工業(yè)企業(yè)信息化發(fā)展趨勢的再審視

張俊波 王莉仙

[摘? ? 要] 隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)全球化的不斷發(fā)展，使用信息化技術(shù)（IT）已成為提高企業(yè)競爭力的必要條件。自20世紀(jì)50年代以來，數(shù)據(jù)系統(tǒng)的出現(xiàn)使信息技術(shù)得以不斷發(fā)展，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了許多信息化模型，統(tǒng)一建模語言（UML）使IT系統(tǒng)工程項(xiàng)目的使用范圍更廣;移動和云計(jì)算是企業(yè)信息化中的最新技術(shù)，但是它們的應(yīng)用仍然存在一些困難。這些模型和技術(shù)需要適當(dāng)?shù)沫h(huán)境才能蓬勃發(fā)展。實(shí)踐中，在企業(yè)信息化協(xié)作環(huán)境下，PLM和KPR方法的同時使用能夠促進(jìn)跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì)合作和企業(yè)內(nèi)部的經(jīng)驗(yàn)共享。

[關(guān)鍵詞] 企業(yè)信息化;信息模型;協(xié)作環(huán)境;發(fā)展趨勢

0? ? ? 研究背景

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，企業(yè)為提高競爭力，其運(yùn)營模式出現(xiàn)了一些轉(zhuǎn)變，其中最重要的轉(zhuǎn)變之一就是信息化。企業(yè)信息化是指企業(yè)利用現(xiàn)代信息技術(shù)，通過深入開發(fā)和廣泛利用信息資源來不斷提高生產(chǎn)、運(yùn)營、管理和決策的效率和水平，從而提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率和競爭力的過程[1]。它涉及企業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)開發(fā)（硬件平臺的構(gòu)建和集成）、辦公自動化和員工自助服務(wù)系統(tǒng)、商務(wù)協(xié)調(diào)系統(tǒng)、供應(yīng)和物流協(xié)調(diào)系統(tǒng)、制造協(xié)調(diào)系統(tǒng)、技術(shù)開發(fā)協(xié)調(diào)系統(tǒng)、管理和決策支持系統(tǒng)以及客戶服務(wù)系統(tǒng)等各個方面[2]，其主要目的是通過使用信息技術(shù)（IT）和現(xiàn)代管理方法來增強(qiáng)和優(yōu)化企業(yè)業(yè)務(wù)流程。面對全球日益加劇的競爭，世界各地，尤其是中國，正在迅速使用信息化以改善制造企業(yè)。

但是，在信息化進(jìn)程中，許多行業(yè)采用信息化也面臨著一些挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為IT和管理技能不佳、無法正確評估信息化階段以滿足其要求等。IT和管理技能可以通過培訓(xùn)等手段加以改進(jìn)，但如何正確評估信息化階段一直是許多企業(yè)信息化進(jìn)程中的瓶頸。因此，對企業(yè)信息化發(fā)展階段的評估已被確定為信息系統(tǒng)中最關(guān)鍵也是最棘手的問題之一。下文將整理企業(yè)為適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展而正在進(jìn)行的企業(yè)信息化轉(zhuǎn)變。

1? ? ? 企業(yè)信息化的啟動——信息模型

企業(yè)信息模型在當(dāng)代集成制造（CIM）中對集成環(huán)境中的個體工人和集體工人的有效交付至關(guān)重要[3]，企業(yè)的成功取決于在啟動階段創(chuàng)建的信息模型。信息建模常常被誤認(rèn)為僅是數(shù)據(jù)建模，事實(shí)上，它是一個涉及過程和價(jià)值的面向服務(wù)的模型，一個有效的集成企業(yè)信息模型必須具有戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)和運(yùn)營意義[4]。這些集成參數(shù)以及生命周期其他業(yè)務(wù)流程形成了單個集成企業(yè)信息模型。

通常，基于不同時間段的數(shù)據(jù)流及信息環(huán)境的靜態(tài)特征，信息模型映射了企業(yè)流程。但是，單個集成企業(yè)信息模型可能還有其特殊的功能，如信息資產(chǎn)的文檔編制、深入了解企業(yè)、解決某個實(shí)際問題等，其中，流程型建模工具還應(yīng)描繪當(dāng)前企業(yè)及其前景。

