本書涵蓋了數位孿生的多個重要技術要點，並在許多方面提出了創新性的觀點。

本書內容包括：

1. 數位孿生概論

2. 數位孿生技術

3. 數位孿生與工業 4.0

4. 數位孿生城市

5. 數位孿生在其他方面的應用

6. 數位孿生應用案例

7. 數位孿生技術面臨的挑戰與發展趨勢

8. 數位經濟產業政策

透過閱讀本書，讀者可以深刻地瞭解數位孿生這門新興學科。

本書可以說明產品設計及製造業，未來數位經濟產業發展的研發目標和方向，用來升級產業結構，系統提升創新能力和競爭力；指導和說明數位孿生及相關行業者加深對該行業認識和提升專業知識技能。另外，本書從實際出發，列舉眾多案例對理論進行了通俗形象的解析，因此，還可作為高中職產品設計、工業設計、設計管理、設計行銷等專業方向師生的教材或參考書。

數位孿生整合了人工智慧（AI）和機器學習（ML）等技術，將資料、演算法和決策分析結合在一起，建立模擬，即物理物件的虛擬映射，在問題發生之前先發現問題，監控物理物件在虛擬模型中的變化，診斷基於人工智慧的多維資料複雜處理與異常分析，並預測潛在風險，合理有效地規劃或對相關設備進行維護。

作者

Kevin Chen（陳根）

知名科技作家，教授級高級工程師。波士頓大學博士後，北京大學特邀課程教授，南京航空航天大學客座教授，北京林業大學碩士研究生導師，華東理工大學創新創業導師。時任人民日報、CCTV、第一財經、澎湃、福布斯、鳳凰網、新浪、網易及英國金融時報、彭博社、路透社、日本每日經濟等多家媒體的特約評論員與專欄作家。出版專著多部，涉及、金融、科技、地產、醫療、工業設計等多個領域。

曾多次為國家重大政策、改革建言獻策。曾承擔多項國家部委託課題及相關專案評審，多次參與有關政策的制定討論，內容涉及房地產調控、金融監管、醫療改革、智慧製造、資本市場改革、教育改革等領域。

既有厚重的理論功底，又有豐富的實戰經驗。曾任央視大型紀錄片《大國重器》特邀策劃，承擔過三星集團的五年戰略規劃制定工作和國家三峽二期機櫃設計規劃專案；曾協助多家企業成功IPO，順利解決境內外融資等事項，也幫助多家大型企業成功處理重大危機事件。曾任多家上市公司顧問，在戰略規劃、企業轉型、經營管理和資本運作方面均有突出成就。

作者微信：chenhk0632

目錄

Chapter 1　概論
1.1 數位孿生的定義
1.1.1 數位孿生的一般定義
1.1.2 「工業4.0」術語編寫組的定義
1.2 數位孿生與數位紐帶
1.3 數位孿生技術的演化過程
1.3.1 美國國家航空航天局（NASA）阿波羅計劃
1.3.2 邁克爾·格裡夫斯教授提出數位孿生體概念
1.3.3 美國空軍研究實驗室（AFRL）提出利用數位孿生體解決戰鬥機機體的維護問題
1.3.4 NASA 與 AFRL 的合作
1.3.5 數位孿生技術先進性被多個行業借鑒吸收
1.4 數位孿生技術的價值體現及意義
1.4.1 數位孿生技術的價值體現
1.4.2 數位孿生技術的意義
 
Chapter 2　數位孿生技術
2.1 數位孿生的相關領域
2.1.1 數位孿生與電腦輔助設計
2.1.2 數位孿生與產品全生命週期管理
2.1.3 數位孿生與物理實體
2.1.4 數位孿生與賽博物理系統
2.1.5 數位孿生與雲端
2.1.6 數位孿生與工業網際網路
2.1.7 數位孿生與工廠生產
2.1.8 數位孿生與智慧製造
2.1.9 數位孿生與工業邊界
2.1.10 數位孿生與 CIO
2.2 數位孿生的技術體系
2.2.1 資料保障層
2.2.2 建模計算層
2.2.3 功能層
2.2.4 沉浸式體驗層
2.3 數位孿生的核心技術
2.3.1 多領域、多尺度融合建模
2.3.2 資料驅動與物理模型融合的狀態評估
2.3.3 資料獲取和傳輸
2.3.4 全生命週期資料管理
2.3.5 VR 呈現
2.3.6 高效能計算
2.4 數位孿生的創建
2.4.1 創建數位孿生的兩個重點
2.4.2 如何部署創建數位孿生
 
