復雜裝備全生命周期信息物理融合理論與方法

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 復雜裝備的概念及其共性特征 1
1.1.1 復雜裝備的概念 1
1.1.2 復雜裝備共性特征 2
1.2 復雜裝備研發(fā)現(xiàn)狀及趨勢 8
1.2.1 復雜裝備研發(fā)的理論及方法 8
1.2.2 復雜裝備研發(fā)的問題及挑戰(zhàn) 9
1.2.3 復雜裝備研發(fā)的發(fā)展趨勢 11
1.3 信息物理融合理論基礎 12
1.3.1 信息物理系統(tǒng) 12
1.3.2 信息物理融合 13
1.3.3 數(shù)字孿生 13
1.3.4 數(shù)據(jù)挖掘 15
1.3.5 知識圖譜 16
1.3.6 其他相關理論 17
1.4 本書的章節(jié)結構 19
參考文獻 19
第2章 復雜裝備全生命周期信息物理融合理論 22
2.1 基于數(shù)字孿生與信息物理融合的閉環(huán)反饋框架 22
2.2 復雜裝備多維空間組成與表達 23
2.3 多維度多層次信息物理融合模式 32
2.3.1 復雜裝備全生命周期數(shù)據(jù)維融合 33
2.3.2 復雜裝備全生命周期模型維融合 34
2.3.3 基于數(shù)據(jù)和模型積累的知識維融合 36
2.3.4 面向孿生應用的結構維、數(shù)據(jù)維、模型維、知識維融合 36
2.3.5 復雜裝備全生命周期信息物理融合算子 37
2.4 復雜裝備全生命周期信息物理融合理論技術路徑 38
2.4.1 融合理論多維度拆解 39
2.4.2 關鍵技術體系 41
2.4.3 面向裝備全生命周期信息物理融合理論的實踐平臺構建 42
2.4.4 理論應用路徑 44
參考文獻 45
第3章 海量異構數(shù)據(jù)智能挖掘與知識融合 47
3.1 全生命周期數(shù)據(jù)融合模式構建 47
3.1.1 全生命周期數(shù)據(jù)構成及特點分析 47
3.1.2 全生命周期數(shù)據(jù)關聯(lián)模式構建方法 48
3.1.3 基于XBOM的數(shù)據(jù)關聯(lián)基礎模式構建 50
3.1.4 基于多源異構數(shù)據(jù)特征融合計算的模式補全 53
3.2 全生命周期數(shù)據(jù)采集與融合技術 56
3.2.1 基于統(tǒng)一編碼轉換業(yè)務履歷數(shù)據(jù)采集 56
3.2.2 感知數(shù)據(jù)采集與融合技術 58
3.3 全生命周期數(shù)據(jù)智能挖掘技術 67
3.3.1 業(yè)務數(shù)據(jù)關聯(lián)關系挖掘 67
3.3.2 感知異常序列模式挖掘 76
3.4 復雜裝備知識圖譜構建技術 83
3.4.1 復雜裝備知識類型、特征及構建方案 84
3.4.2 復雜裝備領域本體構建技術 84
3.4.3 復雜裝備領域知識抽取 88
3.4.4 多領域知識融合與存儲 93
3.4.5 領域圖譜解析與可視化交互 99
3.4.6 知識問答技術及系統(tǒng)構建 101
參考文獻 108
第4章 模型驅動的數(shù)字樣機與數(shù)字孿生構建 112
4.1 模型驅動的數(shù)字樣機與數(shù)字孿生構建框架 112
4.2 基于模型驅動的裝備數(shù)字樣機建模 115
4.2.1 基于模型驅動的數(shù)字樣機基本內涵 116
4.2.2 基于元模型的CAD樣機生成 117
4.2.3 基于屬性提取的CAE樣機生成 123
4.2.4 基于模型定義的CAM樣機生成 125
4.2.5 基于SysML的數(shù)字樣機表達 128
4.3 全周期全要素裝備數(shù)字孿生模型 133
4.3.1 復雜裝備全生命周期數(shù)字孿生模型 133
4.3.2 基于數(shù)據(jù)-模型融合的數(shù)字孿生模型構建 135
4.3.3 面向應用的數(shù)字孿生模型融合模式 136
4.3.4 復雜裝備數(shù)字孿生模型構建實例 138
4.4 多階段數(shù)字孿生模型關聯(lián)與映射 164
4.4.1 基于SysML的數(shù)字孿生模型表達 164
4.4.2 基于業(yè)務流程的數(shù)字孿生模型關聯(lián) 172
4.4.3 復雜裝備多階段數(shù)字孿生模型映射 176
參考文獻 181
第5章 基于數(shù)字孿生的裝備智能設計、制造與運維 185
5.1 基于數(shù)字孿生與知識圖譜的裝備迭代優(yōu)化設計 185
5.1.1 基于知識圖譜的裝備智能配置設計 185
5.1.2 基于數(shù)字孿生的裝備設計參數(shù)迭代優(yōu)化 196
5.1.3 基于知識圖譜的裝備仿真分析與性能優(yōu)化 204
5.2 基于數(shù)字孿生的制造過程多元數(shù)據(jù)融合與交互 213
5.2.1 基于數(shù)字孿生的復雜裝備制造過程多維模型融合方法 213
5.2.2 面向數(shù)字孿生的復雜裝備制造過程虛擬重構與仿真 215
5.2.3 面向數(shù)字孿生的復雜裝備制造過程多源數(shù)據(jù)融合 225
5.2.4 制造過程優(yōu)化運行數(shù)字孿生模型構建及應用 233
5.3 基于數(shù)字孿生的復雜裝備智能運維 238
5.3.1 基于數(shù)字孿生的復雜裝備智能運維方法 238
5.3.2 基于信息物理融合的裝備健康管理技術 248
5.3.3 基于數(shù)字孿生的裝備關鍵部件故障診斷 263
5.3.4 基于數(shù)字孿生的裝備關鍵部件狀態(tài)評估 270
參考文獻 275
第6章 復雜裝備全生命周期數(shù)字孿生平臺 280
6.1 平臺設計與開發(fā) 280
6.1.1 平臺軟件架構設計 280
6.1.2 平臺功能架構設計 284
6.1.3 平臺開發(fā)與集成 288
6.2 平臺及相關技術應用 291
6.2.1 平臺在軌道交通領域的應用 291
6.2.2 平臺在風力發(fā)電和工程機械領域的應用 310