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中国标准数字化转型:认知阐释、现实问题及发展路径*

2023-10-19

图书与情报 2023年4期
关键词:机器标准化转型

马 超

(1.中国电力科学研究院有限公司 北京 100192)

2021 年,中国提出《国家标准化发展纲要》,指明要推动标准化工作向数字化、网络化、智能化转型[1-2]。同年,国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)联合建立了SMART 标准项目执行机构[3-5],包括联合用例组(Joint Use Cases Group)、联合商业模式组(Joint Business Model Group)、联合技术解决方案组(Joint Technology Solutions Group),以期分别实现挖掘典型用户需求并评估不同解决方案、识别和测试不同的商业模式对法规政策的影响、选择技术解决思路和构建具体技术方案[6-8]。2022 年,ISO 和IEC 建立了项目合作框架协议,启动联合项目组开展了用户用例调查和收集工作,并规范了SMART 标准用例的术语解释和基础概念。2023 年,ISO 和IEC针对收集的用户用例进行具体分析,启动联合商业模式组开展了面向不同商业模式的评估工作,启动联合技术解决方案组开展面向用户案例的技术方案研究[5-13]。当前标准数字化已逐渐成为国内外热点研究方向,各行各业均对标准数字化转型需求、关键技术及应用场景展开了热烈讨论[6-21]。标准数字化不仅将彻底改变现有标准呈现形态及表现方式,实现标准文档以公式、算法、模型、软件代码、系统平台、图片、音频、视频等多元知识形态表达,还对个人查询标准、撰写标准、使用标准的思维定式与工作方式产生深远影响,实现机器自主处理标准文本内容(如自主阅读、自主理解、自主执行、自主解释等),从而帮助人类快速获取标准内在知识和潜在价值,并精准呈现海量标准数据之间的参考关系、引用关系、交叉重复关系、指标矛盾关系等知识图谱及三维数字画像。

本文通过分析国际标准化组织SMART STANDARD 项目、国际发达国家、国内典型行业的标准数字化转型路径,提出了中国标准数字化转型发展路径、发展建议及对策,以期为我国标准数字化转型发展提供管窥之见。

1 标准数字化转型发展的认知阐释

当前国内对标准数字化的基本概念的认知已达成广泛共识,标准数字化转型是指面向标准文档,利用数字技术改变标准本身形态和标准化过程(如标准撰写、标准查询、标准数据统计与分析评价等)的新理念。标准数字化转型包括两个方面:第一,标准本身数字化,即数字标准,也称作机器可读标 准[3-4,6-7,10-12],其 强 调 标 准 不 再 单 单 以 纸 质 文 本 或PDF 存在,以知识形态为呈现效果,表现形态包括信息单元、信息模型、公式、算法、软件代码、音频、视频、数据库、软件系统、云平台、零件、系统设备等[10-12]各种形态展现。研究认为,标准数字化后的标准不再只以文档形态存在,而是变革性地以数据形态为核心要素;第二,标准化过程数字化[3-4,6-7,10-12],也叫标准化方法的数字化,即利用数字技术对标准化工作的全生命周期(预研、立项、起草、征求意见、审查、实施、复审、修订、废止等)进行管理以及对版权和知识产权等进行管理维护。通俗来说,即由于标准形态发生变革,导致查标准、写标准、使用标准的方式也发生重大变化,如实现标准在线多人协同编辑、标准指标关联分析、标准内容比对、标准关联关系图谱化梳理等各个场景。

1.1 国际标准化组织SMART STANDARD 项目对标准数字化转型的认识

国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)提出了一种新型标准概念,即SMART 标准[22-23](Standards Machine Applicable,Readable and Transferable,又称机器可读标准)(见图1),其提出背景在于,IEC和ISO 认为,现有标准难以满足机器(如计算机、小型智能设备、复杂机器系统)综合处理(收集、存储、分析和共享数据等)的数字化需求,未来标准将应嵌入到产品开发供应链中使用,并融入每个人的日常生活[22-23]。SMART STANDARD 项目的目标在于,将当前仅能被人类阅读及使用的标准文档转换为机器可阅读、可理解、可执行、可解释的机器可读文档。

图1 SMART 标准成熟度演变

SMART STANDARD 项目的愿景在于,改变当前标准文档的创建、管理、交付及使用方式,提升标准文档使用效率,并促进经济和社会发展。SMART 标准是一种面向机器(如计算机、机器人、自动化系统设备等)读取、识别、执行、解析、应用的新型数字化形态的标准,可以分为以下6 个等级[22-23]:

0 级:纸质标准(Standards available paper),标准以纸质文本形态呈现,且难以被机器综合处理。

1 级:开放的数据格式(Open digital format),如以PDF 等电子文本形态呈现,可实现计算机检索与阅读标准。

2 级:机器可读文件(Machine readable document),如以XML、HTML 等数据形态呈现,可实现标准文档内容的结构化。机器不仅能识别标准文档内容,还可独立读取某个章节、段落的具体内容。

