美国国家标准与技术研究院发展现状及启示.pdf

研究与探讨Research and Discussion美国国家标准与技术研究院发展现状及启示武一奇 孙智住房和城乡建设部标准定额研究所摘要：美国国家标准与技术研究院是隶属于美国商务部的技术服务与研发部门，从事物理、生物、工程方面的基础和应用研究，测量技术和测试方法研究，提供标准、标准参考数据及有关服务。本文从组织架构、人员、经费三个方面对美国国家标准与技术研究院进行了系统的介绍，分析了标准协调办公室课程开发合作协议项目，以及与住房和城乡建设领域密切相关的工程实验室。通过对工程实验室的定位、分支机构、战略目标及计划、在测量科学研究及标准编制方面开展的研究工作等进行分析，发现工程实验室利用其科研优势，主持和参与制定了大量的标准，从而为美国标准化的发展起到了重要的技术支撑作用，可为我国工程建设标准化的发展提供借鉴。关键词：美国国家标准与技术研究院组织架构工程实验室工程建设标准化引言美国国家标准与技术研究院（National Institute ofStandards and Technology，NIST）是隶属于美国商务部的技术服务与研发部门，是商务部技术管理部的一个联邦代理机构。NIST前身是成立于1 9 0 1 年的美国国家标准局（NBS），随着使命的不断扩大，1 9 8 8 年更名为美国国家标准与技术研究院（NIST）。NI ST 集科技研发、计量与标准化、技术创新为一体，并根据国会授权制定事关国家重大利益的有关规定，负责协调联邦机构和私有部门的标准及合格评定程序，提供标准、标准参考数据及有关服务 。1 NIST概况1.1组织架构主管标准和技术的商务部副部长Laurie E安全、健康和环境办公室（Liz Mackey）、信息系统64工程建设标准化 2023 年第 7 期Locascio任美国国家标准与技术研究院院长。NIST内部管理主要分为4大板块：实验室、创新与产业服务、管理资源、办公室 2)。实验室项目（副主任为JamesK.Olthoff）中共设六个实验室，分别为通讯技术实验室（MariaDowell）、工程实验室（JoannieChin）、信息技术实验室（CharlesRomine）、材料检测实验室（EricK.Lin）、NIST 中子研究中心（RobertDimeo）、物理测量实验室（James G.Kushmerick）。创新与产业服务板块（副主任MojdehBahar）中设有Baldrige 卓越计划（Robert Fangmeyer）、Hollings生产扩展合作（PravinaRaghavan）、先进制造办公室（MichaelMolnar）。管理资源板块（DelwinBrockett）中共设六个办公室，分别为收购及协议管理办公室（AlexFolk）、研究与探讨Research and Discussion管理办公室（ChandanSastry）、设施及物业管理办公室（SkipVaughn）、财务资源管理办公室（GeorgeJenkins）、人力资源管理办公室（EssexBrown）。主任办公室板块包括公共事务（JenniferHuergo）、项目协调（Jason Boehm）、国际及学术事务（Claire Saundry）、国会与立法事务（JamesSchufreider）、管理与组织（Catherine Fletcher）。1.2 NIST 人员NIST雇用了大约3 40 0 名科学家、工程师、技术人员以及行政人员，主要在两个区域：马里兰州的盖瑟斯堡和科罗拉多州的博尔德。NIST还接待了来自学术界、工业界和其他政府机构的约2 7 0 0 名员工，与他们展开合作。1.3NIST经费NIST的研发和运行经费主要由美国联邦政府投入，列入国会预算。2 0 1 9 年至2 0 2 1 年的联邦政府直接拨款分别为9.8 6 亿美元、1 0.3 4亿美元和1 0.3 4亿美元。政府经费使用规定非常明确，每一笔拨款都有针对性和具体要求，从而保证了政府意志的贯彻执行。NIST官网上公布的2 0 2 2 年度财政预算为1 0.3 4亿美元 3 ，其中有7.8 8 亿美元用于科学和技术研究与服务，占比7 6.2 1%，包括实验室项目（6.8 7 亿美元）、企业服务（0.1 7 亿美元）、标准协调和特殊计划（0.8 4亿美元）；有1.6 6 亿美元用于工业技术服务，包括Hollings生产扩展合作（1.50 亿美元）、美国制造业（1.6 5亿美元）；有0.8 亿美元用于科研基础设施建设，包括建筑及重大改造（0.0 6 1 亿美元）、安全、容量、维护和大修（0.7 4亿美元）。