《Technovation》：Navigating the tailings data maze: A design science approach to developing a public sector entrepreneurship compass for mining SMEs
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尾矿储存设施（TSF）的有效管理，鉴于其反复发生且有害的失效，依赖于复杂的数据监控。然而，持续存在的数字鸿沟造成了一个根深蒂固的制度问题：资源受限的中小企业（SMEs）采用监控技术的能力有限。当与数据碎片化和有限的监管可见性相结合时，传统的执法和基于激励的政策
尾矿储存设施（TSF）的有效管理，鉴于其反复发生且有害的失效，依赖于复杂的数据监控。然而，持续存在的数字鸿沟造成了一个根深蒂固的制度问题：资源受限的中小企业（SMEs）采用监控技术的能力有限。当与数据碎片化和有限的监管可见性相结合时，传统的执法和基于激励的政策失去了效力。研究人员针对此类情况提出了公共部门创业（PSE）。然而，尽管研究在回顾性解释PSE的前因和结果方面已很突出，但实际可操作解决方案（构建什么以及如何构建）的设计仍然是一个黑箱。研究人员提出：PSE如何促进可访问的数字解决方案的开发，以增强这些设施的安全性和合规性？遵循设计科学（DS）方法论，并采用与智利国家监管机构合作的实践者-学术团队模型，研究人员开发并验证了“Tailing Closure”。这一数字平台工件将复杂的技术和监管要求整合到一个统一、可访问的解决方案中，包括一个失效发生潜力指数。该研究做出两项主要贡献。首先，研究人员通过展示一个可复制的机制，即公共行为者可以催化监管技术从执法向赋能转变，推进了PSE理论。其次，针对可操作指南的呼吁，研究人员为一种新兴的设计理论做出了贡献，该理论被阐述为一组可推广的设计原则。这些原则阐述了如何利用设计科学（DS）开发共享的技术工件，通过促进能力分割、制度碎片化环境中的协作和问责制，帮助应对重大挑战。
论文解读文章
**研究背景与问题**
全球矿业生产产生大量尾矿（tailings），这些废料需储存于尾矿储存设施（TSF）中。TSF失效（如2019年巴西Brumadinho溃坝事件）会造成灾难性后果，包括人员伤亡和生态破坏。有效的TSF管理依赖于复杂的数据监控，但矿业领域存在显著的数字鸿沟：大型企业能够部署实时监控、人工智能等先进技术，而资源有限的中小企业（SMEs）缺乏采用这些技术的财务、技术和管理能力。这种能力差距导致SMEs在TSF监控中面临不确定性，且传统基于执法和激励的政策因其能力限制而失效。同时，数据碎片化和监管可见性不足进一步加剧了问题。为此，研究人员提出公共部门创业（PSE）作为补充机制，即公共机构（如大学、政府机构）通过创业行为推动创新并提供共享基础设施，从而赋能资源受限的SMEs。然而，现有研究主要关注PSE的前因和结果，对其如何将创业意图转化为具体、可扩展的解决方案（即设计过程）知之甚少。因此，本研究的核心问题是：公共部门创业如何促进可访问的数字解决方案的开发，以增强TSF的安全性和合规性？
**研究内容与结论**
研究人员采用设计科学（DS）方法论，与智利国家地质与矿业服务局（SERNAGEOMIN）合作，开发并验证了名为“Tailing Closure”的数字平台工件。该平台将复杂的技术和监管要求（包括失效发生潜力指数）整合为统一、可访问的解决方案。研究通过迭代设计过程，在智利113个TSF案例中进行了测试和验证。主要结论包括：①PSE能够催化监管技术从执法模式向赋能模式转变，通过提供共享数字基础设施，使SMEs能够以低成本实现标准化监控；②研究提炼出一组可推广的设计原则，阐明了如何利用DS在能力分割、制度碎片化的环境中开发共享技术工件，以促进协作和问责。
**重要意义**
该研究发表在《Technovation》上，具有双重意义。理论上，它推进了PSE理论，展示了公共行为者如何通过可复制的机制推动监管技术进步。实践上，它为高度监管行业（如矿业）的数字创新提供了可复制的蓝图，尤其有助于弥合数字鸿沟，使资源受限的SMEs也能受益于先进监控技术，从而提升行业整体安全性和合规性。
