數(shù)字孿生在我國(guó)圖書(shū)館界應(yīng)用分析

李珍娟 宋智武 甘群文

（1.廣西中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院 廣西·南寧 530001；2.廣西南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)永寧小學(xué) 廣西·南寧 530001；3.廣西中醫(yī)藥大學(xué)圖書(shū)館 廣西·南寧 530001）

隨著云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代新興技術(shù)的快速發(fā)展及在圖書(shū)館界的廣泛應(yīng)用，公眾對(duì)圖書(shū)館的要求不再滿(mǎn)足于被動(dòng)地接受服務(wù)，而是更多的要求圖書(shū)館提供各種智能化服務(wù)。因此，圖書(shū)館如何適應(yīng)新變化，從傳統(tǒng)服務(wù)行業(yè)向數(shù)字化、智能化服務(wù)轉(zhuǎn)型，切實(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)多元化需求和提高精準(zhǔn)服務(wù)能力，是圖書(shū)館未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多尺度的仿真得出數(shù)字副本過(guò)程，它作為虛擬空間中對(duì)系統(tǒng)、流程、人員、場(chǎng)所、設(shè)備等實(shí)體產(chǎn)品的實(shí)時(shí)映射，反映了相對(duì)應(yīng)物理實(shí)體產(chǎn)品的全生命周期過(guò)程[1]。作為一項(xiàng)新興技術(shù)，已經(jīng)連續(xù)多年被全球著名IT研究機(jī)構(gòu)Gartner列為當(dāng)年的十大戰(zhàn)略科技發(fā)展趨勢(shì)之一，預(yù)示著數(shù)字孿生具有廣闊的發(fā)展前景。該技術(shù)早期被廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造，但隨著國(guó)家政策的陸續(xù)出臺(tái)，數(shù)字孿生的理念已經(jīng)從傳統(tǒng)制造業(yè)向智慧城市的各個(gè)環(huán)節(jié)滲透，完成了現(xiàn)實(shí)空間與虛擬空間相互映射與實(shí)時(shí)交互。作為國(guó)家現(xiàn)代化發(fā)展的一項(xiàng)重要技術(shù)，數(shù)字孿生同樣也是實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館“開(kāi)放、合作、共享”綠色發(fā)展理念的重要途徑之一，數(shù)字孿生在圖書(shū)館領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用將極大提高圖書(shū)館管理水平，為圖書(shū)館高質(zhì)量發(fā)展賦能，從而實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館數(shù)字化的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

1 數(shù)字孿生

1.1 數(shù)字孿生的發(fā)展歷程

縱觀(guān)數(shù)字孿生的發(fā)展歷程，Data Mesh CEO李劼先生[2]把數(shù)字孿生的發(fā)展經(jīng)歷歸納三個(gè)階段，即仿真階段、3D仿真研發(fā)階段、物理空間和虛擬空間映射在一起的仿真技術(shù)階段，為大家深入了解數(shù)字孿生提供了一個(gè)清晰的脈絡(luò)。

