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复杂业务系统标准体系构建研究初探 时间:2022-11-07部门:工业产品质量标准研究所

  标准体系是指在一定范围内的标准按照其内在联系形成的科学的有机整体。它是一定时期内标准化工作的蓝图,是标准制修订工作的重要基础。到目前为止国内外有了很多关于标准体系研究和实践的案例,并在长期的实践中总结出了一些标准体系构建的方法,例如综合标准化法、系统工程法等等。为了帮助企业研究和构建标准体系,我国还制定了一系列国家标准,包括GB/T 13016-2018《标准体系构建原则和要求》和GB/T 15496-2017《企业标准体系 要求》等。

  但随着实际业务工作的发展,出现了一些经营规模大、管理层级多、业务链条长的复杂业务系统。如何针对复杂业务系统构建其标准体系成了一个值得探讨的课题。

  一、国外复杂业务系统标准体系建设情况

    (一)美国智能电网标准体系建设情况

  美国国家标准和技术研究院(NIST)前身是美国国家标准局,主导了美国智能电网标准体系的研究。为了建立智能电网技术标准体系,美国国家标准技术研究院集中了数以千计的专家、学者、有关单位和个人对智能电网互操作性标准进行研究,旨在协调、建立一个实现智能电网互操作性的技术框架,包括各种协议和标准模型进行信息管理,以实现各设备和系统之间的互操作性。2010年1月NIST发布《智能电网互操作标准框架和技术路线图》1.0版,2012年2月发布了2.0版。路线图介绍了智能电网的高层结构,包括智能电网的概念模型、构造原则和方法,以及网络安全战略等,其中概念模型涵盖发电、输电、配电、用电、市场、调度和服务提供商7个领域。路线图2.0版本在1.0版本中建议的75条现有的适用(或可能适用)于智能电网的标准的基础上,又增加了22条适用于智能电网的标准、技术规范和导则。NIST认为智能电网最终需要成百上千条规范和标准,并需要优先考虑八个领域:需求响应及用户用电效率、广域事态感知能力、电能储存、电气化交通、高级量测基础设施、配电网管理、信息安全及网络通信。NIST在2.0版本报告中还着重叙述了电磁兼容问题也是影响智能电网互操作性的关键问题,在标准体系中应该考虑将电磁兼容问题纳入规划[1]。

  (二)欧盟铁路标准体系建设情况

  欧盟铁路标准体系包括欧盟铁路指令(EC)、欧盟铁路互联互通技术规范(TSI)、欧盟标准(EN),以及欧盟各国的国家、协会和企业标准四个层次。欧盟铁路指令对铁路系统的总体结构和功能提出基本要求,由欧盟颁布实施,包括列车司机资质指令、铁路安全指令、欧盟铁路互联互通指令等。欧洲铁路互联互通技术规范(TSI)是在互联互通指令基础上形成的,目的在于通过建立跨欧洲铁路系统各子系统之间必要的相互功能关系,确保通过系统兼容性来满足互联互通指令规定的基本要求,其主要内容包括其技术和地理方面的适用范围、铁路子系统的定义和涵盖范围、基本要求、子系统的特性、互联互通性的主要组成部分等。TSI是由欧洲铁路局根据欧盟委员会的“委托书”编制,需要上报欧盟,并经立法程序批准后,才具有强制性效力。欧盟标准是由欧洲标准化委员会(CEN)下设的技术委员会TC256和欧洲电工标准化委员会(CENELEC)下设的技术委员会TC9X为铁路领域的技术委员会,制定标准用来支持相关的欧盟指令和TSI的实施[2]。

