基於數字樣機的維修性技術與方法/數字製造科學與技術前沿研究叢書 [Methods And Technologies For Virtual Prototype Based Maintainability Engineering] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郝建平，王鬆山，柳輝 著

圖書標籤:

• 維修性工程
• 數字樣機
• 虛擬原型
• 數字製造
• 産品設計
• 可靠性工程
• 可維護性
• 工業4
• 0
• 先進製造
• 工程技術

齣版社： 武漢理工大學齣版社

ISBN：9787562943631

版次：1

商品編碼：12146530

包裝：精裝

叢書名： 數字製造科學與技術前沿研究叢書

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

開本：16開

齣版時

內容簡介

　　産品設計技術已經發生瞭深刻的變化，而且還在快速發展之中。數字化設計理念和技術對維修性工程影響*為明顯、全麵，並已成為維修性工程創新發展的重要方嚮和關鍵支撐。《基於數字樣機的維修性技術與方法/數字製造科學與技術前沿研究叢書》共分為8章，在對虛擬維修與虛擬維修係統進行概念辨析、提齣虛擬維修係統一般結構的基礎上，重點闡述瞭虛擬人建模與仿真、維修性虛擬樣機、基於運動規劃和沉浸式控製的維修仿真、異構拓撲結構虛擬人運動重定嚮等對基於數字樣機的維修性活動具有重要支撐的關鍵技術，對基於數字樣機如何進行維修性設計分析和驗證評價進行瞭詳細的分析和論述，並以軍用飛機研製為背景，討論瞭基於數字樣機的維修性技術工程應用範圍與模式。
　　《基於數字樣機的維修性技術與方法/數字製造科學與技術前沿研究叢書》結閤理論、技術及典型行業應用來說明數字樣機的維修性技術的具體解決方法，以期幫助拓展數字製造環境下維修性工程的實施理念、模式及方法。
　　《基於數字樣機的維修性技術與方法/數字製造科學與技術前沿研究叢書》可供從事維修性工程的專業技術人員、數字化設計手段規劃與建設的相關技術人員使用；也可作為相關學科專業研究生培養的選用教材或參考用書。

目錄

1 緒論
1．1 引言
1．2 虛擬維修與虛擬維修係統
1．3 基於數字樣機的維修性技術
參考文獻

2 虛擬人建模與仿真技術
2．1 虛擬人體模型概述
2．2 虛擬人幾何模型
2．3 虛擬人運動學模型
2．4 基於骨骼驅動的特徵化虛擬人建模
2．5 虛擬人維修動作模型
2．6 虛擬人維修運動與動作的模擬實現
參考文獻

3 麵嚮維修性的虛擬樣機
3．1 概述
3．2 虛擬維修樣機幾何建模
3．3 虛擬維修樣機特徵建模與仿真
3．4 虛擬維修樣機拆裝規劃
3．5 産品維修性信息模型
參考文獻

4 基於運動規劃和沉浸式控製的維修仿真
4．1 概述
4．2 虛擬維修人員移動仿真
4．3 虛擬維修操作仿真
4．4 沉浸式維修仿真
參考文獻

5 異構拓撲結構虛擬人運動重定嚮
5．1 概述
5．2 異構拓撲結構虛擬人冗餘關節優化與運動數據映射
5．3 運動數據重定嚮的真實性處理
5．4 基於運動捕捉數據的維修動作混閤驅動方法
參考文獻

6 基於數字樣機的維修性設計分析
6．1 産品維修性形成及基本設計邏輯
6．2 基於虛擬維修仿真的維修性缺陷識彆與分析
6．3 維修障礙分析
6．4 基於障礙影響的維修作業時間預計
6．5 維修性設計方案評價
參考文獻

7 基於數字樣機的維修性驗證與評價
7．1 維修性試驗評定的基本方法
7．2 裝備數字樣機的維修性試驗數據産生方法
7．3 維修性仿真試驗驗證的樣本分配方法
7．4 基於數字樣機的維修性定量指標驗證
7．5 基於數字樣機的維修性定性要求驗證評定
7．6 基於數字樣機的維修工藝驗證
參考文獻

8 基於數字樣機的維修性技術工程應用
8．1 基於數字樣機的維修性工程應用係統
8．2 數字樣機在維修性工程中的應用時機與範圍
8．3 基於數字樣機的維修性並行設計
8．4 基於數字樣機的維修性IPT工作模式
參考文獻

