标准数字化推动行业数字转型-标准数字化，数据标准化

随着数字化时代的到来，行业产业链各方都面临如何看待和利用数据，乃至如何升级业务模式以便更加适合发挥数字化优势等问题。在这其中，标准数字化、数据标准化至关重要，关系到产业链上下游规则是否能够通达，数据能否顺畅流转等问题，因此是推动行业数字化转型的基本动力之一。

一、标准数字化

产业数字化、数字产业化具有战略发展意义，习近平总书记在多个场合提到数字化对于国家未来若干年发展的重要作用，特别在 2018 年中国科学院第十九次院士大会的讲话中提出，要把握数字化、网络化、智能化融合发展的契机，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。

从 2012 年至 2021 年，我国数字经济规模从 11万亿元增长到超 45 万亿元，数字经济占国内生产总值比重由 21.6% 提升至 39.8%。数字经济对整个国家经济活动已举足轻重。

日常生活生产当中，我们能明显感受到数字化浪潮迅猛而来。美国 Gartner 公司《2022 年新兴技术与趋势影响力雷达》中对 2022 年技术发展趋势进行了分析，绝大部分新兴技术都跟信息技术都有关系，这也是今天要探讨标准数字化问题的基础。

我认为我们实际上正在建设一个智能的世界，这也是一次生产力的革命，我们正身处转型发展的浪潮中，作为标准化工作人员应该如何去做？我觉得主要就是推动标准的数字化。

《国家标准化发展纲要》明确提出，要建设国家数字标准馆和全国统一协调、分工负责的标准化公共服务平台；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。我理解，建设标准化公共服务平台就是在推动标准数字化。平台不仅能够提供标准查询，将来一定还要提供数字化的标准相关服务，如发展机器可读标准、开源标准，推动标准化工作向数字化、网络化转型等。《国家标准化发展纲要》的这一提法是非常高屋建瓴的。

在国际上，国际标准化组织（ISO）非常重视今后几十年内标准的发展趋势，并提出了“ISO-SMART”标准战略。S 指代标准（Standard），M 指机器（Machine），A指可用（Applicable），R 是可读（Readable），T 是可转换或交互（Transferable）。该战略针对未来标准的制定、实施，即标准全生命周期提出了整体思路，要让计算机深度地参与进来，标准不再仅仅是为人服务，也需要机器共同工作。

这产生一个问题，即标准是写给谁看的？是写给人的，在设计或者施工时去参考，还是由计算机进行理解并协助人们去执行业务？我想以后应该是后者。

针对 ISO-SMART 战略，ISO 进行了大量研究，主要是研究如何将传统标准转化成数据化、基于模型的标准，还涉及到通用语义、概念模型等技术路线，这是一项系统工程。

还有个问题是标准的形式将如何变化？由此 ISO提出了五个标准发展的阶段层级：

第一阶段是纸质标准，即目前最常用的标准形式，例如白色文本的国家标准、行业标准等，以及中国工程建设标准化协会（CECS）绿色文本等纸质标准。

第二阶段是纸质文件电子化，采用 PDF 等开放数据格式作为电子文档，这也是目前较常见的标准形式。

第三阶段是机器可读的文档，例如 xml，是一种计算机语言格式，能够通过标签化对标准进行处理，使计算机可理解或者可读。目前究竟有多少标准能达到这个程度？包括 ISO 等很多国际和国家的标准化机构普遍认为仅有一小部分标准能够达到第三阶段这个层级要求，目前要实现这一层级可能对于我们来讲较有压力。

第四阶段就是机器可读内容，即能够使机器读懂人类用自然语言表达的语义。目前看这是非常困难的，还需要多方面的努力。首先，计算机的执行能力和理解能力要加强，例如发展和应用人工智能技术；其次，编写标准要更具规范性，也就是说不能够再用那些模糊的、形容性的词汇去描述规则，以便计算机能够更好地理解。

第五阶段是计算机可交互，即智能标准，这是非常高级的阶段，也是远期发展目标。ISO-SMART 战略制定了基于模型的新一代国际标准的数字化原则，带有明显的的 IT 技术色彩，具体如下：

（1）Single bimodal graphical & textual model representation （单一几何 / 文字信息模型表述）。

（2）Tight bidirectional binding between the graphical representations and corresponding textual statements （几何 / 相应文字信息的双向强绑定）。

（3）Text based on a structured subset of natural language defined via a formal language foundation (EBNF)（以形式化语言基础定义的结构化自然语言子集为基础的文字）。

（4）Language substitutability as automatic translations for any natural language using the same universal graphical notation set （语言可替换性：使用相同的通用图示标记集可自动化翻译为任一自然语言）。

（5）Based on a minimal universal, domainagnostic ontology, which captures the function structure and behavior of any system, product or service（基于获取系统、产品或服务的功能结构和行为的最小化通用的，无关领域的本体）。