數(shù)字孿生最早由美國(guó)國(guó)防部提出，但最先把該技術(shù)使用于智能制造領(lǐng)域的是美國(guó)航空航天局的阿波羅項(xiàng)目，他們采用數(shù)字孿生研發(fā)出兩個(gè)相同的空間飛行器，天上和地上各有一套，留在地球上的飛行器稱(chēng)為孿生體，該孿生體可以反映和預(yù)測(cè)航天器在執(zhí)行任務(wù)期間的狀況，從而幫助航天員做出準(zhǔn)確的判斷[3]。西門(mén)子工程師Stephen Ferguson曾說(shuō)過(guò)“Apollo 13:The First Digital Twin”。這就是數(shù)字孿生的起始階段，發(fā)展較為緩慢。進(jìn)入21世紀(jì)后，數(shù)字孿生再次引起人民的關(guān)注，2002年美國(guó)密歇根大學(xué)教授 Dr.Michael Grieves首次提出了數(shù)字孿生這一概念，他認(rèn)為通過(guò)物理設(shè)備的數(shù)據(jù),可以在虛擬空間構(gòu)建一個(gè)可以表征該物理設(shè)備的虛擬實(shí)體和子系統(tǒng)，并且這種聯(lián)系不是單向和靜態(tài)的，而是在整個(gè)產(chǎn)品的生命周期中都聯(lián)系在一起的[4]。2003年他在講授產(chǎn)品生命周期管理課程時(shí)再次使用了“Digital Twin（數(shù)字孿生）”[5]。此后，人們開(kāi)展了以數(shù)字模型為基礎(chǔ)的數(shù)字孿生的研究，這就是數(shù)字孿生的第二個(gè)發(fā)展階段，但仍然沒(méi)有引起同行足夠的關(guān)注。進(jìn)入2011年后，數(shù)字孿生概念得到了廣泛重視，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室首次提出開(kāi)展數(shù)字孿生應(yīng)用研究以便于解決復(fù)雜服役環(huán)境下的飛行器維護(hù)及壽命預(yù)測(cè)問(wèn)題，并于2011年3月在一次演講中明確提到了這一技術(shù)。2012年4月，美國(guó)國(guó)家航空航天局發(fā)布《建模、仿真、信息技術(shù)和處理-技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)圖》，開(kāi)始關(guān)注數(shù)字孿生技術(shù)[6]。2014年Dr.Michael Grieves在“Digital Twin:Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication”白皮書(shū)中較為詳細(xì)的闡述了數(shù)字孿生，奠定了數(shù)字孿生的基本內(nèi)涵[7]。隨后，數(shù)字孿生進(jìn)入蓬勃發(fā)展期，被廣泛應(yīng)用于航空航天、智能制造、智慧城市、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域，如2017年陶飛等提出一種車(chē)間運(yùn)行的新模式，即數(shù)字孿生車(chē)間[8]，2018年4月，雄安新區(qū)規(guī)劃綱要提出“堅(jiān)持?jǐn)?shù)字城市與現(xiàn)實(shí)城市同步規(guī)劃、同步建設(shè)”，全力打造具有深度學(xué)習(xí)能力、世界領(lǐng)先的數(shù)字城市，開(kāi)創(chuàng)“數(shù)字孿生城市”[9]。

1.2 數(shù)字孿生的核心技術(shù)

截至目前雖然數(shù)字孿生的概念仍沒(méi)有統(tǒng)一的界定，但并不影響數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展。作為一項(xiàng)新興技術(shù)，數(shù)字孿生核心技術(shù)較為寬泛，包含了三維可視技術(shù)、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等硬件和人工智能、區(qū)塊鏈等軟件技術(shù)[10]。

（1）三維可視化技術(shù)：以三維打印、3D虛擬模型、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等核心技術(shù)為支撐，將二維圖像數(shù)據(jù)如圖像或圖形模型等經(jīng)過(guò)計(jì)算重建后，在電腦上再現(xiàn)三維物體，并通過(guò)多種方式進(jìn)行展現(xiàn)其所包含的各種復(fù)雜信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界事物對(duì)象的三維建模和模擬，達(dá)到實(shí)時(shí)交互的可視化[11]。

（2）傳感器：傳感器作為一種檢測(cè)裝置，能夠?qū)?shù)據(jù)、信息實(shí)現(xiàn)有效傳輸及處理和存儲(chǔ)等，同時(shí)可以對(duì)這些數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行有效記錄和控制并及時(shí)顯示[12]。數(shù)字孿生通過(guò)使用傳感器快速獲取數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，可以全方位了解假設(shè)情景，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)結(jié)果。

（3）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（IOT）：通過(guò)RFID技術(shù)、嵌入式技術(shù)及傳感器技術(shù)等多種手段對(duì)現(xiàn)實(shí)世界事物對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集，獲取其運(yùn)行狀態(tài)信息，以達(dá)到智能跟蹤監(jiān)控的目的[13]。

（4）人工智能：人工智能技術(shù)作為當(dāng)前熱點(diǎn)技術(shù)之一，是推動(dòng)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵之一。人工智能技術(shù)不但可以使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更加順暢，同時(shí)還具有較強(qiáng)邏輯處理能力，通過(guò)對(duì)人的思維、意識(shí)進(jìn)行模仿，快速獲取分析數(shù)據(jù)，節(jié)省運(yùn)行處理時(shí)間，實(shí)現(xiàn)從“低價(jià)值的重復(fù)性勞動(dòng)”向“高價(jià)值的教化勞動(dòng)”轉(zhuǎn)變[14]。

