一体两翼:虚实融合的真谛
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- ISBN:9787302656210
- 装帧:平装-胶订
- 册数:暂无
- 重量:暂无
- 开本:其他
- 页数:204
- 出版时间:2024-03-01
- 条形码:9787302656210 ; 978-7-302-65621-0
本书特色
本书从智能制造中CPS的提出入手,深入浅出、系统地论述了虚实融合世界的本质,并且给出了虚实融合的方法、技术途径。
内容简介
笔者从企业生存之道入手,引出制造业对虚实世界融合的需求。在研究虚拟世界的源泉、虚拟现实和元宇宙技术的基础上,创造性地提出虚实融合的“一体两翼”模型。该模型既能完美地揭示虚实融合的本质,又可充分彰显虚实融合世界的生命力和智能。通过对虚实世界连接的桥梁、构筑虚拟世界的元件、虚实世界融合的实现方法等进行论述,系统、简明地描绘了虚实世界融合的技术途径。随后,笔者对虚实融合的经典范例智能制造中的CPS进行了剖析,并为不同规模的制造企业设计了建造CPS的技术方案。*后,对智能制造系统的未来进行了构想。
目录
第1 章 企业生存才是硬道理 1
1.1 企业巨星陨落的原因:熵增定律 2
1.2 自然界中生命的启示:自然选择 5
1.3 企业追求的战略目标:永续生存 10
1.4 先进制造模式的演变:累积进化 14
1.5 CPS 的提出:瓜熟蒂落 16
1.6 小结 19 第2 章 与现实世界平行的虚拟世界 21
2.1 得天独厚的虚构能力和创造力 22
2.1.1 虚构能力 22
2.1.2 创造力 24
2.1.3 创造力与想象力、模仿力的关系 25
2.2 源自现实的虚拟世界 28
2.2.1 虚拟世界的内涵 28
2.2.2 虚拟世界的灵魂:0 和1 32
2.2.3 构建虚拟世界的语言:计算机编程语言 33
2.2.4 虚拟世界的内外部体验 35
2.3 感知体验虚拟世界的关键技术:虚拟现实技术 36
2.3.1 虚拟现实技术/ 系统概述 36
2.3.2 VR 技术的显著特点 41
2.3.3 VR 的典型应用 42
2.3.4 VR 亟待解决的问题 47
2.3.5 增强现实/ 混合现实:VR 的重要分支 48
2.3.6 VR 的发展趋势 51
2.4 小结 53 第3 章 元宇宙:虚实融合发展的阶段产物 55
3.1 元宇宙的概念 56
3.2 元宇宙的基本特征 60
3.3 没有虚拟现实就没有元宇宙 61
3.4 元宇宙的典型应用 63
3.5 元宇宙亟待解决的问题 64
3.6 元宇宙的未来 66
3.7 小结 68 第4 章 虚实世界融合的真谛 70
4.1 赛博空间 71
4.2 赛博格 77
4.3 虚拟人 79
4.4 虚拟世界与现实世界的辩证关系 82
4.5 一体两翼:虚实融合世界的释义 84
4.6 在猜想与试错中前行 88
4.7 小结 92 第5 章 连通虚拟世界与现实世界的桥梁 94
5.1 虚实世界通信的媒介:数学 95
5.1.1 什么是数学? 95
5.1.2 微缩数学发展史 98
5.1.3 历时数千年的伟大蜕变:抽象的数字 100
5.1.4 给想象力插上了翅膀:字母符号体系 105
5.1.5 跨入高等数学的殿堂:变量的数学 107
5.1.6 数学的特点 110
5.1.7 数学的本质 115
5.2 自然科学与工程技术问题的数学表述 118
5.3 数学算法与计算机模拟 122
5.4 阅读欣赏:史上*美的等式(欧拉恒等式) 126
5.5 小结 128 第6 章 构筑虚拟世界的元件:模型 129
6.1 模型的概念 129
6.2 虚拟环境模型 132
6.3 人造系统模型 133
6.4 人的行为模型 134
6.5 小结 135 第7 章 虚实融合世界的实现方法与过程 136
7.1 从现实到虚拟的两次抽象 136
7.2 从系统工程走向体系工程 137
7.3 从简单任务的管理到大型工程项目的管理 139
7.4 从单向进化到双向协同进化 141
7.5 小结 143 第8 章 虚实融合的经典范例:智能制造中的CPS 144
8.1 CPS 是虚实融合世界的子集 145
8.2 CPS 模型的演化 147
8.3 CPS 开发与运行面临的挑战 149
8.4 CPS 安全的建模与仿真 153
8.5 小结 155 第9 章 构建CPS 的技术途径 157
9.1 CPS 的架构 157
9.2 中小企业 159
