本书重点介绍了数字孪生现有的发展水平、技术特点、研究动态, 从硬件和软件两个方面, 分别探讨了数字孪生中数据采集、数据分析、智能决策和预测控制等技术在中药制药工业中的具体应用。 同时以中药制药环节中的提取、浓缩和干燥等具体工艺环节为例, 分析了现有工艺的技术缺陷, 重点讨论了数字孪生技术在这些生产工艺环节中的具体应用。 通过工程实践数据和实验室小试数据的对比分析, 讨论了数字孪生技术在工程应用环节的部署实施方案, 并展示了对现有工艺所带来的实际工程效果。

      本书主要读者对象主要为从事中药制药生产、科研以及设计的广大科研人员、管理干部、技术工人以及相关院校的师生,亦可以是化工领域或者相关工业领域的相关从业人员和相关院校师生。

目  录

第一章引言 -001

第一节数字孪生技术的历史和发展-001

一、数字孪生技术的基本概念和定义 -001

二、数字孪生技术的起源 -002

三、数字孪生技术的发展进程 -002

第二节 数字孪生技术的研究现状和应用价值 -003

一、数字孪生技术的研究现状 -003

二、数字孪生技术的典型特征 -004

三、数字孪生技术的应用价值 -004

第三节 数字孪生技术与中药制药-006

第二章中药制药领域中的数字孪生技术 -008

第一节中药智能制造的内涵与特征 -008

一、中药智能制造的内涵 -008

二、中药智能制造的特点 - 009

第二节 智能制药与数字孪生技术-010

一、智能制药的定义与特征 -010

二、数字孪生技术在智能制药中的应用-010

第三节 数字孪生技术的技术特点和核心要求 -011

一、数字孪生技术的技术特点 -011

二、数字孪生技术应用的核心要求-011

三、嵌入数字孪生技术应用的显著特点 -012

第四节 数字孪生技术在现代中药制药中的应用 -012

第三章中药制药数字孪生技术架构-015

第一节中药数字孪生技术架构-015

一、物理组件-016

二、虚拟组件-016

三、数据管理  -017

第二节  中药制药数字孪生技术的关键技术-017

一、数据采集技术-017

二、数字化建模技术-019

三、模拟仿真技术-020

四、数据分析和挖掘技术-020

五、决策优化技术-021

第三节  中药制药工艺对数字孪生技术要求  -022

一、中药制药行业需要解决的痛点问题-022

二、中药智能制造技术的需求分析  -023

三、中药制药工业的智能制造关键技术体系-024

第四章  中药制药数字孪生技术数据采集技术  -026

第一节  数据采集技术-026

一、过程参数的数据采集技术-026

二、药品质量的数据采集技术-039

第二节  实时信号处理技术-045

一、单片机技术  -046

二、PLC技术-047

三、FPGA技术-049

四、DSP技术-050

五、GPU技术-051

六、CPLD技术-051

第三节  数字空间与物理空间的数据交互  -052

一、数据传输  -052

二、数据处理-054

三、数据储存  -054

第四节  微波技术用于中药制药投料前整包含水率在线检测-055

一、仪器与材料-056

二、实验方法-057

三、结果与讨论-058

第五节  高光谱成像结合人工智能技术探索天然金银花提取物的干燥行为  -063

一、材料和方法-064

二、实验结果分析-067

三、高光谱技术的技术优势-071