智能制造之虚拟完美模型：驱动创新与精益产品 pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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[美] 迈克尔·格里夫斯（Michael Grieves）著，方志刚，张振宇等译

图书标签:

智能制造
虚拟仿真
数字孪生
精益生产
产品创新
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0
建模技术
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出版社：机械工业出版社

ISBN：9787111561019

版次：1

商品编码：12047169

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名：工业控制与智能制造丛书

开本：16开

出版时间：2017-02-01

用纸：胶版纸

页数：255

具体描述

内容简介

　　《智能制造之虚拟完美模型：驱动创新与精益产品》阐述了建立“完美”虚拟模型的思路，并介绍了大量作者在担任NASA、GM、福特、波音等公司顾问时的实践案例，所介绍的“虚拟完美”模型涉及机电软一体化产品设计、制造、试验、使用、成本、交货期等各个方面，形成所谓数字孪生模型，对制造业企业开发工业4．0核心——赛博物理系统，具有实操性很强的指导意义。

译者序
推荐序
前言
第1章　虚拟完美 1
1.1　定义产品生命周期管理 3
1.2　产品的概念 3
1.3　虚拟产品的前提 4
1.3.1　物理对象具有信息的等效性 4
1.3.2　信息是被浪费的物理资源的替代品 6
1.3.3　直到最后一刻和只要有可能，用字节替代所用的实物 9
1.3.4　产品在本质上具有双重性——它们既是物理的，也是虚拟的 11
1.3.5　不断完善用于仿真的物理世界模型 11
1.3.6　信息可以用来减轻风险和减少不确定性 12
1.4　精益和创新 15
参考文献 16
第2章　虚拟描述 17
2.1　定义PLM 18
2.2　什么是产品生命周期 18
2.2.1　感知价值 20
2.2.2　需求分析和规划 20
2.2.3　概念和原型 21
2.2.4　产品工程 21
2.2.5　制造工程 22
2.2.6　制造生产 22
2.2.7　销售和分销 23
2.2.8　服务 23
2.2.9　报废和回收 23
2.2.10　小结 24
2.3　产品生命周期和产品生命周期曲线 24
2.4　PLM定义：要素和影响（启示） 24
2.4.1　范围 25
2.4.2　方法 26
2.4.3　PLM的组成部分 27
2.4.4　精益及其延伸 27
2.5　PLM的特征 27
2.6　PLM驱动因素 29
2.6.1　外部驱动因素 30
2.6.2　内部驱动因素 31
2.7　回归未来 32
参考文献 32
第3章　虚拟有用 33
3.1　创造 34
3.1.1　需求分析和验证 34
3.1.2　模型发布 35
3.1.3　设计评审 35
3.1.4　数字样机 35
3.1.5　工程变更流程 36
3.1.6　组件更新 37
3.1.7　预发布协同 37
3.1.8　产品集成 38
3.1.9　产品配置控制和验证 38
3.1.10　行为与性能分析 39
3.1.11　采购 40
3.1.12　营销材料 40
3.1.13　下一代产品 41
3.1.14　用于何处 41
3.1.15　包装 42
3.2　构造 43
3.2.1　快速原型制造 43
3.2.2　打印制造 43
3.2.3　制造工艺清单创建 44
3.2.4　工厂仿真 44
3.2.5　工作指导书 45