9.3 大型企业 162
9.4 生态圈企业集群 165
9.5 小结 167 第10 章 未来智能制造系统的构想 169
10.1 相关技术的发展 170
10.2 未来的智能制造系统 174
10.3 小结 175 参考文献 177 致谢 182
1.1 企业巨星陨落的原因:熵增定律 2
1.2 自然界中生命的启示:自然选择 5
1.3 企业追求的战略目标:永续生存 10
1.4 先进制造模式的演变:累积进化 14
1.5 CPS 的提出:瓜熟蒂落 16
1.6 小结 19 第2 章 与现实世界平行的虚拟世界 21
2.1 得天独厚的虚构能力和创造力 22
2.1.1 虚构能力 22
2.1.2 创造力 24
2.1.3 创造力与想象力、模仿力的关系 25
2.2 源自现实的虚拟世界 28
2.2.1 虚拟世界的内涵 28
2.2.2 虚拟世界的灵魂:0 和1 32
2.2.3 构建虚拟世界的语言:计算机编程语言 33
2.2.4 虚拟世界的内外部体验 35
2.3 感知体验虚拟世界的关键技术:虚拟现实技术 36
2.3.1 虚拟现实技术/ 系统概述 36
2.3.2 VR 技术的显著特点 41
2.3.3 VR 的典型应用 42
2.3.4 VR 亟待解决的问题 47
2.3.5 增强现实/ 混合现实:VR 的重要分支 48
2.3.6 VR 的发展趋势 51
2.4 小结 53 第3 章 元宇宙:虚实融合发展的阶段产物 55
3.1 元宇宙的概念 56
3.2 元宇宙的基本特征 60
3.3 没有虚拟现实就没有元宇宙 61
3.4 元宇宙的典型应用 63
3.5 元宇宙亟待解决的问题 64
3.6 元宇宙的未来 66
3.7 小结 68 第4 章 虚实世界融合的真谛 70
4.1 赛博空间 71
4.2 赛博格 77
4.3 虚拟人 79
4.4 虚拟世界与现实世界的辩证关系 82
4.5 一体两翼:虚实融合世界的释义 84
4.6 在猜想与试错中前行 88
4.7 小结 92 第5 章 连通虚拟世界与现实世界的桥梁 94
5.1 虚实世界通信的媒介:数学 95
5.1.1 什么是数学? 95
5.1.2 微缩数学发展史 98
5.1.3 历时数千年的伟大蜕变:抽象的数字 100
5.1.4 给想象力插上了翅膀:字母符号体系 105
5.1.5 跨入高等数学的殿堂:变量的数学 107
5.1.6 数学的特点 110
5.1.7 数学的本质 115
5.2 自然科学与工程技术问题的数学表述 118
5.3 数学算法与计算机模拟 122
5.4 阅读欣赏:史上*美的等式(欧拉恒等式) 126
5.5 小结 128 第6 章 构筑虚拟世界的元件:模型 129
6.1 模型的概念 129
6.2 虚拟环境模型 132
6.3 人造系统模型 133
6.4 人的行为模型 134
6.5 小结 135 第7 章 虚实融合世界的实现方法与过程 136
7.1 从现实到虚拟的两次抽象 136
7.2 从系统工程走向体系工程 137
7.3 从简单任务的管理到大型工程项目的管理 139
7.4 从单向进化到双向协同进化 141
7.5 小结 143 第8 章 虚实融合的经典范例:智能制造中的CPS 144
8.1 CPS 是虚实融合世界的子集 145
8.2 CPS 模型的演化 147
8.3 CPS 开发与运行面临的挑战 149
8.4 CPS 安全的建模与仿真 153
8.5 小结 155 第9 章 构建CPS 的技术途径 157
9.1 CPS 的架构 157
9.2 中小企业 159
9.3 大型企业 162
9.4 生态圈企业集群 165
9.5 小结 167 第10 章 未来智能制造系统的构想 169
10.1 相关技术的发展 170
10.2 未来的智能制造系统 174
10.3 小结 175 参考文献 177 致谢 182
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作者简介
朱文海,研究员。全国信息技术标准委员会委员、中国仿真学会理事、航天科工集团先进制造专家组副组长、复杂产品智能制造系统技术国家重点实验室总技术负责人、《系统仿真学报》和《现代防御技术》编委。曾获国家科学进步二等奖1项、省部级奖8项。获第十一届国家级企业管理创新二等奖。出版专著3部,发表学术论文数十篇。
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