淺析數字孿生對出版數字化轉型的意義

鄧昱洲 左仲海

摘 要：數字孿生技術作為一種可以應用于工業、農業、文化產業、科學研究、城市治理的新一代信息技術，在抗擊疫情、提升政府治理水平等方面表現出巨大的潛力。對于出版業來說，數字孿生既是圖書選題開發的重要方向，也為出版業數字化轉型提供了一條可行的道路。本文簡要介紹了數字孿生的提出和各國對該技術的探索，并就數字孿生相關選題開發及其對出版數字化轉型的作用進行了論述。了解數字孿生，對于后疫情時期的選題開發，推動出版業業務側和生產側的數字化轉型有著新的意義。

關鍵詞：數字孿生 圖書選題開發 數字化

2020年初爆發的新冠肺炎疫情給全球帶來了巨大的影響。值得注意的是，在抗疫過程中為了更好地實現對疫情的監控，協助醫護人員高效地進行檢測和實施救治，應用了一批高科技產品和技術，這些技術為提高政府治理能力提供了支撐。在新一代信息技術大力發展的情況下，借助信息技術提高政府治理能力成為一條有效路徑，智慧城市這一未來城市的發展理念進入大眾視野，而作為智慧城市核心的數字孿生技術，也越來越多地成為被討論的對象。數字孿生技術是解決物資流通規劃、密接篩查、模擬疫情擴散從而為政策制定提供依據的利器。事實上，數字孿生技術不止在城市治理中有著廣泛的應用前景，在工業、農業、文化產業、科學研究等領域的數據治理、資源規劃、模擬等方面均能提供架構性的支撐服務。

對于出版業來說，新冠肺炎疫情加速了其數字化轉型。對于科技類出版社來說，了解數字孿生，既是對疫情很好的總結和反思，有助于選題方向的開發;也是對自身數字化轉型，提升出版社綜合實力的有力推動。

一、數字孿生的提出

數字孿生的概念最早見于美國空軍研究實驗室的報告。[1]2011年3月，美國空軍研究實驗室結構力學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，首次在公開場合明確提到了數字孿生。這之后，NASA等機構也在公開場合宣傳數字孿生概念，為數字孿生概念的推廣奠定了基礎。盡管數字孿生給出了“集成產品貫穿從概念設計到退役的整個生命周期生成的所有（電子）數據和信息，通過建模、分析等方法來預測和優化與產品相關的決策”這樣的闡釋[2][3]，但是在技術發展的背景下，數字孿生依然可以看作多種技術發展成熟后的集成產物，其中的核心技術就是逐步成熟的計算機輔助設計軟件和仿真技術。在美國空軍研究實驗室和NASA提出數字孿生之后，數字孿生立即吸引了企業的注意，包括通用電氣、微軟、IBM、西門子等公司均成立了致力于數字孿生技術研發的部門，并推出了各自的數字孿生解決方案。

從數字孿生的提出和早期的發展不難看出，數字孿生技術的目的是為了解決工業領域尤其是制造業等流程工業的問題。不過隨著數字化和信息化的發展，數字孿生應用的范圍也在逐步擴展。能源、化工等非流程工業，醫療健康、電子政務等公共服務領域均出現了基于數字孿生的解決方案。雖然以目前的技術還無法實現數字孿生概念中提到的終極目標，但是數字孿生在越來越多的領域展現了自己的優勢，同時，作為一個技術集成的概念，數字孿生也將受益于云計算、大數據、物聯網、人工智能、移動通信等新基建的發展，以更加靈活的方式集成新技術、新應用，更早為各個領域提供解決方案。

二、國內外對數字孿生的探索

美國是最早開展數字孿生應用的國家，這一方面得益于美國在航空航天領域的投入，完成了技術積累，另一方面則是大量的美國企業參與了數字孿生的開發與研究。這其中比較典型的企業既有傳統制造業的領軍企業，如GE，也有科技新貴，如微軟和IBM。

GE于2012年提出了工業互聯網這一概念，之后，也開始了對數字孿生技術的探索。2013年，GE推出了Predix數字化平臺，并基于該平臺開發工業互聯網解決方案，包括工業操作系統、工業數據管控分析方案和數字孿生方案等。GE的數字孿生解決方案主要被應用于航空工業領域和模擬產品的全生命周期。

微軟于2019年年底推出了基于微軟Azure云服務的Azure數字孿生。Azure數字孿生是一個IoT平臺，可用于創建整個環境的完整數字模型。這些環境可能是建筑物、工廠、農場、能源網絡、鐵路、體育場，甚至是整個城市。

IBM在仿真領域的探索可以追溯到其深度參與NASA的“阿波羅計劃”，并為阿波羅載人航天飛船提供了實時復合計算機（RTCC）系統。IBM認為數字孿生的目的是為現實世界的行為建模，幫助人們做出更好的商業決策。它既可以直接給出決策結果，也可以間接地輸出對行為的預期來幫助人們進行訓練。數字孿生能夠解決的問題包括但不限于獲取需求、設計產品、規劃項目、可靠性工程、訓練、實時決策、回收利用等。

我國在數字孿生方面的探索起步較晚，且與國外在具備較為成熟的仿真軟件等工業軟件的基礎上發展數字孿生技術不同，我國的工業軟件還相對薄弱，更多地聚焦于一些基礎技術，例如云計算、大數據等技術。盡管如此，數字孿生還是吸引了阿里巴巴等一批企業的關注，提出了“數字孿生城市”等一些新理念[4]，也涌現出一批聚焦于數字孿生解決方案的企業。相比于單純在工業領域的探索，我國的政府和企業也十分關注數字孿生在公共服務領域的應用，提出了包括“數字孿生城市”“數字孿生交通”等理念，同時也積極將數字孿生應用于能源、水務等公共服務領域。

