深入浅出数字孪生电子书

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第1章 数字孪生概述

1.1 数字孪生简介

1.2 数字孪生的基本定义

1.3 数字孪生的相关术语

1.4 数字孪生的发展历程

1.5 数字孪生的三个应用案例

1.5.1 特斯拉汽车的数字孪生应用

1.5.2 通用电气可再生能源的数字孪生应用

1.5.3 迪士尼乐园的数字孪生应用

1.6 本章小结

第2章 数字孪生详解

2.1 数字孪生的构成要素

2.1.1 从空间角度看数字孪生的构成要素

2.1.2 从对象角度看数字孪生的构成要素

2.1.3 从运行角度看数字孪生的构成要素

2.2 数字孪生的工作原理

2.3 数字孪生的类型

2.3.1 零部件孪生

2.3.2 产品孪生

2.3.3 系统孪生

2.3.4 过程孪生

2.4 数字孪生的特征

2.5 数字孪生的特性

2.5.1 与原型对象的外观保持一致

2.5.2 包含原型对象的各种细节

2.5.3 与原型对象的行为保持一致

2.5.4 链接

2.5.5 实时性

2.5.6 多技术融合

2.5.7 同质化

2.5.8 预测将要发生的问题

2.5.9 有助于产品的生命周期管理

2.5.10 生成数字轨迹

2.6 数字孪生的价值

2.7 本章小结

第3章 数字孪生解决方案架构

3.1 引言

3.2 前人的研究工作

3.3 需求分析

3.4 解决方案架构需要考虑的因素

3.5 理解实体物理对象

3.6 数字孪生视图建模需要考虑的因素

3.7 数字孪生与物联网

3.8 数字孪生解决方案架构分层视图

3.8.1 数字孪生解决方案架构构想

3.8.2 信息基础设施平台和物联网服务

3.8.3 数字孪生数据和过程模型

3.8.4 数字孪生服务

3.8.5 数字孪生应用程序

3.8.6 贯穿数字孪生的数据流示例

3.8.7 异常情况下的数据流示例

3.8.8 贯穿整个数字孪生应用的数据流示例

3.8.9 数字孪生架构的开发选择

3.9 数据存储的内容、示例与类型

3.10 信息传递

3.11 应用程序接口

3.12 用户体验

3.13 网络安全

3.14 数字孪生服务及其应用场景示例

3.15 本章小结

第4章 数字孪生的优势、挑战、研究与应用概述

4.1 数字孪生的优势

4.1.1 监控现实物体、产品或过程

4.1.2 预防现实物体、产品或过程中的问题

4.1.3 主动进行预测性维护

4.1.4 快速制作物理原型

4.1.5 有效管理设备和设施等目标物体

4.1.6 减少浪费

4.1.7 减少制造对象的总成本

4.1.8 提升安全生产水平

4.1.9 跟踪与绩效相关的数据

4.1.10 缩短产品的上市时间

4.1.11 加速行业发展

4.1.12 应用于产品的全生命周期管理

4.1.13 决定未来的工作方向

4.2 数字孪生面临的挑战

4.2.1 谨慎处理数字孪生中包含的不同要素

4.2.2 数据采集和传输可能失真和延时

4.2.3 创建和使用数字孪生需要足够的专业知识

4.2.4 数据安全与隐私

4.3 关于数字孪生应用的研究

4.4 数字孪生应用概述

4.4.1 航空航天

4.4.2 机械行业

4.4.3 建筑物及其配套系统

4.4.4 制造业

4.4.5 医疗行业

4.4.6 汽车行业

4.4.7 城市规划和建设

4.4.8 智慧城市

4.4.9 工业应用

4.5 本章小结

第5章 数字孪生在医疗行业中的应用

5.1 医疗行业概述

5.2 数字孪生在医疗行业中的应用场景

5.2.1 数字孪生在医院工作流程管理方面的应用

5.2.2 数字孪生在医疗设施方面的应用

5.2.3 数字孪生在医疗产品制造方面的应用

5.2.4 数字孪生在个性化治疗方面的应用

5.2.5 数字孪生在药物输送方面的应用

5.2.6 用数字孪生应对心血管疾病

5.2.7 用数字孪生应对多发性硬化症

5.2.8 用数字孪生进行手术预先规划

5.2.9 用数字孪生进行新型冠状病毒的筛查与诊断

5.2.10 基于体域网的生物信号和生理参数的分析

