ISOIEC 22603-12021 信息技术.产品信息的数字表示.第1部分一般要求标准立项发展报告

信息技术产品信息的数字表示第1部分：一般要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology—DigitalRepresentationofProductInformation—Part1:GeneralRequirements摘要随着全球制造业数字化转型进程的持续推进，产品信息在全生命周期中的数字化表示与交换已成为智能制造、工业互联网及数字孪生等新兴技术领域的关键基础。为统一产品信息数字化表示的一般性要求，解决不同系统之间产品数据语义异构、格式互不兼容等突出问题，国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）联合发布ISO/IEC22603-1:2021《信息技术产品信息的数字表示第1部分：一般要求》国际标准。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容、产业应用价值及推广前景。报告指出，该标准以ISO10303（STEP系列标准）和ISO/IEC19763等既有国际标准为基础，确立了产品信息数字表示的统一框架，涵盖数据模型、语义描述、信息交换格式及互操作性要求等核心要素，填补了产品信息数字化表示领域通用基础性标准的空白。该标准的实施对于推动全球制造业数据互通、促进供应链协同、支撑智能化应用具有重要意义。本报告亦介绍了主导修订单位在标准研制过程中的技术贡献，并对标准的未来发展方向进行了展望。关键词：产品信息；数字表示；互操作性；数据模型；智能制造；STEP标准；国际标准AbstractWiththecontinuousadvancementofdigitaltransformationintheglobalmanufacturingindustry,thedigitalrepresentationandexchangeofproductinformationthroughouttheentirelifecyclehasbecomeacriticalfoundationforemergingtechnologicalfieldssuchasintelligentmanufacturing,industrialInternet,anddigitaltwins.Tounifythegeneralrequirementsfordigitalrepresentationofproductinformationandaddressprominentissuesincludingsemanticheterogeneityandincompatibleformatsamongdifferentsystems,theInternationalOrganizationforStandardization(ISO)andtheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)jointlyreleasedISO/IEC22603-1:2021,"Informationtechnology—Digitalrepresentationofproductinformation—Part1:Generalrequirements."Thisreportsystematicallyreviewstheprojectbackground,developmentprocess,coretechnicalcontent,industrialapplicationvalue,andpromotionprospectsofthisstandard.Thereportpointsoutthatthisstandard,builtuponexistinginternationalstandardssuchasISO10303(STEPseries)andISO/IEC19763,establishesaunifiedframeworkfordigitalrepresentationofproductinformation,coveringcoreelementsincludingdatamodels,semanticdescriptions,informationexchangeformats,andinteroperabilityrequirements,therebyfillingthegapofgeneralfoundationalstandardsinthefieldofdigitalrepresentationofproductinformation.Theimplementationofthisstandardisofgreatsignificanceforpromotingdatainteroperabilityintheglobalmanufacturingindustry,facilitatingsupplychaincollaboration,andsupportingintelligentapplications.Thisreportalsointroducesthetechnicalcontributionsoftheleadingrevisingorganizationduringthestandarddevelopmentprocessandprovidesanoutlookonthefuturedevelopmentdirectionofthestandard.Keywords:ProductInformation;DigitalRepresentation;Interoperability;DataModel;IntelligentManufacturing;STEPStandard;InternationalStandard一、引言1.1立项背景在全球新一轮科技革命和产业变革的推动下，制造业正加速向数字化、网络化、智能化方向演进。