2NIST标准协调办公室课程开发合作协议项目标准协调办公室（TheStandardsCoordination白OfficeSCO），2 0 1 2 财年在标准服务方面推出了“教育挑战补助金”计划。该计划开始时的预算是1 50 0 0 0美元，配有六笔小额赠款，用来支持新的学习资源和课程模块开发，将标准整合到商业和工程专业的正式课程中。次年，该项目从资助计划改为合作协议计划，使标准协调办公室（SCO）能够与获奖者更紧密地合作，并为加强标准化教育和学习提供更大支持。2 0 2 3年，该项目名称变更为标准协调办公室课程开发合作协议项目。该项计划实施的目的是丰富大学课程，提高学习者对标准化在科学、技术、工程、数学、法律、公共政策、商业和其他相关或多学科领域作用的认识。该项目对申请人的评估主要有4个方面：一是项目技术路径和项目执行计划；二是沟通和宣传计划；三是关键人员资格和经验；四是资源可用性。该项目每年获得资助的情况都会因各种因素而变化，例如收到的申请数量和可用资金。随着NIST每年不断改进该计划，评估标准也在不断发展，但基本目标保持不变一一支持美国各学院和大学标准教育。3工程实验室NIST工程实验室与城乡建设领域密切相关，其定位是通过加强工程体系中的测量科学、标准、技术来提高经济安全和人民生活质量，促进美国创新和提高产业竞争力。工程实验室下设5个部门，分别为建筑能源与环境部、消防研究室、智能系统事业部、材料和结构系统事业部、系统集成事业部。工程实验室的战略目标和计划分为3 个方面：一是抗灾建筑、基础设施和社区建设方面，主要目标是建设韧性社区、降低建筑物和基础设施的地震风险、研发韧性基础设施的工程材料、降低建筑物火灾风险、降低社区火灾风险、2023 年第 7 期工程建设标准化6 5研究与探讨Researchand Discussion研究多重灾害的结构性能。二是先进制造方面，主要研究方向是，增材制造测量科学、机器人制造测量科学、先进制造数据基础设施和分析。三是可持续和节能制造、材料和基础设施方面，最主要研究方向包括近零能耗、高性能建筑，集成式智能建筑 1 。工程实验室开展的测量科学研究包括：开发性能指标、测量和测试方法、预测工具、协议、技术数据以及参考材料和工件；进行比对研究和校准；评估技术、系统和实践；开发标准、规范和实践的技术基础一一在许多情况下，通过测试平台、联盟、标准和规范组织行业和学术界的合作伙伴 5。工程实验室专注于高杠杆、高影响力的基础设施的测量和标准工作，以促进美国制造业和建筑业创新、生产力和竞争力提升；改善建筑和消防安全；减少建筑物和制造活动对环境的影响 5。工程实验室的工作人员积极参与技术委员会和标准制定组织（SDO）相关工作，这些组织对于实施符合实验室战略目标的技术至关重要。工作人员在大约130个委员会和工作组中任职，其中许多担任领导职务，如美国材料与试验协会（ASTM）、美国采暖、制冷和空调工程师协会（ASHRAE）、美国机械工程师协会（ASME）、美国土木工程师协会（ASCE）、美国混凝土协会（ACI）、美国钢结构协会（AISC）、美国国家消防协会（NFPA）、美国保险商实验室（UL）、消防工程师协会（SFPE）、国际标准化组织（ISO）、国际建筑施工研究与创新委员会（CIB）、国际规范委员会（ICC）、建筑业研究院（CIl）等 6 。4NIST为美国标准化发展提供技术支撑作用NIST利用其科研优势，主持和参与制定了大量66工程建设标准化2023 年第 7 期要标准，从而为美国标准化发展起到了重要的技术支撑作用，并产生重大影响。如原建筑与消防研究实验室（Building and Fire Research Laboratory,BFRL），曾经是NIST工程实验室中的消防研究室下的一个子研究室，主要任务是通过提供可燃性试验方法、表面易燃性试验方法、家具可燃性试验方法等支持ASTM/NFPA/ISO等组织制定火灾试验方法标准。基于NIST工程实验室研究成果制定的标准，过去十年内使火灾造成的生命损失大大减少，自1 9 7 0 年以来每年拯救约2 0 0 0 条生命。NIST当初制定的火灾试验方法现已在美国国内和国际得到广泛采用。