ISOTS 231642025 自动化系统和集成 工业数据核心词汇标准立项发展报告

*自动化系统和集成工业数据核心词汇标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Automationsystemsandintegration—Corevocabularyforindustrialdata摘要随着工业4.0、智能制造与数字孪生技术的深度融合，工业数据的语义互操作性问题已成为制约跨系统、跨企业、跨领域数据共享与协同的关键瓶颈。为应对这一挑战，国际标准化组织（ISO）于2025年1月正式发布了ISO/TS23164:2025《自动化系统和集成工业数据核心词汇》。本报告系统梳理了该项技术规范的立项背景、核心内容、技术架构及其对全球工业数字化转型的重大意义。报告指出，该标准定义了一套跨行业、跨领域的工业数据核心词汇集，覆盖了产品生命周期、供应链协同、制造执行等关键业务域，旨在为异构工业信息系统提供统一、无歧义的语义基础。通过与IEC62264、ISO15926等现有国际标准的协同，该标准有效解决了工业数据中“一词多义”或“多词一义”的混乱现象，为企业构建数据湖、知识图谱及人工智能应用提供了权威的数据字典。报告进一步分析了标准制定过程中，标准主要参与单位及技术委员会的贡献，并展望了该标准在推动工业互联网平台互联互通、促进全球智能制造标准化生态建设中的未来发展路径。结论认为，ISO/TS23164:2025的发布是工业数据标准化进程中的一个里程碑，将为工业数据治理提供核心理论支撑与实践指南。关键词中文关键词：工业数据；核心词汇；语义互操作性；自动化系统集成；智能制造；数据治理；国际标准；ISO/TS23164英文关键词（Keywords）：IndustrialData;CoreVocabulary;SemanticInteroperability;AutomationSystemsIntegration;SmartManufacturing;DataGovernance;InternationalStandard;ISO/TS23164正文一、引言：工业数据语义互操作性的时代挑战在数字化转型浪潮的推动下，现代工业体系正经历从“功能驱动”向“数据驱动”的深刻变革。工业物联网（IIoT）、数字孪生、边缘计算等技术的广泛应用，使得工业现场的设备、系统和企业资源计划（ERP）、制造执行系统（MES）、产品生命周期管理（PLM）等信息系统产生并汇聚了海量数据。然而，这些数据在多源异构环境下，往往因缺乏统一、标准化的语义定义而难以被有效共享和利用。“数据孤岛”与“语义鸿沟”成为阻碍智能制造向纵深发展的核心障碍。例如，在跨供应链协作中，A企业定义的“生产订单”与B企业定义的“工单”可能指向同一概念，但其数据结构、属性定义和约束条件却截然不同。类似地，在设备集成领域，不同供应商对“温度”、“压力”等物理量的计量单位、精度等级、上下文关系的描述也存在显著差异。这种语义层面的不透明性，不仅增加了系统集成的开发成本和维护难度，更严重制约了基于数据分析的优化决策与人工智能应用。现有国际标准如IEC62264（企业控制系统集成）和ISO15926（工业自动化系统与集成——流程工厂生命周期数据集成）虽已各自在特定领域定义了数据模型，但缺乏一套跨领域的、普适性的核心词汇库来统一这些模型的底层语义。正是在这一背景下，国际标准化组织ISO/TC184（自动化系统与集成技术委员会）启动了ISO/TS23164:2025的研制工作，旨在构建工业数据领域的“通用语言”。二、标准核心内容与技术架构分析ISO/TS23164:2025《自动化系统和集成工业数据核心词汇》是一项技术规范，它并非旨在创建一个全新的、无所不包的庞大本体，而是聚焦于定义工业数据生态中最为基本、通用且高频使用的概念及其相互关系。