随着新一代信息技术在实验室场景中深度融合，智能实验室与设备标准体系已成为支撑系统互操作与工程化应用的关键基础。本文在系统梳理国际主流技术规范与我国现行国家标准基础上，构建了以术语体系、语义模型、接口结构与采信机制为核心的分析框架，并对中外智能实验室与设备标准体系开展对比研究。研究发现，国际相关标准侧重通用架构与跨系统互操作能力的构建，而我国标准更强调工程实施与应用场景的适配，两者在设备通信与系统集成层面呈现明显互补特征。基于上述分析，本文进一步探讨了中外标准体系协同演进的现实路径，为我国智能实验室与设备标准体系的协同完善提供参考。
文／刘欣欣1 任懿2 陈志锋1
1.中国检验认证（集团）有限公司
2.北京飞机维修工程有限公司
随着物联网、人工智能、机器人等技术的快速发展，实验室与设备正由以人工操作、单机运行为主的传统模式逐步向人机协同、数据驱动与智能管控转型。智能实验室与设备的工程化应用亟须以标准体系建设为抓手，系统提升互联互通、数据治理与平台化运行能力。本文构建以标准体系结构、术语与语义、接口与平台以及采信实施为主线的分析框架，对中外智能实验室与设备相关标准体系进行系统对比，揭示差异背后的技术取向与实施逻辑，探讨标准协同发展的可行路径。
1智能实验室与设备标准化概述
1.1定义
从国际角度看，现有国际标准体系中尚未形成针对智能实验室与设备的统一定义，相关内涵主要通过技术规范和行业联盟标准体现。开放平台通信基金会（OPC）统一架构（OPC UA）、实验室与分析设备相关的信息模型建模实践以及实验室自动化标准化联盟（SiLA）等技术规范主要从设备通信与互操作性角度提出解决方案，支撑实验室仪器设备之间的接口统一、信息模型与数据交互[1]。
在我国，智能实验室相关内涵主要通过国家标准和地方标准在具体应用场景中加以界定。GB/T 39556—2020《智能实验室—仪器设备—通信要求》 等标准从通信和系统对接角度描述智能实验室的基本特征，安徽省地方标准DB34/T 4877—2024《智慧检验检测实验室建设指南》进一步引入“智慧检验检测实验室”术语，强化对实验室系统要素的感知与调控要求。
总体来看，国际相关技术规范更侧重设备互联互通与平台协同的技术架构，我国标准体系更强调系统集成与管理流程的工程化实现，二者在侧重点上具有互补性。
1.2核心功能层级与标准化诉求
智能实验室与设备系统的核心功能可划分为四个层级，即智能设备层、通信互联层、数据与AI层、管理平台层，各层级在功能定位和标准化重点上各有侧重。
（1）智能设备层。作为智能实验室系统的执行层，设备层负责完成实验任务并反馈运行状态，覆盖从样品采集到实验执行的全过程自动化。在标准化层面，该层级需通过统一接口和能力描述，实现设备功能的可调用、状态可监测和跨系统集成，为多厂商设备协同运行提供基础支撑。
（2）通信互联层。该层级主要解决设备与设备、设备与平台之间的互联互通问题，要求实现统一的通信协议和数据通路，保障不同设备间的可靠连接。其标准化诉求集中在通信接口和数据封装的一致性上，同时需要支持设备服务的注册、发现与调用，降低异构系统集成成本。
（3）数据与AI层。数据与AI层负责对实验过程数据进行实时采集、处理与分析，并通过算法实现辅助决策与优化控制。标准化重点在于建立统一的数据语义表达和接口规范，支撑跨平台数据共享及AI模型的调用、部署与更新，提升数据驱动能力的可复用性。
（4）管理平台层。管理平台层承担实验室任务调度、权限管理、设备控制和数据流转等综合管理职能，是实现实验室数字化运行的核心枢纽。其标准化诉求在于统一功能封装和接口规范，保障平台与设备、数据层之间的一致协同，并满足安全、合规和可审计等管理要求。
2中外标准体系结构与发展现状
2.1国际标准体系
智能实验室与设备相关的国际标准主要由ISO、IEC等国际标准化组织在各自职责范围内推进，涵盖设备安全、信息技术、人工智能及系统互操作等方面。例如，ISO/IEC JTC 1/SC 42聚焦人工智能领域的基础术语、参考架构与治理框架，为人工智能技术在包括实验室在内的多类应用场景提供通用性标准支撑；IEC 61010系列标准则对测量、控制和实验室用电气设备的安全要求作出系统规范。此外，OPC Foundation推动的OPC UA技术规范在工业及部分实验室设备互操作实践中得到广泛应用，围绕分析与检测设备形成了基于OPC UA的信息模型与建模规范探索，为设备通信与互操作提供了技术参考。
2.2我国标准体系
2024年，国家标准化管理委员会批复成立全国智能实验室设备分技术委员会，负责推进智能实验室仪器设备与系统的标准化工作。近年来，我国已发布GB/T 39556-2020《智能实验室 仪器设备 通信要求》、GB/T 40343-2021《智能实验室 信息管理系统 功能要求》等标准，围绕设备通信接口、信息系统功能和系统集成提出技术规范，为提升设备互联互通能力和信息系统协同运行水平提供标准支撑，推动实验室智能化系统的工程化应用[2]。