（5）區(qū)塊鏈：區(qū)塊鏈也稱(chēng)為分布式賬本技術(shù)，由不同區(qū)塊組成，最終形成一個(gè)完整鏈條，具有去中心化、防止篡改、事中留痕、事后審計(jì)、安全防護(hù)等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)保證了區(qū)塊鏈的原始數(shù)據(jù)的透明度，提升了電子證據(jù)的可信度和真實(shí)性，是未來(lái)發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)、構(gòu)建新型信任體系不可或缺的技術(shù)之一[15]。

1.3 數(shù)字孿生的優(yōu)點(diǎn)

（1）可視性。所見(jiàn)即所得，數(shù)字孿生通過(guò)立體投影技術(shù)、三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)等有機(jī)結(jié)合制作出具有高仿真、高精度、高分辨率等特點(diǎn)的虛擬影像，為用戶(hù)提供三維立體的沉浸式視覺(jué)體驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器操作的可見(jiàn)性，幫助人們?cè)诟髑榫爸羞M(jìn)行直觀(guān)、可視性操作。如美國(guó)大片《鋼鐵俠》中托尼·史塔克通過(guò)虛擬影像對(duì)其戰(zhàn)衣進(jìn)行解構(gòu)、設(shè)計(jì)、升級(jí)等，即是通過(guò)數(shù)字孿生構(gòu)建虛擬影像從而幫助他直觀(guān)、智能地實(shí)現(xiàn)系列操作，實(shí)現(xiàn)了所見(jiàn)即所得。

（2）無(wú)縫銜接。數(shù)字孿生對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的物理實(shí)體進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真形成數(shù)字孿生體，同時(shí)基于數(shù)字化處理實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體與數(shù)字孿生體之間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互，并根據(jù)彼此的動(dòng)態(tài)變化實(shí)時(shí)做出響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)虛擬空間與物理空間的無(wú)縫連接[16]，這種無(wú)縫銜接可以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的“即時(shí)滿(mǎn)足”，極大提高效率。

（3）虛實(shí)交互。在可視性及無(wú)縫連接的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了反饋功能，并可根據(jù)反饋信息自行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)自執(zhí)行的全閉環(huán)優(yōu)化。

（4）預(yù)測(cè)性。使用多種建模技術(shù)，數(shù)字孿生模型能夠用于預(yù)測(cè)機(jī)器未來(lái)的狀態(tài)，即通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)的接口，可以很容易的與模型進(jìn)行交互信息，并根據(jù)信息預(yù)測(cè)設(shè)備的性能，以便采取下一步的行動(dòng)或措施。

2 數(shù)字孿生在圖書(shū)館界的應(yīng)用

盡管數(shù)字孿生在各領(lǐng)域已經(jīng)有了一定程度的發(fā)展，但真正進(jìn)入圖書(shū)館界卻只有短短三年的時(shí)間，筆者2021年1月通過(guò)清華同方數(shù)據(jù)庫(kù)文獻(xiàn)檢索得出，國(guó)內(nèi)最早的關(guān)于數(shù)字孿生的報(bào)道始見(jiàn)于2018年秦曉珠等把數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于保護(hù)、傳承、開(kāi)發(fā)和利用物質(zhì)文化遺產(chǎn)的研究[17]，之后陸續(xù)出現(xiàn)了少量相關(guān)報(bào)道，具體情況如下：從發(fā)表時(shí)間看2018、2019年各有1篇，2020年9篇，表明數(shù)字孿生技術(shù)在圖書(shū)館領(lǐng)域開(kāi)展研究較晚，屬于圖書(shū)館研究領(lǐng)域的新興一族。從文獻(xiàn)出處看，有8篇論文來(lái)自北大版的中文核心期刊，占據(jù)總數(shù)的72%，表明數(shù)字孿生技術(shù)在圖書(shū)館領(lǐng)域具有較大發(fā)展?jié)摿Α馁Y金資助情況看，有國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金、國(guó)家留學(xué)基金等，其中有國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金5篇，占總數(shù)近半，表明數(shù)字孿生是國(guó)內(nèi)研究熱點(diǎn)之一。從研究者機(jī)構(gòu)看，桂林理工大學(xué)發(fā)表最多共4篇，其余的南開(kāi)大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)等均各1篇。從研究?jī)?nèi)容看，涉及到圖書(shū)館管理、場(chǎng)所、服務(wù)、資源建設(shè)等多個(gè)方面，表明數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)圖書(shū)館各方面的發(fā)展均具有較大的促進(jìn)作用。

