1數(shù)字孿生概述001 1.1數(shù)字孿生發(fā)展002 1.1.1數(shù)字孿生的起源與發(fā)展002 1.1.2數(shù)字孿生的成熟度005 1.1.3數(shù)字孿生的特征006 1.2數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)008 1.3工業(yè)數(shù)字孿生的應(yīng)用010 1.3.1工業(yè)數(shù)字孿生的應(yīng)用對象010 1.3.2工業(yè)數(shù)字孿生典型應(yīng)用平臺011 1.3.3工業(yè)數(shù)字孿生應(yīng)用運行場景012 1.4工業(yè)數(shù)字孿生的發(fā)展趨勢013 1.4.1產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需求驅(qū)動013 1.4.2新型信息技術(shù)變革推動016 參考文獻(xiàn)016 2工業(yè)數(shù)字孿生參考框架與關(guān)鍵技術(shù)018 2.1工業(yè)數(shù)字孿生參考框架018 2.2建模仿真技術(shù)基礎(chǔ)023 2.2.1建模仿真技術(shù)概述023 2.2.2典型建模仿真軟件025 2.3新型信息技術(shù)028 2.3.1互聯(lián)互通技術(shù)028 2.3.2數(shù)據(jù)計算技術(shù)031 2.3.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)033 2.3.4人機(jī)交互技術(shù)035 參考文獻(xiàn)037 3面向生產(chǎn)系統(tǒng)多生命周期的數(shù)字孿生系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計038 3.1基于數(shù)字孿生的生產(chǎn)系統(tǒng)生命周期概述038 3.2整體參考框架設(shè)計041 3.2.1需求層次分析041 3.2.2參考框架設(shè)計043 3.3柔性生產(chǎn)線示范場景概述045 3.3.1示范場景概述045 3.3.2業(yè)務(wù)流程分析048 3.4系統(tǒng)詳細(xì)架構(gòu)設(shè)計050 3.4.1應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計050 3.4.2數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計052 3.4.3技術(shù)架構(gòu)設(shè)計056 參考文獻(xiàn)057 4工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)幾何建模059 4.1制造資源幾何建模要求與原則059 4.1.1幾何模型的需求分析059 4.1.2工業(yè)幾何模型的質(zhì)量要求060 4.1.3工業(yè)幾何模型建模原則062 4.2幾何模型構(gòu)建方法與流程063 4.2.1模型組成063 4.2.2模型構(gòu)建方法與通用流程065 4.3幾何建模工具概述066 4.3.1建模類型066 4.3.2建模工具選擇與基礎(chǔ)操作067 4.4基于Unity3D 的幾何模型優(yōu)化072 4.4.1模型資源導(dǎo)入072 4.4.2模型資源優(yōu)化072 4.4.3模型資源封裝與輸出081 參考文獻(xiàn)083 5工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)行為建模084 5.1行為建模概述084 5.1.1常見行為建模工具對比084 5.1.2行為建模工具選擇086 5.2核心生產(chǎn)要素行為建模需求分析089 5.3基于工業(yè)仿真軟件的行為建模方法090 5.3.1標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)設(shè)備組件基本使用090 5.3.2非標(biāo)工業(yè)設(shè)備行為建模基本流程094 5.4典型智能設(shè)備行為建模實例101 5.4.1智能擰緊設(shè)備101 5.4.2智能視覺檢測設(shè)備105 參考文獻(xiàn)110 6工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)生產(chǎn)流程建模與仿真112 6.1生產(chǎn)流程仿真概述112 6.2生產(chǎn)流程的模型構(gòu)建113 6.2.1生產(chǎn)流程描述113 6.2.2生產(chǎn)流程建模115 6.3流程仿真及數(shù)據(jù)分析130 6.3.1仿真業(yè)務(wù)場景描述133 6.3.2仿真數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用136 參考文獻(xiàn)138 7工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)的人機(jī)交互建模140 7.1人機(jī)交互建模概述140 7.2人機(jī)交互建模目標(biāo)與原則141 7.2.1建模目標(biāo)141 7.2.2建模原則142 7.3人機(jī)交互建模方法142 7.3.1人機(jī)交互可視化需求分析142 7.3.2人機(jī)交互可視化參考形式146 7.3.3基于Unity3D 引擎的交互界面設(shè)計148 7.4人機(jī)交互建模實例172 7.4.1智能壓裝設(shè)備需求與可視化形式分析172 7.4.2智能壓裝設(shè)備人機(jī)交互建模176 參考文獻(xiàn)178 8數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)虛實映射179 8.1工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)虛實映射概述179 8.2實時數(shù)據(jù)驅(qū)動的虛實映射技術(shù)181 8.2.1MQTT 通信181 8.2.2數(shù)據(jù)庫通信189 8.2.3IP 相機(jī)視頻流通信196 8.2.4OPC UA 通信200 8.2.5美擎仿真210 參考文獻(xiàn)214 9工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)集成建模與應(yīng)用215 9.1工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)集成建模215 9.1.1集成建�？蚣�215 9.1.2集成建模流程217 9.2生產(chǎn)流程仿真優(yōu)化應(yīng)用219 9.3生產(chǎn)過程實時監(jiān)控應(yīng)用220 參考文獻(xiàn)223 10工業(yè)數(shù)字孿生技術(shù)前沿研究224 10.1生產(chǎn)系統(tǒng)可視化實時監(jiān)控224 10.1.1基于數(shù)字孿生的全自動傳感器裝配線的監(jiān)測225 10.1.2大型復(fù)雜曲面加工數(shù)字孿生監(jiān)控系統(tǒng)225 10.2生產(chǎn)系統(tǒng)仿真與優(yōu)化227 10.2.1基于數(shù)字孿生的機(jī)器人焊接仿真系統(tǒng)設(shè)計227 10.2.2基于數(shù)字孿生的電力變壓器碳足跡分析及優(yōu)化方法仿真229 10.3生產(chǎn)系統(tǒng)虛擬調(diào)試231 10.3.1基于數(shù)字孿生的數(shù)控機(jī)床虛擬調(diào)試231 10.3.2基于數(shù)字孿生技術(shù)的生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)裝置虛擬調(diào)試232 10.4生產(chǎn)系統(tǒng)狀態(tài)評估與健康診斷233 10.4.1數(shù)字孿生模型與智能算法融合驅(qū)動的工業(yè)設(shè)備健康狀態(tài)評估234 10.4.2基于數(shù)字孿生的航空發(fā)動機(jī)氣路系統(tǒng)健康評估235 10.5生產(chǎn)系統(tǒng)預(yù)測維護(hù)與運營決策235 10.5.1數(shù)字孿生驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)測和健康管理236 10.5.2利用數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)機(jī)器組件剩余使用壽命的預(yù)測237 參考文獻(xiàn)237 附錄239