新一代信息技術與制造業融合發展：“T-O-V”視角下的整合框架

胡 斌 王煥新 楊 坤

(上海工程技術大學管理學院，上海 201620)

推進新一代信息技術與制造業融合發展，已成為世界各國構建新形勢下競爭優勢的關鍵舉措。《中國制造2025》戰略規劃明確提出了以加快新一代信息技術與制造業融合為主線，以推進智能制造為主攻方向的發展戰略思路。當前，我國制造業數字化、網絡化、智能化的整體發展水平與發達國家仍有較大差距，在推進新一代信息技術與制造業融合發展的進程中，需要持續綜合多元視角、動態規劃技術路線、不斷優化戰術對策。然而，現有研究對新一代信息技術與制造業融合發展尚未形成統一清晰的認識，究其原因：一是缺乏多維度綜合視角下，對新一代信息技術與制造業融合發展的內在機制、演化規律的系統化分析；二是較多集中在現象描述和普遍規律分析上，缺乏對不同階段特征及其相應的差異模式、動態路徑的研究。總之，如何探索適合中國國情的融合發展模式與動態推進路徑，還缺乏系統有力的理論支撐。為深入理解制造業與新一代信息技術融合發展的動力因素、關鍵環節、主要方式及規律等，本研究將從技術進化、組織系統、價值實現三個維度，系統分析新一代信息技術與制造業深度融合過程中的互動關系與作用機制，構建“T-O-V”視角下的理論整合框架，并基于此框架，初步研判我國新一代信息技術與制造業融合發展的現狀、優勢及所面臨的主要障礙，以期為新一代信息技術和制造業深度融合的理論研究，提供更為系統的理論依據及分析框架。

1 “T-O-V”視角的提出與解讀

1.1 提出的必要性

新一代信息技術的加速突破和應用是新一輪工業革命的核心驅動力，它將與傳統制造業融合，從根本上改變傳統制造業的技術基礎、組織模式和價值形態。隨著物聯網、云計算、工業機器人、5G技術的應用，我國智能制造取得了一定的成就，但整體水平與發達國家相比，還存在一定差距。究其原因，不難發現，無論在理論研究還是應用過程中，我國還存在重視技術創新而忽略組織管理與價值實現機制創新的現象，只有少部分企業認識到管理升級的必要性。然而，在產業發展實踐中，管理往往能夠對技術邊界產生重要影響。因此，要進一步加快推進我國制造業與新一代信息技術的深度融合發展，需要關注其技術(technology)、組織(orgnization)和價值(value)的協同變革。為此，需要在分析新一代信息技術與制造業融合發展的過程中，技術演進、組織系統與價值實現的各自發展趨勢的基礎上，進一步關注其兩兩間的互動關系及作用機制，并基于此，形成“T-O-V”融合分析視角及理論框架，以明確在推進新一代信息技術與制造業融合發展過程中的關鍵因素與核心機制，為相關管理實踐提供更為融合可行的理論參考。

1.2 技術演進的發展趨勢

(1)從二元系統向三元系統變革。隨著新一代信息技術與制造業的融合發展，智能技術將實現從“人-物理系統(HPS)”二元系統到“人-信息系統-物理系統(HCPS)”三元系統的變革，但智能技術的“智能”還處于smart層次，而其趨勢是實現“intelligent”，即自主學習、自主決策、不斷優化，這便要求進一步加強新一代信息技術的突破和應用，提升制造業的數字化、網絡化、智能化水平，促使制造業系統升級為新一代HCPS，即HCPS2.0系統(如圖1所示)。在此技術模式系統下，人將部分的學習型腦力勞動直接復制給信息系統，促使信息系統具有自主學習的能力；同時，也使人與信息系統之間的互動關系，由“授之以魚”轉化為“授之以漁”。

圖1 基于HCPS 2.0的新一代信息技術與制造業融合發展的技術演進模型

(2)由單向技術走向融合技術。人機融合是智能制造技術系統的顯著特點，它與人的智慧或人工智能的主要不同體現在：其一，在智能輸入端把機器學習與人的感知相結合；其二，在對數據處理的過程中，將機器計算與人的認知相融合；其三，在智能輸出端，把機器運算與人的決策相匹配。在這三個過程中，均充分發揮人的中心作用，這將會進一步打破人工智能難以突破的意識壁壘，促使數據處理走向進一步的人性化與科學化。

