工業(yè)數(shù)字孿生：技術(shù)架構(gòu)·應(yīng)用場景·行業(yè)實踐

第1章 工業(yè)數(shù)字孿生概述
1.1 數(shù)字孿生概念特征與實現(xiàn)路徑  2
1.1.1 數(shù)字孿生的內(nèi)涵與特征  2
1.1.2 數(shù)字孿生相關(guān)概念辨析  4
1.1.3 數(shù)字孿生的體系架構(gòu)  6
1.1.4 數(shù)字孿生的實現(xiàn)路徑  8
1.1.5 數(shù)字孿生技術(shù)的未來展望 10
1.2 工業(yè)數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)體系 12
1.2.1 數(shù)字支撐技術(shù) 12
1.2.2 數(shù)字線程技術(shù) 13
1.2.3 數(shù)字孿生體技術(shù) 14
1.2.4 人機(jī)交互技術(shù) 17
1.3 數(shù)字孿生賦能制造數(shù)字化轉(zhuǎn)型 19
1.3.1 數(shù)字孿生賦能智能制造 19
1.3.2 工業(yè)數(shù)字孿生的應(yīng)用價值 20
1.3.3 工業(yè)數(shù)字孿生的應(yīng)用場景 22
1.3.4 工業(yè)數(shù)字孿生的實踐案例 24
第2章 工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)
2.1 數(shù)字孿生系統(tǒng)的行業(yè)應(yīng)用 28
2.1.1　城市數(shù)字孿生系統(tǒng) 29
2.1.2 建筑數(shù)字孿生系統(tǒng) 30
2.1.3 電網(wǎng)數(shù)字孿生系統(tǒng) 31
2.1.4 醫(yī)療數(shù)字孿生系統(tǒng) 32
2.2 IDTS 的概念特征和功能架構(gòu) 33
2.2.1 IDTS 的定義與主要特征 33
2.2.2 IDTS 的架構(gòu)、功能與構(gòu)成 35
2.2.3 IDTS 的成熟度模型構(gòu)建 38
2.3 IDTS 的運行模式與整體架構(gòu) 40
2.3.1 本地化配置的運行模式 41
2.3.2 基于“云- 端”的運行模式 43
2.3.3 基于“云- 邊- 端”的運行模式 44
2.3.4 基于分布式計算驅(qū)動的IDTS 運行模式 46
第3章 工業(yè)數(shù)字孿生平臺
3.1 國外數(shù)字孿生平臺與典型案例 50
3.1.1 亞馬遜：AWS IoT TwinMaker 50
3.1.2 西門子：Simcenter 仿真解決方案 52
3.1.3 達(dá)索：3D EXPERIENCE 平臺 53
3.1.4 安賽思：Ansys Twin Builder 54
3.1.5 Altair：One Total Twin 55
3.1.6 IBM：Digital Twin Exchange 56
3.2 國內(nèi)數(shù)字孿生平臺與典型案例 56
3.2.1 華為：云IoT 解決方案 56
3.2.2 騰訊：數(shù)字孿生云平臺 59
3.2.3 華龍訊達(dá)：木星數(shù)字孿生平臺 60
3.2.4 卡奧斯：D3OS 數(shù)字孿生平臺 61
3.2.5 力控科技：ForceCon-DTwIn 數(shù)字孿生平臺 63
3.2.6 同元軟控：MWORKS.TwinSim 數(shù)字孿生平臺 65
第4章 設(shè)備數(shù)字孿生
4.1 設(shè)備數(shù)字孿生的應(yīng)用場景與價值 68
4.1.1 總體框架與實施要素 68
4.1.2 設(shè)備數(shù)字孿生的應(yīng)用場景 70
4.1.3 設(shè)備數(shù)字孿生的應(yīng)用價值 73
4.1.4 設(shè)備數(shù)字孿生應(yīng)用成熟度評估模型 76
4.2 設(shè)備數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)互聯(lián) 79
4.2.1 數(shù)據(jù)采集 79
4.2.2 數(shù)據(jù)傳輸 81
4.2.3 數(shù)據(jù)存儲 82
4.2.4 數(shù)據(jù)處理 83
4.3 基于數(shù)字孿生的設(shè)備PHM 系統(tǒng) 84
4.3.1 工業(yè)設(shè)備PHM 的技術(shù)方法 84
4.3.2 數(shù)字孿生驅(qū)動的PHM 應(yīng)用 87
4.3.3 基于數(shù)字孿生模型的故障診斷預(yù)測 88
第5章 生產(chǎn)線數(shù)字孿生
5.1 基于數(shù)字孿生的智能生產(chǎn)線 94
5.1.1 生產(chǎn)線數(shù)字孿生系統(tǒng)優(yōu)勢 94
5.1.2 智能化生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計 95
5.1.3 數(shù)字孿生與智能生產(chǎn)管控 98
5.1.4 智能生產(chǎn)管控的具體應(yīng)用  100
5.2 基于數(shù)字孿生的MOM 應(yīng)用場景 103
5.2.1 可視化實時監(jiān)控  103
5.2.2 智能化生產(chǎn)調(diào)度  103
5.2.3 生產(chǎn)裝配輔助  104
5.2.4 倉儲物流優(yōu)化  105
5.2.5 生產(chǎn)能耗精細(xì)化管理  106
5.2.6 實時模擬與遠(yuǎn)程監(jiān)控  108
5.3 煉鐵生產(chǎn)線數(shù)字孿生解決方案 109
5.3.1 煉鐵生產(chǎn)線數(shù)字孿生體的構(gòu)建  109
5.3.2 基于3D 交互的虛擬學(xué)習(xí)空間  112
5.3.3 煉鐵生產(chǎn)過程的協(xié)同優(yōu)化  113
5.3.4 煉鐵設(shè)備故障診斷與維護(hù)  114
5.3.5 煉鐵過程的管理與決策優(yōu)化  115
第6章 工廠數(shù)字孿生
6.1 工業(yè)數(shù)字孿生賦能智能工廠  118
6.1.1 工廠數(shù)字孿生系統(tǒng)的原理與優(yōu)勢  118
