張坦¹，黃偉^1,2，石勇^3?

1．西安交通大學管理學院，陜西 ?西安 ?710049；?

2．昆士蘭科技大學，澳大利亞 ?昆士蘭州 ?布里斯班市 ?4702；?

3．中國科學院大學管理學院，北京 ?100190

摘要：闡述了ISO 8000數據質量標準產生的背景，將ISO 8000與已有的產品質量標準ISO 9000進行對比，分析了實施ISO 8000可以為企業帶來的優勢，并舉例介紹了ISO 8000的應用方式。分析了我國數據質量現狀，并對我國在金融和醫療領域實施ISO 8000 數據質量標準提出了實施建議。旨在幫助我國在大數據、數據質量等前沿研究和工業領域找到國際化標準契合點，推進大數據和數據質量建設。

關鍵詞：大數據質量；ISO 8000；大數據質量標準

中圖分類號：C931.6 ??文獻標識碼：A

doi: 10.11959/j.issn.2096-0271.2017001

ISO 8000 (big) data quality standard and application

ZHANG Tan¹, HUANG Wei^1,2, SHI Yong³

1.School of Management, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, Shanxi 710049, China

2.Queensland University of Technology, Brisbane, Queensland 4702, Australia

3.School of Economics and Management, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China

Abstract:?Background of ISO 8000 was introduced, and ISO 8000 was compared with existing product quality standard ISO 9000. After that, the advantages that ISO 8000 can bring to the enterprise were analyzed. Then,? the application of ISO 8000 with a simple example was demonstrated. The current situation of data quality in China was analyzed, and some suggestions on implementing ISO 8000 data quality standards in financial and medical fields were put forward. It aims to? promote the construction of large data and data quality.

Key words:?big data quality, ISO 8000, big data quality standard

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論文引用格式：張坦，黃偉，石勇.?ISO 8000（大）數據質量標準及應用[J]. 大數據，2017，3(1): 3-11.

ZHANG T, HUANG W, SHI Y.?ISO 8000 (big) data quality standard and application[J]. Big Data Research, 2017,3(1): 3-11.

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1? 引言

如今，人們正處于大數據時代。隨著計算機技術的發展，個人和組織需要處理越來越多的數據。這些海量數據產生自人、物以及他們之間的相互作用。大數據不是指數據量大，而是搜索、聚合和交叉引用的能力大。組織在跨業務、跨系統或跨組織利用信息時經常會遇到困難，當組織相信其擁有的數據開展某項業務而事實上卻不可以開展時，就會產生挫敗感。公司希望進行某些趨勢分析，或者與顧客或合作者建立更緊密的關系，信息技術部門卻無法為顧客提供其所需的整合信息，無法在顧客要求的時間范圍內為其提供所需信息，公司因此可能會失去利用這些已經收集和整理信息的機會。高質量的數據有助于管理者高效地做出最優決策，而低質量數據（如不完整的、冗雜的、錯誤的數據）將會極大地影響決策者的判斷，造成低效的資源分配和利用，為個人或組織帶來巨大的損失。什么樣的數據才是高質量的數據？研究者從不同角度對數據質量做出了描述和定義。從信息技術角度來看，數據質量可以從數據的精確性、完整性、一致性、及時性等維度來衡量，高質量的數據精確度高、數據完整、與其他數據有相互印證的一致性，并能及時更新，保證數據的及時性；從用戶角度來看，數據質量的高低取決于用戶是否可以高效地使用數據，不同用戶對數據質量的要求不同，需要針對其需求制定適合用戶使用的數據，適合用戶使用的數據即高質量的數據，不適合用戶使用的數據為低質量數據，從這一角度來看，數據質量不僅包括信息技術領域討論的精確性、完整性、一致性、及時性等方面，也包括數據的表現形式是否可以被用戶理解、數據是否容易獲取、數據量是否足量或過量等。Lee Y等人深度調查了多個企業的數據質量項目，并總結出數據質量低下的問題，具體如下。

• 多數據源。當同樣一個信息擁有多個來源時，會產生不同數值，這包括數值在某個給定的時間點是準確的，如研究某個股票的價格，需要明確該股票在對應時間點上的數值，脫離了時間限定的股票價格無法討論其準確程度。