2.1 數(shù)字孿生技術(shù)在圖書(shū)館空間的應(yīng)用

新時(shí)代的圖書(shū)館空間既是存儲(chǔ)和開(kāi)發(fā)信息的中心，也是學(xué)習(xí)和社交的中心，是圖書(shū)館開(kāi)展各項(xiàng)服務(wù)的基礎(chǔ)。圖書(shū)館空間發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)階段，一是僅存物理空間，即實(shí)體圖書(shū)館場(chǎng)所，包括圖書(shū)館建設(shè)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、圖書(shū)期刊報(bào)紙等印刷材料。二是物理空間和虛擬空間，即運(yùn)用信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)展數(shù)字資源建設(shè)，開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)虛擬服務(wù)，使得圖書(shū)館功能和服務(wù)范圍不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)了實(shí)體圖書(shū)館與虛擬圖書(shū)館并存但不交互的情景。三是物理空間和虛擬空間有限交互，但缺乏連續(xù)、實(shí)時(shí)的互動(dòng)[18]。數(shù)字孿生的介入將極大可能實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館物理空間和虛擬空間的連續(xù)實(shí)時(shí)互動(dòng)，成為圖書(shū)館空間發(fā)展的第4個(gè)階段。利用數(shù)字孿生通過(guò)數(shù)字化設(shè)計(jì)、仿真、測(cè)試、驗(yàn)證等環(huán)境建設(shè)開(kāi)展圖書(shū)館空間重構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館虛擬空間和物理空間的無(wú)縫銜接，全面了解圖書(shū)館物理環(huán)境，建立起舒適、智能的閱讀空間，從而實(shí)現(xiàn)二維與三維一體、虛擬與現(xiàn)實(shí)一體的圖書(shū)館精細(xì)化管理[19]。并對(duì)圖書(shū)館用戶(hù)的變化進(jìn)行全生命周期的識(shí)別、挖掘、整理和預(yù)測(cè)等，從而實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足用戶(hù)的多元需求及根據(jù)用戶(hù)特征對(duì)其進(jìn)行全生命周期的、完整的個(gè)性化服務(wù)[20]。

2.2 數(shù)字孿生在圖書(shū)館服務(wù)的應(yīng)用

“一切為了用戶(hù)”是圖書(shū)館不變的追求。借助數(shù)字孿生圖書(shū)館滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)虛實(shí)空間無(wú)縫切換和沉浸式互動(dòng)體驗(yàn)以及對(duì)數(shù)字產(chǎn)品、可視化閱讀等需求，如建立創(chuàng)客空間激發(fā)用戶(hù)創(chuàng)造熱情、創(chuàng)新閱讀服務(wù)模式、提供健康服務(wù)、智能教學(xué)服務(wù)等，高效優(yōu)質(zhì)的滿(mǎn)足用戶(hù)顯性或隱性需求，并通過(guò)反饋數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)用戶(hù)未來(lái)需要，為用戶(hù)提供可預(yù)見(jiàn)性服務(wù)，及時(shí)、恰當(dāng)?shù)赝扑拖嚓P(guān)產(chǎn)品和智慧服務(wù)。同時(shí)，數(shù)字孿生技術(shù)還可以幫助圖書(shū)館實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理、自動(dòng)診斷、預(yù)測(cè)設(shè)備設(shè)施故障，高效協(xié)調(diào)各種資源，從而實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館智慧管理，提升圖書(shū)館管理效率，為圖書(shū)館智慧服務(wù)奠定堅(jiān)定基礎(chǔ)[18]。此外，數(shù)字孿生技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的實(shí)時(shí)對(duì)接，從現(xiàn)實(shí)中獲得更全面、更有價(jià)值的信息，為圖書(shū)館服務(wù)提供指導(dǎo)和決策參考[21]。比如圖書(shū)館機(jī)房的管理機(jī)制，利用可視化的仿真軟件，通過(guò)軟件操作和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，在數(shù)字虛擬空間中創(chuàng)建一個(gè)逼真的虛擬的圖書(shū)館機(jī)房孿生體，利用安裝在各種真實(shí)設(shè)備的傳感器傳送數(shù)據(jù)，對(duì)傳感數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)大數(shù)據(jù)分析、人工智能分類(lèi)運(yùn)算、邊緣計(jì)算，建立多種設(shè)備的多元化實(shí)時(shí)映射關(guān)系，做到真實(shí)物理機(jī)房與虛擬機(jī)房的系統(tǒng)同步運(yùn)行；同時(shí)在實(shí)體機(jī)房與虛擬機(jī)房間通過(guò)人機(jī)交互，借助通信數(shù)據(jù)，監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)反饋，在有雙機(jī)備份的情況下，自動(dòng)修復(fù)，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