基于一系列信息建模技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)的應(yīng)用程序?qū)涌梢詫?shí)現(xiàn)與其信息元對象的互聯(lián)。20世紀(jì)50年代，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的出現(xiàn)促進(jìn)了信息建模技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前，全世界有許多建模技術(shù)，為了便于企業(yè)進(jìn)行解釋和分析，通常在模型中應(yīng)用圖形建模技術(shù)。結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)技術(shù)（SADT）是道格拉斯·羅斯開發(fā)并經(jīng)過1970年現(xiàn)場測試的早期技術(shù)之一[5]，該方法被用于MIT自動編程工具（APT）項(xiàng)目。從1973年開始，美國空軍綜合計(jì)算機(jī)輔助制造計(jì)劃就開始廣泛使用它。它是當(dāng)今一種標(biāo)準(zhǔn)的建模技術(shù)，可應(yīng)用于信息建模、仿真、面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)以及知識獲取中[6]。功能建模的集成定義（IDEF0）和信息建模的集成定義（IDEF1x）也是從SADT技術(shù)發(fā)展而來的，后來專門用于信息建模。IDEF1x技術(shù)是IDEF1的擴(kuò)展版本，實(shí)際上也早已在制造業(yè)和研究機(jī)構(gòu)中應(yīng)用，它被工業(yè)界廣泛地用來制造系統(tǒng)的信息視圖建模，主要原因在于：

（1）IDEFlx可以支持概念模式的開發(fā)，因?yàn)樗恼Z法可以確保概念模式開發(fā)所需的語義結(jié)構(gòu)，同時，完整的IDEFlx模型可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性、可擴(kuò)展性和可轉(zhuǎn)換性。

（2）IDEFlx是一種相關(guān)性語言，其結(jié)構(gòu)既簡單、匹配度又高，能針對不同語義。

（3）IDEFlx的語義和語法功能強(qiáng)大，并且易于用戶命令。

（4）IDEFlx具有強(qiáng)大的表達(dá)能力，豐富的語義和簡單的開發(fā)過程，非常容易在不同工作組之間進(jìn)行講授和交流。

對象管理小組在20世紀(jì)90年代開發(fā)了一種結(jié)合了十二種建模技術(shù)（包括功能模型和信息模型）的多維建模技術(shù)，稱為統(tǒng)一建模語言（UML），目的是為軟件建模和系統(tǒng)設(shè)計(jì)確立一個嚴(yán)格的、開放的標(biāo)準(zhǔn)。UML具有三個主要的建模觀點(diǎn)：①用例模型從用戶的角度描述系統(tǒng)需求;②靜態(tài)模型描述系統(tǒng)元素及其關(guān)系;③動態(tài)模型描述隨時間而變化的系統(tǒng)行為并支持Kruchten的4 + 1視圖模型[7]。Kim等發(fā)現(xiàn)，IDEF和UML模型的聯(lián)合開發(fā)和重用將有助于企業(yè)工程項(xiàng)目更廣泛地使用信息技術(shù)系統(tǒng)[8]。

同時，還有許多概念信息模型被用于企業(yè)運(yùn)營中，如Peter Chen在1976年發(fā)表的實(shí)體關(guān)系（ER）模型，后期發(fā)展為擴(kuò)展實(shí)體關(guān)系（EER）模型[9]。EER模型由實(shí)體關(guān)系的超類/子類結(jié)構(gòu)組成：超類基本上是一般化，而子類是專門化。子類可以包含重疊或不相交的關(guān)系，許多超類可以組合為一個類別。實(shí)體通常由矩形表示，矩形內(nèi)部帶有實(shí)體名稱。單值屬性以橢圓形顯示，其內(nèi)部是屬性名稱，屬性通過實(shí)線連接到實(shí)體或關(guān)系。關(guān)系以菱形顯示，并通過線連接到每個參與實(shí)體;實(shí)體與關(guān)系之間的單線表示可選關(guān)系（這意味著實(shí)體可能會也可能不會參與此關(guān)系）;實(shí)體與關(guān)系之間的雙線表示該實(shí)體與該關(guān)系之間的強(qiáng)制性關(guān)系（這意味著該實(shí)體的每個實(shí)例都參與該關(guān)系）。

此外，許多其他信息模型也已開發(fā)并用于企業(yè)信息化，包括數(shù)據(jù)流程圖（DFD）、業(yè)務(wù)流程模型和表示法（BPMN）及其擴(kuò)展包、事件驅(qū)動的流程鏈（EPC）、信息工程（IE）等。