  (三)美国航空航天(AIAA)风洞试验标准体系建设情况

  风洞试验活动源自航空科学的发展,并随着科技发展逐步扩展到交通、建筑、能源和环境等众多领域。尽管人类的风洞试验活动已有上百年的历史,但由于风洞试验活动的复杂性、技术保密性等历史原因,长期以来风洞试验单位通常都是按照各自习惯和经验从事风洞试验活动,缺乏管理和实施风洞试验的权威标准体系。20世纪90年代前,北大西洋公约组织成立的航空航天研究与发展咨询组在风洞试验领域发挥了重要的协调和咨询作用,90年代后,该机构退出历史舞台,美国航空航天协会(AIAA)开始发挥在航空航天领域的标准制定和技术引领作用,相继组织编写和颁布了一系列风洞试验标准,内容涉及风洞试验的组织实施、风洞校准、天平校准和试验结果评定,这些标准涵盖了风洞试验活动的主要过程,形成了AIAA风洞试验标准体系的基本框架。从检索的文献资料看,目前,该标准体系是由风洞试验—第一部:管理者卷(R)、风洞试验—第二部:从业者卷(R)、空气动力风洞试验的术语和轴系(G)、亚声速和跨声速风洞校准(R)、风洞试验内式应变天平的校准和使用(R)、风洞试验的实验不确定度评定(S)、实验不确定度评定—AIAAS-070-1999标准补充(G)等7部分构成[3]。

  二、国内复杂业务系统标准体系建设情况

  (一)通用航空标准体系

  通用航空标准是通用航空产业发展的重要技术基础,发挥着重要作用。目前我国通用航空产业标准体系尚未成型,仍然存在着个别领域标准缺失、标准之间存在交叉、通用航空产业标准化组织模式混乱等问题。同时,一些老旧标准不能为日益发展的通用航空活动提供保障,并且大多是混搭在现有的运输航空标准体系之中,未形成自身独立的通用航空标准体系。为了解决通用航空标准缺失和不适用的问题,民航山西空管分局庞艺在现有基础上构建以专业、级别、周期为维度基础,依据4M理论从“人-机-环-管-其他”五个方面构建通用航空标准体系[4],如图1所示。

  

 

   图1 通用航空标准体系框架

  (二)国家智能制造标准体系

  为贯彻落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》和《国家标准化发展纲要》,切实发挥标准对推动智能制造高质量发展的支撑和引领作用,工业和信息化部、国家标准化管理委员会组织编制了《国家智能制造标准体系建设指南(2021版)》,指南中制定了我国国家智能制造标准体系[5]。国家智能制造标准体系结构包括“A基础共性”“B关键技术”“C行业应用”三个主体部分,主要反映了标准体系各部分之间的相互组成关系,每个主体又包括多个细分结构,具体如图2所示。

  

 

   图2 国家智能制造标准体系结构

  (三)新型电力系统技术标准体系

  南方电网公司牵头,联合华北电力大学、中国电力企业联合会标准化管理中心、中国循环经济协会碳中和工作委员会,共同发布《新型电力系统技术标准体系研究报告》,以标准化支撑新型电力系统建设。报告对新型电力系统标准体系的架构进行了前瞻性分析,构建了新型电力系统技术标准体系。架构为两个层次结构,基础层包括标准化工作导则、低碳、环境通用标准、安全稳定通用标准、数字技术、安健环、技术监督、支持保障7个类别,专业层包括规划设计、工程建设、设备材料、调度控制、运行检修、试验与计量、电力经济7个类别[6]。

  (四)国家新型智慧城市标准体系

  新型智慧城市建设是一项复杂的系统工程,涉及要素多,领域广,且国内外智慧城市建设都尚处于摸索阶段,缺少可借鉴的成熟经验,因此,新型智慧城市评价指标与标准体系的建设和应用实施难度都较高。为了指导当前和未来一段时间内新型智慧城市标准化工作,尤其是评价指标和标准体系的应用工作,依据《国家标准为、中央网信办、国家发展改革委关于开展智慧城市标准体系和评价指标体系建设及应用实施的指导意见》相关要求,国家智慧城市标准化总体组在GB/T 13016—2009《标准体系表编制原则及要求》的指导下,结合综合标准化理论,对智慧城市这项复杂系统开展了系统要素分析工作,结合现有相关标准梳理工作,最终构建了我国新型智慧城市标准体系总体框架[7],如图3所示。自此之后,我国智慧城市标准化工作有了明确和统一的顶层设计,所有国际标准、国家标准在该体系框架下进行规划、设计与实施。我国新型智慧城市领域主要涉及7大类标准,包括总体类、支撑技术与平台类、基础设施类、建设与宜居类、管理与服务类、产业与经济类、安全与保障类等标准,7大类标准又可以细分为53个子类标准。

