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複雜裝備系統數字孿生(賦能基於模型的正向研發和協同創新)/數字化轉型與智能製造叢書

  • 作者：編者:方志剛|責編:曲熠|總主編:方志剛
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111669586
  • 出版日期：2021/01/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：290
人民幣：RMB 79 元      售價：元
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內容大鋼
    當前，人類社會正在經歷第四輪工業革命，快速演進到工程學科和數字科技大融合的工業互聯網新時代。中國製造企業要搶佔先機成為引領者，就必須進行數字化轉型，由逆向工程為主轉型到真正的正向研發和創新驅動。而實現創新快速迭代的關鍵就是在數字虛擬世界里快速試錯、快速學習——追求日臻完美的產品系統「數字孿生」。
    懷著加速中國從製造大國轉型為製造強國的夢想，西門子數字化工業軟體大中華區技術團隊依托科技部「網路協同製造和智能工廠」重點專項，組織30多位資深技術專家，歷時兩年多，研究了大量世界領先大學、研究機構和創新型企業的有關理論和實踐，並總結多年來工業領域的實戰經驗，編寫了本書。
    本書從複雜裝備系統研發模式變革和創新思維模式出發，創造性地提出了新一代集成的基於模型的系統工程（iMBSE）的先進理念，將系統模型、領域模型和系統生命周期管理（SysLM）三者有機地統一起來，繪製了構建複雜裝備系統數字孿生的基本框架，並以「火星車2030」為案例，展示了基於數字孿生的iMBSE的關鍵實現過程，為複雜裝備系統正向研發和協同創新提供了初步的理論指導和切實可行的實現途徑。
作者介紹
編者:方志剛|責編:曲熠|總主編:方志剛
目錄
序言一
序言二
前言
第1章  複雜系統研發模式變革——立本趨時，數濟天下
  1.1  從伽利略到「好奇號」
    1.1.1  人類太空探索的歷史和成就
    1.1.2  從「好奇號」看現代航天系統的複雜性
    1.1.3  「好奇號」的成功秘訣
  1.2  從DBSE到MBSE和iMBSE
    1.2.1  系統工程及航天系統工程應用
    1.2.2  航天系統複雜性演進對傳統系統工程的挑戰
    1.2.3  複雜系統驅動系統工程轉型
  1.3  從物理試驗、建模與模擬到數字孿生
    1.3.1  物理試驗
    1.3.2  建模與模擬
    1.3.3  數字孿生
  1.4  從第一範式到第四範式
    1.4.1  吉姆·格雷和科學研究的「四個範式」
    1.4.2  人工智慧及其研究領域
    1.4.3  人工智慧在複雜系統研發中的應用
  1.5  國外對研發體係數字化轉型的探索
    1.5.1  美國數字工程
    1.5.2  歐盟框架計劃項目
第2章  創新的三大思維模式——鼎新變通以盡利
  2.1  設計思維
    2.1.1  設計思維的發展歷程
    2.1.2  設計思維的應用
  2.2  系統思維
    2.2.1  系統思維的起源與發展
    2.2.2  開展系統思維的步驟
    2.2.3  錢學森的複雜巨系統理論
  2.3  數字思維
    2.3.1  數字思維的體系化：控制論、資訊理論和電腦
    2.3.2  數字思維的拓展：工程式控制制論等
    2.3.3  數字思維無所不在：當代數據科學和人工智慧新進展
    2.3.4  數字思維在研發體係數字化轉型中的應用
第3章  iMBSE概述——舉其要而用功少
  3.1  iMBSE定義
  3.2  基於模型的方法
    3.2.1  正式模型
    3.2.2  以模型為中心
  3.3  iMBSE流程
    3.3.1  需求工程流程
    3.3.2  系統工程流程
    3.3.3  領域工程流程
  3.4  iMBSE內涵
    3.4.1  系統模型
    3.4.2  領域模型
    3.4.3  系統生命周期管理
第4章  產品定義——運行分析與系統建模