精彩書摘

　　《基於數字樣機的維修性技術與方法/數字製造科學與技術前沿研究叢書》：
　　4.1.2麵嚮維修過程仿真的維修分解
　　虛擬維修仿真是實際維修過程在虛擬環境下的再現或預演，必須對維修過程有一個閤理的描述來指導仿真。維修過程的描述首先應該包括維修活動中的先後次序信息，從縱嚮按時序錶達各項維修工作、活動的關係，即必須包括産品進入維修時起直到完成最後一項維修職能，使産品恢復或保持其規定狀態所進行的所有活動的流程；其次應該有詳細、完整的人的運動和動作信息、人機交互信息，通過這些信息，可以直接指導仿真。維修過程的描述還應該具有一定的層次關係，一方麵符閤實際維修的組織過程，另一方麵也有利於從不同層次描述維修性的優劣或存在的維修性問題，便於問題的定位和解決。如在描述更換發動機時發現的維修問題可能是吊裝時間過長、管路拆卸不方便，而在描述管路拆卸時存在的維修問題可能就具體到操作人員看不見緊固件，隻能憑感覺進行操作。顯然，後者對設計修改更具有直接意義。
　　……

《數字樣機技術在産品生命周期中的創新應用》 內容簡介 本書深入探討瞭數字樣機技術如何在産品設計的各個階段，特彆是維修性工程領域，實現革命性的創新。它並非簡單地介紹數字樣機工具的使用，而是側重於數字樣機如何賦能從概念設計到報廢處理的整個産品生命周期，尤其關注在提升産品可維修性、降低全生命周期成本以及優化維護流程方麵的巨大潛力。本書旨在為讀者提供一個係統性的認知框架，理解數字樣機如何從根本上改變傳統的産品開發和維護模式，引領工程實踐走嚮智能化、高效化和可持續化的新時代。 第一章：數字樣機技術的核心理念與發展演進 本章將追溯數字樣機技術的發展曆程，從最初的CAD/CAE二維圖形和有限元分析，逐步演進到如今集成瞭多物理場仿真、虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、人工智能（AI）以及大數據分析的復雜數字孿生（Digital Twin）概念。我們將詳細闡述數字樣機的核心理念，即通過構建與物理實體高度同步、動態更新的虛擬模型，實現對産品在設計、製造、測試、運行、維護和報廢等各個環節的全麵模擬、分析和優化。本書將重點解析數字樣機不僅僅是一個靜態的3D模型，而是一個能夠反映真實世界産品行為和狀態的動態虛擬實體。我們將探討不同類型的數字樣機，例如基於幾何的數字樣機、基於性能的數字樣機、以及更高級的基於行為和過程的數字樣機，並闡述它們在不同工程問題解決中的適用性。此外，本章還將概述數字樣機技術在當前工業4.0和智能製造浪潮中的戰略地位，以及其在推動企業數字化轉型中的關鍵作用。 第二章：維修性工程的挑戰與數字樣機的賦能 本章聚焦於傳統維修性工程所麵臨的核心挑戰，例如設計階段對維修性考慮不足導緻的後期高昂維修成本、復雜産品結構帶來的診斷睏難、以及培訓維護人員效率低下等問題。我們將分析這些挑戰對産品可靠性、用戶滿意度和企業經濟效益的負麵影響。隨後，本章將重點闡述數字樣機如何係統性地解決這些痛點。我們將深入探討如何利用數字樣機在早期設計階段就融入維修性設計原則，例如通過可達性分析、可維修性評估、工具兼容性驗證等，提前識彆和消除潛在的維修瓶頸。此外，我們還將詳細介紹數字樣機在故障診斷和排除（FMEA）方麵的應用，通過模擬各種故障場景，快速定位故障原因，並優化維修方案。本章還會闡述數字樣機如何支持交互式維修指南和可視化培訓，大幅提高維護人員的學習效率和操作準確性。 第三章：數字樣機在維修性設計與評估中的關鍵技術 本章將深入剖析數字樣機在維修性設計和評估過程中所采用的關鍵技術和方法。我們將詳細介紹如何構建高保真的數字樣機模型，包括精確的幾何模型、準確的材料屬性、以及能夠反映真實工作環境的載荷和邊界條件。重點將放在如何利用數字樣機進行可達性分析，通過虛擬人體模型模擬不同體型和姿勢的操作者，評估維修人員接觸和操作關鍵部件的難易程度，並據此優化部件布局和安裝空間。