中國網/中國發展門戶網訊 在數字經濟的年夜佈景下，數字當局通過數字化管理來激活數據要素潛能，以數字化轉型整體驅動生產、生涯和管理方法的變革。全球范圍內，數字當局的建設整體程度穩步晉陞。《“十四五”國家信息化規劃》制訂了加強數字社會、數字當局建設，晉陞公共服務、社會管理等數字化程度一系列發展目標。隨著數字經濟的疾速發展，數據和知識已成為其關鍵生產要素。數字化科研是數字經濟的主要組成部門，與數字當局一樣，都是新型信息技術支撐下的數字化應用場景。盡管數字化科研與數字當局在建設邏輯上存在差異，但它們所依賴的支撐技術基礎分歧，亦可彼此借鑒，均重要觸及新型數字技術下，面向服務對象的數據感知、管理和融會創新剖析應用。
本文引進“數字研討所”這一新概念，該概念借鑒了“數字當局”的概念，指的是科研院所科技活動治理過程中數字化轉型構成的數字化體系。數字研討所是基于治理信息系統，并結合數字孿生、年夜數據、人工智能等信息技術，周全感知研討所科技活動治理形式，推動科研院所數字化轉型，實現物理世界和虛擬世界結合的“數字孿生”體系。數字研討所是科研院所現代化管理數字化轉型的新階段，對于加速科技前沿布局及人才培養、推動科研領域走向國際前沿等，發揮著至關主要的感化。
與數字當局的建設分歧，數字研討所的焦點是通過數字化驅動科技治理創新，助力科研發現與科研創新。數字研討所重要服務于科研人員，目標是實現科研活動治理過程中的數字化感知和服務治理。相較于數字當局中的政務治理，數字研討所則緊密圍繞科技活動治理開展。數字研討所針對治理流程疾速重構、治理行為語義化表達、復雜異構數據管理等問題構成關鍵技術息爭決計劃，也可為數字當局的技術升級供給典範技術示范，促進數字當局的技術進步。
科技活動治理的特征表現與數字研討所的典範業務場景
數字經濟時代若何應用數字化才能驅動科研創新是數字研討所的焦點價值。數字研討所作為物理世界研討所的數字孿生體，面向科技活動治理領域，在構建時需契合科技活動治理的特征，具有典範的應用場景。
數字研討所是物理世界研討所的數字孿生體
數字研討所是對科研院所運行治理的在線表現，可懂得為是一種數字孿生體。數字孿生是充足應用物理模子、傳感裝置等產生的數據及運行歷史數據，集成多學科、多物理量、多標準、多概率的仿真過程。本質上，治理信息系統也可表達為科研治理的傳感裝置，感知研討所治理過程，但治理自己具備不確定性，且治理行為難以直接數字化和精準刻畫。數字研討所通過對治理規范、治理軌制等文本內容進行數字化，將治理行為表現為系統運行流程，通過對流程和數據的感知，實現數字研討所與物理世界研討所的彼此表現（圖1）。
“數字孿生”的數字研討所直觀意義上是物理世界線下治理形態的數據動態模擬，通過對科技活動過程的感知，應用仿真驗證機制，構建增強學習模子、神經網絡模子，構成物理世界中的數字映射系統。但是治理行為是不斷變化的，應用數據動態模擬線下治理形態，通過線上的包養網數據處理加工才能，對科研治理過程進行數字化建模，剖析研討所科研治理過程中的缺點及分歧學科領域的科研治理特征，從數據中發現問題、解決問題，探尋數據驅動的科研治理效能晉陞方式論，將數字孿生體的決策剖析結果反饋至物理世界研討所的治理過程中。“數字孿生”的數字研討所重視交互和包養網反饋，既能包養實現對物理世界科技活動治理行為的模擬和可視化表現，又能通過數字世界的不斷迭代演變改進物理世界的科技活動治理行為，從而實現良性反饋機制，發揮數字化效能。
以科研項目治理為例（圖2），科研項目治理在現行政策軌制規定及項目指南范圍內，通過項目立項、執行、結題等環節，實現科研項目在物理世界的治理。通過數據采集、參數獲取、治理感知，以及軟件代碼自動天生和流程自適配調整，滿足治理行為演變的系統自適配，完成科研項目治理過程在數字世界的映射。構建神經網絡模子、科研治理決策支撐模子，獲取科研態勢、科學研討熱點、國際前沿領域等剖析結果，反向促進科研項目在物理世界的治理。
科技活動治理的特征表現
