当期荐读 2024年第3期 | 复杂系统视角下数字领域“smart”概念的国际标准化共识构建及应用

图源 | Internet

安小米^1,2　张红卫^1,3　魏玮⁴　黄婕^1,2,5　张晖^1,6

1.中国人民大学信息资源管理学院，北京，100872；

2.中国人民大学智慧城市研究中心，北京，100872；　

3.中国电子技术标准化研究院，北京，100007；　

4.中国人民解放军军事科学院系统工程研究院，北京，100071；

5.纽约州立大学奥尔巴尼分校政府技术中心，奥尔巴尼，12203；

6. 全国科学技术名词审定委员会，北京，100717

　　“smart”的概念在不同的时期有着不同的涵义，而信息技术的发展赋予和拓展了“smart”新的内涵和新的外延。在数字时代，随着大数据和人工智能等新兴信息技术的快速发展和普遍应用，与之密切相关的概念如信息化、智能化、无人化等也应运而生，带有“smart”的指称不断涌现^[1-2],与“smart”相结合的概念、领域、事物、产品等也在快速发展和产生效益，推动着时代的发展，比如smart city，该词的使用可以追溯到信息技术在城市中的最初使用，这也使得城市的发展步入了新的领域和新的阶段^[3]。然而，关于“smart”概念的认知尚缺少跨领域和跨国际标准组织的标准化共识构建研究。

　　基于国际标准化共识构建方法论体系和规则，开展数字时代“smart”概念研究，对落实《国家标准化发展纲要》，促进国内外标准开发组织（SDOs）的交流与合作，强化政策、规则、标准的协同，推进中国标准化体系与国际标准化体系的相互融合具有重要战略意义。另外，对促进国内外“smart”指称的科技成果的交流与应用，支撑数字政府、数字经济、数字社会和数字国家高质量发展，整体提升我国数字领域“smart”指称产品和服务国际竞争能力具有现实意义。

　　本文首先通过采用“smart”进行术语在线^①检索，发现在数字领域中对应的中文指称为“机敏”“智慧”“智能”，这三种指称均存在多种诠释，且都具有数字技术应用的场景特征。其次，选择与数字领域相关和复杂系统相关的诠释：“机敏”在2011年出版的《材料科学技术名词》中具有“检知环境变化并作出响应，或自诊断、自适应、自修补”等功能，在2014年出版的《海峡两岸材料科学技术名词》中又称“智慧型”；“智慧”在2016年出版的《管理科学技术名词》中具有“用精细和动态的方式管理生产和生活”的功能特征；“智能”在2021年出版的《机械工程名词 第一分册》(第二版)中解释为“自身状态具有一定的自诊断、自补偿、自适应以及双向通信功能”。“机敏”“智慧”“智能”在中文语境中分别对应不同的客体对象，“机敏”更多以适应环境变化为中心，“智慧”更多以满足人的需求变化为中心，“智能”更多以业务状态变化应对为中心，均具有变化自适应能力特征。

　　杨志和等^[4]针对当前国内研究者对smart、intelligent、wisdom“智慧”概念词英文表达的择用困境开展的相关研究揭示，全球范围内，smart“智慧”概念表达占据了国际主流位置，intelligent和wisdom为“智慧”概念类词表达的国家主要是中国。该文揭示我国使用intelligent“智慧”概念表达比重较大，与全球范围以smart为“智慧”概念表达的国际主流存在一定偏离的问题。Gardner^[5]总结了前人通常用于表达个人智力能力特征的一组词，包括smart、intelligent，同时引入了较少被关注的synthesizing（不同元素的综合分析）一词作为重要智力或智慧技能。IBM商业研究院^[6]2009年出版的《智慧地球》将智能化（intelligence）作为智慧地球的三大要素之一。王世伟等认为智慧的含义既包括对事物认知的识见，又包含对事物应用的能力^[7-8]。Frighi^[2]指出smart概念并不是最近才提出的，但其在建筑领域的应用却是最近的事，然而，smart概念的定义仍不稳定，原因是要精确定义它的涵义存在令人惊讶的困难。Prevelianaki等^[9]通过分析智慧城市标准的挑战认为，目前关于城市智慧的定义比较混乱。