产品信息作为贯穿产品设计、制造、检测、运维、报废全生命周期的核心数据资产，其数字化表示的一致性和互操作性直接关系到企业间协同效率、产业链供应链韧性和智能制造整体水平。长期以来，由于不同软件系统、不同企业、不同行业之间对产品信息的建模方式、语义定义和交换格式存在显著差异，导致数据孤岛现象严重，"信息不通、数据难融"成为制约产业数字化转型的突出瓶颈。尽管ISO10303（STEP标准）等专业领域标准已在CAD/CAM数据交换等方面发挥了重要作用，但在跨领域、跨行业的产品信息数字化表示一般性框架层面，仍缺乏统一的基础性国际标准。1.2标准定位在此背景下，ISO/IECJTC1（信息技术联合技术委员会）适时启动ISO/IEC22603系列标准的研制工作。该系列标准旨在为产品信息的数字表示提供一套通用的、与具体应用领域无关的基础性要求和方法框架。其中，第1部分（即本部标准）侧重于规定一般性要求，为后续各部分（如产品信息数字表示的具体应用指南等）奠定基础。1.3目的与意义本标准的制定与实施，具有以下重要目的和意义：-统一技术框架：为产品信息的数字化建模、表示与交换提供统一的技术框架和通用要求，解决当前各系统间的异构性问题；-促进互操作性：提升不同软件工具、不同组织之间产品数据交换的互操作性水平，降低数据转换成本；-支撑数字化转型：为智能工厂、数字孪生、工业互联网平台建设提供标准化的数据基础；-接轨国际：为我国制造业参与全球产业链协作提供标准支撑，推动中国标准与国际标准的衔接与互认。二、编制过程2.1标准研制历程ISO/IEC22603-1:2021的研制工作由ISO/IECJTC1下设的SC4（产品数据及过程数据）分技术委员会归口管理。其研制历程大致可分为以下几个阶段：（1）预研与提案阶段（2017—2019年）在智能制造和工业互联网快速发展的背景下，多个成员国提出有必要制定一项面向产品信息数字表示的通用基础性国际标准。经多轮讨论和论证，ISO/IECJTC1/SC4于2019年正式立项，编号为22603-1。（2）工作组草案阶段（2019—2020年）由来自中国、德国、美国、日本、法国、韩国等国家的专家组成工作组，围绕标准范围、术语定义、参考模型、一般要求等内容进行了多轮研讨。期间，共召开国际工作组会议6次，处理技术意见300余条。（3）委员会草案与国际标准草案阶段（2020—2021年）2020年底形成委员会草案（CD），2021年初进入国际标准草案（DIS）阶段。在DIS投票中，该标准获得高票通过，各成员国共提出修改意见87条，编辑组逐条予以处理。（4）正式发布（2021年9月）2021年9月28日，ISO/IEC22603-1:2021正式发布，标准状态为现行。2.2标准编制原则本标准的编制遵循以下基本原则：-继承性与兼容性：最大限度继承和兼容现有国际标准（如ISO10303系列、ISO/IEC19763等），避免重复制定和标准冲突；-技术中立性：不偏向任何特定厂商或技术路线，为各类技术实现提供开放的标准框架；-可扩展性：采用分层架构和模块化设计，支持未来技术发展和应用场景扩展；-实用性：充分吸收产业界的实践经验和最佳案例，确保标准的可落地性和可操作性。三、标准主要内容3.1标准范围ISO/IEC22603-1:2021规定了产品信息数字表示的一般性要求，包括产品信息的数据模型构建、语义描述方法、信息交换格式以及互操作性要求等。该标准适用于产品全生命周期内各类产品信息的数字化表示和交换活动，涵盖但不限于机械产品、电子产品、软件产品等各类产品类型。3.2术语和定义本标准对以下关键术语进行了规范定义：|术语|英文术语|定义||------|----------|------||产品信息|ProductInformation|与产品全生命周期相关的各类数据和信息的统称，包括但不限于几何信息、材料信息、工艺信息、质量信息、维护信息等。||数字表示|DigitalRepresentation|产品信息以数字化形式进行建模、编码和存储的方式和方法。||互操作性|Interoperability|两个或多个系统或组件之间交换信息并使用所交换信息的能力。||数据模型|DataModel|对产品信息的结构化描述，定义了信息的组织形式、语义关系和约束规则。|3.3产品信息数字表示框架3.3.1参考模型在参考模型方面，ISO/IEC22603-1:2021采用分层架构思想，构建了从基础数据层、语义描述层到应用服务层的三层产品信息数字表示参考模型。基础数据层为最低层级，定义产品信息的基本数据结构、数据类型和编码规则；语义描述层为中间层级，该层将基础数据映射至明确语义，负责定义产品信息的语义模型、术语体系和知识表示方法，解决数据在语义层面的理解和互认问题；应用服务层则为最高层级，面向具体应用场景提供信息交换服务和接口规范，支撑各业务领域的实际应用。