• 信息產生過程中的主觀判斷。信息產生的過程中如果有主觀判斷存在，則會導致結果含有偏見因素信息。

• 有限的計算資源。缺乏足夠的計算資源，將限制相關信息的可訪問性。

• 安全性和可訪問性的權衡。信息的可訪問性會與安全、隱私和保密的要求發生沖突。

• 跨學科的編碼數據。來自不同的部門和學科的編碼數據的識別和理解很困難，這些代碼之間也可能會發生沖突。

• 復雜數據的表示。到目前為止，還沒有一種算法可以自動分析同時具有文本和圖像信息的樣例，非數字信息很難用索引的方式來定位。

• 數據量過大。當一個數據庫的信息存儲量過大時，用戶難以在一個合理的時間內獲取其所需的信息。

• 輸入規則過于嚴格或被跳過。如果輸入規則過于嚴格，則會出現不必要的控制并導致某些重要數據的丟失。數據錄入人員可能會跳過某些數據的輸入（造成信息缺失），或擅自改變這些數值，使其符合錄入規則并通過編輯檢查（造成信息錯誤）。

• 數據需求的改變。當用戶的任務和組織環境（如新的市場、新的法律要求、新的趨勢）發生變化時，相關的有用信息也會隨之改變。

• 分布式異構系統。沒有適當整合機制的分布式異構系統，會導致其內部數據的定義、格式、規則和數值的不一致。數據的原本含義可能會在數據的流動過程中丟失或扭曲，隨后在不同的系統、時間、地點、用戶使用情況下，因為相同或不同的用途而被檢索。

目前，不論在制造業、金融業、醫療衛生領域，還是其他各個工業領域，不論企業規模大小，信息或數據質量問題均是工業界普遍認同的問題。面對快速發展的計算機技術以及爆炸式增長的數據量，企業需要關注數據質量問題，贏得先動者優勢，從而幫助公司增加市場份額，維持市場領導者地位，對新的商業機遇迅速采取行動，對組織生存的潛在威脅率先采取行動。反過來會轉變成企業總收入、凈利潤的增長和企業形象的提升。由于很難達到挑戰的要求，進入壁壘較高，因此企業能更好地維持競爭優勢。工業界和學術界對數據質量進行了大量的應用性和學術性研究，其中一個重要的領域就是對數據質量標準的研究與規范，通過制定統一化的數據質量標準，國家之間、組織之間、部門之間可以進行更高效的數據質量統一管理，從而利于數據存儲、傳遞和共享，減少由于數據不兼容、數據冗雜、數據缺失等各種數據質量問題造成的判斷和決策失誤。國際標準化組織（International Organization for Standardization，ISO）為此也進行了大量努力，專門制定了ISO 8000數據質量標準對國際化數據質量進行規范。

2? ISO 8000數據質量標準的介紹

ISO 8000數據質量標準是針對數據質量制定的國際標準化組織標準，它是由ISO工業自動化系統與集成技術委員會（TC 184）SC4小組委員會開發的，ISO TC 184/SC4是負責工業數據的國際標準組織，這一標準以一系列文件的形式發布，每個文件被ISO稱為“部分”。該組織開發和維護ISO標準，在產品的整個生命周期中描述和管理工業產品數據。它在自動化系統領域制定標準，并在相關的設計、采購、制造和交付、支持、維護和處置產品及其相關集成服務方面進行標準的制定。標準化領域包括信息系統、用于工業和特定非工業環境中的固定和移動機器人技術、自動化和控制軟件以及集成技術。

ISO 8000數據質量標準致力于管理數據質量，具體來說，包括規范和管理數據質量活動、數據質量原則、數據質量術語、數據質量特征（標準）和數據質量測試。通過ISO 8000的標準規范，可以保證用戶在滿足決策需求和數據質量的基礎上，在整個產品或服務的周期內高質量地交換、分享和存儲數據，從而保證用戶可以依托獲取的數據高效地做出最優化的安全決策。根據ISO 8000數據質量標準的要求，數據質量高低程度由系統數據與明確定義的數據要求進行對比而得到。ISO 8000數據質量標準的目的是使其更容易定義質量數據，并識別可以提供高質量數據的公司和軟件應用程序。滿足ISO 8000質量標準的數據是“滿足規定要求的便攜式數據”，便攜式數據是指可以與軟件應用程序分離的數據，這一特征非常重要，因為如果數據只能被特定的許可軟件應用程序使用或讀取，那么數據也必須受許可證的條款約束，這就導致企業自己的數據不屬于企業自身，企業對數據的操作可能會受軟件許可證條款的限制。使用ISO 8000數據質量標準，企業可以不受某個軟件應用的約束，獨立地購買或銷售高質量的數據，若企業想要長期保存數據，將數據與軟件分離是非常重要的。

