鄧昱洲 左仲海

摘 要：數(shù)字孿生技術(shù)作為一種可以應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)、科學(xué)研究、城市治理的新一代信息技術(shù)，在抗擊疫情、提升政府治理水平等方面表現(xiàn)出巨大的潛力。對(duì)于出版業(yè)來(lái)說(shuō)，數(shù)字孿生既是圖書選題開發(fā)的重要方向，也為出版業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了一條可行的道路。本文簡(jiǎn)要介紹了數(shù)字孿生的提出和各國(guó)對(duì)該技術(shù)的探索，并就數(shù)字孿生相關(guān)選題開發(fā)及其對(duì)出版數(shù)字化轉(zhuǎn)型的作用進(jìn)行了論述。了解數(shù)字孿生，對(duì)于后疫情時(shí)期的選題開發(fā)，推動(dòng)出版業(yè)業(yè)務(wù)側(cè)和生產(chǎn)側(cè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型有著新的意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)字孿生 圖書選題開發(fā) 數(shù)字化

2020年初爆發(fā)的新冠肺炎疫情給全球帶來(lái)了巨大的影響。值得注意的是，在抗疫過(guò)程中為了更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)疫情的監(jiān)控，協(xié)助醫(yī)護(hù)人員高效地進(jìn)行檢測(cè)和實(shí)施救治，應(yīng)用了一批高科技產(chǎn)品和技術(shù)，這些技術(shù)為提高政府治理能力提供了支撐。在新一代信息技術(shù)大力發(fā)展的情況下，借助信息技術(shù)提高政府治理能力成為一條有效路徑，智慧城市這一未來(lái)城市的發(fā)展理念進(jìn)入大眾視野，而作為智慧城市核心的數(shù)字孿生技術(shù)，也越來(lái)越多地成為被討論的對(duì)象。數(shù)字孿生技術(shù)是解決物資流通規(guī)劃、密接篩查、模擬疫情擴(kuò)散從而為政策制定提供依據(jù)的利器。事實(shí)上，數(shù)字孿生技術(shù)不止在城市治理中有著廣泛的應(yīng)用前景，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)、科學(xué)研究等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)治理、資源規(guī)劃、模擬等方面均能提供架構(gòu)性的支撐服務(wù)。

對(duì)于出版業(yè)來(lái)說(shuō)，新冠肺炎疫情加速了其數(shù)字化轉(zhuǎn)型。對(duì)于科技類出版社來(lái)說(shuō)，了解數(shù)字孿生，既是對(duì)疫情很好的總結(jié)和反思，有助于選題方向的開發(fā);也是對(duì)自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升出版社綜合實(shí)力的有力推動(dòng)。

一、數(shù)字孿生的提出

數(shù)字孿生的概念最早見于美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室的報(bào)告。[1]2011年3月，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)力學(xué)部門的研究人員做了題目為“Condition-based Maintenance Plus Structural Integrity （CBM+SI） & the Airframe Digital Twin”的演講，首次在公開場(chǎng)合明確提到了數(shù)字孿生。這之后，NASA等機(jī)構(gòu)也在公開場(chǎng)合宣傳數(shù)字孿生概念，為數(shù)字孿生概念的推廣奠定了基礎(chǔ)。盡管數(shù)字孿生給出了“集成產(chǎn)品貫穿從概念設(shè)計(jì)到退役的整個(gè)生命周期生成的所有（電子）數(shù)據(jù)和信息，通過(guò)建模、分析等方法來(lái)預(yù)測(cè)和優(yōu)化與產(chǎn)品相關(guān)的決策”這樣的闡釋[2][3]，但是在技術(shù)發(fā)展的背景下，數(shù)字孿生依然可以看作多種技術(shù)發(fā)展成熟后的集成產(chǎn)物，其中的核心技術(shù)就是逐步成熟的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件和仿真技術(shù)。在美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室和NASA提出數(shù)字孿生之后，數(shù)字孿生立即吸引了企業(yè)的注意，包括通用電氣、微軟、IBM、西門子等公司均成立了致力于數(shù)字孿生技術(shù)研發(fā)的部門，并推出了各自的數(shù)字孿生解決方案。