3 级:机器可读内容文档(Machine readable content)。如以计算机代码等数据形态呈现,在2 级标准基础上嵌入丰富的语义算法,实现机器根据应用场景需求,自主接收与读取大量标准数据,且可访问特定某个语义内容的标准文档。

4 级:机器可解释内容文档(Machine interpretable content),如以计算机代码等数据形态呈现,在3 级标准基础上嵌入复杂的信息模型(表示标准内容和元素间关系的信息建模),实现机器智能处理(如自主学习、理解、应答、执行、解析、验证与优化等)标准数据。

4 级后的更高级形态:私人个性化定制服务(individually)。标准作为一种个性化服务提供给客户,以动态交付物方式满足用户需求。

SMART STANDARD 项目认为机器可读标准有四个优势:第一,产品制造商可将SMART 标准以数据形态嵌入到整个产品和服务生命周期的每一个环节中,不仅降低开发成本,且提升开发效率;第二,SMART 标准项目涵盖政策监管部门,可快速响应政策法规的调整,并根据最新政策法规内容进行快速改变,以满足市场驱动的标准化和政策指导的法规之间的一致性;第三,SMART 标准将嵌入数字工具中使用,人们再不用苦恼于文本格式调整,而能更好地专注于文本内容创建;第四,SMART 标准将满足用户需求,量身定制个性化服务[22-23]。

1.2 国内典型行业对标准数字化转型的认识

国内诸多行业对标准数字化转型进行了前瞻探索,以智能制造、航空、电力、标准化专业机构作为典型代表阐述国内典型行业标准数字化转型的认知。

智能制造领域:(1)智能制造标准数字化不单单追求文本形式的“数字化”,应更多地关注标准以数据形态嵌入管理模式、业务流程、业务场景中应用[6];(2)标准撰写过程的数字化涵盖内容创建、内容传输与存储、内容管理、意见收集与整理、标准送审与报批、标准应用、用户接口、标准资源库及数字服务平台等内容[7];(3)“机器可读标准”在智能制造领域的应用包括两个方面,面向智能制造全生命周期中涉及的所有资产(设备、软件、零部件、产品、人员、环境等),一是构建公共数据字典(CDD),二是构建公共数据模型[7-8](包括设备信息模型、数字工厂模型、数字孪生模型等)。

航空领域:(1)航空标准数字化强调标准的智能化应用,利用数字化技术和手段进行标准需求分析、标准体系规划设计、标准信息平台工具开发,以期待解决“用什么标准”和“怎么用标准”的现实难题[9];(2)航空标准数字化不仅要将航空标准转为机器可读标准,并面向机器可读标准构建统一的、值得信赖的标准数据资源库,还要将数字化技术和软件工具与具体应用场景灵活匹配,以解决航空实际问题和业务需求为目的进行标准数字化应用[9]。

电力领域:(1)电力标准本身数字化指电力标准不再仅以纸质文件的形式存在,而是以数据(公式、模型、算法、代码等)形态呈现。具体而言,是指面向标准相关数据(如文本信息、人员信息、产品信息、系统设备信息等),利用自然语言处理、知识图谱、大数据等计算机技术进行数据碎片化,标签识别、重组、关联分析和应用的过程[10];(2)电力标准化过程的数字化是指由于电力标准形态发生数字形态转换,引发标准化过程也随之进行数字化转变的情况[11]。主要包括三个方面:第一,电力标准查询数字化,不仅实现全文或部分标准内容查询,还可查询电力标准文本最新状态(包括发布状态、修订状态或废止状态)和电力标准文本最新内容(包括新修订内容和废止内容)。第二,电力标准编撰写数字化,利用计算机软件实现标准文本内容按照模板格式自动填充与匹配,无需手动调整文本字体字号、段落间距等格式,还可实现多人在线协作共享写作,大大提高了标准撰写效率。第三,电力标准应用数字化,不仅可实现电力标准类型(国家标准、行业标准、团体标准、企业标准等)、电力标准状态(立项、发布、制修订、废止等)的可视化显示,还可实现标准关联关系展示(引用文献、参考文献、相似文档等)等多种场景应用[12]。

标准化专业机构:(1)标准预研数字化,即对数字标准呈现形态进行预先思考,包括标准信息单元、标准信息模型、算法、公式、代码、软件和系统平台等;(2)标准起草和修订的数字化,可实现标准在线编写,多人协同编辑共享;(3)征求意见、审核、复核的数字化,即不满足现有人工审核纸质或PDF 形态标准,强调代码验证、软件验证、系统平台验证;(4)立项和报批数字化,即利用计算机实现标准项目立项信息自动填报和自动审批,避免人工重复填写;(5)应用、实施、服务的数字化,可实现标准全文搜索、标准关联显示、标准动态更新消息提示等应用场景;(6)标准管理的数字化,可实现标准的全生命周期管理和标准数据画像的呈现[5]。

