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現代中藥製藥數字孿生關鍵技術(精)

作者：編者:李正|責編:安欣欣
出版社：上海科技
ISBN：9787547865279

出版日期：2024/01/01
裝幀：精裝
頁數：223

人民幣：RMB 128 元售價：元

內容大鋼

本書重點介紹了數字孿生現有的發展水平、技術特點、研究動態，並從硬體和軟體兩個方面，分別探討了數字孿生中數據採集、數據分析、智能決策和預測控制等技術在中藥製藥工業中的具體應用。同時以中藥製藥環節中的提取、濃縮和乾燥等具體工藝環節為例，分析了現有工藝的技術缺陷，重點討論了數字孿生技術在這些生產工藝環節中的具體應用。通過工程實踐數據和實驗室小試數據的對比分析，討論了數字孿生技術在工程應用環節的部署實施方案，並展示了對現有工藝所帶來的實際工程效果。
本書主要讀者對象主要為從事中藥製藥生產、科研以及設計的廣大科研人員、管理幹部、技術工人以及相關院校的師生，亦可是化工領域或者相關工業領域的相關從業人員和相關院校師生。

作者介紹

編者:李正|責編:安欣欣

第一章  引言
  第一節  數字孿生技術的歷史和發展
    一、數字孿生技術的基本概念和定義
    二、數字孿生技術的起源
    三、數字孿生技術的發展進程
  第二節  數字孿生技術的研究現狀和應用價值
    一、數字孿生技術的研究現狀
    二、數字孿生技術的典型特徵
    三、數字孿生技術的應用價值
  第三節  數字孿生技術與中藥製藥
第二章  中藥製藥領域中的數字孿生技術
  第一節  中藥智能製造的內涵與特徵
    一、中藥智能製造的內涵
    二、中藥智能製造的特點
  第二節  智能製藥與數字孿生技術
    一、智能製藥的定義與特徵
    二、數字孿生技術在智能製藥中的應用
  第三節  數字孿生技術的技術特點和核心要求
    一、數字孿生技術的技術特點
    二、數字孿生技術應用的核心要求
    三、嵌入數字孿生技術應用的顯著特點
  第四節  數字孿生技術在現代中藥製藥中的應用
第三章  中藥製藥數字孿生技術架構
  第一節  中藥數字孿生技術架構
    一、物理組件
    二、虛擬組件
    三、數據管理
  第二節  中藥製藥數字孿生技術的關鍵技術
    一、數據採集技術
    二、數字化建模技術
    三、模擬模擬技術
    四、數據分析和挖掘技術
    五、決策優化技術
  第三節  中藥製藥工藝對數字孿生技術要求
    一、中藥製藥行業需要解決的痛點問題
    二、中藥智能製造技術的需求分析
    三、中藥製藥工業的智能製造關鍵技術體系
第四章  中藥製藥數字孿生技術數據採集技術
  第一節  數據採集技術
    一、過程參數的數據採集技術
    二、藥品質量的數據採集技術
  第二節  實時信號處理技術
    一、單片機技術
    二、PLC技術
    三、FPGA技術
    四、DSP技術
    五、GPU技術
    六、CPLD技術
  第三節  數字空間與物理空間的數據交互
    一、數據傳輸

    二、數據處理
    三、數據儲存
  第四節  微波技術用於中藥製藥投料前整包含水率在線檢測
    一、儀器與材料
    二、實驗方法
    三、結果與討論
  第五節  高光譜成像結合人工智慧技術探索天然金銀花提取物的乾燥行為
    一、材料和方法
    二、實驗結果分析
    三、高光譜技術的技術優勢
第五章  中藥製藥過程建模與模擬
  第一節  製藥過程建模方法
    一、模型開發
    二、模型類型
  第二節  基於機理模型的中藥真空帶式乾燥工藝研究
    一、真空帶式乾燥的數字孿生技術方法構建
    二、真空帶式乾燥過程的數值模擬
    三、真空帶式乾燥過程的工藝優化
    四、真空帶式乾燥過程優化決策過程
  第三節  製藥過程模擬技術
    一、製藥過程模擬的一般流程
    二、模擬結果驗證
    三、模擬常用軟體
  第四節  中藥製藥過程模擬——旋風分離器
    一、旋風分離器物理結構
    二、旋風分離器流場數值模擬
    三、金銀花提取液乾燥顆粒物性參數測定與設備得粉率測定
    四、流場數值模擬結果及分析
  第五節  製藥過程建模與模擬模擬的技術趨勢和技術壁壘
第六章  基於數字孿生技術的智能控制系統
  第一節  傳統控制系統與智能控制系統
    一、傳統控制系統
    二、智能控制
    三、預測性控制
  第二節  中藥提取過程智能優化控制
    一、傳統PID控制提取過程
    二、提取設備流場數值模擬
    三、DMC預測演算法
    四、基於DMC演算法的中藥提取微沸狀態控制實驗
    五、基於數字孿生技術的預測控制研究
  第三節  中藥濃縮過程優化控制
    一、中藥濃縮過程的基本原理和發展現狀
    二、智能控制技術在中藥濃縮過程中的應用
    三、基於動態矩陣控制演算法控制濃縮過程
    四、支持向量機在中藥濃縮濃度的軟測量
  第四節  中藥乾燥過程智能優化控制
    一、傳統的建模方法
    二、新的建模方法
    三、噴霧乾燥工藝參數的預測控制
  第五節  基於機理模型的中藥噴霧乾燥工藝研究

    一、噴霧乾燥過程理論模型
    二、乾燥動力學實驗構建乾燥動力學模型
    三、噴霧乾燥實驗裝置結構
    四、數值求解與模擬
    五、金銀花提取物的噴霧乾燥
    六、基於深度強化學習的過程優化
第七章  基於數字孿生技術的中藥製藥過程智能優化
  第一節  中藥製藥過程優化的基本問題
  第二節  中藥製藥過程優化的技術結構
  第三節  工藝過程優化方法分類
    一、基於數學優化的演算法
    二、基於元啟髮式演算法的演算法
    三、基於深度學習的演算法
    四、綜合方法
  第四節  基於模擬模擬對中藥溶媒回收工藝動態優化控制
    一、PID控制器繼電反饋法自整定調諧控制系統
    二、基於模擬模擬的中藥溶媒回收系統設計
    三、動態控制系統建立與模擬實驗
  第五節  基於模擬模擬對中藥濃縮過程研究
    一、實驗部分
    二、過程模擬模擬
    三、結果討論與分析
  第六節  基於深度強化學習的甘草真空帶式乾燥工藝優化決策
    一、數據準備
    二、工藝決策優化目標的確定
    三、在線工藝決策
    四、優化結果分析
第八章  中藥製藥數字孿生技術的應用與展望
  第一節  數字孿生技術在中藥智能生產線應用
    一、生產線工藝優化的基本技術
    二、多智能體優化技術
    三、以中藥濃縮乾燥生產過程為例對多智能體優化工藝進行探討
  第二節  中藥製藥數字孿生技術面臨的挑戰和問題
    一、數字孿生技術的局限性和不足
    二、中藥複雜性和多樣性的挑戰
    三、數據收集和處理的難題
  第三節  未來發展趨勢
    一、中藥製藥數字孿生技術的未來發展趨勢
    二、數字孿生技術與其他技術的融合
參考文獻

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