　　Bogle^[10]认为“smart”相关概念在过程制造系统工程中的演进可分为三个阶段：第一个阶段为工厂和企业集成及设施优化；第二个阶段为开发制造智能化；第三个阶段为创造颠覆式业务模式。Baykurt等^[11]分析了不同时空场景下智慧城市发展目标和技术的演进规律，得出适应社会和政治-经济变化是城市智慧“smartness”的本质特征。陈国青等^[12]解析了信息系统自动化、集成化、数据化、数智化的跃迁特点，指出大数据驱动、人机融合、智能方法创新是数智化场景的新特征。孙建军等^[13]认为大数据、人工智能、云计算、物联网、移动互联网、区块链等新一代技术思维和技术应用就是新一代“数智”环境的基本特征。陆伟等^[14]认为大数据+人工智能等信息技术应用，信息链重构，信息资源数据化、技术方法智能化和创新服务精细化和工程化，数据驱动的信息行为与人机交互情报服务模式工程化及智能化是“数智”赋能的基本特征。

　　综上，英文“smart”对应有中文“机敏”“智慧”“智能”“数智”不同诠释和指称；而中文“智慧”“数智”对应英文有“smart”“intelligent”“wisdom”不同诠释和指称，为避免中英文概念对象和特征认知存在不统一的问题，本文选择英文smart开展跨领域和跨国际标准组织标准化文件中涉及smart的术语定义及概念特征研究。

　　本文基于作者担任国际电工委员会（IEC/TC1）新成立的国际电工术语（IEV）联合工作组（JPT3：IEV part on terminology relating to systems, smart and digital）联合召集人的会议记录和担任联合工作组“smart”概念及定义任务组（JPT3/TF2）负责人的会议记录，系统梳理复杂系统视角下数字领域“smart”概念及特征国际共识构建的场景、过程、认知和结果；与国际共识的“smart”概念及特征进行映射，分析《智慧城市 城市智能服务体系构建指南》国家标准立项草案到报批稿的演进特点，论证国际共识构建研究对推进国家标准和国际标准兼容的重要战略意义和实践价值。

　　1995年国际电工委员会成立了第一电工术语技术委员会（IEC/TC1），全面负责国际电工词汇术语（IEV)编制工作，并统筹和协调国际电工标准化领域术语管理工作。随着智慧城市、无人驾驶、智慧能源、智能制造等数字协同系统日益互联，复杂系统数字领域应用中的跨领域术语互通标准协同问题日益突出。为此，2021年IEC/TC1成立了专门的联合工作组负责相关术语工作，JPT3由此产生。该工作组由来自11个国家、1个联络机构（IEC/TC34）的27位专家组成^[15]。联合工作组负责的IEV部分工作与智慧城市系统委员会（SyC Smart Cities）、通信技术和架构系统委员会(SyC COMM)、智能能源系统委员会(SyC Smart Energy)、智能制造系统委员会(SyC SM）、低压直流配电系统委员会（SyC LVDC）进行直接关联。

　　JPT3的工作范围被界定为：“system”领域能够支持“digital”领域应用与通用的“smart”概念相关术语工作。“digital”领域包括^[16]：

（1）活动-数字转型(digital transformation)、数字化(digitalisation)、数码化(digitisation)、数字表示或呈现 (digital representation)；

（2）应用和技术-数字分析(digital analytics)、数字孪生(digital twin)、数字实体/客体(digital entity/object)、数字信号(digital signal)、数字通讯(digital communication)；

（3）概念-数字系统(digital system)、数字生态系统(digital ecosystem)、数字协调系统(digitally coordinated system)。

　　2021年11月至2022年6月，JPT3/TF2工作组共召开了六次在线专家会议，项目负责人及其团队牵头完成了“smart”概念和定义的跨领域国际标准化共识构建研究工作^[15]，在“smart”概念体系构建和术语研究中取得阶段性进展，其中的研究过程可以归纳为以下六个主要阶段。

　　第一阶段，术语及定义文本收集阶段。该阶段主要涉及现有国际标准中带有“smart”术语及定义文本的收集。通过检索ISO^①、IEC^②、ITU-T^③在线术语库，共收集到37个带有“smart”的术语及定义。

　　第二阶段，术语及定义文本有效性检查和补充阶段。2021年11月11日,召开JTP3/TF2工作组专家在线会议，对收集到的与“smart”相关的37个术语及定义文本进行有效性检查，删除与数字领域应用无关的术语及定义，识别出11个与JPT3“digital”领域工作范围相关的术语及定义，同时经在线会议专家讨论和一致推荐，又补充了6个术语及定义。因此，共17个具有跨领域和跨组织共识属性的“smart”定义被作为识别“smart”概念及特征的有效样本。

　　第三阶段，基于术语及定义文本的概念及特征识别阶段。基于复杂系统论视角，2021年12月作者团队采用ISO 704：2022的术语工作原则与方法，对17个定义样本中涉及“smart”的概念及特征进行了识别。以场景(scenario)、愿景和目标(vision and goals)、预设条件(precondition)、能力（capability）、使能技术（enabler）五个维度对“smart”概念进行术语分析。