其核心特点与技术架构主要体现在以下几个方面：1.核心理念：最小化、模块化与可扩展性标准严格遵循“奥卡姆剃刀”原则，仅收录那些在多个行业（如离散制造、流程工业、物流、能源等）中具有高度共识和复用性的词汇。标准采用模块化结构，核心词汇集作为上位模型，各行业或特定应用领域可以在此基础上通过添加专属词汇进行扩展，确保标准的灵活性与可持续发展能力。2.核心词汇域的定义标准将核心词汇划分为若干相互关联的领域，主要包括但不限于：-主体概念域：定义谁执行操作，如“组织”、“人”、“角色”、“系统”（资源、设备、软件）等。-过程与活动域：定义发生了什么，如“过程”、“活动”、“任务”、“作业”、“指令”、“事件”等。标准特别明确了“生产过程”、“维护过程”、“质量检验过程”等高层级概念与具体活动实例的区分。-产品与资产域：定义操作的对象，如“产品”、“物料”、“组件”、“资产”、“设备”、“工装”等。标准详细规定了“产品”在生命周期不同阶段（设计态、工艺态、实作态）的语义差异。-特性与度量域：定义如何描述对象，如“特性”、“属性”、“测量值”、“计量单位”、“时间戳”、“位置”等。该部分统一了诸如“维度”、“重量”、“速度”等通用特性的表述方式。-关系与关联域：定义概念之间的语义关联，如“组成”、“属于”、“执行”、“产生”、“依赖”等。标准定义了核心的一对一、一对多、多对多关系，为构建工业知识图谱奠定了关系基础。3.与其他关键标准的协同与映射ISO/TS23164:2025并非取代现有标准，而是作为语义“粘合剂”，提供基础词汇。其关键贡献之一在于明确了核心词汇与以下标准主要实体及属性的映射关系：-IEC62264（ISA-95）模型：映射了“人员角色”、“设备能力”、“生产调度”等核心实体，使得基于IEC62264的企业层与制造层集成系统能够通过核心词汇实现更底层的语义对齐。-ISO15926（流程工厂生命周期数据集成）模型：映射了“物理对象”、“信息对象”、“时间序列点”等概念，促进了流程工业工程设计、施工、运维数据的一体化贯通。-AutomationML（自动化标记语言）:为标准中定义的“组件”、“端口”、“接口”等概念提供了数据交换时的表现形式参考。-OPCUA（开放平台通信统一架构）信息模型：标准中定义的“变量”、“对象”、“方法”等可以通过OPCUA地址空间进行实时实例化与通信。4.数据模型与表示本技术规范主要采用图形化表示法，可能包括UML类图、E-R图等多种形式，并使用规范的术语定义表。每个核心词汇都包含：-首选术语：建议在官方文档和系统中使用的标准名称。-同义词：列出业界常见的其他表达方式，并进行说明。-定义：明确、无歧义、遵循逻辑的文本定义。-语境描述：解释该词汇在何种业务场景下适用。-关联词汇：指出与本词汇直接相关的其他核心词汇。三、标准修订的企事业单位或标委会介绍：ISO/TC184/SC4/WG7工业数据工作组ISO/TS23164:2025的研制与发布，离不开国际标准化组织（ISO）下属技术委员会ISO/TC184（自动化系统与集成）及其分委会和相关工作组的卓越贡献。其中，最核心的推动力量是ISO/TC184/SC4（工业数据）下的WG7（工业数据核心词汇工作组）。ISO/TC184/SC4是国际工业数据标准化领域的核心机构，其工作范围涵盖了与制造业、流程工业相关的产品数据表达与交换、生命周期数据管理、工业本体等。在ISO/TS23164立项之前，SC4已经成功发布了包括ISO10303（STEP，产品数据交换标准）、ISO15926（流程工厂）等在内的一系列重量级标准。然而，随着工业互联网的兴起，SC4意识到需要一个轻量级、跨域的核心词汇来连接其现有庞大标准体系与新兴的数字化应用（如AI、区块链）。