASA)阿波罗项目
1.3.2 迈克尔?格里夫斯教授提出数字孪生体概念
1.3.3 美国空军研究实验室(AFRL)提出利用数字孪生体解决战斗机机体的维护问题
1.3.4 NASA与AFRL的合作
1.3.5 数字孪生技术先进性被多个行业借鉴吸收
1.4 数字孪生技术的价值体现及意义
1.4.1 数字孪生技术的价值体现
1.4.2 数字孪生技术的意义
第2章 数字孪生技术
2.1 数字孪生的相关领域
2.1.1 数字孪生与计算机辅助设计
2.1.2 数字孪生与产品全生命周期管理
2.1.3 数字孪生与物理实体
2.1.4 数字孪生与赛博物理系统
2.1.5 数字孪生与云端
2.1.6 数字孪生与工业互联网
2.1.7 数字孪生与车间生产
2.1.8 数字孪生与智能制造
2.1.9 数字孪生与工业边界
2.1.10 数字孪生与CIO
2.2 数字孪生的技术体系
2.2.1 数据保障层
2.2.2 建模计算层
2.2.3 功能层
2.2.4 沉浸式体验层
2.3 数字孪生的核心技术
2.3.1 多领域、多尺度融合建模
2.3.2 数据驱动与物理模型融合的状态评估
2.3.3 数据采集和传输
2.3.4 全生命周期数据管理
2.3.5 VR呈现
2.3.6 高性能计算
2.4 数字孪生的创建
2.4.1 创建数字孪生的两个重点
2.4.2 如何部署创建数字孪生
第3章 数字孪生与工业4.0
3.1 产品数字孪生体
3.1.1 产品数字孪生体的定义
3.1.2 产品数字孪生体的4个基本功能
3.1.3 产品数字孪生体的基本特性
3.1.4 产品数字孪生体的核心价值
3.2 数字孪生体与生命周期管理
3.2.1 数字孪生体的体系结构
3.2.2 数字孪生体在生命周期各阶段的表现形态
3.2.3 数字孪生体在生命周期各阶段的实施途径
3.3 大型软件制造商对数字孪生的理解
3.3.1 西门子
3.3.2 通用电气
3.3.3 PTC
3.3.4 甲骨文
3.3.5 SAP
3.4 数字孪生生产的发展趋势
3.4.1 拟实化
3.4.2 全生命周期化
3.4.3 集成化
3.4.4 与增强现实技术的融合
第4章 数字孪生城市
4.1 数字孪生城市概念的兴起
4.2 数字孪生城市的四大特点
4.2.1 精准映射
4.2.2 虚实交互
4.2.3 软件定义
4.2.4 智能干预
4.3 数字孪生城市的服务形态及典型场景
4.3.1 服务形态
4.3.2 典型场景
4.4 数字孪生城市的总体架构
4.4.1 端侧
4.4.2 网侧
4.4.3 云侧
第5章 数字孪生在其他方面的应用
5.1 医疗健康
5.2 智能家居
5.3 航空航天
5.4 油气探测
5.5 智能物流
5.6 推动现实世界探索
5.7 大脑活动的监控与管理
第6章 数字孪生应用案例
6.1 基于数字孪生的航空发动机全生命周期管理
6.2 基于数字孪生的复杂产品装配工艺
6.2.1 基本框架
6.2.2 方法特点
6.2.3 关键理论与技术
6.2.4 部装体现场装配应用平台示例
6.3 英国石油公司先进的模拟与监控系统APEX
6.4 基于数字孪生的企业全面预算系统
6.5 中国首条在役油气管道数字孪生体的构建与应用
6.5.1 数字孪生体构建流程
6.5.2 数字化恢复主要技术
6.5.3 研究成果及应用拓展
第7章 数字孪生技术面临的挑战与发展趋势
7.1 数字孪生技术发展的新趋势
7.1.1 应用领域扩展需求
7.1.2 与新的IT技术深度融合需求
7.1.3 信息物理融合数据需求
7.1.4 智能服务需求
7.1.5 普适工业互联需求
7.1.6 动态多维、多时空尺度模型需求
7.2 数字孪生的五维模型
7.3 数字孪生五维模型的十五大应用领域
第8章 数字经济产业政策
8.1 数字经济的定义
8.2 全球主要国家和地区的数字经济战略与产业政策
8.3 我国各地区的数字经济产业支持政策要点分析
8.3.1 注重数字化改造与应用示范省(自治区、直辖市)对比与 分析
8.3.2 注重创新型服务型平台建设省(自治区、直辖市)的对比 与分析
8.3.3 注重构建数字生态体系省(自治区、直辖市)的对比 与分析