1.3 組織系統的發展趨勢

(1)網絡化和虛擬化。在新一代信息技術的推動下，組織系統將逐步分為智能單元、智能系統和系統之系統三個層次。智能單元是智能組織的最小單元，智能系統是通過工業網絡集成多個智能單元，包括生產線、車間、企業等多種形式；系統之系統是將多個智能系統有機結合在一起，從而實現跨系統、跨平臺、端到端的組織系統融合集成。

(2)扁平化、數字化和智能化。在智能制造時代，組織對現代化智能管理的需求不斷上升，相應地，內部資源協調決策機制與管理模式也將經歷巨大變革。首先，新一代信息技術的運用，將改變組織管理系統結構，增強不同職能部門與組織間的接觸與溝通，打破部門間的界限，使各種組織結構趨于扁平化，并促成部門之間的知識聯網。其次，大數據、云計算、物聯網的應用，將改變組織管理制度，促使組織管理系統由傳統的科級制度的“機械組織”，轉變為自我管理的“有機組織”管理系統，再到“組織在線-溝通在線-協同在線-業務在線-生態在線”的全面在線模式，以及“人與人-人與組織-組織與組織”各個維度融合發展的“數字智能化”組織管理系統。

(3)生態系統化。在新一代信息技術與制造業融合發展的過程中，由于組織交互的靈活性、開放性等特征，促使智能制造生態系統成為必然趨勢。生態系統具有組織分散、主體多樣、合作方式靈活等特點，在具體運作過程中，系統內部的不同構成要素，包括服務單元、種群、群落等都在進行著實時協同交互，并進一步促成智能制造價值網的形成。

圖2 新一代信息技術與制造業融合的組織系統發展趨勢

1.4 價值實現的發展趨勢

(1)內部構成日趨模塊化。從價值實現的角度看，新一代智能制造價值網的內部構成，將逐步由智能產品、智能生產、智能服務三大模塊共同構成。智能產品是主體，主要包括智能裝備和產出物，其中產品是智能制造的價值載體，智能裝備是價值實現的前提和準備；智能生產是主線，主要指參與產品制造的各個環節；智能服務是主題，主要指以用戶為中心的產品整個生命周期的各種服務活動。

(2)整體范疇升級重構。新一代工業革命將通過大規模降低成本以及提高效率來加速這種更迭，促使制造業的相關業務，如采購、生產、融資、創新、銷售等，都被整體納入價值網范疇。通過不同業務主體間的融合，促使制造業從傳統的供應鏈模式升級為智能制造價值網絡結構，使整個智能制造價值網中的參與主體之間關系更加密切。

(3)能力要素協同共享。由于新一代信息技術的深度應用，價值網的開放性與共享性進一步增強，促使越來越多的經濟主體參與到智能制造價值網中，并將其優勢資源、能力要素協同于共同的網絡平臺，通過不同主體間的競合與創新，產生綜合性的網絡優勢，使得主體間的資源共享程度、自主創新能力和彼此共生能力均得到進一步的加強。

(4)客戶需求有機集成。智能制造系統可基于多組織交互的資源整合和業務融合，并通過一定的智能技術，將客戶的零散需求集成為有機整體，從而驅動制造機制的進一步創新，并促使制造業的價值理念實現從“以產品為中心”向“以客戶為中心”的升級跨越。

(5)主體關系發生變革。價值網主體關系由原來的“競爭”關系，轉向“競合”關系，最終達到“共生”。價值網的內部因素由智能產品、智能生產、智能服務構成；價值網的外圍網絡組織由顧客群、經銷商、供應商、互補商和替代商等構成。另外，價值網的輔助性組織由金融機構、科研機構、政府機構、中介機構以及高校等各類服務機構構成，具體如圖3所示。

圖3 新一代信息技術與制造業融合的價值實現發展趨勢

2 “T-O-V”視角下新一代信息技術與制造業融合發展的理論框架

新一代信息技術與制造業的融合發展，是“技術—組織—價值”三個維度并行演化、相互促進的過程，本文將進一步剖析三個維度協同演化的要素系統、互動關系及作用機制，從而嘗試構建“T-O-V”視角下新一代信息技術與制造業融合發展的整合框架，為后續圍繞此框架展開系統化研究提供理論參考。