建筑与消防研究实验室（BFRL）研究的火焰烟雾探测器已被用于烟雾探测器标准的制定中，NIST牵头制定的烟雾探测性能标准和安装建议已得到广泛采用，现在美国94%的家庭使用这种探测器。由此可见，NIST实验室是主持和参与标准制定活动的主体，承担了大量基础和前瞻性研究，并提供大量关于检定、标准参考物质、数据等技术支持工作。实验室通过参与标准化活动将其成果应用于标准制定中，从而使NIST的科研成果、科研数据应用于自愿性标准和政府机构制定的政府特有标准中，使标准与科研及标准与创新有机地结合在一起。5NIST发展对工程建设标准化工作的启示NIST的5个工程实验室开展与工程、通讯技术、信息技术、材料检测、中子、物理测量等相关的基础研究，并将其研究成果应用于标准制定中。NIST广泛参与了标准制定工作，且具有雄厚的技术实力，这使其在协调美国自愿性标准化的活动中，可以与民间专业标准化团体进行技术上的沟通和交流，同时有效协调、化解研究与探讨Research and Discussion联邦政府机构与民间专业标准团体在标准制定中的潜在作矛盾，提高了标准制定效率，提升了标准编制水平。2021年1 0 月，中共中央、国务院印发了国家标准化发展纲要，提出要“以科技创新提升标准水平”“强化标准核心技术指标研究”。目前，我国工程建设标准还存在以下几个问题：一是工程建设标准中的一些基础性指标缺乏系统的理论研究；二是先进的科技创新成果不能及时纳入到标准中；三是我国工程建设标准的国际化认可度不高、融合度较低。NIST的发展为我们解决国家工程建设标准化工作中存在的问题提供了思路。针对基础性指标缺乏理论研究的问题，在后续的工程建设标准化工作中，可以设立与工程建设标准相关的科研基金，鼓励工程建设领域的标准化工作者对国家重大、牵涉面较广的基础性指标进行深入研究，如热工设计计算参数、建筑日照计算参数等，产出一大批原创性成果，切实提高标准的科学性。针对科技创新成果不能及时纳入到标准中的问题，建议重点关注目前标准中的一些不足之处，及时对科技成果进行梳理分类，将成熟度较高的科技成果纳入标准中，提升标准先进性，促进标准体系更加合理、科学、先进。针对我国工程建设标准国际认可度不高、融合度较低的问题，可以深入开展中外工程建设标准对比研究，动态跟踪美国、英国、欧盟等国家建筑法规和标准情况，及时将国外先进的技术指标和内容纳入到我国标准中，加强国内国外标准融合，提高我国工程建设标准国际化程度。同时需要加强与国际有关标准化组织交流合作，参与国际标准化战略、政策和规则制定，提升我国工程建设标准化的国际话语权。此外，也可借鉴NIST的做法，设立相应的专项经费，与各大高校在标准方面展开合作，将工程建设标准化相关知识整合到专业课程中，提高大家对工程建设标准化工作的认识和理解，培养一批既精通工程建设标准化工作又具备过硬专业能力的行业新人。6结语本文分析了美国国家标准与技术研究院内部管理的四大板块，包括实验室、创新与产业服务、管理资源与办公室，介绍了美国国家标准与技术研究院的人员分布、联邦政府的拨款情况及标准协调办公室课程开发合作协议项目，并针对与城乡建设领域密切相关的工程实验室进行重点分析。工程实验室专注于开展测量科学、标准和技术研究，并及时将自己的研究成果应用于标准中。在我国工程建设标准化工作中，可参考美国国家标准与技术研究院的先进经验，对工程建设标准中的基础性指标进行深入研究，鼓励将成熟度较高的科技成果纳入标准中，及时将国外先进的技术指标和内容纳入到我国标准中，并与高校开展合作，将工程建设标准化相关的知识整合到专业课程中，提高大家对工程建设标准和工程建设标准化工作的认识和理解。参考文献1顾建平，李建强，陈鹏.美国国家标准与技术研究院的发展经验及启示.中国高校科技,2 0 1 3(1 0):53-55.2https:/www.nist.gov/director/nist-organization-structure.3https:/www.nist.gov/director/congressional-and-legislative-affairs/nist-appropriations-summary-1.4https:/www.nist.gov/el/goals-programs.5https:/www.nist.gov/el/about-el.6https:/www.nist.gov/el/about-el/standards-activities.2023 年第 7 期 工程建设标准化6 7