8.3.4 注重招大引强培育市场主体省(自治区、直辖市)的对比 与分析
8.3.5 注重人才激励与学科建设省(自治区、直辖市)的对比 与分析
8.3.6 注重加大要素资源支持力度省(自治区、直辖市)的对比 与分析
8.4 总结 参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
拿到《数字孪生》这本书,我一开始以为会是一本晦涩难懂的技术手册,但读完之后,我才发现它是一本充满智慧和前瞻性的指南。作者以一种非常接地气的方式,将“数字孪生”这一前沿技术,深入浅出地展现在我面前。我特别喜欢书中对数字孪生“预测能力”的强调。它不仅仅是“复制”,更重要的是它能够通过模拟和分析,预测未来可能发生的情况。在工业领域,这意味著我们可以提前发现设备可能出现的故障,避免生产线的中断;在医疗领域,这意味著我们可以预测疾病的发生风险,并采取相应的预防措施;在金融领域,这意味著我们可以预测市场波动,并制定更稳健的投资策略。书中关于数字孪生在航天工程中的应用,让我对这项技术的强大能力有了更深的体会。将火箭、卫星等复杂航天器的数字孪生送入太空,可以在地面上进行远程监控、故障诊断,甚至模拟维修操作,这对于保障航天器的正常运行和任务的成功至关重要。这种“身临其境”的远程操控能力,无疑是数字孪生赋予我们的巨大优势。这本书让我对科技的力量有了更深刻的认知,也让我开始思考,如何在我的工作和生活中,运用这种“预知未来”的能力。
《数字孪生》这本书,给我带来了一种全新的视角来审视我们周围的世界。我过去可能习惯于将物理世界和数字世界视为两个独立但又相互关联的领域,而这本书则巧妙地将两者融为一体,描绘了一个更加整合、更加智能的未来图景。作者在书中详细阐述了数字孪生的关键要素,例如模型的精度、数据的实时性、以及交互的能力。这些要素共同构成了一个强大的工具,能够让我们更深入地理解和控制物理世界。我被书中关于数字孪生在智慧农业中的应用所深深吸引。想象一下,我们可以构建一个农场的数字孪生,实时监测土壤的湿度、温度、养分含量,以及作物的生长情况。通过分析这些数据,我们可以精确地判断何时浇水、何时施肥、何时进行病虫害防治,从而实现精准农业,提高产量,减少资源浪费。这种“数据告诉你一切”的模式,让农业生产变得更加科学和高效。此外,书中对数字孪生在城市交通管理方面的论述也让我眼前一亮。通过构建城市的交通网络数字孪生,我们可以实时模拟交通流量,预测拥堵点,并提前调整信号灯配时,优化公共交通路线,从而缓解城市交通压力,提升出行效率。这本书让我看到了科技如何真正地服务于民生,改善我们的生活质量。
《数字孪生》这本书让我对“虚拟”与“现实”的界限有了全新的认知。我原以为数字孪生只是一个抽象的技术概念,但书中通过大量的案例,将它具象化,让我看到了它在各个领域的实际应用价值。其中,关于数字孪生在制造业中的应用,让我颇为震撼。书中的描述,让我想象到一个高度智能化的工厂,所有的设备、流程、产品都拥有自己的数字孪生体,它们之间相互连接,实时交互,形成一个庞大的、动态的“数字工厂”。在这种模式下,生产线可以根据订单需求灵活调整,设备的状态可以实时监测和预测性维护,甚至可以根据市场反馈动态优化产品设计。这种“数字驱动”的生产方式,不仅能够极大地提高生产效率和产品质量,还能大幅降低生产成本和资源消耗。我尤其被书中关于“个性化定制”的章节所吸引。在数字孪生的加持下,消费者可以参与到产品的设计过程中,根据自己的需求和喜好,在虚拟环境中“打造”属于自己的产品,而生产商则能够根据这些个性化的需求,高效地完成生产。这种“消费者即设计师”的模式,无疑将引领制造业进入一个全新的时代。这本书让我意识到,数字孪生不仅仅是一项技术,更是一种思维的飞跃,它正在重塑我们所处的这个世界。