1.3 对标准数字化转型的共识

基于国际国内兼容视角,对国内外标准数字化转型发展现状进行梳理(见表1),结合国际标准化组织SMART STANDARD 项目研究概况和国内典型行业标准数字化发展基础,可得出以下共识:

表1 国内外标准数字化发展现状梳理

第一,国际标准化组织和发达国家的标准整体处于2 级机器可读标准发展阶段,正积极向3 级机器可执行标准和4 级机器可解释标准高级形态迈进[3-5,7,9,11-12]。

第二,中国的标准整体处于0 级纸质文档和1级PDF 数字格式标准的发展阶段,正积极向2 级机器可读标准高级形态迈进[3-5,7,9,11-12],个别领域(如航空、智能制造)[3-5,7,9]已率先开展3 级机器可执行标准的高级标准形态探索。

第三,标准数字化内涵包括标准本身数字化(机器可读标准)和标准化过程数字化。机器可读标准分为0,1,2,3,4 五 个 等级[3-5,7,9,11-12]。标准化 过 程 数字化涉及范围较广,包括标准在线协同编辑、标准智能排版与智能撰写、标准数据动态关联、标准最新动态更新提示、标准数据统计分析与评价等[3-5,7,9,11-12]。

第四,标准数字化转型并非要求所有标准均进行数字化转型,应根据实际需求分为两条主线进行处理[3-5,7,9,11-12]:一是存量标准分阶段转为机 器可 读标准、机器可执行标准、机器可解释标准;二是增量标准直接转为高级机器可读标准形态,不必遵循传统纸质文本(0 级)转为PDF 形态(1 级)后,再依次转为机器可读标准(2 级)、机器可执行标准(3 级)、机器可解释标准(4 级)的“老路”。

2 中国标准数字化转型发展现实问题

目前我国虽在标准数字化建设方面取得了部分成果,但在顶层国家战略及国际话语权、中层行业试点应用及产业协同、底层核心关键技术创新等方面较国际发达国家仍有较大差距(内容见表2)。

第一,顶层国家战略及国际话语权方面,参与制定标准数字化领域基础通用类国际标准的话语权较小。定义什么是标准数字化,标准数字化的特点是什么,标准数字化的关键技术是什么,这些顶层的设计规则均由国外专家学者主导,我国的话语权较低[3-5,7,11-12]。同时参与制修订“ISO SMART”等标准数字化重要国际标准机会很少,因此我国对国际标准的参与程度和贡献度较低,且缺乏前瞻性的标准数字化术语、标准化架构模型、标准信息模型等标准数字化基础共性方法和技术,这些极其重要的基础概念体系和理论模型的构建思路和建设方法均掌握在外国人手中,限制了我国国际标准和关键技术长远性发展。

第二,中层行业试点应用及产业协同发展层面,面向机器可读标准的业务应用场景的试点范围较小、优秀案例成果较少[3-5,7,11-12]。当前标准数字化尚处于探索阶段,标准数字化的转型方法、转型路径、核心技术均处于百家争鸣状态。因此,围绕标准数字化转型的业务场景研究深度与研究广度略有不足,导致标准数字化试点范围较小,仅局限于某个行业或某个企业自身,难以同其它产业进行协同发展,难以形成标准数字化业务生态圈。智能制造领域成果较为突出,正积极探索如何将数字标准嵌入工业智能装备产品中应用,以标准数字化发展理念指导工业智能装备和产品的技术本体知识库构建,提供涵盖装备产品设计、采购、施工、调试、应用全生命周期所需的各类属性、核心参数、信息模型等,实现研发系统、生产加工系统、产品包装系统、物流运输系统、检验检测系统等各类系统、各类产品的跨专业领域、跨地域信息交互和价值共享[6-8]。然而,智能制造领域标准数字化试点应用聚焦于大型生产设备或复杂性工业自动化系统,其发展需求和发展目标极具行业特色,其它领域(如电力电网、电子通信)难以直接复制和参考,智能制造领域也难以和其它领域联合发展,难以进一步扩大试点范围。

第三,底层核心关键技术创新方面,各行各业对标准数字化这一新兴概念的理解不够深入,未意识到标准数字化是大势所趋,因此科技创新研发力度不 够[3-5,7,11-12]。标 准 数 字 化 包 括 两 个 方 面,一 是 标 准本身数字化,二是标准化过程的数字化。多数人误以为将标准转为PDF 就是标准本身数字化了,这是不准确且不深入的理解。标准本身数字化的核心是标准形态变革,不单单以纸质文本或PDF 形态存在,而是以公式、模型、代码、信息系统等数据形态存在于各个标准化环节中去应用[10,12]。许多专家学者错误地将数据治理过程标准化和标准化过程数字化进行混淆,以为标准化过程的数字化就是“老生常谈”,实际上,标准过程的数字化是指将数字技术应用于标准化过程中,这其中涉及大量人工智能技术(如知识图谱、自然语言处理等),绝不是简单的、人为设定的固定化流程化管理,而是期待机器能够同人一样拥有思考的能力,实现机器可读、可理解、可执行。