2? ? ? 企業(yè)信息化的發(fā)展——計(jì)算

2.1? ?移動計(jì)算

移動計(jì)算是一種新技術(shù)，隨著移動通信、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和分布式計(jì)算的出現(xiàn)而流行起來。平板電腦、智能手機(jī)和其他小型計(jì)算機(jī)設(shè)備被廣泛用于數(shù)據(jù)輸入、瀏覽和查詢的應(yīng)用程序，這些設(shè)備及其軟件系統(tǒng)有助于將地理信息系統(tǒng)（GIS）從臺式計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)錄到用戶手中，從而在數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性和真實(shí)性方面更加靈活。這一變化極大地促進(jìn)了信息的傳輸和及時更新，同時還可以為業(yè)務(wù)合作伙伴生成虛擬環(huán)境，使他們在接觸產(chǎn)品之前就形成了對產(chǎn)品的意向，在制造開始之前做出更改。

如今，移動計(jì)算已經(jīng)與微信、Facebook、Linkedin、Twitter、YouTube等社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的發(fā)展相結(jié)合，廣泛應(yīng)用于促進(jìn)企業(yè)信息化發(fā)展進(jìn)程中[10]。隨著客戶群的個體化與分散化，企業(yè)信息化對實(shí)現(xiàn)實(shí)體之間的溝通和協(xié)作提出了更高的要求，社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)對此給予了補(bǔ)充，同時使企業(yè)員工可以加強(qiáng)自治。部門間的社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)還促進(jìn)內(nèi)部員工之間便捷、有效和透明的溝通與協(xié)作。因此，企業(yè)社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或社會化企業(yè)的概念已普及。

2.2? ?云計(jì)算

近年來，云計(jì)算的發(fā)展極大地推動了企業(yè)信息化。云計(jì)算主要通過網(wǎng)絡(luò)來分配虛擬化資源，它能夠訪問遍布全球的數(shù)據(jù)庫。云計(jì)算是一種在網(wǎng)絡(luò)上開發(fā)高端應(yīng)用程序（例如模擬）的多功能IT范例，它具有支持基于網(wǎng)絡(luò)的混合日程表管理平臺的功能。這有助于應(yīng)用程序單位按項(xiàng)目購買軟件，支持通過第三方平臺訪問相同的信息，并協(xié)助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。有關(guān)企業(yè)信息化中的文獻(xiàn)中已經(jīng)列舉了許多利用云計(jì)算的好處，例如，Marston等表示，云計(jì)算可以為企業(yè)提供即時訪問IT資源的機(jī)會，并可以通過擴(kuò)展服務(wù)在較短的時間內(nèi)開拓市場[11];Sultan證明了云計(jì)算使企業(yè)能夠輕松地根據(jù)客戶的需求擴(kuò)展服務(wù)，實(shí)現(xiàn)軟件部署并提高IT靈活性[12]。企業(yè)IT資源、數(shù)據(jù)、資源池和共享環(huán)境的集成提高了它們集成數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序的能力，這使協(xié)作更加容易。云計(jì)算的推廣主要有兩個原因：

（1）IT效率：通過高度可擴(kuò)展的硬件和軟件資源更有效地利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的功能。

（2）業(yè)務(wù)敏捷性：通過使用計(jì)算密集型業(yè)務(wù)分析和實(shí)時響應(yīng)用戶需求的移動交互應(yīng)用程序進(jìn)行快速部署，并行批處理，使IT成為強(qiáng)有力的競爭工具。

IT效率概念還包括綠色計(jì)算的思想，這涉及在地理區(qū)域有效利用計(jì)算機(jī)，并獲得廉價(jià)的電力和互聯(lián)網(wǎng)連接。另外，業(yè)務(wù)敏捷性意味著企業(yè)應(yīng)該能夠通過減少最近表征企業(yè)IT設(shè)置的初始啟動投資來輕松、及時地使用計(jì)算工具。值得注意的是，云計(jì)算并不明確要求服務(wù)由第三方提供，而是更多地強(qiáng)調(diào)：資源利用、虛擬化物理資源、體系結(jié)構(gòu)抽象、資源的動態(tài)可伸縮性、資源的彈性和自動自我配置、普遍存在性（即設(shè)備和位置獨(dú)立性）以及運(yùn)營費(fèi)用模型[11]。

根據(jù)目前人們對云計(jì)算的高期待，貝恩公司預(yù)測，2020年，企業(yè)在云計(jì)算上花費(fèi)可能超過3 900億美元①。然而，云計(jì)算的推廣需要考慮兩個問題：一是由于企業(yè)對IT的大多數(shù)投資都未得到充分利用，所以成本是一個需要考慮的重點(diǎn)問題。例如，最近的一項(xiàng)調(diào)查報(bào)告表明，被調(diào)研的六個公司數(shù)據(jù)中心僅使用了10%至30%的服務(wù)器電源，而臺式計(jì)算機(jī)的電源則低至5%。二是云計(jì)算會消耗大量公司維護(hù)和服務(wù)資源，有數(shù)據(jù)表明，企業(yè)2/3的IT預(yù)算被用于維護(hù)和日常服務(wù)。