科技活動治理呈現出數據密集和數據驅動的特征，且科技活動之間存在復雜數據關聯特征。隨著海量科技活動治理數據的積累、周全細粒度數據的天生，科技活動治理業務呈現出數據密集和數據驅動的特征。科技結果往往表現為多維科技活動數據及其錯綜復雜的彼此感化產生的新數據，例如關鍵人才與結果產出之間的關聯關系、科研項目與結果產出之間的關系等。關聯關系年夜多是隱性的，決策者盼望通過隱性關系發掘找出特征規律，以獲得人才與產出、未來科研發展態勢等關聯，可視化剖析研討領域間關系，判斷當前學科研討熱點及進展態勢。
科技活動治理的不確定性規則和靈活性操縱特征。數字研討所面向一線科研人員和科研治理人員，線上科技活動治理具有不確定性、長周期、多變化等特征，且用戶操縱需具有足夠的靈活度。若何有用地識別用戶成分及行為，柔性適應治理變革，同時滿足多樣化業務場景的靈活性請求，這為數字研討所帶來了新的挑戰。
科技活動治理的非線性決策支撐特征。數字經濟的疾速發展使科技活動治理的決策支撐往非線性標的目的發展。這使得數字研討所需求通過感知隱躲于表象數據下的全領域、跨組織機構、高維特征的科技活動治理數據，實現多源數據的超融會剖析和應用，構成由業務驅動向數據驅動演進的新治理范式。
數據驅動的典範業務場景應用
運用數據驅動治理創新理念，實現科技活動過程的缺點發現及特點發掘，可從微觀層面和宏觀層面展開典範應用。
微觀層面。微觀層面的數字化應用是晉陞科技治理效能最為直接的表現情勢。如應用年夜模子內容天生機制，通過語義識別、規則天生及文本表現模子，從治理規范文本中識別關鍵業務流程元素和語義規則，實現業務流程可視化天生，有助于實現治理需求變革帶來的疾速業務流程重構。針對系統中已有流程，應用治理業務流程文本天生方式，天生分歧業務場景下的治理規范文本，有助于診斷研討所治理缺點。通過對日志記錄的業務語義恢復、用戶業務行為形式發掘，構建用戶科研治理畫像，實現異常行為檢測與識別。通過對大批業務流程的審批時間剖析，可以找出流程卡點，有助于改良流程節點和流程路徑。通過推薦模子學習剖析，可以發掘當前流程節點的潛在審批人，提醒用戶選擇。通過構建跨學科融會的科研治理知識圖譜，可以有用促進科研項目治理領域的知識發現。通過基于深度學習算法模子的科研經濟活動風險預測，有助于科研院所內控的數字化建設。這些微觀層面的發掘應用是推動數據驅動治理創新的基礎要素。
宏觀層面。對于數字研討所最具價值的是治理決策形式的新發現，即將含混的、不確定的、全局的跨域科研治理數據進行融會，通過不斷改進的人工智能算法模子迫近獲得新發現。如研討所發展態勢、研討所人才競爭力、科技活動資源精準剖析、科研結果轉化才能等，這些剖析應用既需求跨域多源科技治理數據的融會，又需求通過新算法模子發掘并定義出決策范式。在實現過程中，需求采用不決義包養平臺推舉的規則和標準，甚至是動態變化的規則和標準往權衡和評價。
數字研討所體系框架
數字研討所體系框架包括軟件定義治理體系和治理數字孿生體系（圖3）。從計算機應用角度出發，治理可表達為規則和決策。軟件定義治理體系本質上是治理規則與設計實現的分歧性表達問題，通過天然語言處理技術懂得治理行為，表現為確定性治理規則，應用編譯道理自動化天生數據和流程，構建疾速適應業務需求、可隨需重構的治理信息系統流程。治理數字孿生體系是在治理決策的邏輯下，搭建治理年夜數據系統，對科研治理數據進行凝練、融會和知識化，以發現治理缺點和治理特征，為聰明化治理決策供給數據依據。
軟件定義治理體系通過數據感知天生治理數字孿生體系所需的原始數據。治理數字孿生體系為軟件定義治理體系供給多方位的治理缺點和治理特征信息，交互反饋晉陞軟件定義治理體系的聰明化效能。二者通過天生、反饋形式雙向循環，不斷促進。
軟件定義治理體系
治理規則是一種可量化的計算機表達，進一個步驟可表現為流程和視圖、模子、把持（MVC）的組合體。治理行為可視為數據和數據衍生體的天生及流程表現。治理行為在治理規則的基礎上，不斷組合和衍生，構成已知治理行為的表現。針對未知形態的治理行為，則可應用治理數字孿生體系中年夜數據系統的剖析計算才能，剖析歷史數據經驗，構成可動態調整的流程形式，發現并定義構成新規則。軟件定義治理體系將各類需求文本、治理規范軌制或許軌制改造需求，自動翻譯成軟件代碼，通過流程定義最終實現治理行為的實際執行，具體表現為治理信息系統。