坦白说,在翻阅《数字孪生》之前,我对这个概念的理解仅限于“复制一个东西在电脑里”。但这本书彻底颠覆了我的认知。作者用一种非常生动且富有洞察力的方式,为我打开了一扇通往数字孪生世界的大门。书中的内容不仅仅是技术层面的罗列,更重要的是它对数字孪生“为什么重要”、“如何实现”、“将带来什么改变”的深入剖析。我特别喜欢书中的一个观点,即数字孪生并非静态的复制,而是一个动态的、不断进化的“活”的模型。它能够随着物理实体的变化而实时更新,甚至能够通过模拟和预测,为物理实体的优化提供指导。这一点在医疗健康领域给我留下了深刻的印象。书中有提到,通过构建患者的数字孪生模型,医生可以在手术前进行精密的模拟,预测不同治疗方案的效果,甚至在虚拟环境中为患者量身定制药物剂量。这种“预知未来”的能力,对于提升医疗水平、降低医疗风险具有里程碑式的意义。此外,书中对数字孪生在能源管理方面的应用也让我惊叹。通过构建电网、水网的数字孪生,可以实现对能源流动的精细化管理和优化,提高能源利用效率,减少浪费。这本书让我看到了数字孪生在解决复杂社会问题方面的巨大潜力,也激发了我对未来科技发展的无限遐想。
《数字孪生》这本书,以一种极其引人入胜的方式,向我展示了数字孪生技术如何重塑我们对“智能”的理解。我一直认为“智能”是某种高级的算法或程序,但这本书让我明白,真正的智能,在于能够与物理世界进行无缝的交互和反馈。数字孪生正是实现了这一点。作者在书中详细描述了数字孪生如何通过传感器、物联网等技术,实时采集物理世界的数据,并将其转化为数字模型,再通过分析和模拟,为物理世界的决策和优化提供依据。我特别被书中关于数字孪生在虚拟现实(VR)和增强现实(AR)结合的应用所吸引。想象一下,我们可以通过VR设备“进入”一个工厂的数字孪生,在虚拟环境中进行设备的维护和培训;或者通过AR眼镜,将建筑物的数字孪生叠加在现实场景中,以便进行施工指导和质量检查。这种虚实结合的交互方式,极大地提升了工作效率和用户体验。此外,书中对数字孪生在教育领域的应用也让我感到惊叹。我们可以构建一个虚拟的实验室,让学生在安全的环境中进行各种科学实验,或者构建一个历史场景的数字孪生,让学生“穿越”回过去,亲身体验历史事件。这本书让我看到了科技如何为学习和探索带来无限可能。
这本书《数字孪生》给我带来的,是一种从“知道”到“理解”的深刻转变。我之前对这个概念的理解,更多停留在“复制”这个层面,而书中详细阐述了数字孪生不仅仅是简单的复制,更是对物理实体进行多维度、全方位的数字化映射,并且这种映射是动态、实时、并且能够产生交互的。作者通过对不同行业应用案例的深入分析,让我看到了数字孪生在解决现实世界问题中的巨大潜力。尤其是在产品生命周期管理方面,书中的描述让我受益匪浅。传统的产品从设计、制造、使用到报废,各个环节之间信息流转不畅,管理效率低下。而通过数字孪生的引入,我们可以实现对产品从出生到“死亡”的全程跟踪和管理。在虚拟环境中,我们可以模拟产品的运行状态,预测设备的故障,优化维护策略,甚至在产品生命周期的后期,还可以根据其数字孪生体的历史数据,来指导其回收和再利用,从而实现真正的循环经济。我特别被书中关于“数字孪生平台”的构建思路所吸引。一个强大的数字孪生平台,能够整合来自不同来源的数据,提供统一的接口和分析工具,让更多的人能够便捷地利用数字孪生的能力。这本书让我对未来的智能化生产和智能化生活有了更清晰的认识。
拿到这本《数字孪生》的时候,我其实抱着一种半信半疑的态度,毕竟“数字孪生”这个概念对我来说,就像是科幻小说里才会出现的词汇,总觉得离现实生活很遥远。然而,翻开第一页,作者以一种非常平实的语言,循序渐进地勾勒出数字孪生的概念,并没有一开始就堆砌各种高深的技术术语,这让我瞬间放松了下来,感觉好像在听一位经验丰富的老师在娓娓道来。书中的案例分析更是让我惊叹不已,从工业制造到城市管理,再到医疗健康,数字孪生似乎无处不在,它不仅仅是一个技术概念,更像是一种全新的思维模式,一种连接物理世界与虚拟世界,并从中实现智能化升级的强大工具。我特别被书中关于智慧城市的部分所吸引,作者详细描述了如何利用数字孪生技术构建一个城市的“数字骨骼”,实时监测交通流量、能源消耗、环境变化,甚至预测潜在的风险。想象一下,当你的通勤路线可以根据实时路况动态调整,当你家里的能源使用能够被优化到极致,当你能够通过虚拟模型提前预警城市的洪涝灾害……这一切,都因为数字孪生的存在而变得触手可及。这本书让我对未来充满了期待,也让我开始思考,在自己的工作和生活中,是否也能借鉴这种“镜像”世界的理念,找到更多优化的可能。它拓展了我的认知边界,也点燃了我对科技创新的热情。