　　第四阶段，概念及特征国际共识认知度问卷调查阶段。基于第三阶段标准定义文本分析结果，作者团队于2021年12月设计问卷并调查了JPT3专家、中国人工智能领域和智慧城市领域专家对“smart”的认知，收集到36份专家反馈意见，其中中国专家28位，来自俄罗斯、美国、德国、墨西哥、英国、日本的国际专家共8位^[17]。

　　第五阶段，本质特征共识达成阶段。基于问卷调查分析结果，JPT3/TF2工作组专家通过两次工作组会议研讨达成基本共识，一致认为“能力”是数字领域“smart”系统的本质特征。

　　第六阶段，定义共识达成阶段。JPT3专家通过多次工作组会议，并经成员国和相关委员会咨询和征求意见^[18],达成“smart”国际标准化共识定义^[19]。

　　上述六个国际标准化共识构建阶段中，第二阶段对定义样本有效性的检查和补充，以及第三阶段跨领域国际标准化术语工作共识构建规则的制定和方法论的建立，对延续术语工作传统、适应术语工作现实需求和应对术语工作未来变化挑战至关重要，如何维持已有术语及定义使用的连贯性但又能考虑其跨系统数字领域互通的适应性，是“smart”概念国际标准化共识构建中面临的挑战。在进行有效性检查时，一方面需要考虑既有标准定义是否与JPT3所定义的数字领域工作范围相关，另一方面还需要考虑既有标准定义能否揭示多种多样类型的复杂系统场景下“smart”的本质特征。此外，既有标准术语库中可能存在缺少最新前沿术语定义的局限而有待专家补充新的定义，但同时新补充术语定义需考虑是否具有通用性。

　　最后，第六阶段成员国和相关委员会咨询和征求意见，也是国际共识构建的关键环节，在征求意见中发现，不同国家、不同领域、不同的国际标准组织和不同的专家对同一术语可能存在多种多样的理解和诠释。国际标准化共识构建过程需要以跨领域国际标准化术语工作共识构建规则和方法论为基础，尽可能广泛地吸收多个国家、多个领域、多个国际标准组织和多种多样的利益相关方，共同参与国际标准化共识构建过程，由此才可能达成具有跨领域、跨国际标准组织全球通用性的“smart”概念和定义。

　　本文通过对17个定义（见附录1）进行问卷调查，结果显示有4个“smart”定义及特征的认可度为50%及以上（见图1）。

　　另外，“smart”概念适用场景特征方面，Expert-9认为“smart”定义的场景应该适用所有领域；Expert-2和Expert-11认为，“smart”定义的应用场景应聚焦于可控可预知变化和不可预知变化的场景；Expert-21则认为，应该聚焦不可预知的变化场景。

　　图2显示，“smart”定义涉及28个愿景和目标概念（更好的工作、收益、考虑、目标、方式、利益相关者、评估、资源利用、市民、未来、高质量生活、可持续、韧性、更好的服务、效率、运行、服务、竞争力、当代和下一代的需求、效果、灵活性、看法、监控、可靠性、成本效益方式运行、稳定性、可用性、适应性），其中认可度在50%以上的目标和愿景按高低顺序排列，对工作而言，涉及更好的服务（72.22%）、灵活性（66.67%）、效率（61.11%）、效果（55.56%）和更好的工作（52.78%）等基本愿景要素；对城市及环境而言，涉及可持续（58.33%）、韧性（52.78%）、资源利用（50.00%）；对市民而言，涉及高生活质量（63.89%）。

　　另外，在开放式问答中，Expert-9认为“smart”的愿景和目标应该聚焦标准化的效果而非解决方案；Expert-11认为，“smart”的愿景和目标应该聚焦改进绩效包括成本、质量、可靠性和效率；Expert-14认为“smart”的愿景和目标应该聚焦利用信息和知识进行的智能创新程度；Expert-27认为“smart”的愿景和目标应该聚焦绿色、节能。

　　基于问卷调查和专家研讨，“smart”目标和愿景核心概念及概念关系如图3所示，各领域可从绩效、运行方式和可持续多个维度和多个层面对“smart”目标和愿景特征进行诠释。“smart”带来结果改进是跨领域国际标准专家们达成的共识。

　　图4显示，“smart”定义涉及11个能力特征（转型、识别、决定、决策、实现、自适应、物理系统和数字系统及社会系统的集成、生成、行动集成、系统与自然的融合、其他），其中认可度在50.00%以上的能力特征按高低顺序排列：自适应（89.00%），决策（83.33%），物理系统、数字系统和社会系统集成（63.89%），利益相关者需求识别（50.00%）。