從數(shù)字孿生的提出和早期的發(fā)展不難看出，數(shù)字孿生技術(shù)的目的是為了解決工業(yè)領(lǐng)域尤其是制造業(yè)等流程工業(yè)的問(wèn)題。不過(guò)隨著數(shù)字化和信息化的發(fā)展，數(shù)字孿生應(yīng)用的范圍也在逐步擴(kuò)展。能源、化工等非流程工業(yè)，醫(yī)療健康、電子政務(wù)等公共服務(wù)領(lǐng)域均出現(xiàn)了基于數(shù)字孿生的解決方案。雖然以目前的技術(shù)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生概念中提到的終極目標(biāo)，但是數(shù)字孿生在越來(lái)越多的領(lǐng)域展現(xiàn)了自己的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，作為一個(gè)技術(shù)集成的概念，數(shù)字孿生也將受益于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、移動(dòng)通信等新基建的發(fā)展，以更加靈活的方式集成新技術(shù)、新應(yīng)用，更早為各個(gè)領(lǐng)域提供解決方案。

二、國(guó)內(nèi)外對(duì)數(shù)字孿生的探索

美國(guó)是最早開展數(shù)字孿生應(yīng)用的國(guó)家，這一方面得益于美國(guó)在航空航天領(lǐng)域的投入，完成了技術(shù)積累，另一方面則是大量的美國(guó)企業(yè)參與了數(shù)字孿生的開發(fā)與研究。這其中比較典型的企業(yè)既有傳統(tǒng)制造業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，如GE，也有科技新貴，如微軟和IBM。

GE于2012年提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這一概念，之后，也開始了對(duì)數(shù)字孿生技術(shù)的探索。2013年，GE推出了Predix數(shù)字化平臺(tái)，并基于該平臺(tái)開發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案，包括工業(yè)操作系統(tǒng)、工業(yè)數(shù)據(jù)管控分析方案和數(shù)字孿生方案等。GE的數(shù)字孿生解決方案主要被應(yīng)用于航空工業(yè)領(lǐng)域和模擬產(chǎn)品的全生命周期。

微軟于2019年年底推出了基于微軟Azure云服務(wù)的Azure數(shù)字孿生。Azure數(shù)字孿生是一個(gè)IoT平臺(tái)，可用于創(chuàng)建整個(gè)環(huán)境的完整數(shù)字模型。這些環(huán)境可能是建筑物、工廠、農(nóng)場(chǎng)、能源網(wǎng)絡(luò)、鐵路、體育場(chǎng)，甚至是整個(gè)城市。

IBM在仿真領(lǐng)域的探索可以追溯到其深度參與NASA的“阿波羅計(jì)劃”，并為阿波羅載人航天飛船提供了實(shí)時(shí)復(fù)合計(jì)算機(jī)（RTCC）系統(tǒng)。IBM認(rèn)為數(shù)字孿生的目的是為現(xiàn)實(shí)世界的行為建模，幫助人們做出更好的商業(yè)決策。它既可以直接給出決策結(jié)果，也可以間接地輸出對(duì)行為的預(yù)期來(lái)幫助人們進(jìn)行訓(xùn)練。數(shù)字孿生能夠解決的問(wèn)題包括但不限于獲取需求、設(shè)計(jì)產(chǎn)品、規(guī)劃項(xiàng)目、可靠性工程、訓(xùn)練、實(shí)時(shí)決策、回收利用等。

我國(guó)在數(shù)字孿生方面的探索起步較晚，且與國(guó)外在具備較為成熟的仿真軟件等工業(yè)軟件的基礎(chǔ)上發(fā)展數(shù)字孿生技術(shù)不同，我國(guó)的工業(yè)軟件還相對(duì)薄弱，更多地聚焦于一些基礎(chǔ)技術(shù)，例如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)。盡管如此，數(shù)字孿生還是吸引了阿里巴巴等一批企業(yè)的關(guān)注，提出了“數(shù)字孿生城市”等一些新理念[4]，也涌現(xiàn)出一批聚焦于數(shù)字孿生解決方案的企業(yè)。相比于單純?cè)诠I(yè)領(lǐng)域的探索，我國(guó)的政府和企業(yè)也十分關(guān)注數(shù)字孿生在公共服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用，提出了包括“數(shù)字孿生城市”“數(shù)字孿生交通”等理念，同時(shí)也積極將數(shù)字孿生應(yīng)用于能源、水務(wù)等公共服務(wù)領(lǐng)域。