治理業務表現。治理信息系統焦點是通過各類治理數據的感知、處理和剖析，在完成業務效能和服務應用的同時，實現數據驅動治理業務。參考新一代中國科學院資源規劃系統（Academia Resource Planning，ARP）治理業務形態，普通治理信息系統應用包含人力資源、科研項目、科研條件、科研經濟活動、國際一起配合、知識產權、后勤治理、辦公應用等。
軟件定義表現。在治理信息系統構建方面，通過分層解耦機制，將技術才能與業務才能分離，依照基礎設施層、技術中臺、業務中臺和業務應用4個層次自下而上構建。此中，基礎設施層重要為治理信息系統供給彈性業務處理才能，保證系統高可用性和可擴展性。技術中臺基于組件化思惟，將技術效能分化成高度可重用、可定制且支撐熱安排的插件形態。業務中臺則是將焦點業務效能微服務化，以“小法式”應用形式組合構成復雜應用，實現治理業務的輕量化和可擴展性。業務應用則是面向科研院所實際需求，疾速搭建構成的新型治理業務服務。
治理數字孿生體系
治理數字孿生體系圍繞治理年夜數據系統，定義面向治理決策剖析的分布式業務算法模子和計算框架，供給一鍵式、可視化的治理決策輔助機制；圍繞科研治理年夜數據的預處理、計算、剖析供給數據計包養算組件，支撐基礎數據剖析算法和模子；具備可應對復雜多變應用場景的計算剖析才能，面向決策部門和治理部門供給可便捷落地、信息平安可管控的治理數據剖析計算服務。
治理年夜數據系統。融會治理信息系統產生的科技治理數據，擴展多源內部科研數據，構建支撐場景化應用的治理決策支撐，實現分布式環境下的采集、管理、存儲、查詢、剖析和質量治理，為用戶推送剖析結果，改進系統服務效能。治理年夜數據系統凡是由1個數據底座、1個數據中臺和N個數智應用構成。
數據底座。通過治理年夜數據管理體系和治理年夜數據資源匯聚體系實現多標準復雜異構治理數據的感知和融會；通過多源異構治理數據清洗和關聯機制，構建數據管理規范，構成高準確度的治理數據；通過多維高效數據存儲和治理機制，滿足治理年夜數據多維度剖析的高效提取和數據組織需求；通過多標準異構復雜科技活動數據匯聚技術實現內部和內部數據匯聚。
數據中臺。面向業務應用供給數據剖析與計算、數據可視化機制，以及可應對復雜多變應用場景的計算剖析服務，具體包含業務場景驅動的數據智能決策模子、治理知識表現學習和天生可視化數據剖析體系等，支撐從數據上傳到數據計算結果下載的全性命周期可視化計算。
數智應用。面向治理創新業務需求，基于跨數據源的多源數據融會剖析。以數據為導向，為決策者供給科研經濟活動、研討所科研發展態勢等數據剖析應用，例如數字研討所科研經濟活動風險評估、基于數字孿生的科技活動知識圖譜構建、基于數字孿生的科研用戶行為畫像和異常檢測等，助力新時代數字化科研院所治理決策才能建設。
數字研討所關鍵技術
數字研討所需衝破數據驅動的條件式事務型任務流、復雜跨域異構多維科技治理數據管理、全景化業務形態下的數據融會剖析等關鍵技術，從而懂得科研院所治理形式演變形態，探尋科技治理規律。
數據驅動的條件式事務型任務流。在數字研討所治理規則與設計實現的分歧性表達問題中，最主要的環節是若何將基于數據驅動的流程轉化成業務執行任務流。摸索條件式數據驅動流程引擎關鍵技術，以便適應隨需而變的業務疾速構造，通過數據條件判斷使節點間的流轉動態化，應用語法剖析器自動解釋前端用戶規則，實現流程映射和自動執行。
復雜跨域異構多維科技治理數據管理體系。通過多維度數據組織和關聯，完美治理數據管理體系與數據資源共享機制；供給實時數據和歷史數據并行計算框架，服務于態勢感知，支撐數據智能服務，實現治理應用輔助決策支撐；供給一鍵式信息共享和場景化決策剖析機制。
全景化業務形態下的數據融會剖析。研討適用于多源海量時序治理數據剖析的疾速處理技術與方式、結適用戶科研興趣模子的知識感知和演變技術、細粒度資源表現下的彈性計算和資源預測模子、跨域科研治理數據融會的科研態勢等，以適應靈活多變的全景化業務場景決策剖析。
數字研討所體系框架應用