　　另外，在开放式问答中，Expert-11、Expert-19、Expert-21均认为，smart能力特征应聚焦动态适应能力和自适应能力，Expert-14则认为应聚焦使用数据、信息和知识的程度，Expert-18认为应聚焦推理能力，Expert-27认为应聚焦合作能力。

　　基于图4经多次专家研讨，smart能力核心概念及概念关系如图5所示，专家一致认为smart能力特征应聚焦客体（系统）的变化能力，以符合JPT3系统场景和数字领域应用需求。该变化能力包括：“实施改变”情况下的“敏捷性”和“灵活性”；“未实施改变”情况下的“鲁棒性”和“自适应能力”。自适应能力包含“环境中变化的识别”“数据、信息和知识的使用”“推理”“智能决策”，及其“可解释”。

　　图6显示，“smart”定义涉及五种使能技术（数据和技术的利用、数字协调系统、信息技术、通信网络、其他），其中认可度在50%以上的使能技术按高低顺序排列：数据和技术的利用（92.00%）、信息技术（81.00%）、通信网络和数字协调系统（69.00%）。

　　另外，在开放式问答中，Expert-9认为使能技术应聚焦smart系统，Expert-19认为应聚焦传感器，Expert-30则认为应聚焦协同系统。

　　经专家研讨达成共识，由于不同领域使用的使能技术不一定相同，因此，使能技术不应该作为smart的本质特征和其定义的核心概念。

　　图7显示，“smart”概念涉及四个预设条件特征，按高低度顺序排列：系统集成程度（92.00%）、系统智能化程度（81.00%）、以人为中心的物理空间系统（69.00%）、其他（69.00%）。结果显示，绝大多数专家认为，智能化程度并非“smart”的必要特征，而系统集成程度和以人为中心才是“smart”概念的必要特征。

　　历经6次TF2任务组专家会议、12次JPT3联合工作组专家会议、3次联合工作组召集人会议，经21个成员国和4个观察国咨询、12个相关委员会（TC8 JWG9, TC 34, TC65/WG23, SyC LVDC, SyC Smart Cities, SyC COMM, SyC Smart Energy, SyC SM/WG2 and SyC SM/OF1, JTC1 SC25, JTC 1/SC7/WG 22, SG 12）咨询讨论，以及JPT3联合工作组对咨询意见的处理^[20]，“smart”定义的国际标准化共识达成如下^[19,21]：

　　“smart”作为形容词的概念是：与系统或客体相关，能够对信息进行解释，适应变化和改进结果（pertaining to a system or entity able to interpret information, adapt to changes, and improve results）^[20]。此定义揭示了能够对信息进行解释、适应变化和改进结果是“smart”系统或客体需要具备的本质特征。

　　本文选择了GB/T 43342-2023《智慧城市 城市智能服务体系构建指南》（简称《指南》）作为对国际标准化共识“smart”概念的中国本体化应用示范和验证。该《指南》的归口单位为全国信息技术标准化技术委员会，2021年8月24日正式立项，2023年11月正式发布，2024年6月正式实施。作者张红卫和安小米作为起草人参与了《指南》的起草，并对报批稿中“smart”概念及特征的制定产生了积极贡献。

　　案例选择的依据有三个：第一，该案例符合JPT3系统领域和数字领域应用场景；第二，所选案例的国家标准制定过程，应用了基于国际标准化共识的“smart”概念；第三，应用效果得到国内专家审核通过，该国家标准正式发布，验证了“smart”国际标准化共识对国家标准高质量制定的实践指导价值，对国家标准和国际标准兼容发展的理论指导意义。

　　在立项申报草案中，城市智能服务的定义是在城市的生产和生活环境中，为政府、市民、企业和其他组织等用户对象提供智能化、主动式、智能问答式等的决策服务、产业服务和公共服务。如表1所示，将国际标准化共识的“smart”概念与草案的“smart”概念进行映射，草案中城市智能服务的定义中缺少对改进效果的特征描述，对适应变化的目标描述和对实现智能化方式的数字技术手段描述和应用场景描述均不够清晰。

　　报批稿城市智能服务的定义是为提升城市治理和服务水平，改善城市生产生活质量，推进城市绿色低碳可持续发展，运用物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术，以智能化的方式，主动、安全、绿色、友善、高效地提供满足用户需求的城市服务。报批稿丰富了“smart”概念的应用场景、变化目标和改进结果，突出了智能化方式是“smart”概念的本质特征。

