智能制造系统中的建模与仿真：系统工程与仿真的融合

　　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、数字孪生等进行剖析，引导大家深刻领会MBSE的本质，共同促进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进展和应用探索情况，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。

　　朱文海，研究员。中国仿真学会理事、航天科工集团先进制造专家组副组长、复杂产品智能制造系统技术国家重点实验室总技术负责人、《系统仿真学报》和《现代防御技术》编委。多年来，主要从事飞行器结构设计，建模与仿真、信息化、先进制造等技术研究与应用。曾获国家科学进步二等奖1项、国防科学技术进步一等奖1项、二等奖7项，国家教育部科学技术进步二等奖1项。获第十一届国j级企业管理创新二等奖。代表专著《从计算机集成制造到智能制造：循序渐进与突变》；发表学术论文数十篇。

Contents目录

第1章时代背景00

1．1数字经济时代00

1．1．1数字经济的概念内涵00

1．1．2数字经济的特点00

1．1．3面临的挑战00

1．2新的生产要素： 数据00

1．2．1生产要素的演变00

1．2．2数据要素00

1．3大数据与机器学习之痛00

1．3．1今天的大数据与机器智能0

1．3．2数据挖掘与拷问数据0

1．3．3深度学习的痛处0

1．4模型思维0

1．5小结0


第2章数学建模的基础0

2．1虚拟与现实世界的交互0

2．2系统、模型与仿真0

2．2．1系统0

2．2．2模型0

2．2．3仿真0

2．3概念模型0

2．3．1问题的提出0

2．3．2概念模型的定义0

2．3．3概念建模0

2．3．4概念模型的描述形式0

2．3．5基于实体还是基于过程0

2．4数学模型0

2．4．1数学模型的定义0

2．4．2数学建模的原则与一般步骤0

2．4．3数学模型的分类0

2．5唯象模型与机理模型0

2．5．1科学研究的目的0

2．5．2唯象模型和机理模型的定义0

2．6小结0




第3章解决复杂系统问题的方法论0

3．1复杂系统概述0

3．2方法与方法论0

3．2．1方法0

3．2．2方法论0

3．3系统科学方法论0

3．3．1还原论0

3．3．2整体论0

3．3．3系统论0

3．3．4复杂性科学0

3．4系统工程方法论0

3．5仿真方法论0

3．6小结0


第4章系统工程基础0

4．1系统工程的概念内涵0

4．1．1系统工程的定义0

4．1．2系统工程的内涵0

4．1．3对系统工程的误解0

4．2系统工程引擎与项目阶段划分0

4．2．1系统工程引擎0

4．2．2项目生命周期阶段划分0

4．3系统工程的技术过程和管理过程0

4．4项目管理与系统工程0

4．4．1项目管理概述0

4．4．2项目管理与系统工程的关系0

4．5体系与体系工程概述0

4．5．1体系0

4．5．2体系工程0

4．6系统工程和建模与仿真的融合0

4．7延伸阅读： 系统架构0

4．7．1认知结构： 概念0

4．7．2架构的定义与分类0

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

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

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

5．6系统仿真的分类与一般过程

5．6．1系统仿真的分类

5．6．2系统仿真的一般过程

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

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

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

8．1MBSE的概念内涵

8．2对MBSE的深入剖析

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

9．1CPS是复杂自适应系统/体系

9．2CPS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