數(shù)實(shí)共生:工業(yè)化數(shù)字孿生實(shí)戰(zhàn) 版權(quán)信息
- ISBN:9787523602294
- 條形碼:9787523602294 ; 978-7-5236-0229-4
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數(shù)實(shí)共生:工業(yè)化數(shù)字孿生實(shí)戰(zhàn) 本書特色
1. 設(shè)計(jì)、開發(fā)和部署數(shù)字孿生體的完整解決方案,從理論到實(shí)踐,賦能智能制造助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
2. 用一個(gè)構(gòu)建風(fēng)力渦輪機(jī)數(shù)字孿生體的原型為例,幫助讀者了解如何在現(xiàn)實(shí)世界中設(shè)計(jì)、開發(fā)和部署數(shù)字孿生體。無論你是IT領(lǐng)導(dǎo)者、業(yè)務(wù)線領(lǐng)導(dǎo)者還是正在尋找使用數(shù)字孿生體推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的專家,本書都能為你提供有價(jià)值的指導(dǎo)。
3.確定數(shù)字孿生體在企業(yè)中適用的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn);開發(fā)數(shù)字孿生體原型,并使用單元測試、集成測試和功能測試進(jìn)行驗(yàn)證;對(duì)數(shù)字孿生體進(jìn)行投資回報(bào)率分析,以確定其業(yè)務(wù)的經(jīng)濟(jì)可行性探索改進(jìn)數(shù)字?jǐn)伾w的技術(shù),以備將來的優(yōu)化迭代。
數(shù)實(shí)共生:工業(yè)化數(shù)字孿生實(shí)戰(zhàn) 內(nèi)容簡介
本書介紹了數(shù)字李生的概念和應(yīng)用,并提供了一個(gè)框架,幫助企業(yè)制定數(shù)字李生戰(zhàn)略以促進(jìn)業(yè)務(wù)成果。讀者可以學(xué)習(xí)到數(shù)字李生體與實(shí)物資產(chǎn)、流程和技術(shù)之間的關(guān)系,并了解數(shù)字李生體的正確平臺(tái)、規(guī)模和用例的先決條件。本書還介紹了如何使用Microsoft AzureDigital Twins平臺(tái)進(jìn)行數(shù)字李生體的開發(fā)和部署并通過試點(diǎn)部署、全面部署和價(jià)值跟蹤技術(shù)對(duì)數(shù)字李生體進(jìn)行測試和驗(yàn)證。
數(shù)實(shí)共生:工業(yè)化數(shù)字孿生實(shí)戰(zhàn) 目錄
**篇
定義數(shù)字孿生體
第 1 章 數(shù)字孿生體簡介............................................ 003
1.1 數(shù)字孿生體的歷史.........................................................004
1.1.1 數(shù)字孿生體概念的起源 ........................................................005
1.1.2 數(shù)字孿生體的定義 ...............................................................008
1.1.3 數(shù)字孿生體的類型 ...............................................................011
1.1.4 數(shù)字孿生體的特征 ...............................................................015
1.1.5 模型和數(shù)據(jù)..........................................................................017
1.1.6 數(shù)字主線.............................................................................018
1.2 數(shù)字孿生體的行業(yè)用途 ..................................................020
1.2.1 數(shù)字孿生體利益相關(guān)者 ........................................................020
1.2.2 行業(yè)數(shù)字孿生體應(yīng)用............................................................022
1.3 數(shù)字孿生體的價(jià)值主張 ..................................................025
1.3.1 降低復(fù)雜性以增強(qiáng)理解 ........................................................025
1.3.2 轉(zhuǎn)型價(jià)值 .............................................................................028
1.3.3 潛在價(jià)值 .............................................................................029
1.4 識(shí)別機(jī)會(huì)......................................................................031
1.5 小結(jié)............................................................................034
第 2 章 數(shù)字孿生體規(guī)劃............................................ 035
2.1 關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)......................................................................036
2.2 預(yù)期的業(yè)務(wù)成果 ............................................................038
2.2.1 制造業(yè).................................................................................038
2.2.2 供應(yīng)鏈管理..........................................................................045
2.3 實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生體的先決條件 ............................................047
2.4 組織因素......................................................................050
2.4.1 數(shù)字技術(shù)和人才...................................................................052
2.4.2 生態(tài)系統(tǒng)和聯(lián)盟...................................................................052
2.4.3 組織結(jié)構(gòu)和文化...................................................................053
2.4.4 組織敏捷性的成果 ...............................................................053
2.5 技術(shù)需求......................................................................054
2.5.1 框架和模型..........................................................................054
2.5.2 連接性.................................................................................055
2.5.3 數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)...................................................................056
2.5.4 邊緣計(jì)算 .............................................................................057
2.5.5 算法和分析..........................................................................057
2.5.6 平臺(tái)和應(yīng)用..........................................................................058
2.5.7 可視化.................................................................................058
2.5.8 信息和行動(dòng)..........................................................................058
2.5.9 反饋....................................................................................059
2.5.10 軟件開發(fā)范式和低代碼 ......................................................059
2.6 小結(jié) ............................................................................060