3.1 “T-O”協同演化機制

(1)技術演化與組織管理變革的互動關系。智能制造的快速變革，促使技術與組織的關系經歷“技術決定論—技術結構化理論—互構論”的演化。互構論認為，技術與組織之間的關系是技術“提供方”與“使用方”互動構建的過程。隨著技術經濟范式的轉換，企業組織結構演化經歷了“純等級結構→職能制結構→分權制結構→權變制結構→數字智能化模式”的變革。與此同時，組織系統內部的產權體系、決策體系、管理組織體系、激勵體系、調節體系的控制和管理能力的變革，也將對企業技術的形成與運行產生影響，促使技術創新運行機制演化與重建。

(2)智能化技術整合與組織運行的互動關系。受“互聯網+”與“+互聯網”等技術的引擎驅動，以及云計算、AI技術等的持續發展與相互融合，不斷形成的單點技術、多技術融合、人機融合等技術應用方式，分布在智能系統的每一個層次上，以各種存在方式發揮各種拉動作用。在此技術整合過程中，組織運行機制將以客戶為中心，不斷實現向人機交互、接口透明、智能驅動、網絡協同智能化的運行模式轉變。

(3)“T-O”協同演化的作用機制。基于上述分析，技術的演化與進步使組織管理系統發生變革，并進一步細分組織的人員、成本、績效等管理系統。因此，在新一代信息技術與制造業的融合發展過程中，各管理系統將與技術演進融合互動，實現智能化升級、效率化提升。與此同時，組織的發展離不開技術的支撐，技術運行機制的發展又離不開組織各項職能的有效發揮，二者的協同演化過程也具有生物共生機制的特征。

圖4 “T-O”協同演化機制架構

2.2 “T-V”協同演化機制

(1)技術演化與企業價值鏈演化、價值關系變革的互動關系。技術演化帶動價值的重建與變革，在技術演化的過程中，價值模式以生命周期為主線的單條價值鏈，向著協同創造、多元分散的共享的價值網模式轉變；并同時推動組織間價值關系實現“競爭—競合—共生”的演化，最終形成健康的智能制造生態系統。

(2)智能技術的驅動能力與企業價值實現、價值網擴散的互動關系。現階段工業革命處于拓展階段，技術進步對企業價值實現表現出很強的需求拉動特征。以云計算、大數據、互聯網、人工智能、5G為代表的新一代智能技術，不斷相互融合、相互疊加、快速迭代，推動著萬物互聯，從而帶動整個價值網的形成。其中，互聯網技術促使信息傳播的深度和廣度得以延展，價值鏈的構建從線性流程逐步過渡到動態交叉的價值網絡；萬物互聯的基礎設施5G網絡，通過與各類智能技術的深度融合，不斷加強與拓展萬物互聯的網絡結構，促使價值網不斷形成與擴散。

(3)“T-V”協同演化的作用機制。可分別從技術與經濟、技術創新與價值實現、技術創新與商業模式創新等視角，對技術與價值的二元耦合關系進行整合分析。與此同時，智能技術在重塑制造業企業價值創造方式的同時，其戰略制定、路徑選擇、策略設計等都面臨新的變革，需要相應的路徑選擇、戰略政策等理論體系支撐。

圖5 “T-V”協同演化機制架構

2.3 “O-V”協同演化機制

(1)組織管理方式變革與價值網關系變革的互動關系。隨著組織管理方式的變革，制造型企業將不斷打破內部限制和障礙，重新整合企業的硬件設施、獎勵制度、組織結構等。與此同時，也將促使內外部組織架構從有界趨向無界、從有形走向無形、從垂直變為扁平，并使組織內部要素、外圍組織、輔助組織間實現信息與資源的共享，從而推動價值網主體關系的變革。

(2)組織結構與價值實現的互動關系。傳統組織生產模式對各種生產現場信息，如實時產出率、在線良率波動、工藝過程穩定性和產品質量追溯等，缺乏相應的監控設施，無法做到事前預防，一旦出現問題，就會產生很大的損失。由于外部環境與競爭的復雜性，傳統的生產模式已經無法滿足現實需求。而新一代信息技術與制造業深度融合的數字智能組織結構模式，可為企業提供生產過程透明化組織管理的有效途徑，從而使得企業整個生命周期的價值得以實現。

(3)“O-V”協同演化的作用機制。一是針對組織與價值融合互動的作用機制，可分別從智能制造生態系統角度、組織協同角度、智能制造產業(企業)集群角度、經濟關聯效應和產業關聯效應角度等，多視角、全方位地分析組織與價值融合互動的關系。二是針對組織管理模式變革與價值網變革的相互作用機制，可從組織價值鏈管理角度、社會價值網管理角度等，整合分析組織管理模式對企業價值實現與價值主體關系變革的作用。

