數(shù)字孿生系統(tǒng)設(shè)計與實踐

第一部分? 數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)展趨勢 
第 1 章 數(shù)字孿生概述  2 
1.1 數(shù)字孿生的前世今生3 
1.1.1 孵化期（2000—2015 年）  4 
1.1.2 探索期（2015—2020 年）  6 
1.1.3 爆發(fā)期（2020 年以來）  8 
1.2 數(shù)字孿生的內(nèi)涵與外延9 
1.2.1 百家爭鳴 10 
1.2.2 數(shù)字孿生內(nèi)涵 14 
1.2.3 數(shù)字孿生外延 18 
第 2 章 數(shù)字孿生賦能系統(tǒng)自智進化 21 
2.1 企業(yè)數(shù)字化系統(tǒng)現(xiàn)狀 21 
2.2 數(shù)字中臺架構(gòu)面臨的挑戰(zhàn) 25 
2.3 數(shù)字孿生驅(qū)動數(shù)智化升級 28 
2.4 數(shù)字孿生奠定元宇宙基石 29 
第二部分? 我國數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求 
第 3 章 數(shù)字孿生頂層設(shè)計和規(guī)劃引領(lǐng) 36 
3.1 “十四五”規(guī)劃綱要對數(shù)字孿生發(fā)展的指引  36 
3.2 “兩化”融合領(lǐng)域 37 
3.3 5G 網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域  41 
3.4 信息技術(shù)領(lǐng)域 43 
3.5 城市發(fā)展領(lǐng)域 44 
3.6 綜合交通領(lǐng)域 45 
3.7 工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域 46 
3.8 能源安全領(lǐng)域 47 
3.9 建筑工程領(lǐng)域 48 
3.10 水利應(yīng)急領(lǐng)域  49 
3.11 標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建領(lǐng)域  50 
第 4 章 數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)鏈和業(yè)務(wù)生態(tài)體系 51 
4.1 數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)化工作 51 
4.1.1 智慧城市數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn) 53 
4.1.2 工業(yè)領(lǐng)域數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn) 54 
4.2 產(chǎn)業(yè)圖譜 55 
4.2.1 數(shù)字孿生城市產(chǎn)業(yè)圖譜 55 
4.2.2 工業(yè)數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)圖譜 56 
4.3 技術(shù)流派 59 
4.3.1 數(shù)據(jù)派 60 
4.3.2 連接派 60 
4.3.3 仿真派 60 
4.4 業(yè)務(wù)體系 60 
4.4.1 宏觀市場 60 
4.4.2 技術(shù)體系 61 
4.4.3 業(yè)務(wù)模式 62 
4.4.4 產(chǎn)品形態(tài) 66 
4.5 技術(shù)創(chuàng)新 67 
4.5.1 游戲引擎 云渲染 67 
4.5.2 AR/VR 元宇宙 67 
4.5.3 模型生產(chǎn)智能化、自動化 68 
4.5.4 “CIM 數(shù)據(jù)編織”技術(shù) 68 
4.5.5 數(shù)字線程技術(shù) 70 
4.5.6 虛擬化技術(shù) 70 
4.5.7 多協(xié)議支持技術(shù) 71 
4.5.8 模型構(gòu)建技術(shù) 71 
4.5.9 多維數(shù)據(jù)支持技術(shù) 71 
第 5 章 數(shù)字孿生技術(shù)平臺化需求 72 
5.1 數(shù)字孿生“千人千面”認知 72 
5.1.1 數(shù)字孿生 物聯(lián)網(wǎng) 73 
5.1.2 數(shù)字孿生 智慧城市 76 
5.1.3 數(shù)字孿生 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 81 
5.1.4 數(shù)字孿生 智慧水利 99 
5.1.5 數(shù)字孿生 5G 網(wǎng)絡(luò)  101 
5.1.6 數(shù)字孿生 算力網(wǎng)絡(luò)  102 
5.1.7 數(shù)字孿生 元宇宙  104 
5.2 業(yè)務(wù)觸達需求108 
5.2.1 業(yè)務(wù)端到端  108 
5.2.2 運營場景化  109 
5.3 通用能力需求109 
5.3.1 數(shù)字化  109 
5.3.2 孿生化  111 
5.3.3 平臺化  111 
5.4 定義“數(shù)字孿生平臺” 112 
5.4.1 必要性  112 
5.4.2 意義和價值  113 
5.4.3 適用場景  114 