三、數字孿生與出版數字化轉型

1.圖書選題開發

通過對比國內外數字孿生的發展不難看出，歐美立足于自身工業水平，重點關注數字孿生在工業領域的應用，因此其在基礎理論、軟件技術等方面具備一定的領先優勢，也會在這些方面繼續投入資源進行研發;我國的企業則立足國情，在追趕基礎技術差距的同時，積極探索數字孿生在公共服務領域的應用。

因此從圖書選題開發即業務側的角度來說，可以持續性地開發數字孿生的相關選題。一方面我們應該關注數字孿生所涉及的基礎技術，例如云計算、大數據、人工智能、工業軟件等，尤其是這些技術的基礎理論研究，從而為數字孿生的發展提供助力，重點關注我國較為薄弱的領域和這些方向的研究者，幫助國內的研究者創造一個良好的討論環境，及時將學術成果出版，同時也讓大眾了解我國學界在追趕基礎學科差距做出的努力;另一方面也需要清楚我國在數字孿生技術發展過程中出現的中國特色，例如我國在基礎設施方面的建設相對超前，在某些領域已經達到世界一流水平，如數字經濟，針對這樣的情況，及時總結發展過程中的得與失，將經驗和教訓更好地傳達給國內外的讀者，就能夠講好中國故事。

數字孿生在公共服務領域的應用是其在我國發展的一個特色，相較于國外，我國政府在提高政府執政能力方面具有更高的意愿和能力，因此我們也應該關注這一領域，選取好的理念、技術和成熟的應用案例作為圖書選題方向，將成熟的應用介紹到更廣泛的基層，助力政府提高公共服務能力。

數字孿生對于工業和農業來說，也是重要的技術底座。在萬物互聯的當下，數字孿生對于現實世界的模擬結果可以更好地成為工業和農業生產過程中調控和規劃生產資料的重要依據。這一技術已經廣泛應用于國外的制造企業，如美國波音公司、德國西門子公司等，在高端制造業具有重要的地位。對于我國來說，工業互聯網等新基建也正需要數字孿生技術的支持。作為5G普及程度最高的國家，如何充分利用新基建帶來的優勢，推動工業互聯網的構建，是我國工信事業發展需要解決的重要問題，而數字孿生技術給出了一條潛在的解決路徑。

作為一個新興的概念，數字孿生在學界和企業間尚存在大量的討論，概念的邊界也不甚明晰。這對于出版來說既是機遇也是挑戰。一方面，我們要關注有洞見的觀點，尤其是闡釋數字孿生內涵的觀點，幫助企業了解數字孿生，也讓大眾能夠提前接觸數字孿生;另一方面，我們也應該清楚地認識到，每一個技術的發展都需要經歷一個競爭過程才能找到最好的發展路徑，因此在篩選圖書選題時要恰當掌握度，為各種觀點的正常交流創造一個良好的環境，避免成為宣傳的工具。百家爭鳴才能誕生優美的音樂，百花齊放才能彰顯美好的春天。

2.出版的數字化轉型

作為相對傳統的行業，出版業的數字化轉型相對于制造業、金融業等較為落后。但是進入新時代，越來越多的出版機構認識到數字化轉型帶來的機遇，紛紛開展數字業務，拓寬企業發展賽道。

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中提出了要實施文化產業數字化戰略，其中全媒體傳播和數字文化建設入選社會主義文化繁榮發展工程。[5]《出版物發行業“十四五”時期發展專項規劃》《印刷業“十四五”時期發展專項規劃》中也分別提出了以新發展理念為引領，加快“綠色化、數字化、智能化、融合化”發展;初步形成專業化運營體系、融合化發展業態、數字化轉型模式和智能化消費服務新發展格局。[6]在“十四五”時期，國家對出版業提出了更高的信息化建設的要求，出版業也面臨著數字化轉型的浪潮。而數字孿生技術作為新一代信息技術發展的一條路徑，不僅可以為出版業提供豐富的選題方向，同時也是出版業數字化轉型道路上的一個機遇。

發展數字業務是順應時代潮流，但是同時，也需要認識到，類似數字孿生技術的新一代信息技術，更多的是一種賦能的技術。相比于從業務側推動的數字化轉型，從生產側推動的數字化轉型卻未受到足夠的關注，而賦能生產則是數字孿生技術更為擅長的手段。數字孿生技術中對于大數據的應用和分析可以很好地支持選題開發、營銷策略，以及生產計劃的制定。此外，數字孿生對于全產品周期的監控和模擬也有助于制定產品策略，打通企業前后端，以及為讀者提供更加人性化的定制服務。

參考文獻：

[1]什么是數字孿生？[EB/OL]. （2019-12-25）[2020-07-19].https：//zhuanlan.zhihu.com/p/99249900.

[2]ROSEN R.，VON WICHERT G.，LO G.，et al..About The Importance of Autonomy and Digital Twins for the Future of Manufacturing[J].IFAC-Papers OnLine，2015，48（3）：567-572.

[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]中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要[EB/OL]. （2021-03-13）[2022-02-06].http：//www.gov.cn/xinwen/2021-03/13/content_5592681.htm.

[6]國家新聞出版署關于印發《出版業“十四五”時期發展規劃》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）