-方法论：工作组深入调研了来自不同地域（如中美德日）、不同行业（汽车、航空、半导体、化工、食品饮料）的实际数据集成案例，识别出造成语义冲突的常见模式。在此基础上，采用自顶向下与自底向上相结合的方法构建词汇库。-核心参与方贡献：-德国工业4.0委员会及弗劳恩霍夫研究院：贡献了基于“资产管理壳”（AssetAdministrationShell）的语义建模经验，确保了核心词汇与德国工业4.0参考架构模型（RAMI4.0）的兼容性。-美国智能制造领导联盟：将基于MTConnect、ISA-95等标准的实际应用痛点带入讨论，推动了词汇在机床、机器人、PLC等底层设备层面的实用性。-日本产业技术综合研究所：引入了其在控制系统网络（如CC-LinkIE）和时间敏感网络（TSN）中的语义互操作经验。-中国国家标准化管理委员会（SAC）及相关机构：积极推动制造业大国（如中国）的工业数据特性被纳入考量，尤其是在复杂供应链和超大规模制造场景下的数据协同需求，贡献了关于“批次”、“追溯”、“批次属性”等与生产过程质量控制相关的核心词汇定义。WG7经过数年、多轮次的讨论、投票与修改，最终使ISO/TS23164:2025得以在2025年顺利发布。这一过程充分展示了国际标准制定中的广泛共识、专家智慧与严谨程序。四、标准对行业的影响与实施价值ISO/TS23164:2025作为一项技术规范，其发布标志着工业数据标准化进入了一个以“语义互操作性”为核心的新阶段。其影响深远，具体体现在以下方面：1.降低系统集成的复杂度与成本：在企业内部，采用该标准统一的信息模型进行IT与OT系统（如MES、ERP、SCADA、WMS）的集成，可以显著减少由于字段映射造成的接口开发工作。在跨企业协同（如OEM-供应商协同）中，双方只需遵循核心词汇，即可实现更高效率的B2B数据交换，降低对特定格式（如EDIFACT、XMLSchema）的依赖。2.赋能工业人工智能与数据分析：数据是AI的燃料。该标准提供的统一词汇集，使得数据湖中的数据具备了语义标签，从而可以更容易地被数据清洗、特征工程、知识图谱构建等过程所消费。例如，利用核心词汇定义的“设备故障”、“质量异常”、“维护指令”之间的关系，可以更精准地训练预测性维护和根因分析模型。3.促进工业软件生态的解耦与互操作：该标准为工业APP的开发提供了“语义基座”。不同的工业软件开发商可以基于同一套核心词汇开发其应用程序，只要遵守标准，这些APP就可以在兼容的标准平台上实现即插即用，打破传统工业软件的强耦合捆绑。4.支撑数字孪生系统的全生命周期管理：数字孪生要求物理空间与数字空间的高度一致性。该标准为描述物理资产（如一个电机）在设计、制造、安装、运行、维护各阶段的数据提供了统一的语义标签，确保了数字孪生模型中的数据背景信息准确、无歧义。五、结论与展望ISO/TS23164:2025《自动化系统和集成工业数据核心词汇》的发布，是国际标准化界应对工业4.0时代数据挑战的一次重要战略布局。它通过定义一套最小、准确、可扩展的核心词汇，为解构工业数据中复杂的语义关系提供了基础工具。这项标准不仅不是对现有成熟标准的替代，而是对它们的有力补充和粘合，旨在构建一个更加和谐、互通的工业数据生态系统。展望未来，该标准的发展将呈现以下几个趋势：1.从技术规范到正式标准：作为一种技术规范，ISO/TS23164会在实践中不断验证和修订。随着行业共识的加深和应用的普及，它有望在未来2-3年内升级为正式的国际标准（ISO23164）。2.行业化扩展与精细化：基于核心词汇集，各个垂直行业（如航空航天、医疗设备、冶金、纺织）将会制定自己的行业扩展词汇集，从而在保留普适性的同时，满足特定领域的深度语义需求。3.与数字孪生治理框架深度集成：该核心词汇将成为未来数字孪生成熟度评估、数