圖6 “O-V”協同演化機制架構

2.4 “T-O-V”視角下新一代信息技術與制造業融合發展機制的理論模型

基于上述有關新一代信息技術與制造業融合發展過程中“T-O-V”三維互動關系的分析，不難發現：其一，智能技術演化是新一代信息技術與制造業融合發展的基本前提，技術進步帶動組織結構和價值網關系的變革；其二，組織管理變革是新一代信息技術與制造業融合發展的重要需求，是技術演化與價值演化的管理機制，同時推動價值實現機制的變革；其三，價值網關系的變革是新一代信息技術與制造業融合發展的核心效應，是技術演進和各組織演化的重要動力來源。

進而，面向推進我國制造業向更高水平的智能化發展的需求，本研究認為：首先，智能技術從根本上帶動智能化組織的形成及價值網的重構；其次，智能化組織是新一代信息技術與制造業融合發展的重要載體，是智能技術進化的演練中心及價值實現的參與主體；再次，價值網是多組織智能技術融合的前提，以及智能化組織形成的重要體現。

綜上，在新一代信息技術與制造業融合發展的過程中，“T-O-V”三個維度同步發展、相互作用，形成交叉螺旋的持續演化機制，共同推進新一代智能制造的發展與成熟。因此，本研究面向智能化不斷提升的目標機制，從“T-O-V”三維演化角度，構建如圖7所示的理論整合框架。除上文中重點論述的互動系統與理論系統外，該理論框架還充分考慮了二者在融合發展過程中的情境、資源、風險等要素。

圖7 “T-O-V”視角下新一代信息技術與制造業融合發展的理論整合框架

(1)情境要素。宏觀上，分為地方情境與全球情境。其中：地方情境指地方嵌入性，即某一組織(企業)扎根于某一特定區域的程度，過度的本地嵌入，將導致組織(企業)空間的“鎖定”，使得集群內企業技術與組織的互動喪失靈活性和創造性；全球情境指企業參與全球價值鏈并獲得升級的機會，隨著國際經營條件和產業環境的變化，集群企業如何擺脫國際大買主的控制，擺脫“逐底競爭”的困境，將成為普遍問題。微觀上，又分為內部情境和外部情境。組織內部情境主要包括組織慣性、協同信任問題等，組織慣性指企業在長期運行與管理過程中所形成的固化的運行與管理方式，這種慣性思維的存在，影響到企業的合作與生產、服務方式，從而影響企業價值的實現；協同信任問題是影響企業合作的最主要的因素，信息共享不僅對直接涉及的供應鏈成員產生影響，還將導致未進行信息共享成員的互動反應，而有些反應是對企業價值實現具有負面效應的。外部情境主要包括政府頒布的政策、法規等，我國相應的政策與法規的約束力，將直接作用于組織追求價值的整個過程，從而制約組織價值的實現。

(2)資源要素。在技術與組織系統的互動過程中，將涉及人力資源、數據資源、網絡協同資源等因素。其中：人力資源主要包括智能制造所緊缺的復合型人才；在基于平臺的信息共享或生產運營過程中，數據呈現出多源異構的連續性特征，人與人、人與機器、機器與機器之間的數據資源成為驅動精益敏捷生產和反饋的驅動力，從而促進企業價值的實現；網絡協同資源是充分利用網絡技術、信息技術，將供應鏈內及跨供應鏈間的各類組織資源進行整合，形成可共享的制造協同資源。

(3)風險要素。最受關注的風險因素仍是網絡安全、數據提純、供需不平衡等。其中：網絡安全問題指隨著技術日趨復雜，隱蔽的網絡威脅將越來越大，當組織將帶有網絡威脅的技術應用于組織運行過程中時，可能會導致組織系統癱瘓、組織核心技術泄密等；隨著云技術的發展，數據爆炸時代也隨之而來，如何將海量數據“提純”，將給網絡架構和數據處理能力帶來新的、巨大的挑戰；移動互聯網技術背景下，消費者由被動消費到主導消費，形成了以消費者需求為驅動的制造企業價值創造體系，當供需不平衡出現時，也將直接影響企業的價值實現。

3 “T-O-V”視角下我國新一代信息技術與制造業融合發展的現狀與瓶頸

3.1 總體現狀

(1)技術現狀。近年來，我國部分智能制造關鍵核心技術已達世界先進水平，且已在工業機器人、航空裝備、高技術船舶、汽車、農業等領域大量應用，并取得了很大成就。隨著移動互聯的不斷成熟和5G的不斷提升，數據傳遞更加便捷，大大拓展了信息消費空間，促使制造業生產與創新效率不斷提升。人工智能、云計算等各項智能技術的大力發展與有力推進，使得數據處理形成了“采集→傳輸→分析→采集”的閉環系統，數據驅動“智造”將成為可能。

