面向機器可讀標準的標準流程特征與應用場景研究

摘 要：隨著數(shù)字經(jīng)濟的飛速發(fā)展，數(shù)字化轉型概念被引入標準行業(yè)，評判標準數(shù)字化程度采用國際公認的機器可讀能力分級模型。由于傳統(tǒng)標準形態(tài)根深蒂固，標準化增值活動難以革新，應用場景經(jīng)驗缺乏，標準使用效率局限。本文基于對標準數(shù)字化的基本定義與機器可讀能力等級劃分，梳理歸納傳統(tǒng)標準研制貫徹的痛點堵點，總結各層級標準內容創(chuàng)建、管理、傳遞、使用的標準化流程特征，并結合標準形態(tài)和現(xiàn)有技術條件提出標準數(shù)字化的應用場景，最后為標準數(shù)字化的發(fā)展提出應用建議。

關鍵詞：標準數(shù)字化，機器可讀，流程特征，應用場景

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.015.003

0 引 言

隨著數(shù)字技術的快速發(fā)展和廣泛應用，各行各業(yè)都在經(jīng)歷數(shù)字化轉型的浪潮。作為技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐，標準化工作也面臨著全新的挑戰(zhàn)和機遇。傳統(tǒng)的標準形態(tài)和流程已難以滿足數(shù)字時代的需求，亟須進行數(shù)字化升級和改造。為了適應這一變革，標準行業(yè)引入了數(shù)字化轉型的概念，并采用國際公認的機器可讀能力分級模型來評判標準的數(shù)字化程度。然而，由于傳統(tǒng)標準形態(tài)根深蒂固，標準化增值活動難以革新，應用場景經(jīng)驗缺乏，導致標準使用效率受到局限。這些問題不僅影響了標準的制定和實施，也制約了標準在數(shù)字經(jīng)濟中的應用和價值發(fā)揮。因此，深入研究面向機器可讀標準的標準流程特征和應用場景，對于推動標準數(shù)字化的落地與發(fā)展具有重要意義。

本文將從標準數(shù)字化的基本定義和機器可讀能力等級劃分入手，梳理歸納傳統(tǒng)標準研制貫徹過程中存在的痛點和堵點，并總結不同層級標準內容在創(chuàng)建、管理、傳遞和使用環(huán)節(jié)的標準化流程特征。在此基礎上，結合標準形態(tài)和現(xiàn)有技術條件，提出標準數(shù)字化的應用場景，展示標準數(shù)字化在實際應用中的潛力和價值。最后，本文將為標準數(shù)字化的發(fā)展提出針對性的應用建議，為標準化工作的創(chuàng)新和變革提供參考和指導，推動標準化工作與數(shù)字技術的深度融合，為數(shù)字經(jīng)濟的健康發(fā)展提供堅實的標準化保障。

1 標準數(shù)字化概念

1.1 標準數(shù)字化

標準數(shù)字化是一種將傳統(tǒng)標準化活動與先進數(shù)字技術融合的創(chuàng)新實踐，通過電子化文檔、結構化數(shù)據(jù)格式及線上協(xié)作平臺，極大提升標準的制定、執(zhí)行與監(jiān)控的效率與精確性。此過程涉及將標準內容轉換為易于機器處理的電子格式，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等技術進行實時的標準執(zhí)行監(jiān)控，從而實現(xiàn)標準實施的高度精準與動態(tài)調整。標準數(shù)字化不僅加速了標準的迭代更新和廣泛傳播，還提高了標準施行的透明度和公眾參與度，是推動行業(yè)快速響應市場變化、提升全球競爭力的關鍵驅動力。

1.2 機器可讀能力分級模型

在2019年，IEC、ISO以及其他區(qū)域性和國家級標準化機構提出了一個機器可讀標準的分級模型[2]。在2021年，德國國家標準化機構（DIN）與德國電工委員會（DKE）將模型向更高層級延伸了一級，并定義更高級別的機器可讀標準為機器可控內容，具體如圖1所示。此模型的每個級別都是基于前一級別的技術進一步構建的，可以細致評估標準的機器互操作性能力級別。