  4.1  系統工程發展演進的四個階段
    4.1.1  第一階段：基於文檔或視圖的系統工程
    4.1.2  第二階段：Harmony-SE/OOSEM+SysML V1
    4.1.3  第三階段：ARCADIA+Capella
    4.1.4  第四階段：OOSEM/ARCADIA+SysML V2
  4.2  新一代MBSE方法和實踐：ARCADIA/Capella
    4.2.1  功能分解
    4.2.2  系統架構
  4.3  基於ARCADIA的火星車產品定義
    4.3.1  火星探索運行分析
    4.3.2  火星車系統功能定義
    4.3.3  火星車邏輯架構定義
    4.3.4  火星車物理架構定義
第5章  創成式架構設計、探索和優化
  5.1  系統架構創成式設計和優化
    5.1.1  系統架構創成式設計理論
    5.1.2  火星車案例
  5.2  電子電氣架構創成式設計
    5.2.1  電子電氣架構創成式設計理論
    5.2.2  火星車案例
  5.3  領域架構設計
    5.3.1  多領域模擬架構
    5.3.2  電子電氣系統架構
    5.3.3  嵌入式軟體架構
    5.3.4  機械系統架構
第6章  領域建模與模擬
  6.1  領域模型概述及研究進展
  6.2  機械領域模型
    6.2.1  機械領域模型概述
    6.2.2  從綜合架構設計到DFX設計
    6.2.3  設計模擬一體化和模擬驅動設計
    6.2.4  機電系統聯合模擬模型
    6.2.5  從零部件到系統級聲學模擬模型
    6.2.6  高級計算流體動力學性能模擬模型
    6.2.7  基於模型的系統測試
    6.2.8  集成行業專家知識的定製化
    6.2.9  火星車機械領域模型實踐
  6.3  電子器件的實現——PCB設計
    6.3.1  PCB設計
    6.3.2  PCB驗證
    6.3.3  火星車電氣分配盒的PCB設計
  6.4  複雜電氣系統的創成式設計
  6.5  互聯設備的高效通信——車載網路設計
    6.5.1  車載網路設計
    6.5.2  火星車網路設計
    6.5.3  ECU的軟體開發
  6.6  基於模型的軟體架構設計
    6.6.1  開發流程
    6.6.2  火星車軟體架構設計
  6.7  多學科模擬和設計空間探索

    6.7.1  多學科模擬和設計空間探索綜述
    6.7.2  神經網路在系統模擬中的應用
    6.7.3  多物理場耦合模型
    6.7.4  設計空間探索
第7章  基於數字線程的系統全生命周期管理
  7.1  數字線程釋放價值鏈潛能
  7.2  研發設計資源及模型定義
    7.2.1  研發設計資源建模及共享面臨的困境
    7.2.2  研發設計資源集成與共享平台的建設
    7.2.3  複雜裝備系統相關模型空間的表達
  7.3  模型生命周期管理的要素
    7.3.1  模型生命周期管理及模型定義
    7.3.2  模型生命周期管理要素
    7.3.3  模型存儲、通信和安全技術
  7.4  需求管理
    7.4.1  複雜系統的需求管理
    7.4.2  需求管理的業務流程和方法
    7.4.3  參數管理
  7.5  模型生命周期管理
    7.5.1  模型生命周期管理需求
    7.5.2  模型生命周期管理系統
    7.5.3  模擬模型生命周期管理
    7.5.4  試驗模型生命周期管理
  7.6  模型連續的IVVQ流程和管理
    7.6.1  基於連續IVVQ的業務流程
    7.6.2  基於連續IVVQ的數字孿生思想
    7.6.3  基於連續IVVQ的驗證管理方案
    7.6.4  基於連續IVVQ的設計、模擬、試驗一體化管理
  7.7  基於模型的質量工程
    7.7.1  智能複雜裝備系統質量的新需求
    7.7.2  基於模型的安全可靠性建模分析技術
    7.7.3  基於數字線程的安全可靠性管理
第8章  閉環數字孿生——依于數字，智周萬物
  8.1  Hackrod：遊戲化的工業4.0
  8.2  數據探索時代工業的特點
  8.3  數據探索中的先進技術
    8.3.1  智能網路
    8.3.2  基於模型的先進位造
    8.3.3  數據閉環
  8.4  從晶元到城市
參考文獻

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