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定义及分类
Digital twin
数字孪生也被称为数字映射、数字镜像。简单来说,就是创造了一个数字版的“克隆体”。是一个由实到虚,以虚控实的过程。即利用物联网、大数据、人工智能等先进技术,将物理实体镜像映射到虚拟空间,实现对现实世界的全域感知、镜像再现,在数字孪生世界里构建智慧应用;通过数字孪生世界也可以实现对现实世界的全面感知、有序监管和智能操控。
数字孪生在数字档案馆中的应用,是基于数字孪生技术,实现实体档案馆与孪生档案馆(或虚拟档案馆)之间的信息实时交互映射,从而达到对档案馆全运行周期的统筹规划、资源开发与服务创新。
数字孪生在应用场景下分类
操作型数字孪生:用于日常操作和管理。主要包括智慧城市、工厂、建筑、农业、交通等领域。
性能仿真数字孪生:这更广泛,涵盖所有使用数字孪生进行性能、耐久性或安全性测试的应用。除了结构模拟仿真和对象模拟仿真,这还包括流体动力学、热模拟、材料研究等。
预测型数字孪生:这利用过去和现在的数据来预测未来的行为或性能。例如,通过分析机器的运行数据,可以预测何时可能会发生故障。
交互型数字孪生:这是新的类别,涵盖了数字孪生与人类用户交互的所有方式(主要运用AR/VR技术)。
数字孪生在档案馆场景的应用
(一)实时同步
数字孪生技术在数据表示上具有很强的实时性,在智慧档案馆智慧库房中,数字孪生技术可实现虚拟场景与实体设备的实时连接,表征的对象包括库房设备外观、状态、属性、内在机理,从而形成智慧档案库房物理实体实时状态的数字虚拟映射。
(二)双向操作
在数字孪生技术基础上,本体与孪生体之间的数据流是双向流通的,具备互操作性。在智慧档案馆智慧库房中,以数字孪生体为数据存储平台,采集各种库房原始数据,对本体和孪生体进行数据融合互通,推动库房模拟模型各个部分动态运行,有效反映库房各种业务过程。例如孪生档案馆会利用RFID技术实现档案的智能化管理,当档案编目信息被录入系统时,RFID标签会建立档案实体与孪生档案馆的关联。用户只需搜索相关的档案信息,便可快速定位所需档案,此时系统会向用户提供档案的具体库房号、排列号及3D导航等智能化信息服务。
(三)闭环优化
数字孪生技术的孪生体最终目的实在描述物理实体内在机理基础上,赋予数字虚体和物理实体一个指挥大脑,以便于对物理实体的状态数据进行监视、分析推理、洞察趋势,结合先进算法模型,有效反映智慧档案馆智慧库房中设备实体的状态和行为,为设备的指令指定、过程体系的进一步优化提供决策依据,大大提高分析决策的效率。
2019年3月,国家档案局发布的《绿色档案馆建筑评价标准》推动了档案馆的“绿色”建设与运行,孪生档案馆成为绿色档案馆建设的重要途径。
馆内设备实现智能化管理。孪生档案馆会对馆内的实时情况进行追踪,基于红外感应、时间控制等技术,根据馆内工作需要,实时调节各区域的光照、空调、恒温恒湿净化等设备,在满足利用需求的基础上减少不必要的资源消耗,促进绿色档案馆的建设和运行。
档案馆故障检测功能逐步走向智能化。孪生档案馆与实体档案馆实时动态交互,可以对实体档案馆现实状态进行可视化,这在一定程度上也实现了档案馆故障检测的功能。在传统情况下,发现故障-通知售后-售后到场维修,如果工作人员发现故障不及时,会造成设备修复的时间滞后,降低设备的维修效率。孪生档案馆根据设备的温度、载荷等数据分析,对设备的故障进行预测,并将故障原因提前反馈给馆员,以减小设备故障对档案利用造成的影响。同时,数字孪生、传感网络技术等协同应用将实现远程实时监控与危险预警,形成孪生档案馆系统智能防控的安全保障。
未来发展
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