基于数字样机的维修性技术与方法/数字制造科学与技术前沿研究丛书 [Methods And Technologies For Virtual Prototype Based Maintainability Engineering] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郝建平，王松山，柳辉 著

图书标签:

• 维修性工程
• 数字样机
• 虚拟原型
• 数字制造
• 产品设计
• 可靠性工程
• 可维护性
• 工业4
• 0
• 先进制造
• 工程技术

出版社： 武汉理工大学出版社

ISBN：9787562943631

版次：1

商品编码：12146530

包装：精装

丛书名： 数字制造科学与技术前沿研究丛书

外文名称：Methods And Technologies For Virtual Prototype Based Maintainability Engineering

开本：16开

出版时

内容简介

　　产品设计技术已经发生了深刻的变化，而且还在快速发展之中。数字化设计理念和技术对维修性工程影响*为明显、全面，并已成为维修性工程创新发展的重要方向和关键支撑。《基于数字样机的维修性技术与方法/数字制造科学与技术前沿研究丛书》共分为8章，在对虚拟维修与虚拟维修系统进行概念辨析、提出虚拟维修系统一般结构的基础上，重点阐述了虚拟人建模与仿真、维修性虚拟样机、基于运动规划和沉浸式控制的维修仿真、异构拓扑结构虚拟人运动重定向等对基于数字样机的维修性活动具有重要支撑的关键技术，对基于数字样机如何进行维修性设计分析和验证评价进行了详细的分析和论述，并以军用飞机研制为背景，讨论了基于数字样机的维修性技术工程应用范围与模式。
　　《基于数字样机的维修性技术与方法/数字制造科学与技术前沿研究丛书》结合理论、技术及典型行业应用来说明数字样机的维修性技术的具体解决方法，以期帮助拓展数字制造环境下维修性工程的实施理念、模式及方法。
　　《基于数字样机的维修性技术与方法/数字制造科学与技术前沿研究丛书》可供从事维修性工程的专业技术人员、数字化设计手段规划与建设的相关技术人员使用；也可作为相关学科专业研究生培养的选用教材或参考用书。

目录

1 绪论
1．1 引言
1．2 虚拟维修与虚拟维修系统
1．3 基于数字样机的维修性技术
参考文献

2 虚拟人建模与仿真技术
2．1 虚拟人体模型概述
2．2 虚拟人几何模型
2．3 虚拟人运动学模型
2．4 基于骨骼驱动的特征化虚拟人建模
2．5 虚拟人维修动作模型
2．6 虚拟人维修运动与动作的模拟实现
参考文献

3 面向维修性的虚拟样机
3．1 概述
3．2 虚拟维修样机几何建模
3．3 虚拟维修样机特征建模与仿真
3．4 虚拟维修样机拆装规划
3．5 产品维修性信息模型
参考文献

4 基于运动规划和沉浸式控制的维修仿真
4．1 概述
4．2 虚拟维修人员移动仿真
4．3 虚拟维修操作仿真
4．4 沉浸式维修仿真
参考文献

5 异构拓扑结构虚拟人运动重定向
5．1 概述
5．2 异构拓扑结构虚拟人冗余关节优化与运动数据映射
5．3 运动数据重定向的真实性处理
5．4 基于运动捕捉数据的维修动作混合驱动方法
参考文献

6 基于数字样机的维修性设计分析
6．1 产品维修性形成及基本设计逻辑
6．2 基于虚拟维修仿真的维修性缺陷识别与分析
6．3 维修障碍分析
6．4 基于障碍影响的维修作业时间预计
6．5 维修性设计方案评价
参考文献

7 基于数字样机的维修性验证与评价
7．1 维修性试验评定的基本方法
7．2 装备数字样机的维修性试验数据产生方法
7．3 维修性仿真试验验证的样本分配方法
7．4 基于数字样机的维修性定量指标验证
7．5 基于数字样机的维修性定性要求验证评定
7．6 基于数字样机的维修工艺验证
参考文献

8 基于数字样机的维修性技术工程应用
8．1 基于数字样机的维修性工程应用系统
8．2 数字样机在维修性工程中的应用时机与范围
8．3 基于数字样机的维修性并行设计
8．4 基于数字样机的维修性IPT工作模式
参考文献

