數(shù)字孿生與智能制造（精）

1 緒論
1．1 數(shù)字孿生制造的產(chǎn)生背景
1．1．1 新一輪數(shù)字化制造浪潮的興起
1．1．2 數(shù)字孿生的產(chǎn)生背景
1．2 數(shù)字孿生制造的概念
1．2．1 數(shù)字孿生的概念
1．2．2 從不同角度看數(shù)字孿生
1．2．3 產(chǎn)品生命周期不同階段的數(shù)字孿生
1．3 數(shù)字孿生模型的組成
1．3．1 產(chǎn)品設計：Product Design
1．3．2 過程規(guī)劃：Process Planning
1．3．3 生產(chǎn)布局：Layout
1．3．4 過程仿真：Process Simulate
1．3．5 產(chǎn)量優(yōu)化：ThroLtghput Optimization
1．3．6 維護保障管理：Maintain Sectlritv Management
1．4 數(shù)字孿生與數(shù)字制造
1．4．1 數(shù)字制造的產(chǎn)生背景及概念
1．4．2 數(shù)字孿生與數(shù)字制造
1．5 數(shù)字孿生與智能制造
1．5．1 智能制造的內(nèi)涵
1．5．2 智能制造裝備與數(shù)字孿生
2 現(xiàn)代機械產(chǎn)品的數(shù)字化設計與制造
2．1 現(xiàn)代機械產(chǎn)品設計
2．1．1 現(xiàn)代機械產(chǎn)品設計的發(fā)展歷程
2．1．2 現(xiàn)代機械產(chǎn)品的可視化概念設計
2．1．3 產(chǎn)品概念設計信息可視化
2．2 產(chǎn)品設計質(zhì)量和驗證
2．2．1 產(chǎn)品設計質(zhì)量控制定義
2．2．2 產(chǎn)品設計質(zhì)量影響因素分析
2．2．3 產(chǎn)品設計質(zhì)量控制
2．3 設計和制造的高效協(xié)同
2．3．1 設計和制造高效協(xié)同的基本內(nèi)容
2．3．2 基于MBD的設計和制造的高效協(xié)同
2．3．3 基于CoE的組織協(xié)同
2．3．4 工業(yè)大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的過程協(xié)同
2．3．5 基于CPS的協(xié)同優(yōu)化
2．4 設計與制造的準確執(zhí)行
2．4．1 設計與制造系統(tǒng)的橋梁
2．4．2 設計和制造執(zhí)行系統(tǒng)的發(fā)展
3 數(shù)字化制造過程驗證
3．1 制造過程虛實融合
3．1．1 基于數(shù)字孿生的虛實融合裝配生產(chǎn)線
3．1．2 基于數(shù)字孿生的虛擬樣機
3．1．3 基于VERICUT的虛擬數(shù)控加工仿真驗證
3．2 數(shù)控機床設計開發(fā)的驗證
3．2．1 設計開發(fā)各階段的需求驗證
3．2．2 驗證內(nèi)容的性質(zhì)及分類
3．2．3 驗證方式的選擇
3．2．4 驗證實例
3．2．5 實時數(shù)據(jù)驅(qū)動的加工過程動態(tài)仿真
3．3 制造驗證過程的知識管理
3．3．1 制造驗證過程知識管理簡介
3．3．2 面向制造車間制造驗證過程的知識管理
3．4 制造產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤驗證與優(yōu)化
3．4．1 產(chǎn)品質(zhì)量的過程跟蹤驗證
3．4．2 基于數(shù)字孿生的制造產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤驗證優(yōu)化
4 制造全生命周期的制造執(zhí)行與優(yōu)化
4．1 制造全生命周期的制造執(zhí)行與信息集成
4．1．1 制造執(zhí)行系統(tǒng)
4．1．2 制造執(zhí)行系統(tǒng)的信息集成
4．1．3 制造自動化全集成
4．1．4 典型應用案例
4．2 制造優(yōu)化理論建模與動態(tài)優(yōu)化
4．2．1 制造執(zhí)行動態(tài)優(yōu)化的基本思想
4．2．2 云制造環(huán)境下的制造執(zhí)行動態(tài)優(yōu)化
4．2．3 面向云制造服務的MES系統(tǒng)總體框架
4．2．4 制造執(zhí)行過程動態(tài)優(yōu)化技術(shù)
4．3 制造過程的質(zhì)量控制與執(zhí)行
4．3．1 基于產(chǎn)品制造執(zhí)行系統(tǒng)的動態(tài)質(zhì)量控制
4．3．2 產(chǎn)品制造質(zhì)量對于產(chǎn)品使用性能的影響
4．3．3 機械產(chǎn)品的制造質(zhì)量影響因素及控制執(zhí)行
4．4 基于大數(shù)據(jù)的制造全過程追溯執(zhí)行
4．4．1 產(chǎn)品追溯執(zhí)行系統(tǒng)
4．4．2 質(zhì)量追溯執(zhí)行系統(tǒng)
4．4．3 基于數(shù)字孿生模型的產(chǎn)品構(gòu)型管理與追溯
4．4．4 產(chǎn)品質(zhì)量追溯執(zhí)行
4．4．5 追溯執(zhí)行系統(tǒng)的建立思路
5 基于數(shù)字孿生的制造過程規(guī)劃
5．1 制造過程規(guī)劃模型
5．1．1 工藝過程規(guī)劃
5．1．2 加工單元的定義與描述