為周全晉陞中國科學院科技創新才能和國際競爭力，推動科研院所數字化轉型，促進科研和治理變革，中國科學院“十四五”信息化規劃安排了數字研討所應用示范項目，觸及科研與治理一體化平臺、科技結果數據的數字化治理體系、數字園區建設、智能一網統管平臺等18個課題。中國科學院所屬科研院地點信息化建設過程中，面對多維穿插科研治理需求，構建了多類信息系統，但效能、流程、數據難以交互，且缺少數據智能化治理，無法深刻發掘數據的深層次價值，導致數字化轉型存在瓶頸，急切需求頂層設計的統一規劃和建設。
通過數字研討所應用示范項目，在數字研討所體系框架下，面向研討所全過程治理業務推進數字化轉型。依托軟件定義治理體系，實現治理規則的分歧性表達，促進應用系統的深度集成，應用數據驅動的任務流引擎，疾速適應科研治理需求變更，實現業務流程的隨需重構。在治理數字孿生體系支撐下，實現多標準復雜異構治理數據的感知和融會，應用分布式算法模子和計算框架，構建聰明化治理決策服務。例如，“數字長光所科研與治理一體化平臺建設項目”支撐中國科學院長春景學緊密機械與物理研討所科研與工程治理的數字化，通過應用、數據與流程的深度整合，實現創新活動治理的知識化和決策依據的科學化；“年夜連化物所數字化轉型建設項目”在數字研討所框架體系基礎上，進一個步驟構建信息平安治理體系和疾速滿足科研需求的技術平臺體系，實現橫向協同和資源共享等。
數字研討所實施建議
數字研討所是科研院所現代化管理的“數字孿生”體系，依照數據驅動治理創新理念，實現研討所數字化治理，周全感知研討所發展態勢。在實施數字研討所過程中，建議依照以下原則進行構建、完美優化和應用演進。
通過數據驅動的流程優化，摸索業務治理的最佳路徑。數字研討地點規范業務流程、統一治理請求方面已經達到目標，進一個步驟考慮通過數據驅動的流程優化，使數據資源與業務自己樹立聯系，增強流程彈性，摸索業務治理的最佳路徑。
以促進科技創新為目標，實現治理年夜數據管理、數據業務化和語義化，支撐科技活動治理精準剖析和發展態勢剖析。研發科技治理數據匯聚東西，實現治理年夜數據管理，構建科技治理年夜數據管理體系，具備多標準復雜異構治理數據感知和融會、多源異構治理數據清洗和關聯機制、多維高效數據存儲和治理等才能，以實現數據的業務化和語義化表達。
從為科技任務者服務的視角出發，充足發揮人工智能算法模子在科研治理決策的支撐感化。在通用人工智能算法模子的基礎上，聚焦科技治理數據，結合通用治理模子、數據剖析模子和數據剖析技術，進一個步驟構建業務場景驅動的數據智能決策模子、治理知識表現學習和天生，慢慢構建模子庫和算法庫。在模子庫構建的基礎上，反向推進東西、數據、技術手腕的完美，實現治理年夜數據剖析的穿插融會迭代過程。
構建統一的數據平安監控體系，滿足數據隱私保護、數據權限把持和數據平安防護請求。在數據平安法等條件下，通過構建統一的數據平安監控體系，支撐越權行為檢測、異常用戶行為發現和預警、關鍵數據加密、平安態勢感知等，做到系統訪問行為可追溯。
以“數字孿生”形式促進數字研討所不斷演進，助力科技任務者隨時隨地獲取權限范圍內的科研信息化服務，推動科技活動創新。應用數字正本，針對治理業務場景的規則化、數字化和知識化，構成科研治理知識圖譜，解釋虛擬數字世界的治理過程與現實治理過程或軌制規范的差異性，推動科技活動創新。
考慮以ChatGPT為代表的年夜模子技術能夠對數字研討所發展產生的變革性感化和影響。天生算法、預訓練形式、多模態等人工智能（AI）技術累積融會，催生了人工智能天生內容（AIGC）的年夜爆發。AIGC產業生態加快構成和發展，可以支撐數字研討所加倍科學地整合與剖析數據，晉陞數據管理效力和數據決策後果，為數字研討所發展帶來衝破性創新。但同時也能夠存在一些挑戰，例如數據平安隱患、對技術東西的過度依賴等，甚至能夠會引發科研院所的深層次改造，對科研院所的組織結構、業務流程帶來宏大影響。
（作者：于建軍、汪孔敏、施卓敏，中國科學院計算機網絡信息中間；王月，中國科學院計算機網絡信息中間中國科學院年夜學。《中國科學院院刊》供稿）
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