精彩书摘

　　《基于数字样机的维修性技术与方法/数字制造科学与技术前沿研究丛书》：
　　4.1.2面向维修过程仿真的维修分解
　　虚拟维修仿真是实际维修过程在虚拟环境下的再现或预演，必须对维修过程有一个合理的描述来指导仿真。维修过程的描述首先应该包括维修活动中的先后次序信息，从纵向按时序表达各项维修工作、活动的关系，即必须包括产品进入维修时起直到完成最后一项维修职能，使产品恢复或保持其规定状态所进行的所有活动的流程；其次应该有详细、完整的人的运动和动作信息、人机交互信息，通过这些信息，可以直接指导仿真。维修过程的描述还应该具有一定的层次关系，一方面符合实际维修的组织过程，另一方面也有利于从不同层次描述维修性的优劣或存在的维修性问题，便于问题的定位和解决。如在描述更换发动机时发现的维修问题可能是吊装时间过长、管路拆卸不方便，而在描述管路拆卸时存在的维修问题可能就具体到操作人员看不见紧固件，只能凭感觉进行操作。显然，后者对设计修改更具有直接意义。
　　……

《数字样机技术在产品生命周期中的创新应用》 内容简介 本书深入探讨了数字样机技术如何在产品设计的各个阶段，特别是维修性工程领域，实现革命性的创新。它并非简单地介绍数字样机工具的使用，而是侧重于数字样机如何赋能从概念设计到报废处理的整个产品生命周期，尤其关注在提升产品可维修性、降低全生命周期成本以及优化维护流程方面的巨大潜力。本书旨在为读者提供一个系统性的认知框架，理解数字样机如何从根本上改变传统的产品开发和维护模式，引领工程实践走向智能化、高效化和可持续化的新时代。 第一章：数字样机技术的核心理念与发展演进 本章将追溯数字样机技术的发展历程，从最初的CAD/CAE二维图形和有限元分析，逐步演进到如今集成了多物理场仿真、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、人工智能（AI）以及大数据分析的复杂数字孪生（Digital Twin）概念。我们将详细阐述数字样机的核心理念，即通过构建与物理实体高度同步、动态更新的虚拟模型，实现对产品在设计、制造、测试、运行、维护和报废等各个环节的全面模拟、分析和优化。本书将重点解析数字样机不仅仅是一个静态的3D模型，而是一个能够反映真实世界产品行为和状态的动态虚拟实体。我们将探讨不同类型的数字样机，例如基于几何的数字样机、基于性能的数字样机、以及更高级的基于行为和过程的数字样机，并阐述它们在不同工程问题解决中的适用性。此外，本章还将概述数字样机技术在当前工业4.0和智能制造浪潮中的战略地位，以及其在推动企业数字化转型中的关键作用。 第二章：维修性工程的挑战与数字样机的赋能 本章聚焦于传统维修性工程所面临的核心挑战，例如设计阶段对维修性考虑不足导致的后期高昂维修成本、复杂产品结构带来的诊断困难、以及培训维护人员效率低下等问题。我们将分析这些挑战对产品可靠性、用户满意度和企业经济效益的负面影响。随后，本章将重点阐述数字样机如何系统性地解决这些痛点。我们将深入探讨如何利用数字样机在早期设计阶段就融入维修性设计原则，例如通过可达性分析、可维修性评估、工具兼容性验证等，提前识别和消除潜在的维修瓶颈。此外，我们还将详细介绍数字样机在故障诊断和排除（FMEA）方面的应用，通过模拟各种故障场景，快速定位故障原因，并优化维修方案。本章还会阐述数字样机如何支持交互式维修指南和可视化培训，大幅提高维护人员的学习效率和操作准确性。 第三章：数字样机在维修性设计与评估中的关键技术 本章将深入剖析数字样机在维修性设计和评估过程中所采用的关键技术和方法。我们将详细介绍如何构建高保真的数字样机模型，包括精确的几何模型、准确的材料属性、以及能够反映真实工作环境的载荷和边界条件。重点将放在如何利用数字样机进行可达性分析，通过虚拟人体模型模拟不同体型和姿势的操作者，评估维修人员接触和操作关键部件的难易程度，并据此优化部件布局和安装空间。本章还将详细介绍维修性评估的关键指标，例如平均维修时间（MTTR）、故障排除率、维修成本等，并阐述如何通过数字样机仿真精确预测这些指标。我们将探讨不同类型的仿真技术，如运动仿真（Kinematics Simulation）、动力学仿真（Dynamics Simulation）、人机工程学仿真（Ergonomics Simulation）以及有限元分析（FEA）在评估结构强度、热应力、振动等对维修性的影响。