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智能制造系统中的建模与仿真:系统工程与仿真的融合电子书

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11人正在读 | 0人评论 6.2

作       者:朱文海、郭丽琴

出  版  社:清华大学出版社

出版时间:2021-12-01

字       数:24.0万

所属分类: 科技 > 自然科学 > 数学

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为了更好地理解基于模型的系统工程,消除过度宣传、商业炒作引发的对MBSE的扭曲,笔者力图以通俗的文字,简要阐述数学建模、系统科学方法、系统工程、建模与仿真、虚拟样机等基础知识,旨在说明MBSE是M&S和SE深度融合的阶段产物。通过对MBSE、数字孪生等行剖析,引导大家深刻领会MBSE的本质,共同促MBSE在复杂系统和体系研究中的应用。且需要国内专业人士根据研究展和应用探索情况,撰写相关方面的图书,指导复杂系统研究与复杂产品的研制。本书面向广大的工程技术人员和管理人员、也可作为大学教材。<br/>
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作者简介

内容简介

智能制造系列丛书编委会名单

Foreword丛书序1

Foreword丛书序2

Preface前言

目 录

第1章 时代背景

1.1 数字经济时代

1.1.1 数字经济的概念内涵

1.1.2 数字经济的特点

1.1.3 面临的挑战

1.2 新的生产要素:数据

1.2.1 生产要素的演变

1.2.2 数据要素

1.3 大数据与机器学习之痛

1.3.1 今天的大数据与机器智能

1.计算能力为保证

2.深度学习占上风

3.拓展应用遇瓶颈

1.3.2 数据挖掘与拷问数据

1.3.3 深度学习的痛处

1.机器学习不等于人工智能

2.深度学习的窘境

3.深度学习的层级

1.4 模型思维

1.5 小结

第2章 数学建模的基础

2.1 虚拟与现实世界的交互

2.2 系统、模型与仿真

2.2.1 系统

2.2.2 模型

1.模型的概念内涵

2.建模

2.2.3 仿真

2.3 概念模型

2.3.1 问题的提出

2.3.2 概念模型的定义

2.3.3 概念建模

2.3.4 概念模型的描述形式

2.3.5 基于实体还是基于过程

2.4 数学模型

2.4.1 数学模型的定义

2.4.2 数学建模的原则与一般步骤

2.4.3 数学模型的分类

2.5 唯象模型与机理模型

2.5.1 科学研究的目的

2.5.2 唯象模型和机理模型的定义

2.6 小结

第3章 解决复杂系统问题的方法论

3.1 复杂系统概述

3.2 方法与方法论

3.2.1 方法

3.2.2 方法论

3.3 系统科学方法论

3.3.1 还原论

3.3.2 整体论

3.3.3 系统论

3.3.4 复杂性科学

3.4 系统工程方法论

3.5 仿真方法论

3.6 小结

第4章 系统工程基础

4.1 系统工程的概念内涵

4.1.1 系统工程的定义

4.1.2 系统工程的内涵

4.1.3 对系统工程的误解

4.2 系统工程引擎与项目阶段划分

4.2.1 系统工程引擎

4.2.2 项目生命周期阶段划分

4.3 系统工程的技术过程和管理过程

4.4 项目管理与系统工程

4.4.1 项目管理概述

4.4.2 项目管理与系统工程的关系

4.5 体系与体系工程概述

4.5.1 体系

1.体系的概念

2.体系的特征与内涵

3.体系建设

4.体系的建模与仿真

4.5.2 体系工程

1.体系工程的概念

2.体系工程的特点

4.6 系统工程和建模与仿真的融合

4.7 延伸阅读:系统架构

4.7.1 认知结构:概念

4.7.2 架构的定义与分类

4.8 小结

第5章 建模与仿真技术的基础

5.1 仿真的必要性

5.2 建模与仿真的概念

5.3 建模的基本理论

5.3.1 模型的多分辨率建模

1.多分辨率建模的概念

2.多分辨率模型的聚合与解聚

3.多分辨率模型之间的一致性

5.3.2 模型的重用

5.3.3 模型的互操作

5.3.4 模型的校核、验证和确认

1.模型的校核、验证和确认的概念

2.模型的校核、验证、确认的基本原则

3.模型的校核、验证、确认的一般过程

4.模型中使用数据的校核、验证和鉴定

5.4 仿真模型的功能和分类

5.4.1 仿真模型的功能

5.4.2 仿真模型的分类

5.5 仿真建模的基本步骤

1.建立概念模型

2.描述数学模型

3.开发计算机模型

4.校验模型

5.6 系统仿真的分类与一般过程

5.6.1 系统仿真的分类

1.按模型的种类分类

2.按计算机类型分类

3.按仿真时钟与实际时钟的比例关系分类

4.按被仿真对象性质分类

5.按功能及用途分类

6.按仿真系统体系结构分类

7.按组成单元的性质分类

8.按系统数学模型方法分类

5.6.2 系统仿真的一般过程

1.问题定义

2.系统分析

3.系统建模

4.仿真建模

5.仿真程序开发

6.仿真模型校验

7.仿真运行与评估

8.确认

5.7 仿真运行的时空一致性

5.8 分布交互仿真理论

5.8.1 分布交互仿真的定义

5.8.2 分布交互仿真的信息交换标准

1.DIS

2.HLA

3.TENA

5.8.3 时间管理

5.8.4 虚拟环境技术

5.8.5 运行管理技术

5.8.6 分布式仿真的优点和局限

5.9 建模与架构语言

5.9.1 仿真语言

5.9.2 统一建模语言

5.9.3 系统建模语言

5.9.4 美国国防部体系架构DoDAF

5.10 小结

第6章 复杂产品虚拟样机工程

6.1 复杂产品虚拟样机工程的概念

6.2 复杂产品虚拟样机工程技术体系

1.复杂产品虚拟样机工程总体技术

2.复杂产品虚拟样机建模技术

3.复杂产品虚拟样机协同仿真技术

4.复杂产品虚拟样机管理技术

5.虚拟环境技术

6.虚拟样机集成支撑环境技术

6.3 复杂产品虚拟样机支撑平台/工具集开发

6.4 延伸阅读:基于仿真的采办

6.5 小结

第7章 数字孪生与数字主线

7.1 数字孪生的概念

7.2 数字主线的概念

7.3 数字孪生与数字主线的关系

7.4 小结

第8章 基于模型的系统工程

8.1 MBSE的概念内涵

8.2 对MBSE的深入剖析

1.MBSE是SE从1到N的进化

2.MBSE是M&S与SE融合发展的阶段产物

3.MBSE贯穿系统的全生命周期

4.应用MBSE杜绝以点带面

5.正确处理数字孪生与MBSE的关系

6.实施MBSE本身需要系统工程方法论

7.实施MBSE是循序渐进的过程

8.3 当前推广MBSE面临的困难

8.4 小结

第9章 智能制造系统中的建模与仿真

9.1 CPS是复杂自适应系统/体系

9.2 CPS中的建模与仿真系统

9.3 小结

第10章 建模与仿真的未来

10.1 传感器、网络与蛮力计算

10.2 机器智能

10.3 建模与仿真的发展构想

10.4 小结

参考文献

致谢

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