（6）Amenable to combined qualitative and quantitative execution and simulations for verification and validation （适用于结合定性和定量的执行和模拟以检验和确认）。

（7）Execution in a production environment with end-to-end integration using application extensions（在以应用程序扩展整合端到端的生产环境中执行）。

上述原则的基本逻辑是能否建立一个通用模型，既能表述几何信息，也能同步表述属性文字性信息，并用一种计算机可识别的结构化语言和形式化语言描述标准中表达的含义，同时还要建立一种应用环境，即标准化服务平台，除文档分享功能外，更要提供以应用程序为载体的服务。

图 1 轿车标准规则行文案例

我们来看一个 ISO 提供的案例。图1中，红色框线中是一个关于轿车标准的规则行文，其中包括索引，即标准来源、作者、名称等信息。还有描述，作为解释条文的一般叙述。重点内容是要求部分，作为标准条文很常见。其描述为：“轿车的时速应达到 280km/h”。“轿车”即对象，这个语义人们之所以都可以理解，因为《新华字典》已经为标准使用者构建了一个该语义模型，“280km/h”是要求，也是要由计算机量化处理的规则。

“时速”是轿车的一个属性，是关于本体一项特征的定义。如果说“轿车”是概念，那么“4 个轮子”、乘坐人员数量等，都是轿车本体特征的属性。一个语义加上若干属性，这是一种定义模型。

我们可以用 xml 等语言把所有要求明确出来。但是也有一些需要进一步明确，比如标准中的要求词汇，即“应”“宜”“可”等，对这些程度语义的理解，计算机处理相对困难。因为对于这类语义的理解具有不确定性，即便是人的理解也是不一致的，有时甚至需要随语境变化而变通，但计算机处理起来没有这样的柔性。

这个例子其实就是对整个标准数字化结构的概括，虽然未来标准不一定都是这样的模式，但是这是一个非常好的思路示例，这也是做开源标准的基础。此处所谓开源标准是指标准条文都是公开的，所有社会实体都可以根据每一个标准条文去建设这样的数据模型，并基于同样的标准数据规则进行后续工作。

表 1 标准条文约束类型

此前，我本人也针对标准数字化进行粗浅研究，部分观点和分析体现在题为《建筑信息模型（BIM）与 < 绿色建筑评价标准 > 的相关性分析》的论文中。该项研究将条文类型进行了分解、分类，根据条文的约束性划分了四个等级（见表 1）。第一级是量化指标，可以直接通过代数运算得出；第二级也是量化指标，但通过合规检测才能得到，即检测其是否达到相应量化水平；第三级是判定事件或行为发生与否，或量化发生数量；第四级是非量化要求，即难以作出明确判断的内容，例如，“采取措施提高阳台、外窗等安全防护水平”类的标准条文，可能较难进行量化评估。

表 2 条文要求与 BIM 的相关度类型

此外，论文中也针对 BIM 与标准条文规则的关联性进行了相关研究（见表 2）。

根据上述分级，对《绿色建筑评价标准》进行了评估，即分析到底有多少条文能够进行某种程度上的数字化？其结论是，大概有 31% 的条文能够进行很好的指标或运算上的量化，16.7% 可通过检测获得相关数据。40.2% 的条文是需要根据设计图纸、文档、现场证据等进行判断的。上述几项合计占比将近 80%，有机会依托计算机进行数字化处理。

二、数据标准化

数据标准化与工程数字化技术，特别是 BIM 相关。数据标准化就是，例如一栋楼或者一项业务，如何用计算机表述出来。基本思路是首先分解为各个系统，继而逐级分解到构件和零件，一层层地构建语义网络。此前由中国建筑标准设计研究院有限公司主编的 BIM国家交付标准即体现了这样的思路。

BIM 的基本内涵是信息科技在建筑工程领域的应用，基本领域是数据科学，重点是对工程数据的收集、整理和应用。基于此，可得出以下推论：一是 BIM 应通过计算机完成；二是计算机应能够对工程属性进行识别和判断；三是工程数据应具有可计算性。

BIM 涉及多项标准，包括 IFC 标准、IDM 标准、IFD 标准等。IFC 标准主要解决数据定义的问题，也描述语义和语义之间、语义与属性之间的结构化描述关系。IFD 解决语义范围和关系问题，IDM 解决面向业务如何进行数据使用的问题。

如果说传统的纸质、PDF 文档形式标准是标准 1.0的话，将来应该考虑将其升级为标准 2.0，这需要做大量基础性工作，包括解决新一代标准条文如何编写问题等。还要重点推进数据标准化工作。

目前，我们也针对标准数字化开展了相关研究，并于 2022 年在中国工程建设标准化协会立项了《建筑信息模型工业基础类：通用》《建筑与土木工程基本语义：通用》等 10项数据和国际化方面的标准。同时，也正在筹备成立中国工程建设标准化协会标准数字化专业委员会，以期将来为工程建设行业标准如何适应数字化发展起到专业化引领作用。