此外，本章还将介绍基于VR/AR的维修性评估方法，利用沉浸式体验更直观地发现设计中的维修性问题。 第四章：基于数字样机的故障诊断与维修方案优化 本章将聚焦于数字样机在产品运行阶段的故障诊断与维修方案优化方面的强大能力。我们将深入探讨如何构建能够模拟产品运行状态和潜在故障的动态数字样机。通过集成传感器数据和诊断算法，数字样机能够实时监测产品的运行状况，并在检测到异常时触发故障诊断流程。本章将详细介绍基于模型的故障诊断方法，例如基于参数和状态估计的诊断、基于知识和规则的诊断，以及基于机器学习的诊断。我们将阐述如何利用数字样机模拟各种故障模式，并分析不同故障对产品性能和安全性的影响，从而实现早期预警和精确诊断。更进一步，本章将介绍如何利用数字样机优化维修方案。通过对不同维修策略进行仿真对比，例如更换部件、修复部件、调整参数等，我们可以预测不同方案的维修时间和成本，以及对产品可用性的影响，从而选择最优的维修策略。本章还将探讨数字样机如何支持远程诊断和预测性维护，通过实时数据分析，在故障发生前进行预判，并提前安排维护，最大限度地减少停机时间。 第五章：数字样机驱动的维修性知识管理与培训体系构建 本章将探讨数字样机在维修性知识的积累、管理和培训方面的变革性作用。我们将详细介绍如何将维修性相关的设计数据、仿真结果、故障记录、维修经验等结构化地整合到数字样机平台中，构建一个全面的维修性知识库。这个知识库不仅包含静态的信息，还能通过仿真和虚拟现实技术，将抽象的维修知识转化为直观、可交互的学习内容。本章将重点介绍如何利用数字样机构建高效的维修培训体系。通过VR/AR技术，维护人员可以在逼真的虚拟环境中进行操作练习，模拟各种维修场景，而无需占用真实的设备，也避免了对操作人员的风险。我们将阐述如何利用数字样机的交互性，实现个性化学习路径，根据学习者的进度和掌握程度调整培训内容。此外，本章还将探讨数字样机如何支持维修知识的持续更新和迭代，当产品设计或维护策略发生变化时，相关的维修性知识也能得到及时更新，确保培训内容的有效性和前沿性。 第六章：面向未来的数字样机维修性工程实践展望 本章将展望数字样机在维修性工程领域的未来发展趋势和潜在应用。我们将探讨人工智能和机器学习技术如何更深入地赋能数字样机，实现更智能的故障诊断、更精准的预测性维护以及更自动化的维修方案生成。本章还将关注数字样机与物联网（IoT）的深度融合，通过实时连接海量的物理设备，构建覆盖全球的产品维修性监控和管理网络。我们将探讨数字孪生（Digital Twin）的进一步发展，以及它如何成为未来维修性工程的核心基础设施，实现对所有产品的全生命周期监控和优化。此外，本章还将讨论数字样机在可持续发展和循环经济中的作用，例如通过数字样机评估产品的可拆解性、可回收性，优化报废处理流程，从而降低对环境的影响。最后，本章将对数字样机技术在提升产品可靠性、降低运营成本、增强用户体验以及推动整个工程行业向更高水平迈进的长期价值进行总结和展望。 本书适合于从事产品设计、制造、工程、售后服务以及管理工作的专业人士，包括但不限于产品工程师、维修工程师、系统工程师、项目经理、以及对前沿工程技术感兴趣的研究者和学生。通过阅读本书，读者将能够深刻理解数字样机技术在维修性工程领域的巨大价值，并掌握将其应用于实际工作中，从而提升产品性能、降低运营成本、优化服务体验，并最终在激烈的市场竞争中获得优势。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在航空航天领域工作的工程师，我深知产品可靠性和可维护性对于国家安全和经济效益的重要性。特别是在复杂系统和精密设备的维护方面，传统的经验主义已经越来越难以应对挑战。这本书的出现，恰逢其时。数字样机技术的进步，为我们提供了一种全新的、高效的分析和优化手段。我尤其关注书中在“维修性技术与方法”部分将如何具体阐述数字样机在实际维护场景中的应用。例如，它是否会涉及如何构建高保真的数字模型，能够精确反映产品的物理结构、功能逻辑以及潜在的故障点？书中是否会介绍如何通过数字样机进行维修流程的仿真和优化，以便提前发现并解决设计上的潜在问题，从而缩短维修时间，降低人为失误？我也很想知道，书中是否会提及一些量化的指标和评估方法，用于衡量和改进产品的维修性，并且是否会提供相关的案例研究，来印证这些技术和方法的有效性。如果书中能够深入探讨如何将数字样机技术与维修保障体系相结合，那将对我们这个行业带来革命性的影响。