Chapter 3　數位孿生與工業 4.0
3.1 產品數位孿生體
3.1.1 產品數位孿生體的定義
3.1.2 產品數位孿生體的 4 個基本功能
3.1.3 產品數位孿生體的基本特性
3.1.4 產品數位孿生體的核心位置
3.2 數位孿生體與生命週期管理
3.2.1 數位孿生體的體系結構
3.2.2 數位孿生體在生命週期各階段的表現形態
3.2.3 數位孿生體在生命週期各階段的實施途徑
3.3 大型軟體製造商對數位孿生的理解
3.3.1 西門子
3.3.2 奇異公司
3.3.3 PTC
3.2.4 甲骨文
3.2.5 SAP
3.4 數位孿生生產的發展趨勢
3.4.1 擬實化
3.4.2 全生命週期化
3.4.3 整合化
3.4.4 與增強現實技術的融合
 
Chapter 4　數位孿生城市
4.1 數位孿生城市概念的興起
4.2 數位孿生城市的四大特點
4.2.1 精準映射
4.2.2 虛實交互
4.2.3 軟體定義
4.2.4 智慧干預
4.3 數位孿生城市的服務形態及典型場景
4.3.1 服務形態
4.3.2 典型場景
4.4 數位孿生城市的整體架構
4.4.1 端側
4.4.2 網側
4.4.3 雲側
 
Chapter 5　數位孿生在其他方面的應用
5.1 醫療健康
5.2 智慧家居
5.3 航空航太
5.4 油氣探測
5.5 智慧物流
5.6 推動現實世界探索
5.7 大腦活動的監控與管理
 
Chapter 6　數位孿生應用案例
6.1 基於數位孿生的航空發動機全生命週期管理
6.2 基於數位孿生的複雜產品裝配工藝
6.2.1 基本框架
6.2.2 方法特點
6.2.3 關鍵理論與技術
6.2.4 部裝體現場裝配應用平台範例
6.3 英國石油公司先進的模擬與監控系統 APEX
6.4 基於數位孿生的企業全面預算系統
6.5 中國首條在役油氣管道數位孿生體的建構與應用
6.5.1 數位孿生體建構流程
6.5.2 數位化恢復主要技術
6.5.3 研究成果及應用拓展
 
Chapter 7　數位孿生技術面臨的挑戰與發展趨勢
7.1 數位孿生技術發展的新趨勢
7.1.1 應用領域擴展需求
7.1.2 與新的 IT 技術深度融合需求
7.1.3 資訊物理融合資料需求
7.1.4 智慧服務需求
7.1.5 普適工業互連需求
7.1.6 動態多維、多時空尺度模型需求
7.2 數位孿生的五維模型
7.2.1 物理實體（PE）
7.2.2 虛擬實體（VE）
7.2.3 服務（Ss）
7.2.4 孿生數據（DD）
7.2.5 連接（CN）
7.3 數位孿生五維模型的十五大應用領域
7.3.1 衛星 / 空間通訊網路
7.3.2 船舶
7.3.3 車輛
7.3.4 發電廠
7.3.5 飛機
7.3.6 複雜機電裝備
7.3.7 自動化倉儲
7.3.8 醫療
7.3.9 製造工廠
7.3.10 智慧城市
7.3.11 智慧家居
7.3.12 智慧物流
7.3.13 建築
7.3.14 遠端監測
7.3.15 人體健康管理
 
Chapter 8　數位經濟產業政策
8.1 數位經濟的定義
8.2 全球主要國家和地區的數位經濟戰略與產業政策
8.2.1 美國–– 基於「美國優先」的理念，力圖繼續鞏固美國數位經濟的優勢地位
8.2.2 德國–– 制定高科技戰略，加強人工智慧戰略實施
8.2.3 日本–– 重視科技解決問題，致力「社會 5.0」計畫
8.2.4 俄羅斯–– 強調科技發展新理念，建設世界級科教中心
8.2.5 韓國–– 公布體制改革計畫，力爭科技創新
8.3 中國各地區的數位經濟產業支援政策要點分析
8.3.1 注重數位化改造與應用示範省（自治區、直轄市）的對比與分析
8.3.2 注重創新型服務型平台建設省（自治區、直轄市）的對比與分析
8.3.3 注重建構數位生態體系省（自治區、直轄市）的對比與分析
8.3.4 注重招大引強培育市場主體省（自治區、直轄市）的對比與分析
8.3.5 注重人才激勵與學科建設省（自治區、直轄市）的對比與分析
8.3.6 注重加大要素資源支援力度省（自治區、直轄市）的對比與分析
8.4 總結
 
參考文獻