5．1．3 產(chǎn)品開發(fā)制造過程規(guī)劃中的模型技術(shù)
5．2 制造系統(tǒng)規(guī)劃設計的結(jié)構(gòu)體系
5．2．1 制造系統(tǒng)規(guī)劃設計概述
5．2．2 規(guī)劃設計的步驟
5．2．3 制造系統(tǒng)規(guī)劃設計的主要內(nèi)容
5．3 生產(chǎn)計劃仿真與資源規(guī)劃
5．3．1 車間生產(chǎn)計劃問題的特點及分類
5．3．2 建立生產(chǎn)過程規(guī)劃仿真模型
5．4 生產(chǎn)物流仿真與物流規(guī)劃
5．4．1 物流系統(tǒng)規(guī)劃與設計
5．4．2 物流系統(tǒng)規(guī)劃設計分類
5．4．3 物流系統(tǒng)規(guī)劃設計仿真
6 基于數(shù)字孿生的制造過程建模與優(yōu)化
6．1 孿生車間建模
6．1．1 數(shù)字孿生車間概念與系統(tǒng)組成
6．1．2 數(shù)字孿生車間的特點
6．2 工廠制造過程建模
6．2．1 制造企業(yè)過程模型
6．2．2 基于Agent制造系統(tǒng)描述模型
6．3 工廠整體布局優(yōu)化
6．3．1 工廠設計布局規(guī)劃
6．3．2 系統(tǒng)布置設計（SLP）方法對車間布局設計的流程
6．4 全數(shù)字的實驗、半實物仿真
6．4．1 全數(shù)字仿真系統(tǒng)
6．4．2 半實物仿真體系
6．4．3 半實物仿真的設計
6．4．4 半實物仿真的發(fā)展趨勢
7 基于數(shù)字孿生的監(jiān)測、診斷與維護
7．1 數(shù)字監(jiān)測與診斷
7．1．1 基于數(shù)字孿生技術(shù)的故障預測與健康管理（PHM）
7．1．2 機械裝備的數(shù)字監(jiān)測與診斷技術(shù)
7．2 虛擬監(jiān)測與診斷
7．2．1 基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的監(jiān)測和診斷
7．2．2 基于增強現(xiàn)實的監(jiān)測和診斷
7．2．3 虛擬現(xiàn)實設計環(huán)境
7．3 基于IoT與CPS的監(jiān)測、診斷與維護
7．3．1 基于IoT物聯(lián)網(wǎng)的診斷與維護
7．3．2 基于CPS的診斷與維護
7．4 產(chǎn)品全生命周期的監(jiān)測、診斷與維護
7．4．1 面向裝備全壽命周期的診斷維護理念
7．4．2 裝備全壽命周期診斷維護的體系結(jié)構(gòu)
7．4．3 產(chǎn)品數(shù)字孿生體在產(chǎn)品全生命周期各階段的作用
8 數(shù)字孿生系統(tǒng)的應用案例
8．1 車間調(diào)度數(shù)字孿生系統(tǒng)
8．1．1 數(shù)字孿生車間調(diào)度機制
8．1．2 數(shù)字孿生沖壓生產(chǎn)線建模
8．2 機床數(shù)字孿生系統(tǒng)
8．2．1 數(shù)字孿生機床模型
8．2．2 物理空間數(shù)據(jù)感知方法
8．2．3 實空間語義交互模型
8．2．4 數(shù)字孿生驅(qū)動的加工路徑優(yōu)化方法
8．2．5 數(shù)字孿生驅(qū)動的切削參數(shù)優(yōu)化方法
8．3 智能小車數(shù)字孿生系統(tǒng)
8．3．1 數(shù)字孿生小車控制機制
8．3．2 智能小車數(shù)字孿生體構(gòu)建
8．3．3 數(shù)字孿生驅(qū)動的智能小車路徑規(guī)劃方法
9 數(shù)字孿生的發(fā)展愿景
9．1 數(shù)字孿生制造與制造自治系統(tǒng)
9．1．1 數(shù)字孿生制造與制造自治系統(tǒng)的關(guān)系
9．1．2 制造環(huán)境中自治體的基本結(jié)構(gòu)
9．1．3 自治體間的信息交流
9．2 數(shù)字孿生制造與CPS系統(tǒng)
9．2．1 CPS的架構(gòu)及相關(guān)技術(shù)
9．2．2 從規(guī)劃設計到實際生產(chǎn)過程的CPS
9．2．3 生產(chǎn)質(zhì)量控制的CPS
9．3 數(shù)字孿生制造的發(fā)展愿景
9．3．1 預見設計質(zhì)量和制造過程
9．3．2 推進設計和制造高效協(xié)同
9．3．3 確保設計和制造準確執(zhí)行
9．3．4 建立更加完善的數(shù)字孿生模型體系
9．3．5 基于模型的企業(yè)
9．4 數(shù)字孿生的八大關(guān)系
9．4．1 數(shù)字孿生與CAD模型
9．4．2 數(shù)字孿生與PLM軟件
9．4．3 數(shù)字孿生與物理實體
9．4．4 數(shù)字孿生與信息物理融合系統(tǒng)
9．4．5 數(shù)字孿生與云端
9．4．6 數(shù)字孿生與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
9．4．7 數(shù)字孿生與智能制造
9．4．8 數(shù)字孿生與工業(yè)的邊界
9．5 制造大數(shù)據(jù)與數(shù)字孿生制造的發(fā)展愿景
9．5．1 數(shù)字制造環(huán)境下的制造大數(shù)據(jù)
9．5．2 數(shù)字孿生與制造大數(shù)據(jù)
9．5．3 數(shù)字孿生將帶來制造領(lǐng)域的一場革命
參考文獻