3 中国标准数字化转型发展路径

3.1 国际标准化组织SMART STANDARD 项目标准数字化转型发展路径的借鉴

构建中国标准数字化转型发展路径过程中,亟需借鉴国际标准化组织SMART STANDARD 项目标准数字化转型发展路径,由此对国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准数字化转型发展路径展开分析。

国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)提出未来标准数字化转型重点工作计划[22-23]:(1)识别和抓取标准用户需求,以及研究SMART 标准应如何满足这些需求;(2)探索支持SMART 标准发展的新商业模式,并确定相关的法律影响;(3)开发支持SMART 标准的技术架构和信息模型,并将其集成到现有的产品全生命周期中;(4)评估SMART 标准对开展合格评定的影响;(5)推进沟通合作计划,加强IEC 和ISO 社区互动。国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准数字化转型发展路径包括三个方面(见图2):

第一,构建标准数字化核心概念体系。2019 年,ISO 提出了一种名为SMART 标准的新型标准概念——即以新形态(如数据库标准、含有代码组件的标准)呈现,机器可直接读取并执行(即自动在系统中工作)。2020 年,ISO 和IEC 将机器可读标准正式定义为“机器可用、可读、可解析标准”,即直接由机器、软件或自动化系统解析和使用的标准。并且,ISO和IEC 双方联合绘制了机器可读标准的成熟度等级:0 级——传统纸本介质、1 级——开放数字形态、2 级——机器可读文件、3 级——机器可读可执行内容、4 级——机器可解释标准[3-5,22-23]。同时提出标准化架构模型、标准信息模型、标准信息单元、标准管理壳等系列标准数字化的重要概念。

第二,成立机器可读标准和标准数字化专业研究团队。2018 年,IEC 组建数字化转型和系统方法战略小组(SMB/SG 12),ISO 也成立了机器可读标准战略咨询小组(SAG MRS)和机器可读标准特别工作组(MRS),双方联合开展机器可读标准研究[3-5,22-23]。

第三,开发标准在线协同编辑平台及配套工具。2020 年10 月,ISO 和IEC 开发了在线标准开发(OSD)平台,以期实现标准制定全过程的在线协同与共享。2022 年2 月,OSD 平台升级为OSD 2.0 版本[3-5,22-23]。其功能包括:一是提供标准文本内容结构化生成和语义标记,避免工作人员花费大量精力在文本格式调整,使其专注于标准内容本身;二是不同用户可使用同一文件源在线协同起草标准,保证文件流通的透明度,且减少多个文件版本迭代冗余;三是将标准撰写和意见征询相结合,无需单独起草和征求意见;四是利用XML 等格式标准,实现标准文献库的搜索和索引;五是以结构化形态呈现标准内容,使用户在产品开发过程中更有效地使用标准数据。

3.2 国际发达国家标准数字化转型发展路径的借鉴

构建中国标准数字化转型发展路径过程中,亟需借鉴国际发达国家标准数字化转型发展路径,以美国、德国、英国为代表的发达国家标准数字化转型发展路径可以提供良好的借鉴(见图3)。

图3 国际发达国家标准数字化转型发展路径

美国标准数字化转型发展方向主要聚焦于顶层标准战略规划和底层核心技术应用,其发展路径包括三个方面:第一,规划标准数字化转型发展战略。《美国机器智能国家战略报告》(2018)发布,指出美国应从协调标准数据结构和构建标签标准集两方面推动标准数字化工作,且在无人机、5G、航天工业、先进 材 料 等6 个 领 域 开 展SMART 标 准研究[3,24-26]。美国标准化协会(ANSI)2020 年度报告发布,指出SMART 标准在战略层面的重要性,并将ISO SMART标准列举为新兴前沿技术[24-26];第二,提出标准数字化转型重点标准领域行动计划。《美国国家标准战略》(2023)公布,指出8 个影响美国话语权的标准制定重点领域(通信和网络技术、半导体和微电子、人工智能和机器学习、生物技术、定位、导航和授时服务、数字身份基础设施和分布式账本技术、清洁能源生产和储存、量子信息技术),还指出6 个影响美国经济发展的标准应用重点领域(自动化和连接的基础设施、生物库、自动化、互联和电气化交通、关键矿物供应链、网络安全和隐私、碳捕集、移除、利用和封存);第三,加快标准数字化转型技术在产品中落地应用。2012 年,美国波音公司正式启动了“标准数字化”工程项目,研制了系列标准数字化相关系统、平台和工具,大幅提升标准数据的索引效率和使用准确度,有效降低研发和制造成本。2019 年,美国国家标准学会(ANSI)将ISO 标准的内容整合到产品、过程和服务以节省时间和成本。同年,美国国家人工智能研发战略计划开始推动使用标准化或开放格式的资源、用于表示语义信息的开放标准,建立和完善相关领域的数字标准本体[3,5-7,24-26]。