第三部分? 開放式數(shù)字孿生體系架構(gòu) 
第 6 章 通用數(shù)字孿生平臺關(guān)鍵性設(shè)計  116 
6.1 數(shù)字孿生系統(tǒng)的核心邏輯 116 
6.1.1 數(shù)字孿生流派融合曲線圖  116 
6.1.2 城市數(shù)字孿生業(yè)務(wù)地鐵圖  118 
6.2 數(shù)字孿生平臺的設(shè)計理念 119 
6.2.1 開放式框架  119 
6.2.2 模型資產(chǎn)化  121 
6.2.3 可持續(xù)發(fā)展  122 
6.3 數(shù)字孿生平臺的設(shè)計方法123 
6.3.1 模型即服務(wù)  123 
6.3.2 數(shù)據(jù)即服務(wù)  124 
6.3.3 軟件即服務(wù)  125 
第 7 章 數(shù)字孿生系統(tǒng)架構(gòu)  126 
7.1 云原生中臺能力126 
7.1.1 技術(shù)中臺  126 
7.1.2 數(shù)據(jù)中臺  127 
7.1.3 智能中臺  128 
7.1.4 業(yè)務(wù)中臺  128 
7.2 數(shù)字孿生系統(tǒng)架構(gòu)128 
7.2.1 體系結(jié)構(gòu)  128 
7.2.2 數(shù)字孿生模型  129 
7.2.3 數(shù)字孿生場景  129 
7.2.4 數(shù)字線程  130 
第 8 章 數(shù)字孿生系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)  131 
8.1 設(shè)備孿生場景131 
8.1.1 感知智能  131 
8.1.2 模型設(shè)計器  132 
8.1.3 模型構(gòu)建  141 
8.1.4 數(shù)據(jù)驅(qū)動  141 
8.1.5 可視化  142 
8.1.6 實時交互  143 
8.1.7 多維模型資產(chǎn)  143 
8.2 空間孿生場景 143 
8.2.1 整體設(shè)計  143 
8.2.2 空間數(shù)據(jù)引擎  145 
8.2.3 空間服務(wù)引擎  146 
8.2.4 自服務(wù)控制臺  149 
8.2.5 三維場景設(shè)計  149 
8.2.6 數(shù)據(jù)工具  158 
8.2.7 地址工具  160 
8.2.8 空間注智引擎  161 
8.3 人員孿生場景161 
8.3.1 虛擬“數(shù)字人”  161 
8.3.2 數(shù)字員工  164 
8.3.3 數(shù)字人體  165 
第四部分? 通用數(shù)字孿生平臺設(shè)計和實現(xiàn) 
第 9 章 數(shù)字孿生平臺設(shè)計  170 
9.1 概念設(shè)計170 
9.2 參考功能架構(gòu)171 
9.3 參考技術(shù)架構(gòu)174 
9.4 參考接口定義175 
第 10 章 數(shù)字孿生平臺功能設(shè)計  176 
10.1 孿生體設(shè)計器 176 
10.2 場景構(gòu)建工具 177 
10.3 自動拓撲工具 180 
10.4 地理三維能力 181 
10.5 模型資產(chǎn)管理 182 
10.6 可視化能力 183 
10.6.1 天氣組件  183 
10.6.2 光影濾鏡  183 
10.6.3 云渲染  184 
10.6.4 場景相機  184 
10.6.5 模型材質(zhì)  185 
10.7 圖表卡片 185 
10.8 組件管理 185 
10.9 運行規(guī)則管理 187 
第 11 章 數(shù)字孿生平臺運營模式  188 
11.1 SaaS 化運營 188 
11.1.1 開放門戶  189 
11.1.2 租戶管理  189 
11.1.3 訂購管理  190 
11.2 孿生模型資產(chǎn)運營 191 
11.3 算力資源運營 191 
第五部分? 數(shù)字孿生方案實踐及未來展望 
第 12 章 泛在連接：AIoT 場景的數(shù)字孿生實踐  194 
12.1 AIoT 發(fā)展應(yīng)用特點 194 
12.1.1 AI 和物聯(lián)網(wǎng)的融合  194 
12.1.2 AIoT 數(shù)字孿生應(yīng)用場景  196 
12.2 數(shù)字孿生技術(shù)在 AIoT 中應(yīng)用的場景 197 
12.2.1 數(shù)字孿生助力數(shù)字建模  197 
12.2.2 數(shù)字孿生助力一體化的仿真驗證  198 
12.3 AIoT 數(shù)字孿生整體方案 198 
12.3.1 AIoT 數(shù)字孿生架構(gòu)  198 
12.3.2 AIoT 數(shù)字孿生模型建模  201 
12.3.3 AIoT 數(shù)字孿生實例化管理  204 
12.3.4 AIoT 數(shù)字孿生場景編排  205 
12.4 AIoT 數(shù)字孿生應(yīng)用場景實例 205 
12.4.1 智慧能源  205 
12.4.2 智慧園區(qū)  207 
12.5 AIoT 數(shù)字孿生的業(yè)務(wù)價值 208 
12.5.1 模擬仿真  208 
12.5.2 監(jiān)控  210 
12.5.3 評估  212 
12.5.4 預(yù)測  213 
12.5.5 優(yōu)化  215 