(2)組織模式現狀。我國沿海地區如廣東、上海、浙江等地，智能制造組織管理系統不斷完善，一些大型企業已進行了智能化升級改造。中國已達到去工業化的階段，MES智能制造產業鏈，是我國智能制造組織模式的重要形式。數據顯示，我國MES市場規模在2018年突破百億元，未來年復合增速約40%；預計到2020年，我國MES規模將增至186億美元，年復合增速約13.6%。

(3)價值實現現狀。現階段，國內需求成為推動中國經濟發展的主要動力，產品價值在中國這個人口大環境下得以更充分的實現，經濟總量開始向中國轉移，珠三角、長三角等地區都成為智能制造的集群基地，共同促進我國智能生產、智能產品、智能服務的價值實現。

3.2 主要瓶頸

(1)智能制造技術體系尚未形成。我國智能制造的基礎理論研究比較薄弱，深度不夠，尚未形成“人—信息系統—物理系統”的融合技術模式和標準，同時缺乏對于人的中心作用的思考。為進一步推動我國智能制造發展，應進一步搭建和完善適合中國國情的技術理論基礎與體系，為智能制造發展提供理論支撐。

(2)技術進步與組織管理變革的雙向脫節現象較為突出。組織管理創新逐漸成為企業競爭的關鍵，通過建設專業的智能制造管理機制，由人機、裝備、車間、部門間、組織間分工協作，共同構成智能制造組織系統。而在當前，中國很多智能制造企業在智能制造發展過程中存在著“重硬件，輕軟件”的現象，僅關注技術進步，而忽視了企業管理對技術邊界界定的重要影響。

(3)缺少以智能制造整合價值鏈和商業模式的領軍企業。缺乏積極進行技術創新、主動對企業組織管理方式變革的思想，技術路線與戰略愿景不夠清晰；缺少面向全生命周期的智能化生產、智能化產品、智能化服務理念；多數企業還是以利益為重，整個智能制造生態系統的協同能力不強。

(4)縱向或橫向的跨界協作產業聯盟嚴重缺失。新一代智能制造的顯著特征是整個生態系統中主體間的互動，以及數據、信息、知識的共享，促使制造業從單一的組裝制造向產業鏈兩頭延伸，即形成縱向或橫向的產業聯盟。基于對上海企業的調查，很少有制造型企業認為自己會在聯盟中受益，多數認為過低的人力成本仍是其獲取收益的關鍵因素，也有部分企業認為稅收減免、其他政府補貼以及較低的資金成本等是其獲取收益的最好方式。可見，企業對于生態化系統的注重意識和參與程度還有待提升。

4 總結與展望

面向國家發展的戰略需求，緊跟理論前沿的分析，基于“技術—組織—價值”(“T-O-V”)的融合視角，對新一代信息技術與制造業融合發展的相關趨勢及機制進行了系統分析，構建了此視角下新一代信息技術與制造業融合發展的理論整合框架，并初步分析和研判我國新一代信息技術與制造業融合發展的現狀及瓶頸。然而，“T-O-V”理論視角的提出，僅僅為“新一代信息技術與制造業融合發展”的相關研究提供了初步理論視角及基礎，其理論及實踐意義尚需通過進一步研究來逐步探索和實現。為此，本文進一步提出在“T-O-V”融合視角下，新一代信息技術與制造業融合發展的三方面研究展望：一是從技術學科、經濟學科、管理學科的交叉融合視角，圍繞“T-O-V”的互動演化過程，對新一代信息技術與制造業融合發展過程中的動力因素、關鍵環節、發展階段等融合機制及演化規律，展開系統化的理論分析和實證研究；二是從制造業智能化水平的視角，構建新一代信息技術與制造業深度融合發展的“T-O-V”綜合評價模型，為我國在推進新一代智能制造發展過程中，評估不同階段的發展現狀、問題和瓶頸，以及明確相應的著力點和推進路徑，提供科學依據；三是基于上述系統化研究，分析凝練“T-O-V”融合視角下，新一代信息技術與制造業融合發展的可行模式，為進一步尋找符合中國國情的優化路徑提供理論借鑒和決策參考。