德国标准数字化转型发展方向主要聚焦于顶层标准战略规划和中层行业试点应用及产业协同,其发展路径包括三个方面:第一,规划标准数字化转型发展战略。德国发布《德国标准化战略》,指出要在标准化中使用开源技术;第二,设立标准数字化转型专业管理部门。德国建立了由标准化委员会、面向企业的实验室网络、工业4.0 平台组成的三元决策治理结构,并设立了专门工作组推进标准—产业—应用模式链条协同发展;第三,推进标准数字化与产业数字化协同发展。德国标准化协会(DIN)和德国电工电子与信息技术标准化委员会(DKE)将机器可读标准视作实现工业4.0 的重要支撑技术,并从决策机制、实现模式、产业应用等角度与产业数字化进程全面关联[3,5-7,24-25,27]。

英国标准数字化转型发展方向主要聚焦于顶层标准战略规划和底层标准技术应用,其发展路径包括三个方面:第一,规划标准数字化转型发展战略。英国发布《第四次工业革命标准:释放标准创新价值的HMG-NQI 行动计划》,提出要推进标准数字化转型,强调要理解标准即代码的新理念;第二,设立标准数字化专业研究团队。2019 年,英国标准协会BSI设立数字战略咨询小组(SAG)研制面向机器可读标准 的 新 型 标 准 形 态[3,5-7,28],并 提 出 了 新 型 标 准 形 式BSI Flex 概念。2020 年,BSI 正式提出了BSI Flex 标准[28];第三,开发面向机器可读标准数字平台应用。BSI 全面改革数字平台,以期提升存量标准动态反馈与增量标准动态评价的能力[3,5-7,24-25,28]。

3.3 国内典型行业标准数字化转型发展路径的借鉴

构建中国标准数字化转型发展路径过程中,亟需借鉴国内典型行业标准数字化转型发展路径,由此以智能制造、航空领域为代表开展标准数字化转型发展路径分析(见图4)。

图4 国内典型行业标准数字化转型发展路径

智能制造领域标准数字化转型发展方向主要聚焦于实现业务转型与效率的提升,促进机器与用户、机器与机器、信息系统进行交互与决策,解决标准与实际业务中的关联问题,贯通标准数字化应用的障碍,实现指导产品选型、测试、诊断、评估、互通等标准化目的[6-8],推进数字化技术进行综合运用,其发展路径包括三个方面:(1)构建统一的公共标准数据库。标准的数据类型较为广泛,既包括结构化数据(如起草人、条款和范围、参考和引用文献、术语、文本内容等),也包括非结构化数据(如图、表和公式)。因此,需要根据标准数据类型选择不同治理路径进行数据治理,对于结构化标准数据,直接进行构建语义本体生成知识图谱。对于非结构化标准数据,先将数据转为XML 格式,再对其构建知识图谱(包括命名实体识别、关系抽取、实体链接、事件抽取等步骤),以期生成标准场景中的知识组织映射结构。故而要构建统一的标准数据库,提升标准数据复用共享能力,且实现标准数据的公开透明性和可追溯性;(2)建立统一的标准管理服务平台。不仅利用计算机实现标准文档的公有云和本地云存储,还可实现标准方案提报、项目审批、征求意见等多用户共享、协同处理,从而帮助标准化组织和专业管理机构对标准全生命周期(包括预研、起草、修订、发布、废止等)进行“一站式”综合管理;(3)开发智能分析应用程序和服务组件。通过该组件可将每个流程的标准文件与实际业务流程中的数字文件相结合,在线查询标准中规定的技术指标和参数要求,真正实现标准文档嵌入的产品测试、评估、诊断和判断等过程应用,更好地进行产品测试评估结果的虚拟设计、在线选型和智能化判断,形成业务需求倒推标准需求新模式[6-8]。

航空领域标准数字化转型发展方向主要聚焦于解决航空装备全寿命周期(研发、生产、检测、保养与维修等)过程中,如何构建统一的、机器可读的、可信的标准数据源,如何结合具体业务场景匹配数字化技术、软件工具,以期实现按需、智能的标准“数字化应用”[9],其发展路径包括两个方面:(1)构建互操作且动态互连的标准模型。标准无法动态关联和缺乏互操作性(互操作性是指不同对象间协同工作的能力)的现象是航空领域重点关注问题[9]。标准是航空业务发展的基础,是互操作性和连通性的载体。航空工程师最常见的使用标准的需求是获得结构尺寸、材料属性、工艺要求等产品设计规范和参数。然而,传统的纸质标准不具备动态关联和更新的能力,故而当前均依赖专家阅读大量标准文献后,才能获取产品设计要求和具体参数,效率极为低下,且极易出现获取的具体参数非当前最新标准版本的现象,且难以快速精准地发现大量标准间的嵌套引用关系。因此,亟须将产品的规格、材料特性、工艺要求等转化为可互操作、动态互联的标准模型。同时,标准模型可根据机器可读标准的要求进行导出存储,且可通过接口被其它系统调用[9];(2)构建航空标准知识图谱。当前航空标准的知识提取工作主要是人工处理的,其工作量较大、成本较高的问题较为突出,难以实现高效、可持续的标准知识应用。并且,随着航空标准数据量的不断增加,快速准确地识别所需的标准知识和快速挖掘标准价值变得更加困难和紧迫。因此,亟须构建航空知识图谱,建立一套通用规则提取系统、本体模型和应用平台,以期更好地展示标准知识之间的语义相关性,实现标准文献内容知识的可关联性、可追溯性和可分析性[9],挖掘显性知识背后的隐性知识(如概念简称、上下文语境关系等),实现对现有知识检索模型进行升级,从而充分挖掘航空装备标准数据资产的价值,提高航空装备标准的整体实施效率,助力航空业数智化转型升级。