　　在立项申报草案中，城市智能服务构建的基本原则包括系统性原则、智能化原则、可视化原则、畅通性原则和便捷性原则等五项基本原则。在报批稿中，城市智能服务构建的基本原则包括以人为本原则、需求导向原则、统筹协调原则、共建共治原则、经济合理原则和安全保证原则等六项基本原则。

　　表2将立项申报草案城市智能服务构建基本原则中的“smart”概念与报批稿智能服务构建基本原则中的“smart”概念进行比较，与国际标准化共识的“smart”概念映射分析，结果显示，统筹协调原则与系统性原则相比，补充考虑了非技术因素，提出智能服务体系构建的持续发展目标；在数字领域应用方面，立项申报草案关注采用大数据治理技术手段，而报批稿则更加关注构建多主体参与的城市智能服务体系的规划、建设、应用和运营等过程，提出智能服务体系构建的共建共治机制；在能对信息解释方面，草案关注可视化展示技术功能要求，而报批稿则提出智能服务体系构建需尊重和维护服务对象自主选择各项城市智能服务权利的非技术功能要求；在适应变化方面，草案局限于可在线开发、部署应用程序，并能实现应用程序的版本升级与维护的便捷性个体概念，而报批稿则提出智能服务体系构建需以解决实际问题或优化解决方法为目的需求导向的一般概念；在改进结果方面，草案局限于破除信息孤岛，实现信息的流转、业务流程的畅通、数据的融合与共享等的个体概念，而报批稿则提出智能服务体系构建需经济合理和安全保证的整体概念。

　　报批稿制定过程中借鉴了“smart”概念国际标准化共识构建过程中对“smart”的多维度认知，补充了以人为中心的、以多元主体的多样化需求为导向的非技术性的功能要求考虑因素。

　　报批稿提出了城市智能服务的关键特征，包括：

（1）人性化的人机交互：以用户需求为导向，通过感知外界环境，与用户进行交互，使城市智能服务能“理解”用户需要，提供辅助指导，支撑用户完成相关事项的办理；支撑城市智能服务面向服务对象的易用性和可维护性。

（2）主动化的智能服务：以主动服务为导向，根据用户时空信息和城市共享信息，定义服务行为模型，构建精准主动的城市智能服务，提供用户期望的服务；支撑城市智能服务的可靠性和主动适应性。

（3）情景化的自适应：以人机协同为导向，通过广泛深入的数字化连接，根据服务环境变化，自适应调节参数或更新优化相关模型，实现城市智能服务的持续优化和演进迭代；支撑城市智能服务应用过程中的韧性和可扩展性。

　　报批稿制定过程中对“smart”概念国际标准化共识的借鉴，拓展了中国智慧城市领域专家们的视野，对应能对信息解释的“smart”概念特征，补充了人性化的人机交互关键特征；对应适应变化的“smart”概念特征，补充了主动化的智能服务关键特征；对应改进结果的“smart”概念，补充了情景化的自适应关键特征。最后的报批稿中 “smart”概念不仅国家标准和国际标准兼容，同时，吸取了中国专家们的标准化经验，丰富了“smart”概念在智能服务领域应用的内涵，突出了“smart”概念国际标准化共识的本质特征，论证了国际标准本体化应用的可行性和前瞻性。

　　对《指南》草案和报批稿的案例映射分析，验证了“smart”国际标准化共识的引入对提升我国智能服务体系国际标准化水平的积极影响。城市智能服务体系构建的“smart”经验具体体现为：①在信息可解释方面，采用人性化的人机交互方式创新方案；②在适应变化方面，采用主动化的智能服务方案；③在改进结果方面，采用情景化的自适应用户受益方案。

　　此外，“smart”指称通常与新技术前沿引入创新应用场景相关，这与陈国青、孙建军和陆伟等国内学者从信息系统、信息资源管理和情报学视角对“数智化”“数智场景”“数智赋能”的技术应用特征认知一致。但“smart”概念的国际标准化共识研究过程和中国案例映射揭示，在系统领域和数字领域应用中作为形容词的“smart”关注的并不是技术本身，而是技术应用所产生的积极影响和正向结果的动因，这与国外学者Baykurt和Raetzsch提出的适应社会和政治-经济变化一致。

　　综上所述，复杂系统视角下，将数字领域“smart”的本质特征定义为系统或客体具备能够对信息进行解释、适应变化和改进结果的能力，对“数智化”“数智场景”“数智赋能”的信息系统建设和信息资源管理标准化工作具有理论和实践的指导意义。

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制版编辑 | 周凡倩

审核 | 于   媛

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