**主要技术方法**
研究采用设计科学（DS）方法论，遵循Peffers等人（2007）的系统框架：问题识别、解决方案目标定义、设计与开发、演示与评估。数据来源包括SERNAGEOMIN的TSF清单（836个设施）、监管文件（如《封闭计划》、季度E-700表格）以及历史失效案例。研究人员通过多学科团队（包括封闭政策、岩土工程、环境管理、数据分析、地理信息系统等领域专家）进行迭代式协同设计。关键技术包括：①开发物理稳定性评估矩阵（M1-M8），针对5种TSF类型生成40个动态矩阵；②设计失效发生潜力评估算法，基于风险指数方法将关键参数（如粒度分布、地下水位）转化为标准化加权指数；③构建网络平台，采用Ruby on Rails后端、React前端、SQL Server数据库和Python算法模块。样本队列来源为智利SERNAGEOMIN监督下的113个中型矿业TSF。
**研究结果**
**4.1 问题识别**：通过定量分析SERNAGEOMIN的清单，发现智利有836个TSF，其中77.9%需获得批准的封闭计划。通过与监管机构多学科团队的定性评估，识别出关键的技术差距：SMEs数字化能力薄弱（近73%的受访中型公司承认数字化知识水平低），且监管机构面临处理非标准化数据的挑战。
**4.2 定义解决方案目标**：将问题转化为设计需求，包括：符合物理稳定性评估协议、建立集中数字存储库、结构化评估流程（M1-M8矩阵）、数据可追溯性、机构互操作性、用户管理、计算验证以及网络架构可扩展性。需求通过迭代学习动态演化，如从8个静态矩阵扩展到40个动态矩阵，并重新定义平台目的从验证工具转为诊断工具。
**4.3 设计与开发**：开发了物理稳定性评估矩阵（M1-M8），每个矩阵针对不同TSF类型包含关键变量（如几何配置、岩土质量、地震水文环境等）。设计了失效发生潜力评估算法，包括6个步骤：TSF类型识别、数据验证、矩阵评分、失效潜力计算、结果分类和评估总结。平台技术栈包括Ruby on Rails后端、React前端、SQL Server数据库和Python算法模块，采用模块化架构。开发了7个网络平台模块，涵盖访问、TSF背景、技术文档、基线参数输入、实际参数输入、物理稳定性评估和报告生成。
**4.4 演示与评估**：使用113个TSF案例进行原型测试，涵盖不同运营状态和TSF类型。通过对比分析（平台自动计算与监管机构已验证的电子表格结果对比）和专用API测试，验证了算法准确性和可靠性。时间-任务分析显示，评估8个矩阵共需480分钟，其中M2（几何配置）、M3（岩土质量）和M5（仪器与监控）占64.6%的时间，为优化提供了方向。
**讨论与结论**
讨论部分总结了研究贡献。研究人员提出了4个设计原则：①监管者优先原则（Regulator-first）：从监管者视角出发，将法律授权编码为标准化数据模式，确保中立性和可扩展性；②数据可追溯性原则（Data-traceability）：要求每个参数链接到证据文档并实施不可变版本控制，实现可审计的决策；③显性缺口管理原则（Explicit gap management）：将数据缺失视为可操作信号，系统性地汇总和凸显缺口，用于风险优先排序；④自适应模块化原则（Adaptive modularization）：采用动态模块化架构，根据设施类型和风险特征激活相应评估组件，实现差异化但统一的监管流程。这些原则共同构成了一个中程理论，指导在能力分割、制度碎片化环境中设计数字治理平台。
研究重新构想了监管机构的角色，强调PSE在行动中的体现：大学和SERNAGEOMIN通过DS协同开发平台，使监管机构从被动执法者转变为主动创新伙伴，从而弥合数字鸿沟。DS作为变革催化剂，提供了一个结构化框架，将复杂的监管、岩土和运营需求转化为可验证的工件，并提供了可复制的蓝图。研究启示包括：管理层面，平台简化了合规负担，赋能SMEs参与数字化生态系统；未来方向包括在平台后续版本中纳入SMEs视角、进行跨司法管辖区比较研究、整合人工智能和实时传感器等先进技术，以及将DS方法扩展到其他安全关键行业。
**研究结论翻译**：本研究通过展示如何利用DS方法论开发一个可访问的数字平台，回答了公共部门创业如何促进TSF安全和合规的问题。研究证明，PSE能够催化监管技术从执法向赋能转变，并通过一组可推广的设计原则，为在能力分割、制度碎片化的环境中设计共享技术工件提供了指南。这些原则强调监管者优先、数据可追溯性、显性缺口管理和自适应模块化，为类似高度监管行业中的数字创新提供了可复制的路径。