6.1.2 工廠數(shù)字孿生系統(tǒng)的典型特征  120
6.1.3 工廠數(shù)字孿生系統(tǒng)的總體架構(gòu)  122
6.1.4 工廠數(shù)字孿生系統(tǒng)的應(yīng)用場景  124
6.2 基于數(shù)字孿生的智能工廠建設(shè) 126
6.2.1 兩化融合驅(qū)動的智能工廠  126
6.2.2 智能工廠的總體運行體系  127
6.2.3 數(shù)字孿生智能工廠的建設(shè)架構(gòu)  129
6.2.4 基于數(shù)字孿生的虛實系統(tǒng)集成  132
6.3 數(shù)字孿生車間系統(tǒng)的建設(shè)實踐 134
6.3.1 數(shù)字孿生車間的總體框架  134
6.3.2 車間數(shù)字孿生的功能需求  137
6.3.3 車間關(guān)鍵要素的數(shù)字建模  139
6.3.4 車間設(shè)備數(shù)字孿生的實現(xiàn)  141
第7章 數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
7.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)與應(yīng)用場景 146
7.1.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的體系架構(gòu)  146
7.1.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的構(gòu)建路徑  149
7.1.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的關(guān)鍵技術(shù)  150
7.1.4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的應(yīng)用場景  154
7.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù) 156
7.2.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)  156
7.2.2 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)  158
7.2.3 數(shù)據(jù)互通技術(shù)  160
7.2.4 系統(tǒng)互操作技術(shù)  161
7.2.5 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢  162
7.3 數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合 164
7.3.1 數(shù)字孿生驅(qū)動的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)  164
7.3.2 數(shù)字孿生賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展  166
7.3.3 基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生技術(shù)  168
7.3.4 面向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生應(yīng)用  170
第8章 數(shù)字孿生與工業(yè)元宇宙
8.1 基于數(shù)字孿生的工業(yè)元宇宙 174
8.1.1 工業(yè)元宇宙的體系架構(gòu)  174
8.1.2 工業(yè)元宇宙的關(guān)鍵技術(shù)  176
8.1.3 元宇宙開啟工業(yè)新革命  179
8.1.4 工業(yè)元宇宙的戰(zhàn)略價值  181
8.2 工業(yè)元宇宙的應(yīng)用場景 183
8.2.1 工業(yè)產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計  183
8.2.2 生產(chǎn)制造流程優(yōu)化  185
8.2.3 智慧物流供應(yīng)鏈管理  187
8.2.4 微軟Azure 工業(yè)元宇宙解決方案  188
第9章 數(shù)字孿生在各工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
9.1 數(shù)字孿生在石化工業(yè)中的應(yīng)用 194
9.1.1 油氣勘探與開發(fā)的數(shù)字化  194
9.1.2 工程裝備全生命周期管理  195
9.1.3 石油鉆井過程可視化監(jiān)測  196
9.1.4 油氣管道的數(shù)字孿生應(yīng)用  197
9.1.5 石油煉化工藝的智能優(yōu)化  198
9.2 基于數(shù)字孿生的綜合能源系統(tǒng) 200
9.2.1 綜合能源系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計  200
9.2.2 系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計應(yīng)用  203
9.2.3 建模仿真平臺應(yīng)用  204
9.2.4 運行優(yōu)化控制應(yīng)用  205
9.2.5 運維故障預(yù)警應(yīng)用  207
9.2.6 城市能源安全應(yīng)用  209
9.3 數(shù)字孿生在智慧城市中的應(yīng)用 210
9.3.1 數(shù)字孿生城市的發(fā)展歷程  210
9.3.2 數(shù)字孿生城市的支撐技術(shù)  212
9.3.3 基于三維建模的智慧城市  214
9.3.4 數(shù)字孿生城市的實踐策略  216
9.4 數(shù)字孿生在智慧交通中的應(yīng)用 218
9.4.1 我國智慧交通的發(fā)展歷程  218
9.4.2 數(shù)字孿生交通的發(fā)展現(xiàn)狀  220
9.4.3 基于數(shù)字孿生的智慧交通應(yīng)用  221
9.4.4 我國智慧交通產(chǎn)業(yè)的實踐策略  223