《数字孪生》这本书,无疑是我近期阅读中最具启发性的一本。作者以极其专业的视角,却用通俗易懂的语言,为我系统地介绍了数字孪生的概念、技术架构、应用场景及其未来的发展趋势。我尤其欣赏书中对于数字孪生“数据流”和“反馈机制”的细致阐述。它不仅仅是物理世界的“镜像”,更是一个包含海量数据的“感知系统”,能够实时接收和处理来自物理世界的信息,并根据这些信息做出相应的决策或反馈。这种“数据驱动”的特性,让数字孪生在应对复杂多变的现实情况时,展现出无与伦比的灵活性和适应性。书中关于数字孪生在环境保护领域的应用,给我留下了深刻的印象。试想一下,我们可以构建一个国家公园的数字孪生,实时监测森林的覆盖率、生物的多样性、空气的质量,甚至预测山火的发生概率。通过数字孪生,我们可以提前采取预防措施,保护珍贵的生态资源。这种“虚拟监控,现实保护”的模式,为可持续发展提供了强大的技术支撑。此外,书中对数字孪生在供应链管理方面的论述也极具价值。通过构建整个供应链的数字孪生,企业可以实时追踪货物的流动,预测潜在的延误,优化库存管理,从而提升供应链的韧性和效率。这本书让我深刻地认识到,数字孪生正在以前所未有的方式,连接和优化我们世界的每一个角落。
阅读《数字孪生》的过程,就像是在经历一场思维的“重塑”。我一直对那些能够解决实际问题、带来颠覆性变革的技术抱有浓厚的兴趣,而数字孪生恰恰就是这样一种技术。作者在书中并没有止步于技术的介绍,更深入地探讨了数字孪生如何赋能不同行业,如何改变我们的生产和生活方式。让我印象深刻的是,书中详细阐述了数字孪生在产品设计和研发过程中的应用。传统的研发流程往往耗时耗力,一旦出现问题,修改成本巨大。而通过构建产品的数字孪生模型,设计师和工程师可以在虚拟环境中进行无数次的模拟测试,优化设计方案,预测潜在的缺陷,从而大大缩短研发周期,提高产品质量。我甚至可以想象,未来我们购买的每一件商品,都可能拥有一个与之对应的数字孪生体,它记录着产品的生产过程、使用历史、维护记录,甚至可以预测它的“生命周期”。这种全生命周期的管理方式,不仅能提升用户体验,也为产品的可持续发展提供了坚实的基础。此外,书中对数字孪生在复杂系统维护方面的论述也颇具启发性。例如,在航空航天领域,对飞机的数字孪生模型进行实时监测,可以提前发现发动机的微小异常,避免潜在的故障发生,保障飞行安全。这种“未雨绸缪”的能力,正是数字孪生带来的最大价值之一。
这本书《数字孪生》为我提供了一个非常宏观且深入的视角来理解这项前沿技术。作者在书中并没有局限于某个单一的应用领域,而是广泛地探讨了数字孪生在不同行业中的潜力。我被书中关于数字孪生如何实现“协同优化”的论述所吸引。它不仅仅是孤立地对某个对象进行建模,更重要的是能够将多个数字孪生体连接起来,形成一个更大的、协同工作的系统。例如,在智慧楼宇管理中,我们可以构建每一层楼、每一间办公室,甚至每一台设备的数字孪生,然后将它们连接起来,实现对整个楼宇能源消耗、空间利用、安防监控的全局优化。这种“系统性”的思维,正是数字孪生能够带来颠覆性变革的关键。书中还提到了数字孪生在应急响应中的应用。在发生自然灾害时,我们可以快速构建受灾区域的数字孪生,模拟灾害的传播路径,评估损失程度,并制定最有效的救援方案。这种“快速响应,精准施策”的能力,无疑能够大大提升应急救援的效率和效果。这本书让我认识到,数字孪生不仅仅是一项技术,更是一种应对复杂世界、解决复杂问题的新范式。
写得相当垃圾,纯粹蹭热点的玩意,不论大结构还是小结构都逻辑不通,还不如去看德勤的报告。
遥远和现实已经开始重合了,数字化的人体是现实的健康码,数字化的城市马上也会有雏形,技术好像是不可阻挡的,只是技术的弊端永远都是人性的罪恶渊薮
又是第一个评价的。
又是第一个评价的。
如“第三阶段数字化”意指传统经济的数字化转型和消费互联网向产业互联网的转型,则DT应具有更为广泛延展渗透的重塑作用。无论端、网、云的支撑结构如何匹配,作为基础的映射都应是双重的:供给方和用户。故在DT深度驱动下的产业(链)、城市(群)中,还应有海量的数字孪生个体、家庭、组织与社群,和相对应各自生命周期的天量服务,以及由孪生体交融而成的“新世界”……