数字孪生

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。

陈根，曾参与《大国重器》项目策划，三星集团产品战略规划项目，三峡二期机柜设计规划项目；曾参与美国通用电气、美国华尔街证券交易所、NASDAQ、联合国企业全球协议研究中心、三星、现代、爱立信、沃尔沃、西门子、奔驰、欧司朗、中国农业银行、中国人民保险公司、国家电网、长春一汽等公司的调研与讲课。 北京林业大学MBA导师、南京航空航天大学客座教授。出版专著20余本，涉及技术、设计、经济、科技等领域。现为新浪科技、百度百家、网易科技、搜狐、i黑马、36氪、雷锋网等媒体专栏作家。 主要研究方向：智能产业、移动医疗、4D打印、互联网与实体产业变革等。

第1章 数字孪生概论
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 数字孪生技术优选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 英国石油公司优选的模拟与监控系统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