什么是數(shù)字孿生？數(shù)字孿生是充分利用物理模型和物聯(lián)網傳感采集全生命周期的海量數(shù)據，融合虛擬現(xiàn)實、仿真、大數(shù)據、物聯(lián)網、人工智能、區(qū)塊鏈等跨學科數(shù)字技術，通過實體世界與虛擬世界雙向映射、動態(tài)交互、實時連接，記錄、仿真、預測對象全生命周期的運行軌跡，實現(xiàn)系統(tǒng)內海量的數(shù)據信息與資源的配置。
通常認為，數(shù)字孿生（Digital Twin）是基于美國密歇根大學的邁克爾 格里夫斯（Michael Grieves）教授的研究所提出的概念，之后這一提法得到廣泛的認同并沿用至今。其實，數(shù)字孿生理念和方法已經走過了幾十年的發(fā)展歷程，從20世紀60年代美國國家航空航天局（NASA）的阿波羅登月計劃，到今天的工業(yè)4.0和智慧城市，數(shù)字孿生技術廣泛應用于各個行業(yè)中。
本書作者以十余年的研究及行業(yè)應用經驗為基礎，帶你暢游數(shù)字孿生的神秘世界！
2021年，數(shù)字孿生似乎成了一個高頻的時尚詞匯，很多傳統(tǒng)的信息化服務商也紛紛貼上了數(shù)字孿生的標簽，數(shù)字孿生領域的專家們以親身的經驗和體會，通過淺顯易懂的語言，為讀者打開一扇快速了解數(shù)字孿生的窗戶。本書對政府機構的決策者、企業(yè)的高級管理層、數(shù)字化轉型和升級的相關負責人等的實際工作可以起到啟發(fā)和指導的作用，為研究人員、大學生提供學習參考資料。通過此書，你將明白數(shù)字孿生如何改變生活、改變科技、改變全球技術與經濟格局!
郭沙
1983年以四川省高考數(shù)學狀元身份考入清華大學計算機科學與技術系，美國FIU數(shù)據庫博士。專注跨學科數(shù)字孿生技術相關領域的研究與應用30年。參與了中國早期863/CIMS、制造業(yè)信息化工程科研項目。在《IEEE知識與數(shù)據工程》等國際著名學術期刊發(fā)表論文，對大數(shù)據挖掘和知識學習的研究以及相關發(fā)明專利產生了重要的影響。
郭沙博士是互聯(lián)網行業(yè)批創(chuàng)業(yè)者和見證人，從1996年開始，先后在美國成功創(chuàng)立了多家創(chuàng)新型互聯(lián)網、高科技企業(yè)。郭沙博士先后主持了眾多數(shù)字孿生技術攻關項目，支持和參與國家重大項目及企業(yè)重點科研項目，是創(chuàng)新型數(shù)字經濟的踐行者。郭沙博士的研發(fā)方向包括數(shù)字孿生場景相關的三維引擎優(yōu)化算法、大數(shù)據挖掘、數(shù)據資產化技術、綠色超級計算集群、高可靠超低延遲交互技術。
目錄
章 總述
節(jié) 從工業(yè)文明到數(shù)字文明 03
第二節(jié) 數(shù)字經濟與數(shù)字社會 05
第三節(jié) 從消費互聯(lián)網到產業(yè)互聯(lián)網 10
參考文獻 11
第二章 數(shù)字孿生的發(fā)展歷程
節(jié) 數(shù)字孿生概念的演進 15
第二節(jié) 數(shù)字孿生和其他新一代數(shù)字技術的關系 24
第三節(jié) 數(shù)字孿生的相關標準 33
參考文獻 40
第三章國家戰(zhàn)略
節(jié)國外數(shù)字經濟產業(yè)政策 43
第二節(jié) 數(shù)字經濟與新基建 58
第三節(jié) 我國數(shù)字經濟產業(yè)相關政策分析 62
參考文獻 70
第四章 數(shù)字孿生技術
節(jié) 概述 81
第二節(jié) 數(shù)字孿生概念起源 92
第三節(jié) 數(shù)字孿生的定義 97
第四節(jié) 數(shù)字孿生的特征 105
第五節(jié) 數(shù)字孿生與相近技術的區(qū)別 110
第六節(jié) 數(shù)字孿生的生命周期 115
參考文獻 116
第四章數(shù)字孿生的關鍵應用領域
節(jié)概述 123
第二節(jié)智能制造與工業(yè)互聯(lián)網 125
第三節(jié)數(shù)字城市 133
第四節(jié)數(shù)字建筑 143
第五節(jié)能源管理147
第六節(jié)文化創(chuàng)意 155
第七節(jié)智慧教育158
第八節(jié)智慧醫(yī)療161
第九節(jié)智能金融167
第十節(jié)軌道交通 171
第十一節(jié)數(shù)字娛樂 174
第十二節(jié)安全應急 176
參考文獻 184
第六章 數(shù)字孿生體系架構及關鍵技術
節(jié) 數(shù)字孿生體系架構 187
第二節(jié) 數(shù)字孿生關鍵技術 194
參考文獻 221
第七章 數(shù)字孿生產業(yè)協(xié)同體系
節(jié) 概述 227
第二節(jié) 數(shù)字孿生產業(yè)協(xié)同雙循環(huán)體系 232
第三節(jié) 核心研發(fā) 237
第四節(jié) 成果轉化 239
第五節(jié) 產業(yè)協(xié)同 241
第六節(jié) 開放共享體系243
第七節(jié) 政策與金融支持 246
參考文獻 250
第八章數(shù)字孿生的關鍵挑戰(zhàn)
節(jié)概述 253
第二節(jié) 數(shù)據的挑戰(zhàn) 256
第三節(jié) 模型的挑戰(zhàn) 264
第四節(jié) 安全和可信的挑戰(zhàn) 268
第五節(jié) 軟件系統(tǒng)的挑戰(zhàn) 270
第六節(jié) 硬件系統(tǒng)的挑戰(zhàn) 272
第七節(jié) 商業(yè)模式的挑戰(zhàn) 274
第八節(jié) 人才的挑戰(zhàn) 277
第九節(jié) 國際交流與合作的思考 279
第九章 數(shù)字孿生的應用案例
節(jié) 錫安和平紀元的第五個五年計劃 285
第二節(jié) 母體0.1版本 292
參考文獻 314
第十章 數(shù)字孿生的未來展望
節(jié) 技術突破 319
第二節(jié) 應用拓展333
第三節(jié) 學科發(fā)展339
第四節(jié) 元宇宙：從科幻到現(xiàn)實 342
第五節(jié) 人類文明的延續(xù) 345
參考文獻 349
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