ISO 8000數據質量標準由以下4個部分組成，每個部分獨立發布，該標準是受版權保護的，不可免費使用。

• 一般原則：第0~99部分。

• 主數據質量：第100~199部分。

• 交易數據質量：第200~299部分。

• 產品數據質量：第300~399部分。

3? ISO 8000數據質量標準的優勢

在ISO 8000數據質量標準發布之前，各個國家、地區、不同行業提出過針對自身特點的一些數據質量標準。例如，英國政府出臺了政府數據質量的管理標準，該標準文字敘述了各階層政府工作人員在數據質量管理過程中需要遵循的準則和流程。英國國家醫療服務體系（national health service，NHS）提出了醫療人員在突發事件發生時，需要遵從數據質量標準進行報告，該標準用文字描述和流程評分方式規范了突發事件報告的流程以及報告內信息的準確性和及時性。另外，在空間數據質量、金融數據質量等領域均有相關的數據質量標準提出。然而，并沒有一個跨學科、跨行業的國際化數據質量標準，用詳細的技術性解決方案規范信息時代的數據質量問題。而隨著經濟全球化的發展，跨國家、跨組織的信息交流日益頻繁，對數據質量的要求也越來越高。

ISO 8000數據質量標準是一個國際認可的全球性數據質量標準，正是為了統一規范國際性數據質量而產生的。在ISO 8000數據質量標準發布之前，存在部分涉及數據質量標準的較成熟的產品質量標準管理體系—— ISO 9000。1987年，國際標準化組織首次發布了ISO 9000，并在之后的多年間進行了多次改進，ISO 9000系列標準與質量管理體系相關，旨在幫助組織確保滿足客戶和其他利益相關者的需求，同時滿足與產品相關的法律法規要求。 ISO 9000是一個質量管理的一般性要求和指南，可以幫助組織有效地實施和運行質量管理體系。

ISO 9000主要關注產品的質量，而ISO 8000標準主要關注數據的質量。ISO 8000標準是ISO 9000標準的擴展，旨在改善以數據為主的質量管理體系，ISO 8000標準彌合了ISO 9000標準和數據產品之間的差距。ISO 8000標準保證了用戶在質量管理體系，可以達到標準的數據質量要求。此外，雖然已有較成熟的ISO 9000標準來進行產品質量管理，ISO 8000標準仍是必不可少的，因為在沒有高質量數據支持的情況下，很難通過單獨實施ISO 9000標準來實現高質量的目標。

圖1展示了ISO 8000標準與ISO 9000標準以及其他數據產品標準之間的關系。數據產品標準（如ISO 22745）可以用于交換數據模型和格式。ISO 8000標準是在這些標準的基礎上開發的，并增加了關于使用這些標準的要求，以確保高質量的數據交換。可以看到，ISO 8000標準填補了ISO 9000標準和數據產品之間的空白。

圖1??ISO 8000 數據質量標準、ISO 9000 數據質量標準和其他數據的產品標準之間的關系

與未實施ISO 8000標準的企業相比，實施ISO 8000標準有提高運營效率、優化運營過程中的數據可用性、降低風險、助于改善企業之間的關系、強化品牌形象等優勢。具體來說，ISO 8000標準的優勢可以在以下4個技術方面的規范中體現。

（1）實施ISO 8000標準可以提高運營效率

由于組織之間有統一的數據標準，在信息溝通和傳遞過程中可以進行高效的匹配和識別，減少因為數據不可識別等問題造成的時間成本、編碼成本和人工成本。使用清晰的語義編碼（如ISO 22745）可以有效地在組織中記錄各項條目，這比使用混合和不一致編碼標準更有效。根據ISO 8000標準的指導方針，系統中所有項目都使用唯一的代碼進行編碼。這種做法可以提升添加、刪除和搜索某個項目信息的效率。此外，統一編碼和語法使計算機更容易存儲和處理數據。