2.7 思考題.........................................................................060
第二篇
構(gòu)建數(shù)字孿生體
第 3 章 確定**個(gè)數(shù)字孿生體 .................................. 063
3.1 評(píng)估數(shù)字孿生體候選者 ..................................................064
3.1.1 工業(yè)集團(tuán) .............................................................................064
3.1.2 單一行業(yè)領(lǐng)域的大型企業(yè).....................................................069
3.1.3 公共部門實(shí)體 ......................................................................071
3.1.4 大型軟件公司或云服務(wù)提供商..............................................072
3.1.5 獨(dú)立軟件供應(yīng)商...................................................................073
3.1.6 大型系統(tǒng)集成商...................................................................074
3.1.7 小型服務(wù)公司 ......................................................................074
3.2 角色和職責(zé)...................................................................075
3.3 試驗(yàn)和交互 ..................................................................080
3.3.1 敏捷宣言 .............................................................................080
3.3.2 版本....................................................................................082
3.3.3 史詩....................................................................................082
3.3.4 故事....................................................................................083
3.3.5 沖刺....................................................................................084
3.3.6 每日例會(huì) .............................................................................084
3.3.7 測試用例 .............................................................................086
3.3.8 演示和用戶驗(yàn)收...................................................................086
3.3.9 迭代....................................................................................087
3.4 *終候選者 ..................................................................087
3.5 小結(jié) ............................................................................088
3.6 思考題.........................................................................089
第 4 章 從**個(gè)數(shù)字孿生體開始 ............................... 091
4.1 規(guī)劃框架......................................................................092
4.1.1 項(xiàng)目規(guī)劃框架 ......................................................................092
4.1.2 解決方案規(guī)劃框架 ...............................................................099
4.2 驗(yàn)證問題陳述和預(yù)期結(jié)果 ...............................................101
4.3 探索數(shù)字孿生體開發(fā)的業(yè)務(wù)流程......................................102
4.4 考慮技術(shù)因素 ...............................................................103
4.4.1 資產(chǎn)管理殼..........................................................................104
4.4.2 數(shù)字孿生體定義語言............................................................108
4.5 探索數(shù)字孿生體的數(shù)字平臺(tái)............................................113
4.5.1 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)..........................................................................113
4.5.2 業(yè)務(wù)流程管理平臺(tái) ...............................................................115
4.5.3 分析和數(shù)據(jù)平臺(tái)...................................................................116
4.5.4 應(yīng)用平臺(tái).............................................................................116
4.6 小結(jié)............................................................................117
第 5 章 設(shè)置數(shù)字孿生體原型...................................... 119
5.1 確定數(shù)字孿生體平臺(tái)......................................................119
5.1.1 資產(chǎn)所有者的視角 ...............................................................120
5.1.2 所需的物聯(lián)網(wǎng)功能 ...............................................................121
5.1.3 構(gòu)建與購買功能...................................................................123
5.2 為數(shù)字孿生體評(píng)估公共云、物聯(lián)網(wǎng)和專業(yè)平臺(tái)...................124
5.2.1 微軟 Azure Digital Twins...............................................125
5.2.2 AWS 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái) ................................................................126
5.2.3 甲骨文公司的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用.....................................................129
5.2.4 PTC ThingWorx ................................................................131
5.2.5 XMPro ...............................................................................132
5.3 配置和設(shè)置 ..................................................................134
5.4 Azure 數(shù)字孿生體的數(shù)據(jù)考量 ........................................146
5.5 解決方案架構(gòu) ...............................................................148
5.6 小結(jié)............................................................................149
5.7 思考題.........................................................................149
第 6 章 構(gòu)建數(shù)字孿生體原型...................................... 151