3.4 中国标准数字化转型发展路径分析

构建中国标准数字化转型发展路径过程中,分析借鉴了国际标准化组织SMART STANDARD 项目标准数字化转型发展路径,梳理了美国、德国、英国标准数字化转型发展路径、明晰了国内典型行业标准数字化转型发展路径,由此在国际国内兼容协同发展视角下,对中国标准数字化转型发展路径进行分析。

中国标准数字化转型发展路径,从顶层国家战略及国际话语权、中层行业试点应用及产业协同、底层核心关键技术及人才培养三个方面,指出了未来中国标准数字化转型发展重点与发展方向(见图5)。

图5 中国标准数字化转型发展路径

3.4.1 顶层国家战略及国际话语权

第一,加强标准数字化转型的战略规划。把标准数字化转型上升为“十四五”时期推动国家标准化高质量发展的动力源泉。面向国家数字化转型发展和标准化发展的双重需求,围绕数字化转型基础理论、标准数字化共性关键技术、标准数字化信息服务平台、标准数字化和数字标准化协同发展等方面进行顶层规划及战略布局[3-5,11-12],吸引市场主体深度参与,政府主体和市场主体形成双向互动,共同谋划标准数字化发展。

第二,推进标准数字化和数字标准化协同发展。以标准数字化和数字领域标准化“双向驱动”国家标准体系建设,充分发挥标准在数据管理、技术平台建设和数据应用服务等数字治理环节中的重要作用。推进以“标准本身数字化”为核心,以“标准过程数字化”为目标的标准数字化体系建设[11-12],利用人工智能等技术和软件工具,实现标准相关数据自动加工、处理、解析、标注、关联等,提升人或机器自动识别、理解、调用或访问的能力。推进以“数据基础能力治理”为核心,以“标准化手段支撑数字化转型”为目标的数字领域标准化建设,围绕信息孤岛的堵点和难点,提升数据整合集成目录管理、供需对接、资源管理、数据共享、数据开放、分析处理等数据服务能力。

第三,加快建设全国标准数字化信息服务体系。加快建立全国统一数据来源的标准资源库、全国统一数据规范的标准数据交互接口、全国统一接口的标准数字化云服务平台,推动全国统一标准数字化信息服务体系构建。加强知识图谱语义网和结构化指标库研究,提升标准的智能检索、智能问答、自主推送的运行效果和运行能力。推进各行各业标准数字化优秀业务场景及试点案例共享、共用,推动标准数字化理论与智能制造、航空、电力等重要领域创新融合,提升标准的动态关联能力和实时更新能力,强化标准技术要素和核心指标的提取、分类、实施、验证、推广效果[3-5,7,11-12,29]。

第四,加强SMART 标准国际标准数字化项目参与度。依靠国家强大科研实力,积极参与国际SMART标准项目研究,结合各行各业权威专家资源与影响力,争取牵头制定标准数字化领域基础通用类国际标准,提升我国在国际标准数字化概念体系制定的话语权和影响力[31-34]。争取主导不同行业标准数字化的概念体系和规则制定(如标准数字化术语及指标体系、标准化架构模型、标准信息模型、标准数字化评价模型和方法等),使得中国专家见解可在全球范围内发声,定义什么是标准数字化发展需求、标准数字化技术路线图,标准数字化实施路径,以期提升我国对标准数字化领域国际标准的参与程度和贡献度[3-5,11-12,29-30],争取将基础概 念体系、指标体系、核心理论模型的构建思路和建设方法掌握在自己手中,推进中国国际标准和国内标准长远性发展。

