浅析数字孪生对出版数字化转型的意义

邓昱洲 左仲海

摘 要：数字孪生技术作为一种可以应用于工业、农业、文化产业、科学研究、城市治理的新一代信息技术，在抗击疫情、提升政府治理水平等方面表现出巨大的潜力。对于出版业来说，数字孪生既是图书选题开发的重要方向，也为出版业数字化转型提供了一条可行的道路。本文简要介绍了数字孪生的提出和各国对该技术的探索，并就数字孪生相关选题开发及其对出版数字化转型的作用进行了论述。了解数字孪生，对于后疫情时期的选题开发，推动出版业业务侧和生产侧的数字化转型有着新的意义。

关键词：数字孪生 图书选题开发 数字化

2020年初爆发的新冠肺炎疫情给全球带来了巨大的影响。值得注意的是，在抗疫过程中为了更好地实现对疫情的监控，协助医护人员高效地进行检测和实施救治，应用了一批高科技产品和技术，这些技术为提高政府治理能力提供了支撑。在新一代信息技术大力发展的情况下，借助信息技术提高政府治理能力成为一条有效路径，智慧城市这一未来城市的发展理念进入大众视野，而作为智慧城市核心的数字孪生技术，也越来越多地成为被讨论的对象。数字孪生技术是解决物资流通规划、密接筛查、模拟疫情扩散从而为政策制定提供依据的利器。事实上，数字孪生技术不止在城市治理中有着广泛的应用前景，在工业、农业、文化产业、科学研究等领域的数据治理、资源规划、模拟等方面均能提供架构性的支撑服务。

对于出版业来说，新冠肺炎疫情加速了其数字化转型。对于科技类出版社来说，了解数字孪生，既是对疫情很好的总结和反思，有助于选题方向的开发;也是对自身数字化转型，提升出版社综合实力的有力推动。

一、数字孪生的提出

数字孪生的概念最早见于美国空军研究实验室的报告。[1]2011年3月，美国空军研究实验室结构力学部门的研究人员做了题目为“Condition-based Maintenance Plus Structural Integrity （CBM+SI） & the Airframe Digital Twin”的演讲，首次在公开场合明确提到了数字孪生。这之后，NASA等机构也在公开场合宣传数字孪生概念，为数字孪生概念的推广奠定了基础。尽管数字孪生给出了“集成产品贯穿从概念设计到退役的整个生命周期生成的所有（电子）数据和信息，通过建模、分析等方法来预测和优化与产品相关的决策”这样的阐释[2][3]，但是在技术发展的背景下，数字孪生依然可以看作多种技术发展成熟后的集成产物，其中的核心技术就是逐步成熟的计算机辅助设计软件和仿真技术。在美国空军研究实验室和NASA提出数字孪生之后，数字孪生立即吸引了企业的注意，包括通用电气、微软、IBM、西门子等公司均成立了致力于数字孪生技术研发的部门，并推出了各自的数字孪生解决方案。

从数字孪生的提出和早期的发展不难看出，数字孪生技术的目的是为了解决工业领域尤其是制造业等流程工业的问题。不过随着数字化和信息化的发展，数字孪生应用的范围也在逐步扩展。能源、化工等非流程工业，医疗健康、电子政务等公共服务领域均出现了基于数字孪生的解决方案。虽然以目前的技术还无法实现数字孪生概念中提到的终极目标，但是数字孪生在越来越多的领域展现了自己的优势，同时，作为一个技术集成的概念，数字孪生也将受益于云计算、大数据、物联网、人工智能、移动通信等新基建的发展，以更加灵活的方式集成新技术、新应用，更早为各个领域提供解决方案。

二、国内外对数字孪生的探索

美国是最早开展数字孪生应用的国家，这一方面得益于美国在航空航天领域的投入，完成了技术积累，另一方面则是大量的美国企业参与了数字孪生的开发与研究。这其中比较典型的企业既有传统制造业的领军企业，如GE，也有科技新贵，如微软和IBM。

GE于2012年提出了工业互联网这一概念，之后，也开始了对数字孪生技术的探索。2013年，GE推出了Predix数字化平台，并基于该平台开发工业互联网解决方案，包括工业操作系统、工业数据管控分析方案和数字孪生方案等。GE的数字孪生解决方案主要被应用于航空工业领域和模拟产品的全生命周期。

微软于2019年年底推出了基于微软Azure云服务的Azure数字孪生。Azure数字孪生是一个IoT平台，可用于创建整个环境的完整数字模型。这些环境可能是建筑物、工厂、农场、能源网络、铁路、体育场，甚至是整个城市。

IBM在仿真領域的探索可以追溯到其深度参与NASA的“阿波罗计划”，并为阿波罗载人航天飞船提供了实时复合计算机（RTCC）系统。IBM认为数字孪生的目的是为现实世界的行为建模，帮助人们做出更好的商业决策。它既可以直接给出决策结果，也可以间接地输出对行为的预期来帮助人们进行训练。数字孪生能够解决的问题包括但不限于获取需求、设计产品、规划项目、可靠性工程、训练、实时决策、回收利用等。