2 傳統(tǒng)貫標模式問題

文本標準是行業(yè)和組織內部運作的重要基礎，它們規(guī)定了技術規(guī)范、操作流程、質量要求等關鍵領域的具體要求。然而，標準貫徹實施過程中存在的紙質標準使用效率低、非結構化標準用戶體驗差，以及與業(yè)務場景關聯(lián)程度弱等問題。傳統(tǒng)的標準編制流程存在一系列問題，這不僅包括流程繁瑣、編制周期長（平均24個月）和征求意見不充分等，還深刻影響了標準的實際效用。這些繁瑣的流程導致標準的引領性差，無法有效地指導相關領域的實踐。長時間的編制周期使得標準無法及時跟上行業(yè)的發(fā)展步伐，陷入過時的困境。征求意見不充分更是造成了標準制定的片面性，無法全面考慮各方利益，限制了標準的廣泛適用性。傳統(tǒng)的標準編制流程如圖2所示。

傳統(tǒng)的標準在貫徹實施過程中，存在的典型問題可以歸納為以下八種。

（1）獲取標準的成本相對較高。許多標準文檔需要通過正規(guī)渠道購買，尤其是國際標準或專業(yè)標準，其價格可能相當昂貴。這對于小型企業(yè)或低預算組織來說可能是一個負擔。

（2）標準的更新和傳播不夠及時。隨著技術的快速發(fā)展，標準也需要頻繁更新以保持相關性。但是，標準的修訂和發(fā)布過程往往較慢，導致在實際應用中出現(xiàn)滯后。

（3）人工閱讀理解的效率低下，且存在偏差。標準文檔通常內容繁復且術語專業(yè)，使用人員需要具備一定的專業(yè)知識和經(jīng)驗才能正確解讀。這不僅耗時，而且不同人員可能會有不同的理解，導致執(zhí)行上的不一致。

（4）標準的宣貫（即傳播和教育）成本也很高，且覆蓋范圍有限。需要組織大量的培訓和研討會來確保員工理解和遵守標準，這對于有限的資源來說是一個挑戰(zhàn)。

（5）實施反饋的困難和更新的緩慢也是一個問題。在實際操作中，可能會發(fā)現(xiàn)標準的某些部分不適用或有改進空間，但反饋機制可能不夠及時或者不被重視，導致標準的改進和更新緩慢。

（6）標準文檔中存在多級嵌套和頻繁引用的問題。一項標準可能會引用其他多個標準，形成一個復雜的引用網(wǎng)絡。當某個被引用的標準發(fā)生變更時，相關聯(lián)的標準并不會自動更新，這可能導致實施過程中的混淆和錯誤。

（7）標準中的表格、圖片、公式等非文本元素包含了大量重要信息，但這些信息不易被直接獲取和使用。這需要額外的解析和轉換工作，往往需要專業(yè)軟件或工具，這進一步增加了使用標準的難度。

（8）文本標準的檢索通常只能基于標準名稱，這大大限制了檢索效率。用戶在查找特定信息時，往往需要花費大量時間瀏覽和分析整個標準文檔，而不是快速定位到所需的具體條款或信息。

這些問題共同導致標準的適用范圍相對較窄，使其在實際應用中顯得不夠靈活和實用。標準變得難以被廣泛采用，形成了“不好用、無人用”的局面。因此，傳統(tǒng)貫標模式阻礙了標準真正發(fā)揮其應有的價值。為了克服這些問題，除了可以考慮建立更加智能化的標準管理和檢索系統(tǒng)，還可以利用人工智能和自然語言處理技術來提高標準的智能檢索、自動更新和內容解析能力。無論從標準化技術發(fā)展，還是標準使用角度，亟須以產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展為牽引，升級打造標準數(shù)字化研制、應用新模式。

