本书首先提出复杂装备全生命周期信息物理融合理论，建立基于数字孪生与信息物理融合的闭环反馈框架和多维表达空间，提出多维度多层次信息物理融合模式和融合算子。然后，从数据维入手，围绕复杂装备全生命周期数据采集、融合、关联、智能挖掘和知识图谱构建，详细介绍海量异构数据智能挖掘与知识融合相关技术和方法；从模型维入手，围绕装备数字样机建模、全生命周期全要素数字孪生模型构建、多阶段数字孪生模型关联与映射，详细介绍模型驱动的数字样机与数字孪生构建相关技术和方法；从应用维入手，围绕装备迭代优化设计、制造过程多元数据融合与交互、智能运维，介绍基于数字孪生的装备智能设计、制造与运维相关技术和方法。最后，介绍复杂装备全生命周期数字孪生平台架构和功能及其在轨道交通、风力发电、工程机械领域的应用。

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目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 复杂装备的概念及其共性特征 1
1.1.1 复杂装备的概念 1
1.1.2 复杂装备共性特征 2
1.2 复杂装备研发现状及趋势 8
1.2.1 复杂装备研发的理论及方法 8
1.2.2 复杂装备研发的问题及挑战 9
1.2.3 复杂装备研发的发展趋势 11
1.3 信息物理融合理论基础 12
1.3.1 信息物理系统 12
1.3.2 信息物理融合 13
1.3.3 数字孪生 13
1.3.4 数据挖掘 15
1.3.5 知识图谱 16
1.3.6 其他相关理论 17
1.4 本书的章节结构 19
参考文献 19
第2章 复杂装备全生命周期信息物理融合理论 22
2.1 基于数字孪生与信息物理融合的闭环反馈框架 22
2.2 复杂装备多维空间组成与表达 23
2.3 多维度多层次信息物理融合模式 32
2.3.1 复杂装备全生命周期数据维融合 33
2.3.2 复杂装备全生命周期模型维融合 34
2.3.3 基于数据和模型积累的知识维融合 36
2.3.4 面向孪生应用的结构维、数据维、模型维、知识维融合 36
2.3.5 复杂装备全生命周期信息物理融合算子 37
2.4 复杂装备全生命周期信息物理融合理论技术路径 38
2.4.1 融合理论多维度拆解 39
2.4.2 关键技术体系 41
2.4.3 面向装备全生命周期信息物理融合理论的实践平台构建 42
2.4.4 理论应用路径 44
参考文献 45
第3章 海量异构数据智能挖掘与知识融合 47
3.1 全生命周期数据融合模式构建 47
3.1.1 全生命周期数据构成及特点分析 47
3.1.2 全生命周期数据关联模式构建方法 48
3.1.3 基于XBOM的数据关联基础模式构建 50
3.1.4 基于多源异构数据特征融合计算的模式补全 53
3.2 全生命周期数据采集与融合技术 56
3.2.1 基于统一编码转换业务履历数据采集 56
3.2.2 感知数据采集与融合技术 58
3.3 全生命周期数据智能挖掘技术 67
3.3.1 业务数据关联关系挖掘 67
3.3.2 感知异常序列模式挖掘 76
3.4 复杂装备知识图谱构建技术 83
3.4.1 复杂装备知识类型、特征及构建方案 84
3.4.2 复杂装备领域本体构建技术 84
3.4.3 复杂装备领域知识抽取 88
3.4.4 多领域知识融合与存储 93
3.4.5 领域图谱解析与可视化交互 99
3.4.6 知识问答技术及系统构建 101
参考文献 108
第4章 模型驱动的数字样机与数字孪生构建 112
4.1 模型驱动的数字样机与数字孪生构建框架 112
4.2 基于模型驱动的装备数字样机建模 115
4.2.1 基于模型驱动的数字样机基本内涵 116
4.2.2 基于元模型的CAD样机生成 117
4.2.3 基于属性提取的CAE样机生成 123
4.2.4 基于模型定义的CAM样机生成 125
4.2.5 基于SysML的数字样机表达 128
4.3 全周期全要素装备数字孪生模型 133
4.3.1 复杂装备全生命周期数字孪生模型 133
4.3.2 基于数据-模型融合的数字孪生模型构建 135
4.3.3 面向应用的数字孪生模型融合模式 136
4.3.4 复杂装备数字孪生模型构建实例 138
4.4 多阶段数字孪生模型关联与映射 164
4.4.1 基于SysML的数字孪生模型表达 164
4.4.2 基于业务流程的数字孪生模型关联 172
4.4.3 复杂装备多阶段数字孪生模型映射 176
参考文献 181
第5章 基于数字孪生的装备智能设计、制造与运维 185
5.1 基于数字孪生与知识图谱的装备迭代优化设计 185
5.1.1 基于知识图谱的装备智能配置设计 185
5.1.2 基于数字孪生的装备设计参数迭代优化 196
5.1.3 基于知识图谱的装备仿真分析与性能优化 204
5.2 基于数字孪生的制造过程多元数据融合与交互 213
5.2.1 基于数字孪生的复杂装备制造过程多维模型融合方法 213
5.2.2 面向数字孪生的复杂装备制造过程虚拟重构与仿真 215
5.2.3 面向数字孪生的复杂装备制造过程多源数据融合 225
5.2.4 制造过程优化运行数字孪生模型构建及应用 233
5.3 基于数字孪生的复杂装备智能运维 238
5.3.1 基于数字孪生的复杂装备智能运维方法 238
5.3.2 基于信息物理融合的装备健康管理技术 248
5.3.3 基于数字孪生的装备关键部件故障诊断 263
5.3.4 基于数字孪生的装备关键部件状态评估 270
参考文献 275
第6章 复杂装备全生命周期数字孪生平台 280
6.1 平台设计与开发 280
6.1.1 平台软件架构设计 280
6.1.2 平台功能架构设计 284
6.1.3 平台开发与集成 288
6.2 平台及相关技术应用 291
6.2.1 平台在轨道交通领域的应用 291
6.2.2 平台在风力发电和工程机械领域的应用 310