ISO 15926-62024 工业自动化系统和集成 包括石油和天然气生产设施在内的加工厂生命周期数据的集成 第6部分ISOTS 15926-4参考数据的开发和验证规则标准立项发展报告

工业自动化系统和集成包括石油和天然气生产设施在内的加工厂生命周期数据的集成第6部分：ISO/TS15926-4参考数据的开发和验证规则标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:IndustrialAutomationSystemsandIntegration—IntegrationofLife-cycleDataforProcessPlantsIncludingOilandGasProductionFacilities—Part6:RulesfortheDevelopmentandValidationofReferenceDataofISO/TS15926-4摘要随着全球能源产业数字化转型的深入推进，石油天然气及加工厂设施的生命周期数据集成与管理已成为工业自动化领域的关键技术议题。ISO15926系列标准作为流程工业数据共享与交换的基础性国际标准，其第6部分（ISO15926-6:2024）针对ISO/TS15926-4所定义的参考数据，制定了系统化的开发与验证规则。本报告全面梳理了该标准的立项背景、技术框架、核心内容及其应用价值，分析了标准制定的必要性与紧迫性，详细介绍了主要起草单位的技术贡献，并对标准实施后推动行业数据互操作性提升、支撑数字孪生与智能制造发展的前景进行了展望。该标准的发布填补了参考数据质量保障机制方面的国际标准空白，对促进全球流程工业数据治理体系完善具有里程碑意义。关键词：ISO15926；生命周期数据；参考数据；数据验证；工业自动化；石油天然气；数据互操作性；标准体系Keywords:ISO15926;Life-cycleData;ReferenceData;DataValidation;IndustrialAutomation;OilandGas;DataInteroperability;StandardSystem一、引言1.1立项背景在全球能源行业数字化转型加速推进的宏观背景下，石油天然气生产设施及各类加工厂在规划设计、工程建设、运营维护直至退役处置的全生命周期过程中，产生了海量且高度异构的工程数据。这些数据涵盖了工艺流程图、管道仪表图、设备规格参数、材料清单、维护记录等众多类型，涉及设计方、施工方、运营方、供应商、监管机构等多元利益相关主体。如何实现这些异构数据在全生命周期内的高效共享、无缝交换与长期可追溯，已成为制约行业信息化水平提升的核心瓶颈。ISO15926系列标准正是为解决上述问题而制定的国际标准体系，其核心目标是通过形式化的数据表示方法，实现流程工业全生命周期数据的语义互操作。其中，ISO/TS15926-4定义了参考数据（ReferenceData）的体系结构，为各类工程对象和技术概念提供了标准化的语义标识。然而，随着参考数据规模的持续扩大和应用场景的不断丰富，如何确保这些数据的准确性、一致性、完整性和权威性，成为亟待解决的关键问题。ISO15926-6:2024正是在此背景下应运而生的配套标准。1.2标准定位与价值ISO15926-6:2024作为ISO15926系列的第6部分，其核心功能聚焦于两个方面：一是为ISO/TS15926-4中参考数据的开发提供系统化的规则框架，包括数据建模规范、术语定义准则、分类体系构建方法等；二是建立完整的参考数据验证机制，涵盖数据质量评审流程、合规性检查方法、版本管理与变更控制策略等。该标准的确立，为ISO15926系列从理论框架走向实际落地应用提供了关键的质量保障基础设施。从行业价值角度看，该标准的发布具有多重意义。首先，它有效提升了参考数据的可信度与可用性，降低了数据集成项目实施的技术风险；其次，它为不同企业、不同系统之间的数据交换提供了统一的语义基础，显著增强了跨组织协作效率；第三，它为数字孪生、工业互联网等新兴技术的应用夯实了数据底座，有力支撑了智能制造和智慧油田等前沿实践的发展。二、标准制定必要性分析2.1行业需求迫切现代石油天然气及流程工业设施的建设和运营呈现投资规模大、参与方众多、建设周期长、运营寿命久等显著特征。