我国在数字孪生方面的探索起步较晚，且与国外在具备较为成熟的仿真软件等工业软件的基础上发展数字孪生技术不同，我国的工业软件还相对薄弱，更多地聚焦于一些基础技术，例如云计算、大数据等技术。尽管如此，数字孪生还是吸引了阿里巴巴等一批企业的关注，提出了“数字孪生城市”等一些新理念[4]，也涌现出一批聚焦于数字孪生解决方案的企业。相比于单纯在工业领域的探索，我国的政府和企业也十分关注数字孪生在公共服务领域的应用，提出了包括“数字孪生城市”“数字孪生交通”等理念，同时也积极将数字孪生应用于能源、水务等公共服务领域。

三、数字孪生与出版数字化转型

1.图书选题开发

通过对比国内外数字孪生的发展不难看出，欧美立足于自身工业水平，重点关注数字孪生在工业领域的应用，因此其在基础理论、软件技术等方面具备一定的领先优势，也会在这些方面继续投入资源进行研发;我国的企业则立足国情，在追赶基础技术差距的同时，积极探索数字孪生在公共服务领域的应用。

因此从图书选题开发即业务侧的角度来说，可以持续性地开发数字孪生的相关选题。一方面我们应该关注数字孪生所涉及的基础技术，例如云计算、大数据、人工智能、工业软件等，尤其是这些技术的基础理论研究，从而为数字孪生的发展提供助力，重点关注我国较为薄弱的领域和这些方向的研究者，帮助国内的研究者创造一个良好的讨论环境，及时将学术成果出版，同时也让大众了解我国学界在追赶基础学科差距做出的努力;另一方面也需要清楚我国在数字孪生技术发展过程中出现的中国特色，例如我国在基础设施方面的建设相对超前，在某些领域已经达到世界一流水平，如数字经济，针对这样的情况，及时总结发展过程中的得与失，将经验和教训更好地传达给国内外的读者，就能够讲好中国故事。

数字孪生在公共服务领域的应用是其在我国发展的一个特色，相较于国外，我国政府在提高政府执政能力方面具有更高的意愿和能力，因此我们也应该关注这一领域，选取好的理念、技术和成熟的应用案例作为图书选题方向，将成熟的应用介绍到更广泛的基层，助力政府提高公共服务能力。

数字孪生对于工业和农业来说，也是重要的技术底座。在万物互联的当下，数字孪生对于现实世界的模拟结果可以更好地成为工业和农业生产过程中调控和规划生产资料的重要依据。这一技术已经广泛应用于国外的制造企业，如美国波音公司、德国西门子公司等，在高端制造业具有重要的地位。对于我国来说，工业互联网等新基建也正需要数字孪生技术的支持。作为5G普及程度最高的国家，如何充分利用新基建带来的优势，推动工业互联网的构建，是我国工信事业发展需要解决的重要问题，而数字孪生技术给出了一条潜在的解决路径。

作为一个新兴的概念，数字孪生在学界和企业间尚存在大量的讨论，概念的边界也不甚明晰。这对于出版来说既是机遇也是挑战。一方面，我们要关注有洞见的观点，尤其是阐释数字孪生内涵的观点，帮助企业了解数字孪生，也让大众能够提前接触数字孪生;另一方面，我们也应该清楚地认识到，每一个技术的发展都需要经历一个竞争过程才能找到最好的发展路径，因此在筛选图书选题时要恰当掌握度，为各种观点的正常交流创造一个良好的环境，避免成为宣传的工具。百家争鸣才能诞生优美的音乐，百花齐放才能彰显美好的春天。

2.出版的数字化转型

作为相对传统的行业，出版业的数字化转型相对于制造业、金融业等较为落后。但是进入新时代，越来越多的出版机构认识到数字化转型带来的机遇，纷纷开展数字业务，拓宽企业发展赛道。

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出了要实施文化产业数字化战略，其中全媒体传播和数字文化建设入选社会主义文化繁荣发展工程。[5]《出版物发行业“十四五”时期发展专项规划》《印刷业“十四五”时期发展专项规划》中也分别提出了以新发展理念为引领，加快“绿色化、数字化、智能化、融合化”发展;初步形成专业化运营体系、融合化发展业态、数字化转型模式和智能化消费服务新发展格局。[6]在“十四五”时期，国家对出版业提出了更高的信息化建设的要求，出版业也面临着数字化转型的浪潮。而数字孪生技术作为新一代信息技术发展的一条路径，不仅可以为出版业提供丰富的选题方向，同时也是出版业数字化转型道路上的一个机遇。

发展数字业务是顺应时代潮流，但是同时，也需要认识到，类似数字孿生技术的新一代信息技术，更多的是一种赋能的技术。相比于从业务侧推动的数字化转型，从生产侧推动的数字化转型却未受到足够的关注，而赋能生产则是数字孪生技术更为擅长的手段。数字孪生技术中对于大数据的应用和分析可以很好地支持选题开发、营销策略，以及生产计划的制定。此外，数字孪生对于全产品周期的监控和模拟也有助于制定产品策略，打通企业前后端，以及为读者提供更加人性化的定制服务。

参考文献：

[1]什么是数字孪生？[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]城市大脑：探索“数字孪生城市”[EB/OL].（2018-06-28）[2020-07-19].https：//developer.aliyun.com/article/603873.

[5]中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要[EB/OL]. （2021-03-13）[2022-02-06].http：//www.gov.cn/xinwen/2021-03/13/content_5592681.htm.

[6]国家新闻出版署关于印发《出版业“十四五”时期发展规划》的通知[EB/OL].（2021-12-30）[2022-02-06].https：//www.nppa.gov.cn/nppa/contents/279/102953.shtml.

（作者单位系人民邮电出版社）