5.3 数字孪生在医疗行业面临的挑战

5.3.1 对知识培训的需求

5.3.2 成本因素

5.3.3 信任因素

5.4 数字孪生在医疗行业的未来展望

5.5 本章小结

第6章 数字孪生在建筑行业中的应用

6.1 建筑行业概述

6.2 数字孪生在建筑行业中的应用场景

6.3 数字孪生在建筑行业全生命周期管理中的应用

6.4 数字孪生在建筑行业人员安全方面的应用

6.5 本章小结

第7章 数字孪生在智慧城市中的应用

7.1 数字孪生在智慧城市中的作用

7.2 数字孪生在智慧城市中的应用场景

7.2.1 交通管理

7.2.2 建筑工程

7.2.3 建筑物安全监测

7.2.4 医疗部门

7.2.5 排水系统

7.2.6 电网

7.3 本章小结

第8章 数字孪生在结构健康监测中的应用

8.1 结构健康监测系统简介

8.1.1 结构健康监测系统的重要性和必要性

8.1.2 结构健康监测系统的实施策略

8.2 传感器、数字孪生和结构健康监测系统

8.3 本章小结

第9章 数字孪生在石油和天然气行业中的应用

9.1 数字孪生在石油和天然气行业中的作用

9.2 数字孪生在石油和天然气行业中的应用场景

9.2.1 钻井过程规划

9.2.2 油田绩效监控

9.2.3 油田生产的数据分析和模拟

9.2.4 保障现场人员的安全

9.2.5 预测性维护

9.3 数字孪生在石油和天然气行业中的优势

9.3.1 提升生产效率

9.3.2 有效执行预防性维护

9.3.3 开发新应用场景

9.3.4 监控过程

9.3.5 确保合规

9.3.6 节省成本

9.3.7 保障工作场所安全

9.4 本章小结

第10章 数字孪生在制药行业中的应用

10.1 制药行业面临的问题和对数字孪生的相关研究

10.2 数字孪生在制药行业中的作用

10.3 数字孪生在制药行业中的应用场景

10.3.1 药品制造过程中的数字孪生

10.3.2 药品供应链的数字孪生

10.4 数字孪生在制药行业中的应用实例

10.4.1 支持与医学专家进行交流的数字孪生模拟器

10.4.2 用于医疗产品的数字孪生

10.4.3 制药公司的数字孪生技术

10.5 数字孪生在制药行业中的优势

10.5.1 减少浪费和降低成本

10.5.2 加快产品上市速度

10.5.3 流程管理顺畅

10.5.4 远程监控

10.5.5 打破规则

10.6 本章小结

第11章 数字孪生在组织产品开发和制造中的应用

11.1 组织与组织中的数字孪生

11.2 组织关于产品开发和制造的数字孪生相关研究

11.3 数字孪生在组织产品开发和制造中的应用场景

11.4 数字孪生给组织产品开发和制造带来的影响

11.5 数字孪生在组织产品开发和制造中的优势

11.5.1 有助于合理决策

11.5.2 能够避免停机

11.5.3 有助于产品开发和制造效率最大化

11.5.4 有助于节能降本

11.6 本章小结

第12章 数字孪生在其他行业中的应用综述

12.1 引言

12.2 数字孪生在农业中的应用

12.3 数字孪生在教育行业中的应用

12.4 数字孪生在制造业中的应用

12.5 数字孪生在航空领域中的应用

12.5.1 结合数字孪生的航空工程

12.5.2 航空零部件数字孪生系统的概念

12.5.3 数字孪生在航空领域的重要性

12.6 数字孪生在汽车行业中的应用

12.6.1 汽车零部件的数字孪生

12.6.2 汽车整车的数字孪生

12.6.3 数字孪生促进汽车安全性能提升

12.7 数字孪生在供应链中的应用

12.8 数字孪生在信息安全中的应用

12.9 数字孪生在天气预报和气象学中的应用

12.10 本章小结

第13章 数字孪生的未来展望

13.1 引言

13.2 数字孪生是一项战略性技术

13.3 数字孪生的重要意义

13.4 数字孪生与智能制造

13.5 数字孪生与元宇宙

13.6 从数字孪生到数字线程

13.7 数字孪生的未来挑战

13.8 本章小结

参考文献

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