3.4.2 中层行业试点应用及产业协同

第一,培育标准数字化新场景、业态、模式。标准数字化并非让所有标准均要数字化,而是根据实际需求选择是否应进行标准数字化转型。一是对于存量纸质标准,先进性数字化处理加工,分阶段逐步转为机器可读、可执行、可解析的数字标准,再进行使用和管理;二是对于增量标准,直接制定数字标准,并进行使用和管理[11-12]。加强新型数字标准的制定流程、管理机制、应用模型等方面研究,强化标准内容智能分类检索能力与数字化表达能力。加快探索标准数字化技术在各类业务场景中试点应用,建设面向不同地区、不同领域、不同行业的标准信息资源服务平台和标准数据分析工具,拓宽标准资源获取渠道和数据分析渠道,提升标准资源获取能力和标准数据分析能力,提升标准在预研、立项、制修订、审查、应用、实施、服务等环节[3-5]的使用效率和管理能力,提升数字化项目的设计、开发和维护保障的支撑能力,促进标准信息服务平台与认证认可、检验检测、计量基础设施等国家质量基础设施平台和国家数据治理系统的对接、互联、融合和共享。

第二,重点推进智能制造领域标准数字化转型发展。开展智能制造领域标准数字化顶层设计工作,学习借鉴德国工业4.0 智能制造标准化工作实践[6-9],结合我国智能领域发展现状及发展基础,构建标准数字化体系框架,研究智能制造领域标准数字化实施路线图,有序推进智能制造领域标准数字化转型发展。同时,需以实际问题为导向,结合智能制造领域数字化转型发展需求和业务应用场景开展标准数字化研究和探索,重点开展智能制造领域机器可读标准的需求梳理、标准研制、标准实施和应用,制定机器可读标准转化目标,分情况判断纸质标准是否有必要转为机器可读标准,分步骤推进存量纸质标准转为不同级别机器可读标准,不能盲目追求更高级别(3 级或4级)机器可读标准,而应根据实际情况进行选择[3-5]。

第三,重点推进航空领域标准数字化转型发展。开展航空领域标准数字化顶层设计工作,学习借鉴美国波音公司航空标准化工作实践,结合我国航空领域发展现状及发展基础,构建标准数字化体系框架,研究航空领域标准数字化实施路线图,有序推进航空领域标准数字化转型发展[9]。同时,需以实际问题为导向,结合航空数字化转型发展需求和业务应用场景开展标准数字化研究和探索,不能盲目地为了推进标准数字化转型发展,刻意地追求标准离散的颗粒化程度。也不能片面地要求研发人员务必使用最为前沿、最为先进的核心技术,而应综合国家政策、法律文件、工作手册、典型用例及实际经验等手段,从解决实际问题、满足业务需求的角度出发,“对症下药”。

第四,协同构建国际国内机器可读标准应用生态圈。在智能制造、航空、电力等重点领域,构建各行业、各领域、各产业标准数字化应用试点,形成一批可复制、可借鉴、可推广的标准数字化新产品、新技术、新模式、新业态等优秀案例成果,且将优秀案例成果进行汇总并在国际交流会议进行成果展示,向世界展现中国在机器可读标准的参与度和贡献度。放眼全球,以各行业标准数字化应用试点和优秀案例成果为基础,以“打通行业交互壁垒,共用数据来源,共享数据价值”为重点,推动国际、国内、各行业、各领域、各产业跨界融合与联动,依托标准数字化接口、系统、平台,实现各类数据对接与应用,协同构建国际国内标准数字化应用生态圈。

3.4.3 底层核心关键技术及人才培养

第一,推进标准数字化理论及核心技术研发。瞄准世界先进技术发展方向和趋势,跟踪ISO、IEC 等国际标准化组织及发达国家机器可读标准基础理论[3-5,10-12],探索人工智能、大数据、云计算、区块链等技术最新发展动态,密切关注标准数据和其它业务数据集成、知识融合、知识库构建、知识表示、知识计算、知识服务等核心数据治理手段,加快标准化架构模型、标准信息单元、标准信息模型等标准数字化基础共性理论研究,重点研究标准数据拆解与关联、标准文档语义关系提取、标准知识图谱构建、跨语言和跨业务关联与融合的技术,加快自然语言理解、知识图谱等标准数字化关键技术研究,利用标准数字化理论推进标准本身形态(如公式、代码、模型、系统等)多元化发展,利用标准数字化核心技术推进标准化过程(如标准研制、标准查询、标准应用等)数字化转型发展。

第二,强化标准数字化技术促进传统基础设施转型升级。推进大数据、云计算、人工智能等新一代数字化技术与传统基础设施(如公路、铁路、机场、教育、医疗、养老等)融合,将“标准数字化技术+标准数字化理念”融入智能制造、电力电网、交通网络等传统基础设施数字化转型过程[6-12],促进传统基础设施向数字基础设施转型发展,强化智能车间生产作业情况智能感知和自主决策能力,提升电力系统运行控制状态监测和预警能力,加强铁路、公路等交通网络的监控与预警能力。