3中外智能实验室与设备标准体系关键要素比对
3.1术语体系比对
术语体系是智能实验室与设备标准体系的认知基础。OPC UA及其实验室/分析仪器设备标准（LADS）、SiLA等国际主流技术规范，侧重以结构化方式描述设备功能、状态与服务，通过统一的术语表达与信息模型机制，提升跨设备、跨系统的理解一致性。我国相关标准更强调与工程应用和管理场景的衔接，围绕设备通信、系统功能与运行管理等对象形成术语使用边界，为后续术语体系的系统化整合奠定基础。
3.2语义模型比对
语义模型是设备能力可识别、可调用与可组合的关键支撑。国际主流技术规范多采用面向对象的建模思路，将设备功能与状态理解为可复用的信息模型，便于在不同设备与平台之间实现一致解析与数据共享。我国标准更注重工程可实施性，通常以字段与接口要素明确数据项与交换要求，并在现有结构基础上为更高层次的语义建模与能力描述预留扩展空间。总体来看，两种路径适应不同标准目标与应用阶段，在工程落地与系统扩展方面具有互补意义。
3.3接口结构比对
接口结构是设备与系统实现互联互通的直接载体。国际主流技术规范多采用服务化、接口化设计，支持设备能力的发现与调用，从而提升系统集成的灵活性与可扩展性，相关机制已在实验室自动化接口规范中得到应用。我国标准侧重于现有信息系统和设备形态的兼容适配，强调接口的可实施与可验收，推动接口设计向更开放的服务化方向演进，以支持多设备协同与跨系统集成。
3.4管理平台相关标准比对
管理平台标准是实现实验室系统级协同运行的重要保障。在国际层面，IEC等组织在自动化系统安全等方面形成了通用框架性要求，如IEC 62443系列为自动化系统的信息安全提供参考。同时，美国材料与试验协会（ASTM）等标准机构在实验室信息学与管理实践方面提出方法性指南，如ASTM E1578《实验室信息系统标准指南》为平台功能设计与数据管理提供指导。我国已发布GB/T 40343-2021《智能实验室 信息管理系统 功能要求》等标准，围绕平台功能、流程管理与系统集成提出规范，更突出工程应用中的任务调度、权限控制与数据流转等管理需求。总体而言，中外标准在侧重点上各有取向，均服务于实验室信息管理效率提升与数据规范流动[3]。
4标准采信与实施
4.1国际标准采信机制与实施路径
国际标准的采信与实施通常依托市场机制、合规评价体系以及行业组织协同推进。在实验室与设备相关领域，UL认证、CE合规标志等基于国际或区域标准开展符合性评估，并与市场准入等机制相结合，在实践中促进了标准的广泛应用与认可。总体来看，国际标准的实施路径呈现出以产业协同为基础、以试点应用和认证采信为支撑的多层次特征，逐步形成较为稳定的采信机制。
4.2我国标准采信方式与实施路径
我国标准的采信主要依托政策引导、认可与认证体系以及地方试点等方式推进。政府通过政策文件和管理要求引导企业和实验室采用相关标准，国家认可机构通过对检测、校准和认证机构的认可，为标准在检验检测和实验室管理领域的实施提供制度支撑。地方政府结合区域产业发展需求，通过试点示范项目推动标准在具体应用场景中的落地[4]。
5比对分析结论与标准体系建设建议
中外智能实验室与设备标准体系各具特色[5]。国际相关标准和主流技术规范强调通用性与兼容性，侧重点在于为设备与系统间的跨平台、跨系统互操作提供通用技术框架；我国标准体系则更加注重实践性与本地适应性，围绕国内行业应用需求推进标准研制。两者在设备通信协议、数据管理和系统集成等方面具有明显互补性，国际标准及技术规范为系统互联提供基础框架，我国标准通过技术细化和场景适配增强工程可实施性。从发展趋势看，二者的协同推进有助于推动智能实验室标准体系由单点规范向系统级协同演进。
面向未来，我国应进一步推动标准在系统集成和语义模型等关键环节的完善，提升跨平台互操作能力，并加强与国际相关标准和技术规范的衔接，逐步探索协同发展路径。另外，可通过深化国际交流合作、加快关键技术研究与试点示范应用、推进智能实验室标准化平台建设，促进标准资源整合与跨行业协同应用，从而增强我国标准的工程实效性与国际影响力。
[参考文献]
[1]常思远.基于OPC UA信息模型的人机互操作技术研究[D].沈阳工业大学,2025.
[2]张曦,刘春卉.国际标准比对方法及效用解析[J].标准科学,2023 (05):20-24.
[3]王丹,皮君丽,马晨.国外先进与国内机械式停车设备标准化技术组织及标准体系建设比对[J].起重运输机械,2025(08):87-92.
[4]王昕,王宏,周育忠,等.标准指标比对的方法与实践[J].中国科技资源导刊,2017 (04):83-92.
[5]刘欣欣,陈志锋,陈子桥.智能实验室设备标准体系构建研究[J].质量与认证,2025(06):38-40+44.