盡管如今云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展仍然面臨許多瓶頸，但計(jì)算行業(yè)的原始商業(yè)力量依然表明，企業(yè)實(shí)體需要與信息技術(shù)發(fā)展保持同步，以避免被淘汰。如今，企業(yè)不僅可以借助自己的服務(wù)器來呈現(xiàn)云計(jì)算，也可以從云提供商處租用云計(jì)算，而云提供商應(yīng)承擔(dān)基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生的所有資本風(fēng)險(xiǎn)。

3? ? ? 企業(yè)信息化的深入——協(xié)作環(huán)境

協(xié)作環(huán)境涉及在網(wǎng)絡(luò)、支持部門或組織以及專業(yè)人員之間共同工作的所有系統(tǒng)。羅斯等將協(xié)作工程環(huán)境描述為由各種參與者和資源活動組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。企業(yè)中的協(xié)作環(huán)境可在任意時間和地點(diǎn)提高準(zhǔn)確性，并及時向客戶交付信息。它還簡化并消除了各種實(shí)體之間的沖突，同時促進(jìn)了企業(yè)中數(shù)據(jù)的收集和數(shù)據(jù)的查詢。通過促進(jìn)信息資源的建設(shè)性應(yīng)用，可以提高實(shí)體之間協(xié)作工作的一致性，同時降低成本并增強(qiáng)管理人員的控制能力。

在工程企業(yè)設(shè)置中，一種強(qiáng)大的創(chuàng)建協(xié)作環(huán)境的方法是產(chǎn)品生命周期管理（PLM）工具。這些工具可用于流程計(jì)劃、裝配設(shè)計(jì)、布局評估以及其他資源配置[13]。APM環(huán)境允許多學(xué)科團(tuán)隊(duì)在一個互相鏈接的平臺中工作并交換想法和經(jīng)驗(yàn)。為了在企業(yè)設(shè)置中存儲、分類和訪問信息，KPR（知識、流程和資源）是一項(xiàng)非常重要的工具。該技術(shù)特別適用于過程計(jì)劃和裝配設(shè)計(jì)操作。與PLM工具一起使用時，該技術(shù)可促進(jìn)多學(xué)科團(tuán)隊(duì)在PLM環(huán)境中工作，并通過共享經(jīng)驗(yàn)來支持PLM工程師的決策[14]。

圖1說明了用于組裝過程設(shè)計(jì)的協(xié)作工程環(huán)境概念。這樣，任何因素所取得的每項(xiàng)進(jìn)展對于整個團(tuán)隊(duì)都是顯而易見的，從而促進(jìn)了真正的集體專業(yè)知識的增長。當(dāng)應(yīng)用KPR結(jié)構(gòu)時，所有元素都有共同的關(guān)系。例如，研究和文檔編制以及裝配工藝設(shè)計(jì)的專家的貢獻(xiàn)可以被設(shè)計(jì)師吸收，其中一些設(shè)計(jì)師使用PLM數(shù)字工具（這里分別關(guān)系到了圖1中的②⑥③④⑤）。

4? ? ? 結(jié)? ? 論

本文討論了企業(yè)信息化過程的技術(shù)或模型以及其發(fā)展趨勢。諸多文獻(xiàn)表明，企業(yè)信息化對于增強(qiáng)企業(yè)的競爭力是必要的，尤其是在當(dāng)前科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下。數(shù)據(jù)系統(tǒng)在20世紀(jì)50年代的問世為信息技術(shù)的概念奠定了基礎(chǔ)，而信息技術(shù)的概念早在20世紀(jì)70年代就被廣泛應(yīng)用到理論中。移動計(jì)算是過去幾十年來備受關(guān)注的另一種技術(shù)，隨著社交媒體的出現(xiàn)，它的應(yīng)用范圍猛增，其中，云計(jì)算是企業(yè)信息化中的一項(xiàng)新技術(shù)，其發(fā)展空間廣闊。多種多樣的信息化管理工具，使利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行企業(yè)管理變得可能。然而，以上所有模型和技術(shù)都需要在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中才能蓬勃發(fā)展，實(shí)踐表明，同時使用PLM和KPR方法能夠促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部的多學(xué)科團(tuán)隊(duì)合作和經(jīng)驗(yàn)共享。

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