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对我国标准数字化工作的几点思考

中国标准化协会理事长于欣丽:对我国标准数字化工作的几点思考
来源:中国标准化     时间:2022-04-07

      中国正在大力建设“数字中国”。《国家标准化发展纲要》提出,要“推动标准化工作向数字化、网络化、智能化转型”。市场监管总局副局长、国家标准委主任田世宏在工作报告中提出“积极推进机器可读标准工作,探索数字化条件下国家标准管理新机制。”“加强标准数字化技术研究,把握前沿科技发展趋势,增强标准化基础理论储备。”标准数字化成为今后标准化工作的重要内容之一。近日,《中国标准化》编辑部专访了中国标准化协会理事长于欣丽,围绕“标准数字化现状”“主要挑战及应对”“重点推进方向”“如何创新”“标准数字化故事”“有何好的建议”等话题,请她分享对标准数字化的理解和思考。

标准数字化提出的背景

      以“数字技术”“智能制造”等为代表的新一轮科技革命和产业变革加速演进,数字化变革模糊了物理世界和数字世界之间的界限,改变了传统的业务模式和价值链,相关的数字技术、产品和服务已经深刻改变了我们的生产生活方式,数字经济已经成为全球未来发展方向。做大做强数字经济意义重大而深远。

      习近平总书记指出,要大力发展数字经济,加快推进数字产业化、产业数字化,推动数字经济和实体经济深度融合。国际上,欧盟、德国、英国、美国等发达国家和地区都高度重视数字经济发展,加强新技术与国家质量基础设施、制造业等深度融合,推动建立新的市场秩序,提升市场竞争力和全球领导力。

      在推动数字经济发展过程中,高质量的标准及有效实施是提升质量基础设施能力、串联改造产业价值链的核心要素。

      然而,虽然以行业为基础的传统标准化组织架构在很多年来一直很有成效,但是在面对跨国家、跨地区、跨行业、跨部门、跨技术、跨领域的融合和创新时,在技术快速发展、行业高度细分、企业竞争激烈的时代背景下,传统的标准形式已不能满足数字经济发展的需要。比如,标准需要人工阅读、理解、操作才能实施,效率低下;标准缺乏动态关联更新能力,标准变化了,但引用它的文件却无法同步更新,造成企业内部和供应链技术文件的不一致。为此,需要充分利用数字化技术,利用新的流程和架构,研究以数据、模型、程序、软件工具等为重点的新的标准形态,从而促进数字经济和传统经济深度融合,推动双循环发展。

      标准数字化不仅关乎各行业数字化转型的能力和效力,也决定了数字经济发展的动力和潜力,更决定了未来参与国际合作的实力、融入国际贸易体系的竞争力、引领国际发展的领导力。

标准数字化概念的内涵和外延

(一)对标准数字化概念的基本理解

      从简单技术实现层面,标准数字化就是利用人工智能(如自然语言处理、知识图谱等)等相关技术和软件工具,对标准及相关数据(如文档、系统、数据、设备、人员、过程等)进行加工、处理、解析、标注、关联等,提供自动化、智能化的服务或接口,可供人或机器自动识读、理解、调用或访问,可按照不同的应用场景和用户需求提供内容组合、互操作等服务,同时可对其全生命周期(预研、立项、起草、征求意见、审查、实施、复审、修订、废止等)以及版权和知识产权等进行管理维护。

      从产业融合和数字经济发展层面,标准数字化还将涉及与不同产业融合的具体机制、业务模型、融合技术、商业模式、数据保护等。

      标准数字化,其核心要素就是数字标准。目前国内外广泛采用的是ISO SMART(Standards Machine Applicable,Readable and Transferable)标准的概念——机器可用、可读、可迁移的标准。ISO根据数字化、结构化、智能化程度,将SMART标准分为5个层次,分别是:纸质标准、开放数字格式的标准、机器可读文档的标准、机器可读内容的标准、机器可释内容的标准。

(二)对标准数字化语境下标准化全生命周期的理解
      在标准数字化的语境下,其工作分为两类:一类是对存量标准即传统纸质标准而言,需要先进行数字化处理加工,而后进行使用和管理;另一类是对增量标准即新制定的标准而言,直接制定数字标准,并进行使用和管理。数字标准的制定流程、管理机制、应用模式将会发生变革。主要体现为:

      (1)预研。技术或标准化专家围绕标准主题开展充分的研究和总结,提出标准框架和基本内容。在研究中的相关研究方法、模型、公式、数据、知识、人员等信息都将被存储下来,可供后续进行技术验证、回溯和讨论。

      (2)起草、修订。标准起草专家使用专门的软件编写标准内容,可以方便访问相关数据集、知识库等,并将注意力集中在技术写作,而不是文字排版和格式设置;标准编写与结构化加工可同步进行;标准编写与对应的软件模块开发可同步进行;标准利益相关方都可按一定权限参与标准研制,协同编辑、共享数据;技术的更新和迭代可以快速在标准内容中进行体现;标准成为多种形式并存、富语义、多粒度、广联通的知识网络。

      (3)征求意见、审查、复审。利益相关方、专家可以很容易验证标准中的技术可行性、科学性和数据真实性,直接进行交流讨论、给出意见或解决方案;修改情况可以进行追溯;标准配套软件模块的功能测试也将是评审的一部分。

      (4)立项和报批审查。管理者、专家可以快速对技术先进性、术语协调性、指标一致性进行评估和审查。

      (5)应用、实施、服务。标准服务体现智能化、精准化、自动化、实时化、个性化、主动化的特点,不仅仅是被动的查询检索,还包括计算、推理、推荐、预测、问答、推送、交互等服务;不仅可提供标准内容服务,还可提供与标准相关的数据库、知识库、接口、软件模块等服务;实现标准间、数据间的关联融合;实现“机器-标准-数据”之间的互操作;可根据需求将来自多个不同标准的内容进行自动组合;可实现不同语言的标准之间的互认、融通。

      (6)管理。实现全生命周期、全流程跟踪管理和数据分析,实现精准的版权、知识产权保护等。

标准数字化的现状

(一)政策现状
      国际标准化组织和发达国家很早就开始围绕标准数字化及相关主题开展研究和实践。

1、ISO/IEC

      ISO将机器可读标准作为战略主题进行布局。2018年,ISO/TMB成立机器可读标准战略咨询小组(SAG MRS),调研机器可读标准需求,评估可能的机遇和挑战。2021年2月在ISO理事会ISO SMART研讨会上,进一步讨论了SMART标准,并建议与IEC在该战略主题上保持一致并加强合作,成立SMART指导工作组。

      IEC在《IEC发展规划(2017)》中提出,继续对影响其核心运营的根本变革做出准备,如开源和开放数据趋势,以及直接通过机器使用的新型数字标准。2018年,IEC还在SMB下专门成立数字化转型战略小组(SG12)。

2、CEN-CENELEC

      欧洲标准化委员会CEN和欧洲电工标准化委员会CENELEC于2017年发布了《CEN-CENELEC数字化转型战略计划》。2019年,CEN和CENELEC进行项目试点,并围绕数字标准内容和IPR保护开展了深入的法律分析。

      2021年2月,CEN和CENELEC共同发布了《CEN-CENELEC战略2030》,用来指导未来10年的工作方向。该文件中,将标准作为促进欧盟工业生态系统弹性绿色和数字化转型的关键工具,并将利用最新的信息技术驱动标准工作。

3、德国

      2017年,德国发布了《德国标准化战略》,提出“标准化塑造未来”的理想和六大战略目标。该战略指出数字变革和开源不可避免地互相挂钩,要在标准化中使用开源技术和方法。

      根据该战略,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“机器可执行标准”(machine executable standards)视作驱动目标实现的重要技术手段,是实现工业4.0的重要支撑,将围绕机器可执行标准建立新的适合的标准研制过程,开发新的商业模式。

4、美国

      《美国机器智能国家战略报告》(2018)提出,美国政府应该从协调其自身的数据结构和标签标准入手,与私营部门合作制定标准,推动标准数字化工作。美国标准化协会(ANSI)在2019-2020年度报告中,将SMART标准作为重要的标准化战略议题。

5、英国

      2021年7月,英国政府发布《第四次工业革命标准:释放标准创新价值的HMG-NQI行动计划》。该行动计划主要包括6大行动,旨在充分发挥自愿性标准的潜力,支持创新并使其快速安全地商业化,确保标准、政策制定和战略研究之间的有效协同。其中第2项行动计划就是加速标准的数字化,主要内容包括进一步发展其提供机器可读标准(标准即代码)的能力;全面改革数字平台,以提高标准内容和信息的可访问性,促进对现有标准的反馈和对制定过程的监督;开发数字化标准所需的框架、良好实践指南和技能培训材料等。

