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商品描述
元宇宙作為物理世界在信息空間的一個映射，既反映了物理世界的客觀存在，又能高於客觀存在呈現出一個新的世界。元宇宙在第二產業的應用與發展，即工業元宇宙，具有廣闊的發展空間和應用需求。本書在介紹了元宇宙和工業元宇宙的基本概念後，圍繞適應工業元宇宙的制造新模式——雲制造展開討論，介紹了雲制造的基本概念和雲制造系統的總體架構，以及制造雲服務的接入、虛擬化、服務化、供需匹配和優化調度等方面的技術；此外，以低碳制造為背景介紹了制造雲服務平臺機制設計方法，並且從工業雲平臺和數字孿生應用兩個角度介紹工業元宇宙的導入案例。本書可以作為從事智能制造、工業互聯網平臺、企業管理等相關工作的科研人員、管理人員和高校教師的參考書，也可供智能制造工程、自動化、人工智能、計算機等相關專業的研究生和高年級本科生作為參考之用。
作者簡介
陸劍峰，博士，同濟大學電子與信息工程學院副教授。主要研究方向為數字孿生、覆雜系統建模與仿真、智能工廠和企業應用集成。主持或參與 級項目5項、省部級項目10余項，出版專著四部。獲 科技進步二等獎1項、省部級獎勵5項。為中國自動化學會專家咨詢委員會第四屆和第五屆委員、上海市自動化學會第九屆理事、上海市系統工程學會第六屆和第七屆理事、上海市電子電器技術協會第十屆理事。
目錄大綱
第1章 從元宇宙到工業元宇宙 001～028
1.1 元宇宙 002
1.1.1 元宇宙的發展歷程 002
1.1.2 元宇宙的定義和體系架構 003
1.1.3 元宇宙：數字技術發展的未來 008
1.2 制造的“元宇宙化” 010
1.2.1 數字化、網絡化和智能化 010
1.2.2 制造服務化：從提供“有形”的產品到提供“無形”的服務 018
1.2.3 制造活動從實體轉向數字 021
1.3 工業元宇宙 022
1.3.1 工業元宇宙：數字技術和制造技術發展的交匯點 022
1.3.2 工業元宇宙的征和系統架構 023
1.3.3 工業元宇宙的主要組成和技術導入 026
參考文獻 028
第2章 工業元宇宙中的制造模式——雲制造 029～056
2.1 制造模式——基本概念和典型模式 030
2.1.1 工業革命與制造模式 030
2.1.2 單件生產到大批量生產 032
2.1.3 益生產 035
2.1.4 網絡化制造與敏捷制造 040
2.1.5 大規模定制 041
2.2 雲制造 044
2.2.1 雲制造基本概念 044
2.2.2 制造雲服務及其征 046
2.2.3 制造雲服務流程分析 049
2.2.4 從雲制造1.0到雲制造3.0 052
2.3 雲制造與工業元宇宙 054
參考文獻 056
第3章 制造雲服務的技術基礎 057～092
3.1 系統/建模技術 059
3.1.1 信息物理系統 059
3.1.2 數字孿生 061
3.1.3 系統/建模技術與制造雲服務 065
3.2 計算技術 066
3.2.1 雲計算 066
3.2.2 大數據 069
3.2.3 面向服務的架構 071
3.2.4 語義Web 076
3.2.5 計算技術與制造雲服務 081
3.3 網絡技術 082
3.3.1 物聯網與工業物聯網 082
3.3.2 工業互聯網 085
3.3.3 工業雲與工業互聯網平臺 087
3.3.4 區塊鏈與非同質化通證 089
3.3.5 網絡技術與制造雲服務 091
參考文獻 092
第4章 雲制造系統總體框架和面向制造全生命周期的應用 093～128
4.1 雲制造系統總體框架 094
4.1.1 雲制造系統的多視圖描述 094
4.1.2 雲制造系統的概念框架和應用實施總體架構 103
4.2 制造雲服務的應用 107
4.2.1 雲設計 107
4.2.2 雲 111
4.2.3 雲工藝 113
4.2.4 雲加工 116
4.2.5 雲管理 119
4.3 基於雲平臺的制造生態 121
4.3.1 生態和制造生態 121
4.3.2 雲制造生態系統 123
參考文獻 127
第5章 制造資源和制造的虛擬化與服務化 129～159
5.1 從物理到虛擬——感知和接入 130
5.1.1 概述 130
5.1.2 制造資源的感知和接入 134
5.2 制造資源和制造的虛擬化技術 139
5.2.1 物理到信息空間的映射 139
5.2.2 制造資源的虛擬化 141
5.2.3 制造的虛擬化 143
5.3 制造資源和制造的服務化技術 146
5.3.1 基於SOA的服務化封裝 146
5.3.2 基於WS-CDL的服務流程管理 149
第6章 制造雲服務供需匹配與化 160～202
6.1 制造雲服務的供需匹配 161
6.1.1 制造雲服務的供需匹配一般過程 161
6.1.2 制造雲服務的匹配 163
6.1.3 制造雲服務的服務評及交易決策 167
6.1.4 雲平臺上多主體決策 170
6.2 博弈論與機制設計的基本概念 174
6.2.1 博弈理論與演化博弈 174
6.2.2 機制設計與合同理論 179
6.3 雲平臺上的供需交易設計 184
6.3.1 雙邊匹配 185
6.3.2 拍賣 189
6.4 供需匹配的韌性 197
參考文獻 201
第7章 制造雲服務資源調度的智能化技術 203～231
7.1 雲制造資源調度模型 205
7.1.1 雲制造中的資源調度框架 206
7.1.2 調度問題描述 208
7.1.3 調度化目標 209
7.1.4 數學規劃建模 211
7.2 雲制造資源的智能化調度算法 214
7.2.1 局搜索算法 215
7.2.2 進化算法 219
7.2.3 多目標方法 222
7.3 雲制造資源的動態調度技術 225
7.3.1 資源動態調度策略 225
7.3.2 動態調度的馬爾可夫決策建模 226
7.3.3 基於深度強化學習的資源動態調度技術 229
參考文獻 230
第8章 基於制造雲平臺的低碳制造——博弈與機制設計 232～261
8.1 低碳制造和基於雲平臺的低碳激勵 233
8.1.1 背景 233
8.1.2 基於雲平臺的低碳合作激勵 235
8.2 “供應方-需求方-雲平臺”低碳演化分析 236
8.3 低碳激勵下的契約設計 245
8.3.1 逆向選擇與道德風險問題 246
8.3.2 委托代理模型 246
8.3.3 雲平臺加入後的模型 251
8.4 雙向信息不對稱下的雲平臺激勵機制設計 253
8.4.1 雙向信息不對稱 253
8.4.2 信息不對稱下的低碳供應鏈收益分析 254
8.4.3 基於雲平臺的dAGVA機制設計 256
參考文獻 261
第9章 工業元宇宙的實施及應用 262～297
9.1 工業元宇宙的建設過程 263
9.2 iSESOL工業雲平臺 265
9.2.1 平臺總體介紹 265
9.2.2 智能邊緣網關設備 267
9.2.3 平臺層介紹 269
9.2.4 工業APP介紹 272
9.3 數字孿生應用案例 279
9.3.1 機床行業數字孿生車間案例 279
9.3.2 智慧水廠數字孿生案例 283
9.3.3 綠色園區管理平臺應用案例 287
9.3.4 數字孿生快速開發平臺FDSim及其應用 291
附錄 縮略語表 298～302