评分☆☆☆☆☆

我是一位在汽车行业从事产品研发的初学者，对“数字制造”这个概念充满向往，尤其是它在提升产品全生命周期价值方面的潜力。看到这本书的书名，我立刻被吸引住了。虽然“维修性”对我来说是个相对陌生的词，但结合“数字样机”和“数字制造”，我猜测它一定与如何让产品更容易被维修、保养，从而延长使用寿命，减少用户的使用成本有关。我非常希望书中能用比较通俗易懂的方式，解释清楚什么是“数字样机”，它和我们平时接触到的CAD模型有什么不同，以及为什么它能用于“维修性”的分析。我也想了解，书中提到的“技术与方法”具体是指哪些，是不是有一些可以让我们在设计早期就避免一些难以维修的设计，或者是在产品出现问题时，能够快速找到解决方案的技巧。这本书对我来说，就像一本探索未知领域的指南，我希望能从中学习到如何让我的设计变得更“聪明”，更贴近用户的实际使用需求。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对现代制造业发展趋势密切关注的科技爱好者，对“数字化转型”和“智能化生产”等概念有着浓厚的兴趣。当我看到这本《基于数字样机的维修性技术与方法》时，我立刻联想到近年来蓬勃发展的虚拟仿真技术在工业界的广泛应用。我猜测这本书会详细阐述如何利用数字样机来预测和解决产品在整个生命周期中的维修问题，从而提高产品的使用效率和客户满意度。我尤其好奇书中是否会涉及到数字样机在维修过程中的具体应用，比如通过虚拟现实（VR）或增强现实（AR）技术，为维修人员提供直观的操作指导，或者利用数字孪生技术，实现对正在服役产品的实时监控和预测性维护。此外，我也想了解书中是否会探讨如何通过数字样机来优化备件供应链，减少库存成本，并确保在需要时能够及时提供所需的零部件。这本书的题目让我看到了制造业在精益化、智能化方向发展的美好前景。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简约大气，金属质感的蓝色和银色调搭配，给人一种科技感和专业感。书名“基于数字样机的维修性技术与方法”直击核心，副标题“数字制造科学与技术前沿研究丛书”则点明了其学术地位和研究深度。我一直对数字制造领域非常感兴趣，尤其是在产品生命周期管理中，维修性设计扮演着越来越重要的角色。这本书的出现，无疑为我打开了一扇深入了解这一领域的大门。从书名来看，它应该涵盖了从理论到实践的完整体系，能够帮助读者理解如何在产品设计初期就充分考虑后期的可维护性，并通过数字样机进行仿真和验证，从而降低维护成本，提高产品可靠性。我期待书中能够详细介绍数字样机的构建过程，以及如何利用这些模型来进行维修性分析，例如故障模式与影响分析（FMI）、维修性设计规则等。同时，书中提到的“技术与方法”也让我充满好奇，希望能够学习到一些前沿的、实用的工程实践，能够直接应用到我的工作中。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来非常硬核，属于“数字制造科学与技术前沿研究丛书”系列，这本身就意味着其内容具有相当的深度和前瞻性。作为一个对先进制造技术充满好奇的学习者，我特别关注“数字样机”这一概念如何与“维修性”这一工程领域相结合。我猜想，书中会深入探讨如何利用高度逼真的数字模型，来模拟和预测产品在实际使用过程中可能出现的各种故障，以及如何评估和优化产品的可维修性设计。我期待书中能够提供关于数字样机构建的详细指导，包括所需的软硬件技术、建模方法论，以及如何将实际运行数据反馈到数字模型中进行迭代更新。此外，我也对书中关于“维修性技术与方法”的具体内容充满了期待，比如是否会介绍基于数字样机的维修策略规划、维修人员培训仿真、备件管理优化等方面的创新性解决方案。如果书中能够提供一些成功的应用案例，能够让我看到数字样机技术在提升产品全生命周期价值方面的实际成效，那将是非常有价值的。