本章還將詳細介紹維修性評估的關鍵指標，例如平均維修時間（MTTR）、故障排除率、維修成本等，並闡述如何通過數字樣機仿真精確預測這些指標。我們將探討不同類型的仿真技術，如運動仿真（Kinematics Simulation）、動力學仿真（Dynamics Simulation）、人機工程學仿真（Ergonomics Simulation）以及有限元分析（FEA）在評估結構強度、熱應力、振動等對維修性的影響。此外，本章還將介紹基於VR/AR的維修性評估方法，利用沉浸式體驗更直觀地發現設計中的維修性問題。 第四章：基於數字樣機的故障診斷與維修方案優化 本章將聚焦於數字樣機在産品運行階段的故障診斷與維修方案優化方麵的強大能力。我們將深入探討如何構建能夠模擬産品運行狀態和潛在故障的動態數字樣機。通過集成傳感器數據和診斷算法，數字樣機能夠實時監測産品的運行狀況，並在檢測到異常時觸發故障診斷流程。本章將詳細介紹基於模型的故障診斷方法，例如基於參數和狀態估計的診斷、基於知識和規則的診斷，以及基於機器學習的診斷。我們將闡述如何利用數字樣機模擬各種故障模式，並分析不同故障對産品性能和安全性的影響，從而實現早期預警和精確診斷。更進一步，本章將介紹如何利用數字樣機優化維修方案。通過對不同維修策略進行仿真對比，例如更換部件、修復部件、調整參數等，我們可以預測不同方案的維修時間和成本，以及對産品可用性的影響，從而選擇最優的維修策略。本章還將探討數字樣機如何支持遠程診斷和預測性維護，通過實時數據分析，在故障發生前進行預判，並提前安排維護，最大限度地減少停機時間。 第五章：數字樣機驅動的維修性知識管理與培訓體係構建 本章將探討數字樣機在維修性知識的積纍、管理和培訓方麵的變革性作用。我們將詳細介紹如何將維修性相關的設計數據、仿真結果、故障記錄、維修經驗等結構化地整閤到數字樣機平颱中，構建一個全麵的維修性知識庫。這個知識庫不僅包含靜態的信息，還能通過仿真和虛擬現實技術，將抽象的維修知識轉化為直觀、可交互的學習內容。本章將重點介紹如何利用數字樣機構建高效的維修培訓體係。通過VR/AR技術，維護人員可以在逼真的虛擬環境中進行操作練習，模擬各種維修場景，而無需占用真實的設備，也避免瞭對操作人員的風險。我們將闡述如何利用數字樣機的交互性，實現個性化學習路徑，根據學習者的進度和掌握程度調整培訓內容。此外，本章還將探討數字樣機如何支持維修知識的持續更新和迭代，當産品設計或維護策略發生變化時，相關的維修性知識也能得到及時更新，確保培訓內容的有效性和前沿性。 第六章：麵嚮未來的數字樣機維修性工程實踐展望 本章將展望數字樣機在維修性工程領域的未來發展趨勢和潛在應用。我們將探討人工智能和機器學習技術如何更深入地賦能數字樣機，實現更智能的故障診斷、更精準的預測性維護以及更自動化的維修方案生成。本章還將關注數字樣機與物聯網（IoT）的深度融閤，通過實時連接海量的物理設備，構建覆蓋全球的産品維修性監控和管理網絡。我們將探討數字孿生（Digital Twin）的進一步發展，以及它如何成為未來維修性工程的核心基礎設施，實現對所有産品的全生命周期監控和優化。此外，本章還將討論數字樣機在可持續發展和循環經濟中的作用，例如通過數字樣機評估産品的可拆解性、可迴收性，優化報廢處理流程，從而降低對環境的影響。最後，本章將對數字樣機技術在提升産品可靠性、降低運營成本、增強用戶體驗以及推動整個工程行業嚮更高水平邁進的長期價值進行總結和展望。 本書適閤於從事産品設計、製造、工程、售後服務以及管理工作的專業人士，包括但不限於産品工程師、維修工程師、係統工程師、項目經理、以及對前沿工程技術感興趣的研究者和學生。通過閱讀本書，讀者將能夠深刻理解數字樣機技術在維修性工程領域的巨大價值，並掌握將其應用於實際工作中，從而提升産品性能、降低運營成本、優化服務體驗，並最終在激烈的市場競爭中獲得優勢。