第三,强化标准数字化技术促进新型基础设施发展。加强5G 网络、工业互联网、大数据中心、云计算中心、超级算力中心、量子计算中心等新型数字基础设施建设,以标准数字化技术推进区域型大数据中心、云计算中心等在航天、航空、智能制造、能源电力等行业应用,将标准以数据形态嵌入工业自动化系统、企业数据中台、工业互联网平台、移动互联网设备等各类新型基础设施中应用,构建基于人工智能、大数据、区块链技术的标准数字化信息服务平台[3-5,17-18],支持标准数据跨行业、跨领域、跨企业间信息交互及共享共用,提升数据互联互通能力。完善跨行业、跨企业、跨专业、跨领域的数字化支撑体系的标准布局[3-5,10-12],加快数据采集、数据传输、数据存储、数据服务、数字平台、数字基础设施等数据治理相关标准研制和应用,提升系统对用户状态的动态采集能力、实时感知能力和在线监测能力。加快建立标准数字化云服务平台,加强知识图谱语义网和结构化指标库研究,提升标准数字化智能检索、智能问答、主动推送的效果和能力[10-16]。提升标准技术要素和核心指标的提取、分类、验证能力,强化标准的动态关联能力和实时更新能力。

第四,大力培养标准数字化国际创新人才。随着数字技术和数字经济的迅猛发展,我国人才需求结构也发生重大变化,目前我国不仅缺乏标准化领域高端人才、数字化领域高层次人才、标准国际化领域领军人才,更缺乏具有“标准化理论+数字化技术”交叉学科融合背景的复合型人才[3-5,11-12,35-36]。应依托高水平大学院校、科研院所、大型企业,共同实施标准数字化国际人才培养计划,既要联合培养以“标准数字化战略研究专员”为主体的智库型理论研究队伍,又要培养以“标准数字化技术研究专员”为主体的实战型专业技能队伍,以“底层业务需求+顶层战略设计”双轮驱动标准数字化国际人才发展,呼吁创新型人才投身于国际标准化事业发展当中。

4 中国标准数字化转型发展建议及对策

4.1 积极加入国际标准化组织SMART STANDARD 项目相关研究团队

要顺应国际标准数字化转型发展大势,积极加入ISO 和IEC 联合组建的SMART STANDARD 项目研究团队。参与“SMART STANDARD”相关国际标准制定,战略性抢占机器可读国际标准发展先机,系统地开展标准数字化国际战略研究和战略部署,规划设计标准数字化转型路径和实施路径,探索建立存量标准分阶段标准数字化转型机制和增量标准直接标准数字化转型机制,探索前沿标准数字化技术与标准化工作结合的新业态、新技术、新模式[3-5,11-12,35-37]。大力推动机器可读标准、数字标准相关主题国际交流合作,利用标准数字化手段对标准撰写、标准查询、标准制修订、标准发布、标准实施、标准数据分析与评价等环节进行赋能、转型与升级,打造面向国际的标准数字化合作交流平台,吸引海外高端人才来我国开展战略合作和高端智库型研究,不断提升我国标准的国际影响力。

4.2 广泛借鉴国际标准化工作数字化转型发展路径的研究经验

标准涉及众多行业,辐射成百上千个领域,不能以一套固定的方法论作为模板去处理所有问题,而要“因地制宜”和“就事论事”,因此亟须广泛借鉴国际先进经验,以期提出适用于我国国情的中国标准数字化转型路径。国际上,ISO 和IEC 认为标准数字化不是仅仅将标准文本这个单一维度进行数字化,更要涉及整个标准化工作和标准化环节的数字化转型,且绝不是将人为设定的流程进行数字化就满足数字化了,而应是机器具备人类思维能力与语言能力的(机器可以读取、理解标准,甚至自动执行理解结果的)智慧化过程。因此,我国在研究标准数字化转型过程中,不能单纯地以解决某个技术问题为终旨,而要以国际、国家、行业、企业协同的工程应用视角去发现标准数字化过程中的理论方法、核心技术、管理模式、体制机制等系列问题[3-5,11-12,35-37],且在这个过程中呈现的成果形式不应限定为一套成熟的技术方案或实践案例。与此相比,发现一系列问题,并提出标准数字化转型过程中遇到的困难点、关键点清单列表,甚至引出一系列新的科学问题,更有重大科学意义。

4.3 灵活兼容国家标准和国际标准协同双向发展

要兼顾国家标准化发展大局和国际标准化发展形势,对中国标准化顶层设计文件进行中长期修改、调整和优化,以期保持国家标准化发展的科学性、前瞻性、合理性,持续促进政策、规则、标准等多元联通。推进中国标准与国际标准体系灵活兼容,既要考虑未来如何与国际层面标准数字化管理机制、数字工具手段、实施评价方法、服务与验证体系等相融合,也要考虑如何将我国标准数字化研究成果推向国际舞台,向世界展现“中国智慧”和“中国力量”。推动标准数字化主题相关的国内标准与国际标准进行相互转换、互认及应用,推动先进适用的机器可读国际标准转化为国内标准进行应用[3-5,11-12,25,37]。同时,积极梳理我国重点标准率先转为机器可读形态的标准清单,推进国际国内重点领域标准比对分析,推进中外标准互信互认。促进我国标准与国际标准数字化相关的基础概念体系、核心技术、典型案例、检验评估方法等标准相衔接,以期实现国内国际同线同标同质。

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