3.2.6　差错预防 46
3.2.7　完工文件创建 46
3.3　支持 47
3.3.1　配置管理 47
3.3.2　维护、服务和维修 48
3.3.3　假冒零件的预防 48
3.3.4　产品延伸 48
3.3.5　性能反馈 49
3.3.6　产品即服务 49
3.3.7　服务即产品 50
3.4　报废 50
3.4.1　法规符合性 50
3.4.2　项目归档 50
3.5　未来的用例 51
参考文献 51
第4章　虚拟无价 52
4.1　感知价值 54
4.2　产品购买者 55
4.2.1　产品成本 56
4.2.2　产品效益 59
4.3　产品生产者 65
4.4.1　产品利润曲线 66
4.4.2　价值、价格与成本 69
参考文献 70
第5章　虚拟不可分 71
5.1　“虚拟产品”是什么 72
5.2　信息镜像模型 74
5.3　虚拟产品的价值 76
5.4　评估虚拟产品 77
5.5　虚拟测试的发展 78
5.6　虚拟产品表达的演变 81
5.7　产品模型 81
5.8　演变的阶段 82
参考文献 87
第6章　虚拟现实 88
6.1　被动产品对象 90
6.2　机器人对象 92
6.2.1　自主机器人 95
6.3　对象——人 96
6.4　虚拟产品、物理产品和人交互 98
参考文献 100
第7章　虚拟在进行 101
7.1　定义仿真和仿真的类别 103
7.2　仿真实际载荷 104
7.2.1　人机交互仿真 106
7.2.2　仿真与测试 107
7.3　全产品生命周期仿真 109
7.3.1　创造 109
7.3.2　构造 114
7.3.3　维持 116
参考文献 117
第8章　虚拟实现 118
8.1　流程与实践示例 120
8.2　实践/流程图谱 121
8.3　无差异的区别 122
8.4　流程与实践有不同的特征 123
8.4.1　精益与创新 123
8.4.2　可预测与不可预测 124
8.4.3　输入、程序驱动与目标追求 125
8.4.4　精确与模糊 125
8.4.5　可编码/可计算与可论证/可协商 125
8.4.6　效率与效果 126
8.4.7　无摩擦与摩擦 127
8.4.8　优化与满意策略 128
8.4.9　自动导航与意会 129
8.4.10　基于训练的与基于教育的 129
8.5　流程源于实践 130
8.6　在产品生命周期中的流程和实践 130
8.7　不匹配的状况和活动 131
8.7.1　机械的实践 131
8.7.2　官僚的流程 132
8.8　流程和实践有不同的信息需求 132
8.9　小数据与大信息 132
8.10　组织中的艺术 133
参考文献 133
第9章　虚拟员工 135
9.1　虚拟产品工程实践 137
9.2　硬件规则 139
9.2.1　维持现状是最省力的 140
9.2.2　改变是痛苦的 141
9.2.3　行为主义不起作用 142
9.2.4　自我改变 143
9.2.5　专注是关键 144
9.3　虚拟空间和知识保留 145
9.4　组织变革 147
参考文献 150
第10章　虚拟信息 151
10.1　创建阶段 153
10.1.1　需求 153
10.1.2　产品结构 154
10.1.3　机电一体化 158
10.1.4　工程分析与测试 160
10.1.5　产品创建工作流 161
10.2　构建阶段 162
10.2.1　工艺流程清单 162
10.2.2　实物阶段 164
10.3　支持阶段 165
10.3.1　维护 165
10.3.2　服务清单 166
10.3.3　操作状态更改 167
10.3.4　产品操作指导书 169
10.4　报废处置阶段 170
10.4.1　报废清单 170
第11章　虚拟无瑕 172
11.1　产品质量生命周期 173
11.1.1　感知价值