6、中国

      2021年10月,中共中央、国务院印发了《国家标准化发展纲要》,将“标准数字化水平不断提高”作为战略目标之一,提出发展机器可读标准、开源标准,推动标准化工作向数字化、网络化、智能化转型。

      2021年12月,国家标准委、中央网信办、科技部等10部门联合印发《“十四五”推动高质量发展的国家标准体系建设规划》,提出深入推进国家标准数字化试点,探索增加机器可读标准、开源标准、数据库标准等新型国家标准供给形式;探索建立支撑国家标准数字化转型的信息系统。

(二)标准化现状
1、组织

      在ISO/IEC JTC 1信息技术联合技术委员会的SC7软件与系统工程分委会下,成立了专门的机器可读标准工作组——ISO/IEC JTC 1/SC 7/AHG 4 Machine Readable Standards(MRS)。从其组织结构定位来看,主要是偏重于软件开发、软件工程和软件系统方面。

      2022年1月,全国标准数字化标准化工作组筹建并面向社会公开征集委员。

      除了上述专门以“机器可读标准”命名的工作组之外,根据标准数字化可能涉及的技术,还有很多技术委员会也都有着密切关系。如:ISO/TC 37语言与术语技术委员会,该委员会制定了大量的术语和语言资源类标准,其中不乏结构化处理、文本标注、语义标注等相关内容,也是标准数字化不可或缺的支撑技术。ISO/TC 37的国内对口单位SAC/TC 62全国语言与术语标准化技术委员会也在开展类似工作。此外,国内还有诸如SAC/TC 4全国信息与文献标准化技术委员会、SAC/TC 28全国信息技术标准化技术委员会、SAC/TC 389全国图书馆标准化技术委员会、SAC/TC 527全国新闻出版标准化技术委员会等,分别从内容加工、信息技术等标准化角度开展相关工作。

2、标准

      目前,尽管国内外还没有专门针对标准数字化提出的标准,但很多已有的标准也可以应用。如元数据类标准、语义标注类标准、软件开发类标准等。由于标准数量较多,不再一一列举。

(三)技术现状
      标准数字化从实现、实践的角度而言,包括通用技术方法和具体行业应用实践两个层面。

      通用技术方法层面主要关注于标准数字化中的一般性、通用性、基础性问题,提供通用数字化的解决方案和指导。

      具体行业应用实践层面则是要将标准数字化中的通用技术方法结合具体行业领域特点进行落地,提高在具体行业领域应用的准确率、效率和易用性,以及标准服务能力。如,对不同专业领域,在对标准文本进行处理过程中,为了提高准确率,都要用到该领域的专业词汇,以便能够准确识别其中的专业术语、符号、缩略语等;又如,在生产相关行业,要根据具体产品属性提取相关参数建立数据字典,根据具体生产过程采集质量控制数据等。具体行业应用实践为推进标准数字化提供了重要的素材和案例,但有时也存在一定的问题,如:技术和方法通用性不强,技术经验难以总结推广;大部分应用主要是对标准某些内容提供特定的数字化服务,服务内容和范围相对较小,服务方式也相对单一;机构之间、行业之间缺少数据共享,数据孤岛现象严重。

      无论从哪个层次,计算机、通讯、电子等相关信息技术都是实现标准数字化的重要支撑。主要涉及人工智能、大数据、自动化、软件工程、信息安全、集成电路、通讯等领域,具体又主要涉及自然语言处理、数据库、知识图谱、人机交互、信号处理、自动控制、区块链、图像处理、机器翻译、语义网、云计算等诸多技术和方法。本文不再一一列举。

(四)实践现状
      目前,标准数字化在很多国家、地区、行业、组织、企业中都在进行探索和实践。总体而言,主要分为两个方向。

1、自上而下,从通用到具体

      从通用技术方法层面开展研究和实践探索,如研究内容抽取、内容标注、内容关联、内容服务等。在通用技术方法的基础上,再结合具体行业应用进行适配化改进研究。

      显然,从通用技术方法层面开展研究难度极大,既要覆盖标准生命周期,也要覆盖不同的行业应用需求,需要大量的调研、提炼和抽象。因此,开展相关研究的相对较少,主要集中在自然语言处理、知识图谱、知识工程等领域,也开发一些标准结构化处理和编写工具。