3 標準數(shù)字化用標場景

為挖掘分析數(shù)字標準應用場景，現(xiàn)有研究重點針對轉型需求、目標人群、行業(yè)實際應用開展研究。從共性需求、工程應用需求、專業(yè)研究需求三方面目標人群的使用狀態(tài)梳理場景[3]，更多的是項目部署和技術探索所直接設置的用標場景[4-7]。本研究基于前文對標準數(shù)字化的基本定義與機器可讀能力等級劃分，以及傳統(tǒng)標準研制貫徹的痛點堵點，梳理歸納各層級標準內容創(chuàng)建、管理、傳遞、使用的特征，并結合標準形態(tài)和現(xiàn)有技術條件總結標準數(shù)字化的應用場景。

3.1 標準化流程特征

各級機器可讀標準在標準內容創(chuàng)建、內容管理、內容傳遞、內容使用等標準化流程增值活動中呈現(xiàn)出不同的特征，相鄰等級的標準形態(tài)和應用特點相近，一方面可以結合這些特征評估標準的數(shù)字化程度，另一方面保證了各個階段標準數(shù)字化的流暢性。具體標準應用特點見表1。

3.2 標準應用場景

根據(jù)標準所處的數(shù)字化級別，標準的形態(tài)會有所不同，等級0和等級1的標準形態(tài)為文本標準，等級2和等級3的標準形態(tài)為結構化標準，等級4的標準形態(tài)為語義化標準，等級5的標準形態(tài)為自適應標準。其中相鄰等級標準的升級內容差異有限，如等級3中的過渡標準形態(tài)包括結構化標準和語義化標準。

（1）文本標準應用場景

文本標準在多個行業(yè)和領域中都有廣泛的應用，這些標準通常定義了相關操作、產(chǎn)品、服務或系統(tǒng)應遵循的規(guī)則、指導原則或特性，包括檔案保存、模型設計、在線訪問等，作為傳統(tǒng)的標準格式，其應用場景廣泛。

（2）結構化標準應用場景

結構化標準主要表現(xiàn)為結構化文檔和標簽化內容。結構化標準以XML或JSON等格式存儲，將文檔的不同部分（如標題、章節(jié)、條款等）用特定的標簽標記，使得程序能快速定位和讀取特定信息，便于機器讀取和解析；標簽化內容則是對每個章節(jié)、定義或要求都有明確的標簽，文檔中的每個重要元素（如定義、規(guī)則等）都被賦予一個唯一的標簽，這樣搜索和引用時可以直接通過這些標簽快速找到相關內容。

結構化標準的應用場景包括企業(yè)內部文檔管理、在線標準庫、教育培訓等。企業(yè)使用X M L或JSON格式的結構化文檔來管理內部政策、操作手冊和員工培訓資料，使得文檔搜索和更新更為高效；在線平臺存儲標準文檔，用戶可以通過關鍵詞搜索來快速找到相關標準；教育機構將課程內容、評估標準和認證要求標簽化，以便快速組織教材和進行學術研究。

（3）語義化標準應用場景

語義化標準主要表現(xiàn)為語義化標簽、數(shù)據(jù)模型、動態(tài)語義模型和智能代理。語義化標簽指的是標準內容在結構化的基礎上添加語義信息，使機器不僅能讀也能理解內容的意義；數(shù)據(jù)模型則是由標準中的信息進行建模，可以被軟件直接使用；動態(tài)語義模型包含更豐富的語義信息，能夠適應不同的應用環(huán)境和上下文；智能代理可支持標準解釋和應用，這些代理能夠理解并執(zhí)行標準。

語義化標準的應用場景包括集成設計系統(tǒng)、自動化測試和驗證、供應鏈管理、自動化設計優(yōu)化、實時監(jiān)控和調整、智能決策支持系統(tǒng)等。集成設計系統(tǒng)中的標準以數(shù)據(jù)模型形式存在，設計軟件可以直接調用這些模型；自動化測試和驗證，可以直接執(zhí)行標準的數(shù)據(jù)模型，自動驗證產(chǎn)品符合性；供應鏈系統(tǒng)中嵌入語義化標簽的標準，自動檢查和驗證供應鏈各環(huán)節(jié)的符合性；自動化設計優(yōu)化表示在設計軟件內嵌動態(tài)語義模型，能夠自動優(yōu)化設計以符合標準；實時監(jiān)控和調整通過使用智能代理解釋和應用標準，實時調整生產(chǎn)過程；智能決策支持系統(tǒng)中內嵌動態(tài)語義模型，提供基于標準的智能建議。