以一座典型的深水油气生产平台为例，其设计寿命通常在25至30年左右，全生命周期内产生的工程数据文档可达数十万份，参与协作的企业组织多达数十家。在此过程中，数据的传递往往跨越多个组织边界和异构信息系统，长期存在语义不一致、格式不兼容、版本混乱等突出问题，直接导致了高昂的数据转换成本和工程返工损失。行业实践表明，由于数据互操作性不足造成的工程效率损失通常占项目总投资的1%至3%。面对上述挑战，亟需一套统一、规范且具备权威性的参考数据管理规则，从根本上解决数据语义一致性和质量可控性的问题。ISO15926-6:2024的制定正是对这一迫切行业需求的有力回应。2.2现有标准局限在ISO15926-6:2024发布之前，ISO/TS15926-4已经构建了较为完善的参考数据体系结构，但其内容主要聚焦于参考数据的概念模型和分类框架，对于参考数据的质量保障机制——即如何开发、评审、验证和维护这些数据——缺乏系统化的技术规范。这导致各单位在创建和引用参考数据时缺乏统一遵循，数据质量和一致性在很大程度上依赖于实施人员的经验水平。与此同时，虽然部分国际行业组织制定了各自领域的数据质量指南，但普遍存在适用范围有限、技术规范程度不足、与ISO15926系列标准的技术架构衔接不够紧密等问题。因此，开发一部专门针对ISO/TS15926-4参考数据的标准化开发与验证规则，填补这一标准空白，具有不可替代的技术价值。2.3政策法规驱动近年来，全球主要经济体和国际行业组织对工业数据标准化工作给予了前所未有的重视。国际标准化组织（ISO）明确将智能制造和工业数据治理列为其战略重点领域。与此同时，工业4.0、工业互联网等战略倡议的推进，对数据互操作性和数据质量管理提出了更高要求。能源行业数字化转型路线图中亦将数据标准建设列为优先行动领域。在此政策环境下，加快制定ISO15926系列配套标准既有紧迫的现实需求，也具有深远的战略意义。三、标准主要内容3.1适用范围ISO15926-6:2024适用于石油天然气生产设施、化工装置、炼油厂、电厂等各类加工厂的全生命周期数据管理领域。标准明确规定其适用范围包括：参考数据的创建与开发、参考数据的验证与审核、参考数据的发布与维护、参考数据的应用与使用等环节。该标准既适用于参考数据的提供方和开发方，也适用于参考数据的使用方和审核方，同时也可为系统集成商、软件供应商、咨询服务机构等相关方提供重要参考。值得注意的是，本标准的适用范围与技术内容对新建项目和已有系统的改造升级均具有适用性。对于前者，可在系统设计阶段直接参照标准内容建立参考数据管理体系；对于后者，可依据标准对既有参考数据进行审查和修正，逐步实现数据的规范化治理。3.2规范性引用文件ISO15926-6:2024在制定过程中系统参考了以下关键标准和技术规范：-ISO15926-1:2004，工业自动化系统和集成—包括石油和天然气生产设施在内的加工厂生命周期数据的集成—第1部分：综述与基本原则-ISO/TS15926-4:2019，工业自动化系统和集成—包括石油和天然气生产设施在内的加工厂生命周期数据的集成—第4部分：参考数据-ISO15926-2:2003，工业自动化系统和集成—包括石油和天然气生产设施在内的加工厂生命周期数据的集成—第2部分：数据模型-ISO8000-2:2023，数据质量—第2部分：词汇-ISO/IEC19505-2:2012，信息技术—对象管理组统一建模语言（OMGUML）—第2部分：上层结构上述规范性引用文件为本标准提供了概念模型基础、术语框架和数据模型方法等核心理论支撑，有效保证了ISO15926系列标准的体系完整性和技术一致性。3.3术语和定义本标准系统定义了以下核心术语，为参考数据的开发与验证提供了统一的语言框架：-参考数据（ReferenceData）：指ISO/TS15926-4中所定义的结构化数据集合，包括类（classes）、属性（properties）和个体（individuals），用于为工程对象提供标准化的语义描述；-类（Class）：具有共同属性特征的对象集合的抽象表示；-属性（Property）：用于描述类的特征或特征的数据类型；-个体（Individual）：类中具体对象的实例化表示；-数据验证（Validation）：对参考数据满足既定质量要求的系统性评估过程；-数据质量（DataQuality）：数据满足规定要求和期望的程度，包括准确性、完整性、一致性、可追溯性等多个维度。