2.3 數(shù)字孿生在圖書(shū)館信息資源處理的應(yīng)用

通過(guò)數(shù)字孿生模型來(lái)對(duì)圖書(shū)館資源進(jìn)行優(yōu)化配置，可以有效管理信息資源并顯著提高管理效率，而且也能夠相應(yīng)的降低人力以及工作復(fù)雜度，提升圖書(shū)館資源的使用效率。王璐[22]認(rèn)為通過(guò)數(shù)字孿生模型在虛擬信息空間中實(shí)時(shí)映射圖書(shū)館實(shí)體資源建設(shè)、管理與服務(wù)過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館實(shí)體資源數(shù)據(jù)信息的快速測(cè)繪采集，圖書(shū)館實(shí)體資源數(shù)據(jù)的真實(shí)“讀寫(xiě)”、海量孿生大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理等。數(shù)字孿生技術(shù)的使用，還可以幫助圖書(shū)館建立物質(zhì)文化遺產(chǎn)對(duì)應(yīng)的虛擬數(shù)字模型，一方面可以利用先進(jìn)信息技術(shù)來(lái)通過(guò)虛擬數(shù)字模型來(lái)探索、計(jì)算、處理、分析或預(yù)測(cè)該物質(zhì)文化遺產(chǎn)在不同自然、社會(huì)或文化環(huán)境下面臨的未知狀況與突發(fā)情況，進(jìn)而制訂出對(duì)物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)、傳承、開(kāi)發(fā)和利用更好的策略與方法；另一方面，通過(guò)虛擬數(shù)字模型模擬出可能發(fā)生的狀況、問(wèn)題或可能引起的后果，從而使具備唯一性、不可恢復(fù)性的物質(zhì)文化遺產(chǎn)免于無(wú)謂損壞，達(dá)到良好的保護(hù)、開(kāi)發(fā)、利用效果[17]。

3 數(shù)字孿生技術(shù)在圖書(shū)館領(lǐng)域的價(jià)值

就圖書(shū)館而言數(shù)字孿生實(shí)際上是以圖書(shū)館建設(shè)及服務(wù)的虛擬演示，用于理解和預(yù)測(cè)其對(duì)應(yīng)物的性能特點(diǎn)。即在投入實(shí)體建設(shè)和服務(wù)之前，可使用數(shù)字孿生在整個(gè)周期中進(jìn)行仿真、預(yù)測(cè)、分析，通過(guò)展示圖書(shū)館建設(shè)場(chǎng)景、使用場(chǎng)景、館員、用戶(hù)或其他無(wú)限變量帶來(lái)的影響，同時(shí)可以縮短建設(shè)和服務(wù)時(shí)間差，并提高服務(wù)質(zhì)量。可見(jiàn)數(shù)字孿生是實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館智能化的關(guān)鍵技術(shù)，在圖書(shū)館領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景及重要的價(jià)值。