2、自下而上,从具体到通用

      目前,绝大多数的标准数字化研究和实践都围绕各自的业务领域和行业,如建立产品参数数据字典、在特定的生产环节进行自动化检测等。其中有些工作已取得一定效果。但很多行业实践也存在一定的问题,主要包括:技术和方法通用性不强,向上提升的技术难度较大,经验难以提炼推广;大部分应用主要是对标准某些内容提供特定的数字化服务,服务内容和范围相对较小,服务方式也相对单一;机构之间、行业之间缺少数据共享,数据孤岛较多。

标准数字化典型案例

      目前,国内外很多国家、地区、行业、组织、企业中都在进行相关领域的探索和实践。

1、ISO/IEC联合开发的标准在线开发平台(OSD)
      IEC和ISO联合开发了面向全球数万名标准化专家的在线标准开发平台。目前,该平台可供工作组进行试用。该平台的设计目标是:从标准创作过程开始就更有组织和更高效的协作工作;在标准开发的早期阶段改进/简化内容质量;提高内容的整体质量;便于评论和最终汇编决议;基于标准的内容开发系统(即NISO STS);统一ISO/IEC标准开发和流程。

      该平台的核心主要是NISO STS以及Fonto公司开发的Editor工具。NISO STS(NISO Standards Tag Suite)提供了通用的XML格式规范,可供标准开发者、出版者、发布者用来发布交换标准内容及元数据使用,具有丰富的语义标签。除了ISO、IEC之外,CEN-CENELEC和各个成员也都在使用NISO STS。Fonto Editor是一个基于XML的编辑工具,兼容NISO STS。该工具易用性好,上手快,兼容性好、便于配置,支持在线协作和版本控制,实现了标准辅助编写。

2、ISO/TC 37术语及语言内容结构化标准
      ISO/TC 37语言与术语技术委员会是ISO最早成立的一批技术委员会之一。该委员制定了一大批与文本内容结构化处理相关的标准,主要包括:标准术语结构化方法,如ISO 30042:2019术语库交换格式标准等,该标准已被ISO和IEC采用,用于ISO和IEC标准中术语的表示、存储和管理,同时也被纳入NISO STS中;语言资源内容结构化方法,如ISO 24613-2:2020机器可读词典模型、ISO 24617-6:2016语义标注原则与方法、ISO 24617-11:2021可度量数量信息语义标注框架等二十余项标准,这些标准从文本内容的角度,为标准解析、语义标注、管理提供了重要参考,对于标准数字化加工和处理具有重要作用。

3、中国航空综合技术研究所的行业实践
      中国航空综合技术研究所隶属于中国航空工业集团有限公司中国航空研究院,其标准化相关业务涉及国家标准、国家军用标准、装备行业标准、企业标准、型号标准和国际标准的研究、制定及应用实施。

      研究所根据工作总结和服务需求,建设开发了标准结构化加工管理系统、标准化工作管理系统等工具,实现了标准碎片化加工、篇章结构化标注、数据管理、流程管理、智能化服务等一系列功能。

4、中国标准化研究院国家标准馆标准服务系统

中国标准化研究院国家标准馆是我国唯一的国家级标准文献和标准化图书情报馆藏、研究和服务机构。标准馆利用自然语言处理等信息技术手段,对标准文献进行结构化加工,提取标准中关键技术指标,建成了覆盖国际主要国家、国内各类标准的文献资源库和信息库,开展了标准知识库构建、标准信息系统构建、专题数据库建设、标准内容揭示和指标比对、标准大数据分析等相关研究和服务。

标准数字化面临的问题和挑战

      总的来说,国内外对标准数字化的基本作用、战略意义已达成共识,但对其具体特征、机理、技术、形式、模型等认识还不统一,技术路径不明确。仍有很多问题亟需深入研究探讨。

1、政策规划方面
      (1)如何通过制度设计和落实,确保扎实有力推进标准数字化,推动与各行业深度融合,促进各行业数字化转型。

      (2)万众“数字化”时代,如何才能通过实施方案的细化将顶层规划落地,如何引导相关标准化专家、技术专家、行业专家、普通用户以及各利益相关方等都参与并发挥作用。

      (3)如何抓住标准数字化发展契机,与ISO、IEC加强合作,引领国际相关领域标准化发展。

2、机理机制方面
      (1)标准数字化对数字经济的支撑机理和核心贡献是什么,是如何与质量基础设施(NQI)相关要素相互作用的。

      (2)标准数字化对产业结构调整、社会治理的推动机理是什么,如何激发技术创新、加强标准数字化与产业深度融合,如何作用于价值链。

3、技术实现方面
      (1)各行各业对标准数字化的需求是什么,需要什么形式的服务,有哪些是共性的;如何协调好共性技术研究与行业应用研究的关系,从而避免重复建设和投入。