第 13 章 數(shù)智融通：城市時空場景的數(shù)字孿生實踐  216 
13.1 城市數(shù)字孿生應(yīng)用特點 216 
13.1.1 城市信息模型  219 
13.1.2 實時感知  220 
13.2 數(shù)字孿生技術(shù)在城市管理中應(yīng)用的場景 222 
13.2.1 城市規(guī)劃場景應(yīng)用  222 
13.2.2 交通場景應(yīng)用  222 
13.2.3 安全預(yù)警場景應(yīng)用  223 
13.3 城市數(shù)字孿生整體方案 223 
13.3.1 城市數(shù)字孿生架構(gòu)  223 
13.3.2 城市數(shù)字孿生的關(guān)鍵性設(shè)計  224 
13.4 城市數(shù)字孿生應(yīng)用場景實例 225 
13.4.1 智慧展館  225 
13.4.2 智慧礦山  226 
13.4.3 智慧機房  227 
13.4.4 智慧樓宇  230 
13.4.5 智慧水務(wù)  231 
13.4.6 數(shù)字鄉(xiāng)村  233 
13.5 城市數(shù)字孿生的業(yè)務(wù)價值 234 
第 14 章 仿生自智：通信網(wǎng)絡(luò)場景的數(shù)字孿生實踐  236 
14.1 5G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展應(yīng)用特點 236 
14.1.1 5G 網(wǎng)絡(luò)自動駕駛網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略目標(biāo)  236 
14.1.2 運營商網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生應(yīng)用場景  237 
14.2 數(shù)字孿生技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的場景 237 
14.2.1 ToB 行業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生應(yīng)用  238 
14.2.2 數(shù)字孿生助力自智網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)  240 
14.2.3 數(shù)字孿生助力智慧運維  243 
14.3 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生整體方案 245 
14.3.1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生定義  246 
14.3.2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生的架構(gòu)  246 
14.3.3 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)  249 
14.3.4 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生模型建模  257 
14.3.5 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生實例化管理  262 
14.3.6 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生場景編排  263 
14.3.7 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生智慧運維應(yīng)用  264 
14.4 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生應(yīng)用場景實例 265 
14.4.1 運營商重保場景網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生應(yīng)用  265 
14.4.2 垂直行業(yè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生專網(wǎng)監(jiān)控  266 
14.4.3 無線自智網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生場景應(yīng)用  267 
14.4.4 核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生場景應(yīng)用  268 
14.4.5 算力網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生應(yīng)用  274 
14.4.6 數(shù)通網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生場景應(yīng)用  276 
14.4.7 數(shù)字孿生實現(xiàn) 6G 網(wǎng)絡(luò)邊緣智能  278 
14.5 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生的業(yè)務(wù)價值 281 
后記 282