評分☆☆☆☆☆

我是一位在汽車行業從事産品研發的初學者，對“數字製造”這個概念充滿嚮往，尤其是它在提升産品全生命周期價值方麵的潛力。看到這本書的書名，我立刻被吸引住瞭。雖然“維修性”對我來說是個相對陌生的詞，但結閤“數字樣機”和“數字製造”，我猜測它一定與如何讓産品更容易被維修、保養，從而延長使用壽命，減少用戶的使用成本有關。我非常希望書中能用比較通俗易懂的方式，解釋清楚什麼是“數字樣機”，它和我們平時接觸到的CAD模型有什麼不同，以及為什麼它能用於“維修性”的分析。我也想瞭解，書中提到的“技術與方法”具體是指哪些，是不是有一些可以讓我們在設計早期就避免一些難以維修的設計，或者是在産品齣現問題時，能夠快速找到解決方案的技巧。這本書對我來說，就像一本探索未知領域的指南，我希望能從中學習到如何讓我的設計變得更“聰明”，更貼近用戶的實際使用需求。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡約大氣，金屬質感的藍色和銀色調搭配，給人一種科技感和專業感。書名“基於數字樣機的維修性技術與方法”直擊核心，副標題“數字製造科學與技術前沿研究叢書”則點明瞭其學術地位和研究深度。我一直對數字製造領域非常感興趣，尤其是在産品生命周期管理中，維修性設計扮演著越來越重要的角色。這本書的齣現，無疑為我打開瞭一扇深入瞭解這一領域的大門。從書名來看，它應該涵蓋瞭從理論到實踐的完整體係，能夠幫助讀者理解如何在産品設計初期就充分考慮後期的可維護性，並通過數字樣機進行仿真和驗證，從而降低維護成本，提高産品可靠性。我期待書中能夠詳細介紹數字樣機的構建過程，以及如何利用這些模型來進行維修性分析，例如故障模式與影響分析（FMI）、維修性設計規則等。同時，書中提到的“技術與方法”也讓我充滿好奇，希望能夠學習到一些前沿的、實用的工程實踐，能夠直接應用到我的工作中。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在航空航天領域工作的工程師，我深知産品可靠性和可維護性對於國傢安全和經濟效益的重要性。特彆是在復雜係統和精密設備的維護方麵，傳統的經驗主義已經越來越難以應對挑戰。這本書的齣現，恰逢其時。數字樣機技術的進步，為我們提供瞭一種全新的、高效的分析和優化手段。我尤其關注書中在“維修性技術與方法”部分將如何具體闡述數字樣機在實際維護場景中的應用。例如，它是否會涉及如何構建高保真的數字模型，能夠精確反映産品的物理結構、功能邏輯以及潛在的故障點？書中是否會介紹如何通過數字樣機進行維修流程的仿真和優化，以便提前發現並解決設計上的潛在問題，從而縮短維修時間，降低人為失誤？我也很想知道，書中是否會提及一些量化的指標和評估方法，用於衡量和改進産品的維修性，並且是否會提供相關的案例研究，來印證這些技術和方法的有效性。如果書中能夠深入探討如何將數字樣機技術與維修保障體係相結閤，那將對我們這個行業帶來革命性的影響。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對現代製造業發展趨勢密切關注的科技愛好者，對“數字化轉型”和“智能化生産”等概念有著濃厚的興趣。當我看到這本《基於數字樣機的維修性技術與方法》時，我立刻聯想到近年來蓬勃發展的虛擬仿真技術在工業界的廣泛應用。我猜測這本書會詳細闡述如何利用數字樣機來預測和解決産品在整個生命周期中的維修問題，從而提高産品的使用效率和客戶滿意度。我尤其好奇書中是否會涉及到數字樣機在維修過程中的具體應用，比如通過虛擬現實（VR）或增強現實（AR）技術，為維修人員提供直觀的操作指導，或者利用數字孿生技術，實現對正在服役産品的實時監控和預測性維護。此外，我也想瞭解書中是否會探討如何通過數字樣機來優化備件供應鏈，減少庫存成本，並確保在需要時能夠及時提供所需的零部件。這本書的題目讓我看到瞭製造業在精益化、智能化方嚮發展的美好前景。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名聽起來非常硬核，屬於“數字製造科學與技術前沿研究叢書”係列，這本身就意味著其內容具有相當的深度和前瞻性。作為一個對先進製造技術充滿好奇的學習者，我特彆關注“數字樣機”這一概念如何與“維修性”這一工程領域相結閤。我猜想，書中會深入探討如何利用高度逼真的數字模型，來模擬和預測産品在實際使用過程中可能齣現的各種故障，以及如何評估和優化産品的可維修性設計。我期待書中能夠提供關於數字樣機構建的詳細指導，包括所需的軟硬件技術、建模方法論，以及如何將實際運行數據反饋到數字模型中進行迭代更新。此外，我也對書中關於“維修性技術與方法”的具體內容充滿瞭期待，比如是否會介紹基於數字樣機的維修策略規劃、維修人員培訓仿真、備件管理優化等方麵的創新性解決方案。如果書中能夠提供一些成功的應用案例，能夠讓我看到數字樣機技術在提升産品全生命周期價值方麵的實際成效，那將是非常有價值的。