3.4参考数据开发规则3.4.1数据建模规范本标准将参考数据的建模划分为概念建模、逻辑建模和物理建模三个层次，并分别制定了相应的规范要求。在概念层次上，参考数据的类应该根据实际工程对象稳定的、长期有效的特征建立，而不是基于不稳定的、临时的属性构建。类与类之间的关系应采取正式的、明确的技术手段进行表达，对每个类的定义须提供清晰、无二义性的文本描述。在逻辑建模中，需要按照ISO/TS15926-4中定义的参考数据体系要求，将概念模型转化为符合标准要求的逻辑结构。在物理实现中，建模应面向数据库实现和系统集成需求，在保证语义不失真的前提下优化存储和访问效率。为保证参考数据之间的层级关系和语义完整性，标准还要求开发者明确参考数据的分类主导联系和辅助词汇，避免属性的重复定义。每个新概念在被纳入参考数据体系前，应有充分的机制证明其与体系内已有概念的定义差异和边界划分，不得创建与现有类相同或高度重叠的重复条目。3.4.2术语规范要求标准对于参考数据中使用的术语和名称提供了明确的规范化要求。每个类或属性的名称应唯一且简洁，推荐统一使用美式英语表述。同义词管理方面，允许将别名作为相关业务场景中的辅助检索信息进行收录，但同一类下的多个同义词表述不得存在语义矛盾。术语拟定时，应优先借鉴石油天然气、化工、电力等行业已发布的术语标准或权威词汇。描述性文本的撰写也被纳入规范范畴，要求至少使用一个完整的英文句子对类的核心含义进行充分定义，一个条目定义只描述一个概念。在保证语义准确的前提下，其文本应能作为人工和自动判断新实例是否归属该类的主要依据。四、标准制定的技术路线4.1标准编制流程ISO15926-6:2024的制定严格遵循国际标准化组织（ISO）的标准化工作程序，历经多个阶段的充分论证和技术审查：-提案阶段（NP）：由相关国家成员体和行业专家联合提出新工作项提案，经过ISO技术管理局审议后正式立项；-工作草案阶段（WD）：由项目组起草工作草案，在技术委员会内部进行多轮讨论和修订；-委员会草案阶段（CD）：草案在ISO/TC184/SC4（工业数据标准技术委员会）内部进行投票和意见征集；-国际标准草案阶段（DIS）：草案提交至ISO中央秘书处，分发至各成员体进行为期五个月的投票和评议；-最终国际标准草案阶段（FDIS）：综合各成员体意见进行修改完善后，进行最终投票表决；-正式发布阶段（IS）：经全体成员体投票通过后，由ISO中央秘书处正式出版发布。4.2技术难点攻克在标准编制过程中，技术团队面临了一系列技术挑战并逐一加以解决。在参考数据分类体系的粒度划分方面，标准确立了基于概念稳定性和跨组织通用性的双重粒度判定准则。在数据质量评估的定量化方法方面，标准委员会发展了一套结合定性评审与定量指标测度的综合评价方法，并在多个工业试用案例中得到了有效验证。此外，如何平衡规范的严格性与实施的灵活性之间的关系，同样是编制过程中反复讨论的重要议题。最终标准通过区分强制要求、推荐要求和允许选项三个不同层级的条款类型妥善地解决了这一难题。4.3征求意见与审查标准制定过程中，ISO/TC184/SC4广泛征集了来自全球各地的行业专家、学术界代表、标准化机构以及最终用户的意见与建议。这些意见覆盖了术语定义精确度、验证流程合理性、分类体系完整性等多个维度，每一轮意见征集后的草案修改版本都在技术委员会内部进行了逐条审查和充分论证，确保了标准内容的科学性、严谨性和行业适用性。五、主要起草单位介绍5.1起草工作组织架构ISO15926-6:2024的制定由ISO/TC184/SC4（工业数据标准技术委员会）归口管理，其秘书处工作由美国国家标准协会（ANSI）承担。标准制定工作组汇集了来自多个国家和国际行业组织的技术专家，包括来自中国、美国、英国、挪威、荷兰、日本、韩国等国家的标准化专家和行业技术人员。5.2核心起草单位美国国家信息与标准化研究院相关工作组与挪威POSCCaesar协会联合技术团队在本标准的制定过程中承担了核心研究工作。其中，POSCCaesar协会是国际知名的石油天然气行业数据标准化专业组织，长期致力于ISO15926系列标准的开发与推广工组。该协会汇聚了包括挪威国家石油公司、英国石油公司、壳牌石油、道达尔能源等全球领先能源企业在内的众多国际会员。