三、數(shù)字孿生與出版數(shù)字化轉(zhuǎn)型

1.圖書選題開發(fā)

通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)外數(shù)字孿生的發(fā)展不難看出，歐美立足于自身工業(yè)水平，重點(diǎn)關(guān)注數(shù)字孿生在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，因此其在基礎(chǔ)理論、軟件技術(shù)等方面具備一定的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，也會(huì)在這些方面繼續(xù)投入資源進(jìn)行研發(fā);我國(guó)的企業(yè)則立足國(guó)情，在追趕基礎(chǔ)技術(shù)差距的同時(shí)，積極探索數(shù)字孿生在公共服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用。

因此從圖書選題開發(fā)即業(yè)務(wù)側(cè)的角度來(lái)說(shuō)，可以持續(xù)性地開發(fā)數(shù)字孿生的相關(guān)選題。一方面我們應(yīng)該關(guān)注數(shù)字孿生所涉及的基礎(chǔ)技術(shù)，例如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)軟件等，尤其是這些技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究，從而為數(shù)字孿生的發(fā)展提供助力，重點(diǎn)關(guān)注我國(guó)較為薄弱的領(lǐng)域和這些方向的研究者，幫助國(guó)內(nèi)的研究者創(chuàng)造一個(gè)良好的討論環(huán)境，及時(shí)將學(xué)術(shù)成果出版，同時(shí)也讓大眾了解我國(guó)學(xué)界在追趕基礎(chǔ)學(xué)科差距做出的努力;另一方面也需要清楚我國(guó)在數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的中國(guó)特色，例如我國(guó)在基礎(chǔ)設(shè)施方面的建設(shè)相對(duì)超前，在某些領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到世界一流水平，如數(shù)字經(jīng)濟(jì)，針對(duì)這樣的情況，及時(shí)總結(jié)發(fā)展過(guò)程中的得與失，將經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)更好地傳達(dá)給國(guó)內(nèi)外的讀者，就能夠講好中國(guó)故事。

數(shù)字孿生在公共服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用是其在我國(guó)發(fā)展的一個(gè)特色，相較于國(guó)外，我國(guó)政府在提高政府執(zhí)政能力方面具有更高的意愿和能力，因此我們也應(yīng)該關(guān)注這一領(lǐng)域，選取好的理念、技術(shù)和成熟的應(yīng)用案例作為圖書選題方向，將成熟的應(yīng)用介紹到更廣泛的基層，助力政府提高公共服務(wù)能力。

數(shù)字孿生對(duì)于工業(yè)和農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō)，也是重要的技術(shù)底座。在萬(wàn)物互聯(lián)的當(dāng)下，數(shù)字孿生對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界的模擬結(jié)果可以更好地成為工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中調(diào)控和規(guī)劃生產(chǎn)資料的重要依據(jù)。這一技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)外的制造企業(yè)，如美國(guó)波音公司、德國(guó)西門子公司等，在高端制造業(yè)具有重要的地位。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新基建也正需要數(shù)字孿生技術(shù)的支持。作為5G普及程度最高的國(guó)家，如何充分利用新基建帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，是我國(guó)工信事業(yè)發(fā)展需要解決的重要問(wèn)題，而數(shù)字孿生技術(shù)給出了一條潛在的解決路徑。