3.1 創(chuàng)造了現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的無(wú)縫連接

將數(shù)字孿生融入圖書(shū)館空間建設(shè)，能夠?qū)D書(shū)館物理空間和信息空間的深度融合，基于各種傳感數(shù)據(jù)在虛擬空間對(duì)物理空間的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行全真模擬，通過(guò)人工智能算法模型、邊緣算法模型的自動(dòng)優(yōu)化，形成虛實(shí)空間無(wú)縫對(duì)接，形成無(wú)縫的虛擬空間，在這個(gè)虛擬空間中可以完成圖書(shū)館空間的優(yōu)化、搭建學(xué)術(shù)討論區(qū)、師生互動(dòng)區(qū)、教學(xué)區(qū)等，從而實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館空間的最優(yōu)化重構(gòu)。其次，可以實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館要素的最大限度開(kāi)發(fā)。由于圖書(shū)館要素（如空間、資源、人員、環(huán)境）類(lèi)型、數(shù)量呈現(xiàn)幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)(包括結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化)非常龐大，接收數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、了解各個(gè)要素的運(yùn)行狀況是人工無(wú)法完成的。引入數(shù)字孿生技術(shù)后，對(duì)圖書(shū)館所有要素進(jìn)行統(tǒng)一的全數(shù)字化標(biāo)識(shí)、全方位部署智能物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備，就可實(shí)現(xiàn)智能感知、實(shí)時(shí)傳輸、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)探測(cè)、迭代運(yùn)算，提升各要素的管理效能，監(jiān)測(cè)各要素的運(yùn)行情況，發(fā)揮各要素的最大潛能。

3.2 實(shí)現(xiàn)了圖書(shū)館設(shè)備的全生命周期管理

數(shù)字孿生具有對(duì)圖書(shū)館實(shí)體的高仿真復(fù)制，可無(wú)差別的獲取迭代變化的所有參數(shù)，并對(duì)參數(shù)進(jìn)行分析和處理，同步得出物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài)，并通過(guò)虛擬進(jìn)行實(shí)時(shí)展現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書(shū)館設(shè)備、服務(wù)等的實(shí)時(shí)監(jiān)控，數(shù)字孿生技術(shù)融入圖書(shū)館設(shè)備和服務(wù)生命周期管理，對(duì)運(yùn)行環(huán)境、任務(wù)處置、臨界閾值的智能監(jiān)測(cè)等方面進(jìn)行自我檢測(cè)、自我診斷、自我修復(fù)，實(shí)現(xiàn)了圖書(shū)館設(shè)備故障預(yù)警、壽命預(yù)測(cè)等，從而保障圖書(shū)館設(shè)備的健康運(yùn)行。

3.3 完成了現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的人機(jī)實(shí)時(shí)交互

一方面，圖書(shū)館設(shè)備通過(guò)傳感器與數(shù)字孿生體動(dòng)態(tài)交互，數(shù)字孿生體實(shí)時(shí)反映圖書(shū)館運(yùn)行的情況，并將結(jié)果反饋給圖書(shū)館管理層，為圖書(shū)館管理的優(yōu)化操作提供參考信息和決策支持；另一方面，數(shù)字孿生技術(shù)融入圖書(shū)館能夠營(yíng)造良好的人機(jī)交互全息環(huán)境，使參與其中的圖書(shū)館用戶(hù)獲得3D沉浸式體驗(yàn)，豐富了圖書(shū)館服務(wù)內(nèi)涵。

3.4 迭代圖書(shū)館服務(wù)步驟，提高服務(wù)能力

融入數(shù)字孿生技術(shù)的圖書(shū)館，可以記錄圖書(shū)館服務(wù)的各個(gè)流程，重現(xiàn)圖書(shū)館服務(wù)的任一時(shí)刻狀態(tài)，并通過(guò)分析數(shù)據(jù)、評(píng)估實(shí)際服務(wù)，給予圖書(shū)館決策和建議，圖書(shū)館可通過(guò)反饋的信息改進(jìn)服務(wù)方式，優(yōu)化服務(wù)效果。從而實(shí)現(xiàn)了“實(shí)施—監(jiān)控—反饋—優(yōu)化”的不斷提高的過(guò)程[23]。

4 數(shù)字孿生在圖書(shū)館領(lǐng)域落戶(hù)亟待解決的問(wèn)題

數(shù)字孿生推動(dòng)智慧圖書(shū)館服務(wù)全面升級(jí)，具有廣闊的發(fā)展前景，未來(lái)可期。但同時(shí)我們也注意到，數(shù)字孿生要在圖書(shū)館領(lǐng)域全面落戶(hù)面臨的問(wèn)題還很多。

