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(shè)計(jì)：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?jī)?yōu)化：ThroLtghput Optimization
1．3．6 維護(hù)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(jī)械產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造
2．1 現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)
2．1．1 現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程
2．1．2 現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的可視化概念設(shè)計(jì)
2．1．3 產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)信息可視化
2．2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量和驗(yàn)證
2．2．1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量控制定義
2．2．2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量影響因素分析
2．2．3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量控制
2．3 設(shè)計(jì)和制造的高效協(xié)同
2．3．1 設(shè)計(jì)和制造高效協(xié)同的基本內(nèi)容
2．3．2 基于MBD的設(shè)計(jì)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(dòng)下的過程協(xié)同
2．3．5 基于CPS的協(xié)同優(yōu)化
2．4 設(shè)計(jì)與制造的準(zhǔn)確執(zhí)行
2．4．1 設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)的橋梁
2．4．2 設(shè)計(jì)和制造執(zhí)行系統(tǒng)的發(fā)展
3 數(shù)字化制造過程驗(yàn)證
3．1 制造過程虛實(shí)融合
3．1．1 基于數(shù)字孿生的虛實(shí)融合裝配生產(chǎn)線
3．1．2 基于數(shù)字孿生的虛擬樣機(jī)
3．1．3 基于VERICUT的虛擬數(shù)控加工仿真驗(yàn)證
3．2 數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)開發(fā)的驗(yàn)證
3．2．1 設(shè)計(jì)開發(fā)各階段的需求驗(yàn)證
3．2．2 驗(yàn)證內(nèi)容的性質(zhì)及分類
3．2．3 驗(yàn)證方式的選擇
3．2．4 驗(yàn)證實(shí)例
3．2．5 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的加工過程動(dòng)態(tài)仿真
3．3 制造驗(yàn)證過程的知識(shí)管理
3．3．1 制造驗(yàn)證過程知識(shí)管理簡(jiǎn)介
3．3．2 面向制造車間制造驗(yàn)證過程的知識(shí)管理
3．4 制造產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤驗(yàn)證與優(yōu)化
3．4．1 產(chǎn)品質(zhì)量的過程跟蹤驗(yàn)證
3．4．2 基于數(shù)字孿生的制造產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤驗(yàn)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(dòng)化全集成
4．1．4 典型應(yīng)用案例
4．2 制造優(yōu)化理論建模與動(dòng)態(tài)優(yōu)化
4．2．1 制造執(zhí)行動(dòng)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(dòng)態(tài)優(yōu)化
4．2．3 面向云制造服務(wù)的MES系統(tǒng)總體框架
4．2．4 制造執(zhí)行過程動(dòng)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(dòng)態(tài)質(zhì)量控制
4．3．2 產(chǎn)品制造質(zhì)量對(duì)于產(chǎn)品使用性能的影響
4．3．3 機(jī)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(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體系
5．2．1 制造系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)概述
5．2．2 規(guī)劃設(shè)計(jì)的步驟
5．2．3 制造系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
5．3 生產(chǎn)計(jì)劃仿真與資源規(guī)劃
5．3．1 車間生產(chǎn)計(jì)劃問題的特點(diǎn)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(shè)計(jì)
5．4．2 物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)分類
5．4．3 物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)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(diǎn)
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(shè)計(jì)布局規(guī)劃
6．3．2 系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)（SLP）方法對(duì)車間布局設(shè)計(jì)的流程
6．4 全數(shù)字的實(shí)驗(yàn)、半實(shí)物仿真
6．4．1 全數(shù)字仿真系統(tǒng)
6．4．2 半實(shí)物仿真體系
6．4．3 半實(shí)物仿真的設(shè)計(jì)
6．4．4 半實(shí)物仿真的發(fā)展趨勢(shì)
7 基于數(shù)字孿生的監(jiān)測(cè)、診斷與維護(hù)
7．1 數(shù)字監(jiān)測(cè)與診斷
7．1．1 基于數(shù)字孿生技術(shù)的故障預(yù)測(cè)與健康管理（PHM）
7．1．2 機(jī)械裝備的數(shù)字監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)
7．2 虛擬監(jiān)測(cè)與診斷
7．2．1 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的監(jiān)測(cè)和診斷
7．2．2 基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的監(jiān)測(cè)和診斷
7．2．3 虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)環(huán)境
7．3 基于IoT與CPS的監(jiān)測(cè)、診斷與維護(hù)
7．3．1 基于IoT物聯(lián)網(wǎng)的診斷與維護(hù)
7．3．2 基于CPS的診斷與維護(hù)
7．4 產(chǎn)品全生命周期的監(jiān)測(cè)、診斷與維護(hù)
7．4．1 面向裝備全壽命周期的診斷維護(hù)理念
7．4．2 裝備全壽命周期診斷維護(hù)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(yīng)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(jī)制
8．1．2 數(shù)字孿生沖壓生產(chǎn)線建模
8．2 機(jī)床數(shù)字孿生系統(tǒng)
8．2．1 數(shù)字孿生機(jī)床模型
8．2．2 物理空間數(shù)據(jù)感知方法
8．2．3 實(shí)空間語義交互模型
8．2．4 數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的加工路徑優(yōu)化方法
8．2．5 數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)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(jī)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(dòng)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(shè)計(jì)到實(shí)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(yù)見設(shè)計(jì)質(zhì)量和制造過程
9．3．2 推進(jìn)設(shè)計(jì)和制造高效協(xié)同
9．3．3 確保設(shè)計(jì)和制造準(zhǔn)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(shí)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(chǎng)革命
參考文獻(xiàn)