作為一個(gè)新興的概念，數(shù)字孿生在學(xué)界和企業(yè)間尚存在大量的討論，概念的邊界也不甚明晰。這對(duì)于出版來(lái)說(shuō)既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。一方面，我們要關(guān)注有洞見的觀點(diǎn)，尤其是闡釋數(shù)字孿生內(nèi)涵的觀點(diǎn)，幫助企業(yè)了解數(shù)字孿生，也讓大眾能夠提前接觸數(shù)字孿生;另一方面，我們也應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到，每一個(gè)技術(shù)的發(fā)展都需要經(jīng)歷一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程才能找到最好的發(fā)展路徑，因此在篩選圖書選題時(shí)要恰當(dāng)掌握度，為各種觀點(diǎn)的正常交流創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境，避免成為宣傳的工具。百家爭(zhēng)鳴才能誕生優(yōu)美的音樂，百花齊放才能彰顯美好的春天。

2.出版的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

作為相對(duì)傳統(tǒng)的行業(yè)，出版業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型相對(duì)于制造業(yè)、金融業(yè)等較為落后。但是進(jìn)入新時(shí)代，越來(lái)越多的出版機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)到數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來(lái)的機(jī)遇，紛紛開展數(shù)字業(yè)務(wù)，拓寬企業(yè)發(fā)展賽道。

《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中提出了要實(shí)施文化產(chǎn)業(yè)數(shù)字化戰(zhàn)略，其中全媒體傳播和數(shù)字文化建設(shè)入選社會(huì)主義文化繁榮發(fā)展工程。[5]《出版物發(fā)行業(yè)“十四五”時(shí)期發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》《印刷業(yè)“十四五”時(shí)期發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》中也分別提出了以新發(fā)展理念為引領(lǐng)，加快“綠色化、數(shù)字化、智能化、融合化”發(fā)展;初步形成專業(yè)化運(yùn)營(yíng)體系、融合化發(fā)展業(yè)態(tài)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型模式和智能化消費(fèi)服務(wù)新發(fā)展格局。[6]在“十四五”時(shí)期，國(guó)家對(duì)出版業(yè)提出了更高的信息化建設(shè)的要求，出版業(yè)也面臨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮。而數(shù)字孿生技術(shù)作為新一代信息技術(shù)發(fā)展的一條路徑，不僅可以為出版業(yè)提供豐富的選題方向，同時(shí)也是出版業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型道路上的一個(gè)機(jī)遇。

發(fā)展數(shù)字業(yè)務(wù)是順應(yīng)時(shí)代潮流，但是同時(shí)，也需要認(rèn)識(shí)到，類似數(shù)字孿生技術(shù)的新一代信息技術(shù)，更多的是一種賦能的技術(shù)。相比于從業(yè)務(wù)側(cè)推動(dòng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，從生產(chǎn)側(cè)推動(dòng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型卻未受到足夠的關(guān)注，而賦能生產(chǎn)則是數(shù)字孿生技術(shù)更為擅長(zhǎng)的手段。數(shù)字孿生技術(shù)中對(duì)于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用和分析可以很好地支持選題開發(fā)、營(yíng)銷策略，以及生產(chǎn)計(jì)劃的制定。此外，數(shù)字孿生對(duì)于全產(chǎn)品周期的監(jiān)控和模擬也有助于制定產(chǎn)品策略，打通企業(yè)前后端，以及為讀者提供更加人性化的定制服務(wù)。

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[3]SCHLEICH B.，ANWER N.， MATHIEU L.，et al..Shaping the digital twin for design and production engineering[J].Cirp Annals-manufacturing Technology， 2017，66（1）：141-144.

[4]城市大腦：探索“數(shù)字孿生城市”[EB/OL].（2018-06-28）[2020-07-19].https：//developer.aliyun.com/article/603873.

[5]中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要[EB/OL]. （2021-03-13）[2022-02-06].http：//www.gov.cn/xinwen/2021-03/13/content_5592681.htm.

[6]國(guó)家新聞出版署關(guān)于印發(fā)《出版業(yè)“十四五”時(shí)期發(fā)展規(guī)劃》的通知[EB/OL].（2021-12-30）[2022-02-06].https：//www.nppa.gov.cn/nppa/contents/279/102953.shtml.

（作者單位系人民郵電出版社）