前言/序言

　　前言　　第二本书比第一本难写，特别是如果都关注于同一主题。第二本书需要有独立的见解且不能与之前的重复。然而，第二本书也需要能够延续并扩展第一本书的观点。在写这第二本关于产品生命周期管理（PLM）的书的过程中，我希望涵盖一些新的而且有趣的材料，同时提醒读者这些素材引用自第一本书。　　我的第一本书——《产品生命周期管理：下一代精益管理》深受欢迎，虽然无法达到《哈利·波特》的成功，但这本书成功地抓住了那些对PLM主题感兴趣的人的注意力。我很满足地发现我的书使得很多在世界级公司从事产品创造、构建、支持及处理的人的书架增色不少，也很高兴有些读者提出问题，这说明他们中有相当一部分确实读了此书。　　对于哈利波特的主题，不久之前我曾在NASA组织了一个会议，让一个PLM应用提供商做一个关于他们最新软件的展示和示范。该软件受到所有参与者的欢迎，除了一个。这个人能在场的唯一资格是她有一个博士学位，她所掌握的那一点点理论知识显然不足以让她明白产品生命周期管理的形势。　　我对于NASA在构建物理火箭的同时又构建了一个数字火箭是基于“魔法”的这件事持拥护态度，这名博士对此有怨言。我那时忽略了这件事，但进一步考虑，可能从她自身的角度看会有不同的观点。正如Arthur Clarke（著名科幻小说作家）所说：“任何足够先进的技术都与魔法无异。”对于很多人来说，产品生命周期管理的快速发展在他们看来可能确实像魔法。然而，计算通信和软件的快速发展使得几年前不可能的事变为了可能。　　创造和组织那些能反映出物理性质的产品信息最近才成为可能。虽然我们对产品信息的抽象简化已进行了很长时间，但产品几何及其功能所展现的丰富的表现形式直到最近才出现。这对一些人看来可能像魔法，但这实际上是一个重大的技术发展的产物，而且这仅仅只是个开始。　　因为这本书，我有机会参观一些世界范围内不同产品类别中最好的公司，见到了一些最令人吃惊的产品，它们确实改变了我们的世界。我与这些制造商讨论了他们过去是如何创造并构建一个产品以及PLM正在以何种方式改变和将要改变他们构建后继产品的方式。　　我的第一本书已被翻译成多种语言，而我也因此有机会在美国、亚洲和欧洲进行有关PLM的演讲。在我所教授的大学和企业的课堂中，有来自于各大洲（南极洲除外）的专业人才。　　我对我的书在工业领域产生的影响感到很高兴，同时我对它能够被应用在大学层面也同样感到高兴。诸如普渡大学、弗吉尼亚理工大学和上海交通大学都在使用我的书教学，以启发学生用这种新方式来思考产品及其关联信息。我相信学习过这种新做事方式并把这些思想带入他们工作中的学生将比那些受过去陈旧方式教育的同事更有竞争优势。　　在我看来，一个更好的消息是书中观点的方向是正确的。PLM的发展轨迹已经证实了书中所提出的想法，这些想法（例如虚拟协作工作室）也得到了很多大公司的支持并予以执行，我所创造的一些术语和定义在工业中得到了应用（如果PLM的定义中包含“在最后处理阶段到达高潮”的字眼，那便是我的定义——“到达高潮”这个词很少被使用）。　　一些新术语会伴随着一个新学科到来，PLM也不例外。老词汇的含义也较落后，而新学科需要新词汇。我不喜欢用“奇点”这个词表达关联一个控制或信息主版本。我依旧喜欢定义此词为“事实的单一版本”。我依然不确定“事实”对于全体都同意的信息有什么影响。　　对于基本术语的定义依旧有一些混乱。一些组织依旧把这个领域看作产品数据管理（PDM）。术语很重要　　。我们谈论事物的方式就是我们思考事物的方式。我发现那些依旧引用PDM的组织还有一只脚踩在旧的观念中。相对于模型来说他们更喜欢工程图纸。他们对技术的使用大多数依旧停留在工程方向。我提出PLM由三要素组成：人员、流程/实践、技术。受众依然还是第一本书面向的那些人。然而，也出现了一些关于人们的思考方式和改变（尤其是在神经科学领域）的新的有趣工作，我愿意更深入地探索它们。我所写的第一本书用几页内容讲解了流程与实践的区别，从那之后我对它们有了更多思考并拓展了这些想法。在如今的讨论中，流程已得到最大程度的关注。流程很重要，但它并未真正描述出人们所做的真正有趣的事，而实践才是创造、构建、支持及处理产品的真正驱动。　　计算和通信技术仍然在发展，这真的令人赞叹。第一本书的一些读者本希望我花更多的时间讨论实施PLM过程中用到的实际技术，然而我并不情愿那样做，因为按照技术变化的速度，任何书都会过时。我尝试实现的是关注驱动PLM的根本的技术概念和信息化构想。　　随着时间的推移，我更加坚信信息是生产精益和创新产品的关键驱动力。这里的信息指的是被浪费的物理资源（即时间、能源和材料）的替代品，这很明显，但很少被清晰地表达。关于信息的理念是关键点，但相关探索和阐释会令人困惑。　　PLM及其概念已经对产品的创建、构造、支持及处置有了改进。我希望通过延伸第一本书中的想法并提供一些新的有趣的概念来公平地进行这个话题，以思考精益和创新的虚拟完美的产品。