（2）實施ISO 8000標準可以優化運營可用性

通過將ISO 8000標準應用于組織內部，可以對組織內數據進行規范化整合和管理，對各個部門的數據進行統一識別和管理，從組織的整體層面進行資源與信息的協調管理，從而減少因為信息溝通不暢帶來的運營成本。如果在合作公司之間或整個行業采用ISO 8000標準，數據或信息將更有可用性。例如，如果部件供應商和汽車制造商都使用ISO 8000標準作為其存儲庫存和庫存信息的數據標準，當汽車制造商需要采購3 000個特定型號的輪胎時，制造商可以采用與供應商共同遵守的ISO 8000數據質量標準發布訂單，使采購材料變得更加清楚、簡潔、準確，避免由于術語、測量單位等不一致造成的訂單錯誤。如果整個行業都應用ISO 8000標準，將使信息更加可用，使通信和信息價值鏈更加暢通無阻。

（3）實施ISO 8000標準可降低風險

在為公司做出決策時，正確的數據或信息的重要性不言而喻。組織可以基于高質量的數據和信息進行風險評估和決策分析，同時，可以高效地獲得標準化的行業數據、市場數據，便于整合多種信息來源，做出更全面的分析和決策。ISO 8000標準為公司提供了一系列說明，使公司能夠通過數據出處、準確性、完整性和質量管理框架的標準，生產和維護高質量的數據，使接收者能夠跟蹤主數據并評估數據的可信度。ISO 8000標準使組織能夠保持來自權威數據源的高質量數據，使決策比以前風險更小。

（4）實施ISO 8000標準有助于改善企業之間的關系，強化品牌形象

應用ISO 8000標準進行數據質量規范和管理的企業之間可以更順暢、高效地進行溝通，并給對方更好的國際化標準形象，降低了企業間溝通的成本，有利于維護企業之間的關系，強化品牌形象。

4? ISO 8000數據質量標準的組成

ISO 8000數據質量標準包括一般原則、主數據質量、交易數據質量和產品數據質量的標準。 ISO 8000標準的結構見表1。本部分主要對ISO 8000標準進行概要性介紹。下文包含了整個ISO 8000數據質量標準的聲明，明確了數據質量原則和ISO 8000標準的高級數據架構，描述了ISO 8000數據質量標準的結構，對其他部分內容進行了總結，并描述了ISO 8000標準和其他標準之間的關系。最后，解釋了整個ISO 8000數據質量標準中使用的術語，方便讀者的閱讀和參考。

表1 ISO 8000數據質量標準結構

4.1? ISO 8000-110主數據的語法、語義和數據規范

即組織和系統之間主數據的通用規則、語法、語義編碼和數據規范要求。ISO 8000-110規定了可由計算機檢查組織和系統之間交換主要數據（由特征數據組成）的要求，包括關于符合主數據信息的正式語法的要求、主數據信息的語義編碼要求以及關于與主數據信息的數據規范一致性的要求。

（1）?語法

ISO 8000標準要求必須有一種語法，語法必須在數據中引用，而且引用必須可解析為語法。語法可以是所有種類的，例如，EDI（ISO 9735）、ebXML、SWIFT MT、SWIFT MX、ISO 20022、eOTD-r-xml（ISO 22745）都是可接受的語法。（2）?語義編碼

所有元數據必須在外部開源字典中顯式定義，或者定義必須包含在數據中。任何定義的元數據都是可以接受的，這包括以電子形式、電子表格或數據庫表格顯式定義的字段、標題或屬性。例如， ISO 22745通過使用符合ISO 22745的開放技術詞典（例如ECCMA開放技術字典（eOTD））標記數據來創建便攜式數據。 eOTD就可用于語義編碼，它是來自多源術語的注冊表，其中每個概念被分配唯一和永久的公共域標識符，概念標識符可以彼此映射并根據它們的使用量來排列。ISO 22745-30是用于說明XML中的數據需求以及用于交換便攜式數據的首選標準。