3.3.2一般要求在一般要求方面，本标准从完整性、准确性、语义一致性、可追溯性、可扩展性和安全性六个维度对产品信息的数字表示作出了全面规定。其中，完整性要求产品信息表示应覆盖产品全生命周期各阶段所需的信息；准确性要求信息的表示应能无歧义地反映产品实际状态和属性；语义一致性要求不同场景下同一术语和概念的表达应保持语义一致；可追溯性要求应支持信息溯源需求；可扩展性要求框架应能支持新型产品信息和应用场景的扩展；安全性要求应支持信息安全保护需求的实现。3.3.3与相关标准的协调在标准协调方面，ISO/IEC22603-1:2021充分考虑了与ISO10303（STEP）系列标准、ISO/IEC19763（互操作性元模型框架）系列标准、IEC62832（数字化工厂）系列标准以及ISO8000（数据质量）系列标准的配套衔接关系。该标准一方面以既有标准为基础，不作重复规定；另一方面填补了通用性基础框架层面的缺口，与其他标准形成互补关系。3.4互操作性要求四、标准特点与分析4.1创新性ISO/IEC22603-1:2021是国际上首项系统性地针对产品信息数字表示一般性要求制定的基础性国际标准。其创新之处在于：-首次提出统一的产品信息数字表示分层参考模型，将分散在各类专业标准中的共性要求进行提炼和归纳；-将互操作性要求细化为语法、语义和组织三个层次，形成了更加系统、可操作的技术框架；-采用与具体技术实现无关的表述方式，为未来新技术的融入预留了接口。4.2适用性本标准的适用性体现在以下几个方面：-跨行业适用：无论机械、电子、汽车、航空还是消费品行业，均可参照本标准建立产品信息数字表示框架；-跨规模适用：既适用于大型企业集团的复杂系统集成，也适用于中小企业的基础数据交换；-跨场景适用：覆盖从产品设计协同、供应链管理到售后服务等各类典型应用场景。4.3国际国内影响在国际层面，该标准已被多个国家和地区引用或转化为国家标准。ISO/TC184/SC4等专业技术委员会在制定相关领域标准时也在积极参考本标准的框架。在国内层面，全国产品数据及过程数据标准化技术委员会（SAC/TC159/SC4）正积极推进该标准的等同采用工作，为我国制造业数字化转型提供标准支撑。五、主要编制单位ISO/IEC22603-1:2021的编制由ISO/IECJTC1/SC4归口管理，来自中国、德国、美国、日本、法国、韩国、英国等十余个成员国的专家共同参与研制。其中，中国电子技术标准化研究院作为该标准国内技术对口单位和主要贡献单位之一，在标准研制过程中发挥了重要作用。该院是工业和信息化部直属的标准化专业机构，长期从事信息技术领域的标准研究和制定工作，在智能制造、工业软件、数据管理等领域具有深厚的技术积累和丰富的标准化实践经验。在ISO/IEC22603-1的研制中，中国电子技术标准化研究院牵头组织了国内专家团队，系统梳理了我国在智能制造和工业数据管理方面的实践经验和技术成果，主导完成了参考模型框架、语义描述方法等核心技术内容的起草工作，并通过中德智能制造标准化合作机制等双边渠道推动标准技术内容的国际协调。该院专家担任了标准编制工作组的关键角色，深度参与了从标准立项、草案编制到最终发布的全过程，其技术贡献获国际同行广泛认可。六、实施建议与展望6.1实施路径建议-国家层面：建议尽快推动该标准等同采用为国家标准或行业标准，同步建立与国际接轨的产品信息数字表示标准化体系；组织开展重点行业的应用试点，形成可复制、可推广的实践经验；-产业层面：建议相关行业组织依托本标准，制定细分领域的实施指南和配套标准；引导工业软件企业按照本标准优化产品数据管理能力，提升产品间的互操作性；-企业层面：建议企业以本标准为技术依据，开展产品数据治理和信息互操作能力评估，推动产品数据管理流程再造与能力提升。6.2标准发展方向未来，ISO/IEC22603系列标准还将在以下方向持续深化：-面向人工智能的扩展：研究产品信息数字表示对AI驱动设计优化等智能应用的支持能力，推动语义增强和知识表示方向的标准化；-面向数字孪生的扩展：建立支撑产品全生命周期数字孪生的动态数据表示机制，增强多维时空信息融合和数据同步能力，为虚实映射与实时交互提供标准化的数据基础；-面向供应链协同的扩展：支持跨企业、跨供应链的产品信息可信共享和追溯，构建覆盖上下游协作场景的标准化互操作机制；-与数据安全标准的融合：结合数据安全和个人信息保护等新要求，完善产品信息数字表示的安全框架和技术要求；-标准应用工具的开发：开发标准符合性测试工具和互操作性认证方案，推动标准在全产业链的落地实施。七、结论ISO/IEC22603-1:2021《信息技术产品信息的数字表示第1部分：一般要求》的发布实施，标志着产品信息数字表示领域首次拥有了统一的国际通用基础性标准。该标准构建了产品信息数字表示的分层参考模型，明确了完整性、准确性、语义一致性、可追溯性、可扩展性和安全性六维一般要求，并建立了涵盖语法、语义和组织三个层次的互操作性要求体系，有效填补了该领域通用标准长期缺位的空白。从应用前景来看，该标准有望在工业软件互联互通、供应链数据协同、数字孪生系统构建以及产品全生命周期数据管理等关键领域发挥重要的基础性支撑作用。随着新一代信息技术与制造业的深度融合，产品信息的数字化表示将在智能化进程中扮演愈加关