（4）自適應標準應用場景

自適應標準主要表現(xiàn)為自適應系統(tǒng)和全知全能的AI系統(tǒng)。自適應系統(tǒng)能夠根據(jù)反饋自我調整和優(yōu)化；全知全能的AI系統(tǒng)可全面理解和控制標準，無需人類干預。

自適應標準的應用場景包括自適應制造系統(tǒng)、智能產(chǎn)品維護和環(huán)境監(jiān)測與響應。自適應制造系統(tǒng)內置自適應標準，根據(jù)實時數(shù)據(jù)調整生產(chǎn)標準；智能產(chǎn)品內置AI系統(tǒng)，根據(jù)標準自我診斷和維護；環(huán)境監(jiān)測與響應設備內置全能AI，根據(jù)環(huán)境變化自動調整操作標準。

4 結 語

標準數(shù)字化是一項長期的工作，涉及國內外政策、技術、法律法規(guī)、行業(yè)應用等各個領域，且標準作為技術基礎，其數(shù)字化轉型對所有行業(yè)來說是革新式甚至顛覆性的轉變，推進難度極大。因此標準數(shù)字化的推進需要各行各業(yè)標準化機構結合本行業(yè)特色，一方面標準通用性的數(shù)字化，另一方面行業(yè)特性標準數(shù)字化，建議標準數(shù)字化可考慮從以下兩個方面開展工作：

（1）頂層布局與戰(zhàn)略謀劃。將標準數(shù)字化理念、技術、任務等要素在工程、項目中全面布局，以行業(yè)特色平臺統(tǒng)籌開展產(chǎn)品模型庫、標準符合性驗證等成果應用，將標準所承載的知識立體便捷推送給一線設計人員，使標準所想即所得，所見即能用，同步先進水平，獲取先發(fā)優(yōu)勢，避免適應性成本。

（2）遴選試點與經(jīng)驗推廣。標準數(shù)字化的范圍覆蓋面大，全盤嵌入產(chǎn)品研制流程不現(xiàn)實且不具備條件，因此模塊化推進，以產(chǎn)品研制周期環(huán)節(jié)分支、工具功能模塊、環(huán)境能力布局為導線，遴選標準數(shù)字化應用試點，開發(fā)統(tǒng)一服務平臺工具，穩(wěn)扎穩(wěn)打，大幅提升標準使用效能。

由于近期大模型技術的發(fā)展迅猛，標準信息作為可處理的自然語言，其數(shù)據(jù)量雖然不足以支持大模型的開發(fā)，但對于標準行業(yè)領域的專用大模型訓練可提供有效支持。當大模型技術應用于標準行業(yè)，保證好大模型技術回答內容的準確率，那么標準所處的層級將會實現(xiàn)跨越式的發(fā)展，雖無法達到等級5要求的機器完全自處理自修正，但其智能問答、推薦等功能可達到等級5的程度，因此未來需要對標準機器可讀能力的劃分進行補充和完善。

參考文獻

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作者簡介

王明皓，研究生，助理工程師，研究方向為船舶標準數(shù)字化。

楊玉婷，通信作者，本科，工程師，研究方向為船舶標準化。

胡杰鑫，博士，高級工程師，研究方向為標準數(shù)字驗證、船舶標準化理論研究。

殷濤，研究生，助理工程師，研究方向為船舶標準數(shù)字驗證。

陳家賓，碩士，高級工程師，研究方向為船舶標準化與開發(fā)。

高超，本科生，工程師，研究方向為船舶標準化。

趙鑫，碩士，高級工程師，研究方向為船舶標準與業(yè)務數(shù)字化。

（責任編輯：袁文靜）