（3）?符合數據規范

語法和語義編碼需要支持業務功能，允許訪問計算機、網站或軟件程序，只需要用所需的數據來提供正確的產品或服務。只要數據滿足需求，就認為是高質量數據。ISO 22745可用于以簡單的XML格式生成和交換數據請求，發送方和接收方可以自動創建一個集成的數據交換系統（如圖2所示）。

圖2 ISO 22745標準下的數據規范

4.2? ISO 8000-120主數據的數據來源

數據來源（provenance）對屬性值對和數據集的來源信息在表示和交換方面進行了規范和要求，包括數據來源的背景、捕獲和交換數據來源信息的要求以及用于數據源信息的概念數據模型。它允許接收者跟蹤已經交換的主數據，并追溯其源頭，幫助接收者評估數據的可信性，并且幫助接收者在收到同一屬性的不同值時做出值的選擇。

4.3? ISO 8000-130主數據的準確性

該標準提出的是數據捕獲和數據交換精度方面的需求，并提出了以聲明和擔保的形式確保數據準確性的概念模型。數據準確性對屬性值對、記錄和數據集的準確性信息在表示和交換方面進行了規范和要求，這涉及主數據準確性的情況、捕獲和交換主數據準確性信息的要求、主數據準確性信息的概念數據模型。

4.4? ISO 8000-140主數據的完整性

數據完整性對屬性值對、記錄和數據集的完整性信息在表示和交換方面進行了規范和要求。它包括主數據完整性的情況、捕獲和交換主數據完整性信息的要求以及主數據完整性信息的概念數據模型。

4.5? ISO 8000-150質量管理框架

該框架規定了主數據質量管理的基本原則以及對ISO 8000標準的實施、數據交換和出處的要求。它還包含了一個信息框架，用于確定和識別數據質量管理的過程。該框架可以與質量管理系統標準（如ISO 9001）結合或獨立使用。

5? ISO 8000數據質量標準的應用舉例

以一家汽車制造商應用ISO 8000標準為其信息系統進行規范為例，展示ISO 8000標準的實施過程。例如，汽車制造商在ISO 8000標準的指令下構建其信息系統。首先，公司選擇ebXML作為語法，構建初始信息系統。

其次，使用eOTD作為語義編碼，將自然語言映射到eOTD，從而將庫存數據存儲在數據庫中。這是一個工作量巨大的任務，因為在ISO 22745標準的要求下，每個項目都應該有一個獨特的代碼。例如，螺栓的信息可以進行如下編碼，見表2和表3。

表2 螺栓信息的語義編碼示例（原始信息）

表3 螺栓信息的語義編碼示例（編碼信息）

在建 立 數 據庫之 后，可以方便 地 用XML格式編寫檢索請求。例如要檢索某一螺母的具體信息，就可用XML調出數據庫中存儲的ID為0161-1#01-014161#1的產品信息。如果需要查詢每包價格在0.80美元以下的螺母數量，就可通過查詢語句找到ID為0161-1#02-027378#1，值小于0.80的螺母ID，并得到所有螺母ID對應的產品數量（ID=0161-1#02-027375#1），并將每個產品數量相加得到螺母總數。該廠商如果發現ID為0161-1#01-014161#1的螺母數量較低需要采購，可以向螺母生產商發送請求訂購，請求中引用螺母ID=0161-1#01-014161#1，訂購量為ID-0161-1#02-027375#1，值為采購量。

6? 推廣和實施ISO 8000數據質量標準的現狀與展望

如今，大多數組織意識到了內容開放標準的好處。為了建立一個真正的標準，需要允許所有利益相關組織和機構平等參與，參與標準開發是了解世界各地公司的最佳途徑，同時可以與國際企業建立密切關系。ISO 8000數據質量標準觸及各行業的大、中、小企業的各個業務，無論是高速發展的互聯網行業，還是傳統制造業、金融業、醫療產業、服務產業等。每個企業、每個人都可以參與并影響標準開發。目前，美國、英國發達國家對于ISO 8000數據質量標準的開發、發展和使用處于領先地位。例如，美國于1999年成立了電子商務編碼管理協會（Electronic Commerce Code Management Association，ECCMA），它是一家非營利性國際主數據質量管理者協會，該協會的宗旨是開發和維護開放式解決方案，以更快更好地獲取權威主數據。 ECCMA成員可以獲得數據質量相關的軟件和管理培訓、ISO 8000數據質量標準實施培訓、ISO 8000數據質量標準專業咨詢和評估以及對企業信息系統的ISO 8000數據質量標準認證。通過一系列的培訓和認證，大大推廣了ISO 8000數據質量標準的應用，同時企業可以最大程度地和國際信息質量標準接軌，獲得高質量、可共享的數據。英國的MRO Insyte公司為企業提供專業的企業數據和資料管理咨詢服務，并為ECCMA提供咨詢。MRO Insyte同時提供主數據管理咨詢，并為制造業、零售業和終端用戶提供數據質量培訓。同時，該公司也為數據、系統和個人提供ECCMA ISO 8000數據質量標準的認證。