（1）高成本。物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)應(yīng)用成本仍然偏高，由于經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益不會(huì)馬上顯效，造成社會(huì)資本投入意愿不強(qiáng)，造成行業(yè)投入成本太高。這就需要國(guó)家層面加大公共文化服務(wù)投入，降低轉(zhuǎn)型門(mén)檻，支持開(kāi)展區(qū)域型、行業(yè)型圖書(shū)館數(shù)字化轉(zhuǎn)型；同時(shí)國(guó)家應(yīng)對(duì)創(chuàng)新型企業(yè)實(shí)施積極財(cái)政優(yōu)惠政策，讓這些高新技術(shù)在各行各業(yè)落地實(shí)施，享受科技成果帶來(lái)的智慧服務(wù)。

（2）協(xié)同差。由于各個(gè)圖書(shū)館在經(jīng)費(fèi)、人才、服務(wù)需求等方面存在差異，導(dǎo)致協(xié)同轉(zhuǎn)型意愿不強(qiáng)，無(wú)法形成協(xié)同倍增效應(yīng)和集群效應(yīng)。這就需要樹(shù)立數(shù)字化轉(zhuǎn)型標(biāo)桿及打造“虛擬圖書(shū)館群”，構(gòu)建空間數(shù)字化—設(shè)備數(shù)字化—信息資源數(shù)字化—服務(wù)數(shù)字化的典型范式。建立館際聯(lián)盟機(jī)制，降低單館建設(shè)成本、維護(hù)成本，向技術(shù)開(kāi)發(fā)商提出圖書(shū)館的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，共同探討需要解決的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)行業(yè)整體謀劃，引導(dǎo)各館有序轉(zhuǎn)型，并充分發(fā)掘圖書(shū)館間協(xié)同放大效益。

（3）人才匱乏。人才是科技進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主力軍，也是圖書(shū)館發(fā)展的骨干力量。數(shù)字孿生涉及眾多高新技術(shù)，且隨著智慧化程度的不斷提升，這方面的人才益加緊缺。這就需要從多方面著手開(kāi)展人才培養(yǎng)計(jì)劃。國(guó)家層面的人才培養(yǎng)，如在高校或職業(yè)學(xué)校開(kāi)設(shè)相關(guān)專(zhuān)業(yè)、建立國(guó)家或地方培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、加強(qiáng)國(guó)際交流合作等。圖書(shū)館層面可通過(guò)加強(qiáng)與相關(guān)單位的合作提升館員技能、加強(qiáng)與各圖書(shū)館的交流活動(dòng)關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài)、積極引進(jìn)人才等[19]。館員層面可以申請(qǐng)數(shù)字孿生技術(shù)個(gè)人提升進(jìn)修項(xiàng)目，追蹤學(xué)習(xí)這些核心技術(shù)，與科研人員和有工作經(jīng)驗(yàn)的從業(yè)者了解這些核心技術(shù)在圖書(shū)館核心業(yè)務(wù)、精細(xì)化服務(wù)、個(gè)性化需求服務(wù)等所起的作用，了解這些服務(wù)是如何利用這些新核心技術(shù)來(lái)支持用戶(hù)體驗(yàn)的，真正體會(huì)技術(shù)服務(wù)化、服務(wù)技術(shù)化的內(nèi)涵，認(rèn)識(shí)到技術(shù)和服務(wù)一體化是未來(lái)服務(wù)的新發(fā)展格局。

5 結(jié)束語(yǔ)

2020年4月7日，國(guó)家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)“上云用數(shù)賦智”行動(dòng)、培育新經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)施方案》，其中“數(shù)字孿生”技術(shù)被多次提及，和云計(jì)算、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)一樣，具有很高關(guān)注程度。相信不久的將來(lái)，數(shù)字孿生將會(huì)給圖書(shū)館發(fā)展帶來(lái)質(zhì)的飛躍。從目前研究現(xiàn)狀來(lái)看，數(shù)字孿生已經(jīng)廣泛應(yīng)用于智能制造、智慧城市、醫(yī)療、建筑等行業(yè)并創(chuàng)造了巨大的價(jià)值，但比起眼前的應(yīng)用價(jià)值，數(shù)字孿生更重要的價(jià)值在于為未來(lái)發(fā)展提供更多的可能性，所以我們有理由相信，數(shù)字孿生將會(huì)給圖書(shū)館帶來(lái)更大的發(fā)展空間，誰(shuí)能在未來(lái)發(fā)展中搶占先機(jī)，從數(shù)字孿生應(yīng)用中獲益呢？機(jī)會(huì)總是留給有準(zhǔn)備的人！