在ISO15926-6:2024的编制过程中，POSCCaesar协会承担了标准框架设计、核心技术内容编写和参考数据验证规则研究等关键任务。依托其成员企业在全球油气行业数据管理领域的丰富实践积累，协会为标准的各项技术要求提供了大量来自真实工业场景的验证案例和应用反馈，有力确保了标准的技术先进性、行业适用性和工程实用性。中国在ISO15926-6:2024的制定过程中亦持续深度参与了相关技术讨论和意见反馈工作，中国石油天然气集团有限公司、中国石油化工集团有限公司等单位的数据管理专家结合国内流程工业数字化转型的实际需求，在参考数据质量评估指标体系、多语言术语映射机制等方向提出了建设性技术建议，为提升标准的通用性和包容性做出了积极贡献。六、标准应用前景与实施意义6.1推动行业数字化转型ISO15926-6:2024的实施将对石油天然气及流程工业的数字化转型产生深远影响。在工程设计领域，标准所规范化的参考数据体系为构建基于模型驱动的工程设计（Model-BasedDesign）提供了统一的数据语义基底，使设计成果以标准化的方式在不同的工具平台和协作单位之间无缝流转。在智能制造领域，标准为工厂运维阶段的数据采集、数据服务、数据共享提供了质量保障机制，提升了智能工厂的数据治理水平。6.2支撑数字孪生应用数字孪生技术作为智能制造时代的核心技术之一，其效用高度依赖多源异构数据的融合质量。ISO15926-6:2024通过为ISO/TS15926-4参考数据建立质量保障机制，确保了数字孪生模型所依赖的基础数据的准确性、一致性和权威性。这对于构建高保真度的工厂数字孪生体，实现物理世界与虚拟世界的精准映射与实时同步具有重要的基础性支撑作用。6.3促进国际技术合作与贸易标准的实施还将有效降低国际石油天然气项目的技术合作壁垒。随着参考数据质量保障机制的建立，不同国家、不同企业之间的数据交换和共享可以在一个可信、规范、高效的框架内进行，促进国际项目合作中的技术交流和贸易便利化。对于中国而言，积极采用ISO15926-6:2024标准，有助于中国能源企业更好地融入全球产业链分工体系，在参与国际项目投标、实施跨国合作时展示更高的数据管理水平，增强国际合作竞争力和技术话语权。6.4实施路径与建议基于标准内容特点，建议相关企业按照以下路径推进标准的落地实施：首先进行现有参考数据资产的差距评估和基准审查，识别与标准要求之间的差距；然后结合自身业务特点，制定分阶段实施计划和数据质量提升路线图；在具体实施中，优先选取1至2个试点项目进行验证，积累经验后逐步推广至全部业务领域；同时配套建设相应的组织保障体系，明确数据治理职责分工，建立常态化的数据质量监控和持续改进机制。七、结论与展望ISO15926-6:2024《工业自动化系统和集成包括石油和天然气生产设施在内的加工厂生命周期数据的集成第6部分：ISO/TS15926-4参考数据的开发和验证规则》的正式发布，是国际流程工业数据标准化进程中一座重要的里程碑。该标准系统性地解决了ISO/TS15926-4参考数据在开发与验证环节缺乏统一技术规范的问题，为各类工程数据在全生命周期内的高效集成、安全共享和长期可追溯奠定了坚实的质量保障基础。从技术发展的宏观视角审视，本标准的确立不仅意味着ISO15926系列标准体系进一步走向成熟和完善，更体现了国际工业自动化领域对数据治理问题的高度重视和系统性布局。随着本标准在全球范围内的推广应用，预期将产生以下积极效应：一是显著提升流程工业企业间数据交换的效率和可靠性，降低因数据质量缺陷导致的项目成本和运营风险；二是为数字孪生、工业互联网、人工智能等新兴技术在流程工业的深度应用提供可靠的数据基础设施；三是推动形成更加开放、协作的全球工业数据生态系统。展望未来，随着工业数据规模的持续增长和数字化转型的深入推进，ISO15926系列标准体系还将面临更多的技术挑战和发展机遇。建议相关标准化技术组织紧密跟踪新兴技术发展动态，持续推进参考数据体系的丰富和完善，深化与智能制造、工业互联网等领域标准的协调与融合，探索数据安全与数据共享之间的平衡机制。与此同时，ISO15926-6:2024的有效实施需要各成员国标准化机构积极推动标准的宣传推广和本地化应用支持工作，帮助行业企业深入理解标准要求和实施方法。通过全球标准化工作者和行业从业者的共同努力，ISO15926标准体系必将在推动全球流程工业数字