電子設備的建模、模擬與數字孿生

第1章 電子設備數字孿生 1
1.1 概述 1
1.2 電子設備的研製特點與數字化研製 2
1.2.1 電子設備的研製特點 2
1.2.2 電子設備的數字化研製 3
1.3 虛實融合的數字孿生系統 6
1.3.1 數字孿生體系 7
1.3.2 數字孿生的數字世界 10
1.3.3 數字孿生的物理世界 11
1.3.4 數字孿生的虛實映射 12
第2章 面向全生命周期的電子設備數字樣機建模 15
2.1 概述 15
2.1.1 電子設備數字樣機的內涵 15
2.1.2 電子設備數字樣機的分類 16
2.1.3 電子設備數字樣機的特點 17
2.1.4 面向全生命周期的數字樣機 17
2.1.5 數字樣機的同源建模 18
2.2 電子設備設計樣機建模 20
2.2.1 幾何樣機建模 20
2.2.2 性能樣機建模 29
2.3 電子設備工藝樣機建模 45
2.3.1 概述 45
2.3.2 IC封裝的工藝樣機建模 46
2.3.3 微系統封裝的工藝樣機建模 46
2.3.4 PCB電子裝聯的工藝樣機建模 48
2.3.5 零件加工工藝樣機建模 53
2.3.6 整機裝配工藝樣機建模 58
2.4 電子設備製造樣機建模 61
2.4.1 加工對象建模 61
2.4.2 製造資源建模 61
2.4.3 沉浸式虛擬製造環境 64
2.4.4 數字孿生產線建模 64
2.5 電子設備運維樣機和培訓樣機建模 64
2.5.1 電子設備運行樣機建模 64
2.5.2 電子設備維修樣機建模 65
2.5.3 電子設備培訓樣機建模 66
第3章 面向全生命周期的電子設備數字化模擬 68
3.1 電子設備設計模擬 68
3.1.1 電子設備結構性能模擬 68
3.1.2 電子設備熱性能模擬 88
3.1.3 電子設備電性能模擬 96
3.1.4 電子設備機電熱多學科模擬 100
3.2 電子設備工藝模擬 107
3.2.1 微系統封裝工藝模擬 107
3.2.2 PCB電子裝聯工藝模擬 110
3.2.3 零件加工工藝模擬 112
3.2.4 整機裝配工藝模擬 117
3.3 電子設備製造模擬 121
3.3.1 佈局模擬 121
3.3.2 節拍模擬 121
3.3.3 物流模擬 122
3.4 電子設備運維模擬 122
3.4.1 培訓模擬 122
3.4.2 維修模擬 123
第4章 電子設備數字孿生系統的建模理論與方法 124
4.1 系統的微分方程 124
4.1.1 系統建模理論的發展 124
4.1.2 基於模型的系統工程 124
4.1.3 數字孿生在MBSE中的應用路徑 125
4.2 復雜數字孿生體層次化建模理論 126
4.2.1 復雜數字孿生體的特徵和建模過程 126
4.2.2 4C架構中復雜數字孿生體的劃分 128
4.2.3 簡單數字孿生體到復雜數字孿生體的組裝 133
4.3 復雜數字孿生的應用方法 137
4.3.1 多源異構數據集成 137
4.3.2 數字孿生模型物理規則融合方法 140
4.3.3 基於包圍盒與八叉樹結構的剔除算法 141
4.4 復雜數字孿生的應用案例 145
第5章 電子設備數字孿生系統的構建 153
5.1 電子設備數字孿生體數字世界的構建 153
5.1.1 製造孿生樣機的構建 153
5.1.2 產品孿生樣機的構建 162
5.2 電子設備數字孿生體物理世界的構建 172
5.2.1 面向數字孿生的智能製造車間構建 172
5.2.2 面向數字孿生的智能電子設備構建 178
5.3 電子設備數字孿生的虛實融合 181
5.3.1 數據融合 181
5.3.2 行為融合 185
5.3.3 交互融合 187
第6章 電子設備數字孿生系統的應用 188
6.1 基於數字孿生的智慧設計 188
6.1.1 基於數字孿生的設計優化 188
6.1.2 基於數字孿生的工藝優化 189
6.1.3 基於數字孿生的人因分析與優化 190
6.2 基於數字孿生的智能製造 191
6.2.1 數據驅動的自適應加工 191
6.2.2 基於數字孿生的智能裝配 192
6.2.3 基於數字孿生的質量管理 194
6.3 基於數字孿生的智能運維 195
6.3.1 基於數字孿生的健康監控與運行優化 195
6.3.2 基於數字孿生的故障診斷與維修 196