6.1 技術(shù)要求......................................................................152
6.2 數(shù)字孿生體的開發(fā)過程 ..................................................152
6.2.1 作為數(shù)字孿生體原型的風(fēng)力渦輪機(jī).......................................152
6.2.2 風(fēng)力渦輪機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和高級(jí)數(shù)據(jù)模型 ................................153
6.2.3 使用本體定義數(shù)字孿生體模型..............................................156
6.2.4 將模型上傳到 Azure Digital Twins 實(shí)例.........................165
6.2.5 為風(fēng)電場和風(fēng)力渦輪機(jī)配置數(shù)字孿生體實(shí)例 .........................166
6.3 測試框架......................................................................171
6.3.1 創(chuàng)建應(yīng)用程序以通過代碼更新數(shù)字孿生體原型......................171
6.3.2 以低代碼方式創(chuàng)建應(yīng)用程序并更新數(shù)字孿生體原型...............176
6.4 技術(shù)評(píng)估注意事項(xiàng).........................................................180
6.5 業(yè)務(wù)驗(yàn)證和理解............................................................182
6.6 小結(jié)............................................................................185
6.7 思考題.........................................................................185
第 7 章 部署和價(jià)值跟蹤............................................ 187
7.1 數(shù)字孿生體的功能測試 ..................................................188
7.1.1 測試數(shù)字孿生體基礎(chǔ)設(shè)施.....................................................188
7.1.2 測試數(shù)字孿生體應(yīng)用程序.....................................................191
7.2 試點(diǎn)運(yùn)行......................................................................195
7.2.1 試點(diǎn)實(shí)施范圍 ......................................................................197
7.2.2 試點(diǎn)階段的成功標(biāo)準(zhǔn)............................................................199
7.2.3 試點(diǎn)解決方案的時(shí)間表和階段..............................................200
7.2.4 展示試點(diǎn)結(jié)果 ......................................................................201
7.3 全面部署......................................................................207
7.3.1 全面實(shí)現(xiàn)方法 ......................................................................208
7.3.2 大爆炸方法..........................................................................208
第三篇
增強(qiáng)數(shù)字孿生體
第 8 章 強(qiáng)化數(shù)字孿生體............................................ 221
8.1 定義孿生體的孿生體......................................................222
8.1.1 標(biāo)準(zhǔn)的作用..........................................................................224
8.1.2 設(shè)定發(fā)展愿景 ......................................................................226
8.2 評(píng)估整個(gè)系統(tǒng)中的**個(gè)數(shù)字孿生體 ...............................226
8.2.1 分階段方法的理由 ...............................................................228
8.2.2 收益量化 .............................................................................229
8.3 識(shí)別相關(guān)的數(shù)字孿生體 ..................................................231
8.4 規(guī)劃復(fù)合孿生體............................................................233
8.4.1 水電數(shù)字孿生體...................................................................235
8.4.2 太陽能發(fā)電廠的數(shù)字孿生體 .................................................237
8.4.3 太陽能光伏和風(fēng)力渦輪機(jī)混合發(fā)電廠....................................241
8.4.4 可再生能源發(fā)電的創(chuàng)新 ........................................................242
8.5 增強(qiáng)功能和后續(xù)步驟......................................................244
8.5.1 企業(yè)級(jí)數(shù)字孿生體解決方案推廣所涉及的主要系統(tǒng)...............244
8.5.2 數(shù)字孿生體卓越中心............................................................246
8.6 小結(jié)............................................................................247
8.7 思考題.........................................................................247
附錄 ......................................................................... 249
聯(lián)實(shí)數(shù)字公司首席執(zhí)行官威廉的數(shù)字孿生體主題專訪記錄 ................249
通用電氣可再生能源公司的數(shù)字服務(wù)首席技術(shù)官安瓦爾·艾哈邁德的數(shù)字
孿生體主題專訪記錄........................................................................252
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數(shù)實(shí)共生:工業(yè)化數(shù)字孿生實(shí)戰(zhàn) 作者簡介
[美]希亞姆·瓦蘭·納特
目前擔(dān)任英國德勤會(huì)計(jì)師事務(wù)所的分析和認(rèn)知專家。在此之前,他曾在甲骨文、通用電氣、國際商業(yè)機(jī)器公司(IBM)等公司工作,他擅長工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算、數(shù)據(jù)庫、人工智能和業(yè)務(wù)分析。他曾在多家大公司致力于推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。他是世界物聯(lián)網(wǎng)解決方案大會(huì)(IOTSWC)程序委員會(huì)的成員,還是大型技術(shù)活動(dòng)的定期演講人。
[澳]彼得·范·沙克維克
目前是XMPro公司首席執(zhí)行官,兼任數(shù)字孿生體聯(lián)盟(DTC)自然資源工作組的主席,曾任工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)數(shù)字生體互操作性任務(wù)組的主席。他是一位經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師和技術(shù)專家,善于幫助企業(yè)使用基于事件的實(shí)時(shí)數(shù)字孿生體來強(qiáng)化態(tài)勢(shì)感知,在不中斷運(yùn)營的情況下提高流程效率,做出明智決策。他是工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的思想領(lǐng)袖,他曾就數(shù)字孿生體、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)和工業(yè)區(qū)塊鏈應(yīng)用等主題著書立說并多次發(fā)表演講。