      (2)标准数字化所带来的标准形态、生命周期、研制流程、管理模式、服务方式的变化都有哪些,难点有哪些,如何通过技术和管理手段来有效解决。

      (3)当前标准中术语、指标等存在的不协调、不一致的情况如何解决,是否会对后续数字化管理、应用、服务带来影响或矛盾。

对当前标准数字化重点工作的思考

      标准数字化是一项长期的工作,涉及国内外政策、技术、法律法规、行业应用等各个方面,推进难度很大,建议重点开展以下工作。

1、国际政策追踪和研究
      全面了解国际或区域组织、发达国家在相关领域的政策、规划,有助于吸收借鉴国际先进经验,结合我国现状找准发力点和突破口,实现弯道超车。

2、需求调研
      不同的应用场景、不同的服务对象对标准数字化的需求也是不同的,因此需要尽可能全面了解、分析需求,确定标准数字化的发展方向,为开展相关研究、开发、管理等工作提供指导。需求调研主要包括以下方面:

      (1)不同行业对标准数字化的需求,如汽车、航空、能源、信息技术等;

      (2)不同应用场景对标准数字化的需求,如标准编写需求、标准管理需求、标准查询使用需求、数据访问需求、机器自动执行需求等;

      (3)不同价值链环节下对标准数字化的需求,如设计、生产、检验、检测、认证、流通、消费等;

      (4)标准生命周期不同阶段对标准数字化的需求,如预研、立项、起草、征求意见、审查、发布、实施、宣贯、复审、修订、废止等;

      (5)不同利益相关方对标准数字化的需求,如政府、企业、社团、科研机构、检测机构、认证机构、消费者等;

      (6)不同角色人员对标准数字化的需求,如标准研制人员、管理人员、领域专家、使用人员(包括标准直接使用者,如企业;标准间接使用者,如消费者)等。

3、标准体系及路线图研究
      根据标准数字化需求,研究技术路线图,确保技术和产业深度融合,调研相关技术和现有标准,研制标准体系框架,进而明确其中的重点难点问题,以便规划设计可行的标准数字化推进方案。

4、技术调研
      标准数字化涉及技术极其广泛,不同技术的成熟度、应用难度也各不相同,技术之间的衔接机制、交互方式也会随着具体行业应用发生变化,因此需要围绕标准数字化需求和实施路线,调研可能的技术路线、可用的技术方法,分析不同技术的应用条件、优势、难点和局限性,总结提炼基础、关键技术。

5、术语及概念体系制定
      术语和概念是人们交流、知识传播的基本单元。为了统一认识,必须认真界定“标准数字化”这一概念的特点、特征,明确其内涵,梳理其与其他相关概念之间的联系和区别,厘清与其他概念之间的逻辑关系,整理相关概念和术语,建立全面、准确的标准数字化概念体系。

6、通用基础关键理论方法和技术研究
      标准数字化离不开人工智能、大数据、云计算、自动控制、集成电路、区块链、信息安全等技术的支撑。加强通用基础关键理论、模型、技术、方法、工具、数据集研究,可以集中攻坚,降低各行业进行应用和数字化转型的难度,减少人力和资源等成本,避免重复投入,促进研究成果有效共享和应用。

7、面向具体行业领域或场景的应用技术研究
      不同行业在开展标准数字化实践、实现数字化转型过程中,会遇到各种不同的问题,例如,汽车制造行业对标准数字化的关注重点、技术需求显然与食品、医疗行业不同。这就需要行业专家、信息技术专家、标准化专家、研发工程师、标准用户等各类人员相互协作,分析行业特点和具体需求,对一般通用技术、模型、方法进行改造和适配,研究符合行业特点的技术、模型、方法、工具、数据集等。

8、版权和知识产权的界定及保护相关制度建设

      伴随着标准形态结构、内容组织、制定流程、生命周期发生变化,标准及其相关数据、软件等的版权和知识产权的归属和认定会变得更加复杂,进而还会引发服务的合法性、利益分配的合理性、访问安全性等问题,既涉及技术层面的处理和防护,也涉及法律层面的界定和评判。建立版权和知识产权的界定及保护相关制度,可以有效保护相关方的权益,保障标准数字化工作稳步推进。


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