我國在ISO 8000數據質量標準的實施和應用方面尚處于起步階段，目前沒有相關的權威推廣、培訓和認證機構。西安交通大學管理學院與美國麻省理工學院合作，于2012年成立了數據科學和數據質量研究中心，開始對ISO 8000數據質量標準等進行研究。國際化數據質量標準的重要性毋庸置疑，為了在大數據時代占領數據質量的高地，促進我國企業與國際接軌，我國需要加大對ISO 8000數據質量標準的重視程度，組織數據質量研究專家、工業界專家、成熟的數據質量研究中心或機構成立權威的數據質量推廣和培訓協會，幫助更多國內企業達到ISO 8000數據質量認證水平。另外，現階段，我國可以首先針對不同行業進行細分推廣和應用。例如，在醫療衛生領域，各個醫療機構的信息系統不能很好地兼容，導致同一病人在不同醫院的信息無法快速共享和傳遞。通過全國范圍內的應用ISO 8000數據質量標準，可以將病歷信息與特定信息系統分離，病歷的所有信息可以獨立于醫療信息系統存在，并可被任意一個根據ISO 8000數據質量標準的信息系統讀取，患者可以更加自主地選擇就醫醫院，而不用擔心由于自身的健康信息缺失導致的醫療誤判。在金融領域，銀行業是一個數據大量聚集的領域，這些來自銀行賬戶交易、貸款申請、貸款還款以及信用卡還款等業務的海量操作的數據庫，包含了對客戶財務狀況有價值的信息。對銀行信息系統進行ISO 8000數據質量標準的規范可以幫助銀行內部整合各部門之間的數據，并快速識別外部獲得的用戶信息，對各渠道、各類型數據進行提取和整合，能夠更準確、更全面、更實時地掌握借款人信息，并找到不同變量間的關聯關系，使決策更加準確、統一和合理，從而大大提高銀行風險管理能力。

總之，ISO 8000數據質量標準在各行各業都可以有廣泛和有效的應用。我國應該加快該標準的推廣和實施步伐，抓住經濟全球化和大數據時代的機遇，參與數據質量標準的全球性應用，并在此基礎上積極參與數據質量標準的制定，為我國企業贏得更大更好的國際發展空間。

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張坦（1989-），女，西安交通大學管理學院信息系統系博士生，主要研究方向為數據質量和文本挖掘。

黃偉（1964-），男，博士，西安交通大學管理學院教授、博士生導師、院長，教育部長江學者特聘教授，美國哈佛大學Fellow和俄亥俄大學商學院管理信息系統系終身正教授。主要研究方向為新一代信息技術的管理溝通（CMC）、群體支持系統（GSS）、大數據管理與數據質量、電子政務/電子商務、IT與服務外包、IT/IS管理。

石勇（1956-），男，中國科學院大學經濟管理學院教授、博士生導師，發展中國家科學院院士，國務院參事，中國科學院虛擬經濟與數據科學研究中心主任，中國科學院大數據挖掘與知識管理重點實驗室主任。被列為Elsevier發布2014/2015中國高被引學者榜單之一、入選湯普生路透（Thomson Reuters）2016全球高被引作者（計算機科學領域）。現在擔任《國際信息技術和決策雜志（IJITDM）》《國際數據科學年鑒（Annals of Data Science）》創立主編。先后榮獲以集合論創始人命名的康拓學術獎、中國復旦管理學杰出貢獻獎、教育部自然科學獎一等獎（2012年、2016年）。中國科學院百人計劃學者、國家杰出青年科學基金獲得者。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【2017年第1期】ISO 8000（大）数据质量标准及应用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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