  

 

   图3 国家新型智慧城市标准体系总体框架

  三、复杂业务系统构建标准体系过程中存在的问题

  通过对国内外研究水平和理论实践情况分析来看,目前已有一些面向复杂业务系统构建标准体系的案例。这些复杂业务系统因其自身特点不一样,呈现出来标准体系的结构也各不相同。尽管已有一些案例,但缺乏从现有案例基础上总结出在复杂业务系统基础上构建标准体系的方法,并用一个科学合理的方法去指导复杂业务系统标准体系的构建。

  四、复杂业务系统构建标准体系的研究难点

  面对具备体量庞大、要素众多、业务的标准化需求差异性显著等特点的复杂业务系统,如何提取其系统中各项功能目标、分析系统要素的构成以及要素之间的关系,建立复杂业务系统与技术标准体系多维协同的互动支撑机理,并在多维协同的基础上将复杂业务系统传递成标准体系,其中包括标准体系的整体功能、体系内的子体系要素、要素之间的关系、要素内层级的确定等,难度很大。

  业务系统是针对现实世界的,尤其是复杂业务系统,其业务类型多、流程复杂、目标多维;而标准体系是在一定范围内的标准按照其内在联系形成的科学的有机整体,标准体系既要体现标准的隶属关系、逻辑关系、路径关系、类别关系、综合关系等,还要实现整体功能的最优。如何从业务系统的多维度将业务逻辑梳理清楚,并将其传递到标准体系,建立一个能够适用于不同层级和分支,覆盖不同功能类型,满足不同模块和颗粒度需求的技术标准体系,明确科学、有效、通用性和可操作性强的标准体系构建原则是个难题。

  五、复杂业务系统构建标准体系解决思路

  根据企业的需求,可以从系统论的角度出发,分析复杂业务系统的特性,包括其有机整体性和多维复杂功能性,研究复杂业务系统的要素构成、要素关系等,通过模型架构理论的应用建立复杂业务系统与标准体系之间的互动机理,并结合标准体系的系统性特点,从多维协调的角度,研究建立适用于复杂业务整体和各专业分支,覆盖规范、规程等标准不同功能类型,满足不同层级实施主体,匹配系统、模块等不同颗粒度标准化需求的技术标准体系构建原则,建立业务体系到技术标准体系的传递转化模型。

 

  参考文献

  [1] 谭闻.智能电网技术标准体系及其分析工具研究[D].北京:中国电力科学研究院, 2013:22-24.

  [2] 杨思博.欧盟铁路标准体系研究[J].铁路工程技术与经济,2021,36(02):15-18.

  [3] 战培国.美国AIAA风洞试验标准体系研究[J].飞航导弹,2015,(11):21-25.

  [4] 庞艺.通用航空标准体系建设探析[J].民航管理,2022,(01):52-56.

  [5] 乔羽,李晓寅,孙博文,李清.制造领域智能制造标准体系框架研究[J].中国标准化学术研讨,2020年第12期(下):20-25.

  [6] 宋禹飞,王宏.新型电力系统技术标准体系研究报告发布[N].中国电力报,2021年第001版:1.

  [7] 刘堂丽,张红卫,赵菁华,王彦军,曹凯悦.《国家新型智慧城市评价指标和标准体系应用指南》解读[J].信息技术与标准化,2017,(10):17-29.

 

  文章作者:贾贺峰  朱翔华    中国标准化研究院工业产品质量标准研究所

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