工業企業信息化發展趨勢的再審視

張俊波 王莉仙

[摘? ? 要] 隨著科學技術和經濟全球化的不斷發展，使用信息化技術（IT）已成為提高企業競爭力的必要條件。自20世紀50年代以來，數據系統的出現使信息技術得以不斷發展，并在此基礎上開發了許多信息化模型，統一建模語言（UML）使IT系統工程項目的使用范圍更廣;移動和云計算是企業信息化中的最新技術，但是它們的應用仍然存在一些困難。這些模型和技術需要適當的環境才能蓬勃發展。實踐中，在企業信息化協作環境下，PLM和KPR方法的同時使用能夠促進跨學科的團隊合作和企業內部的經驗共享。

[關鍵詞] 企業信息化;信息模型;協作環境;發展趨勢

0? ? ? 研究背景

隨著科學技術的進步和經濟全球化的發展，企業為提高競爭力，其運營模式出現了一些轉變，其中最重要的轉變之一就是信息化。企業信息化是指企業利用現代信息技術，通過深入開發和廣泛利用信息資源來不斷提高生產、運營、管理和決策的效率和水平，從而提高了企業的經濟效率和競爭力的過程[1]。它涉及企業網絡基礎結構開發（硬件平臺的構建和集成）、辦公自動化和員工自助服務系統、商務協調系統、供應和物流協調系統、制造協調系統、技術開發協調系統、管理和決策支持系統以及客戶服務系統等各個方面[2]，其主要目的是通過使用信息技術（IT）和現代管理方法來增強和優化企業業務流程。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。

但是，在信息化進程中，許多行業采用信息化也面臨著一些挑戰，主要表現為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等手段加以改進，但如何正確評估信息化階段一直是許多企業信息化進程中的瓶頸。因此，對企業信息化發展階段的評估已被確定為信息系統中最關鍵也是最棘手的問題之一。下文將整理企業為適應現代化發展而正在進行的企業信息化轉變。

1? ? ? 企業信息化的啟動——信息模型

企業信息模型在當代集成制造（CIM）中對集成環境中的個體工人和集體工人的有效交付至關重要[3]，企業的成功取決于在啟動階段創建的信息模型。信息建模常常被誤認為僅是數據建模，事實上，它是一個涉及過程和價值的面向服務的模型，一個有效的集成企業信息模型必須具有戰略、戰術和運營意義[4]。這些集成參數以及生命周期其他業務流程形成了單個集成企業信息模型。

通常，基于不同時間段的數據流及信息環境的靜態特征，信息模型映射了企業流程。但是，單個集成企業信息模型可能還有其特殊的功能，如信息資產的文檔編制、深入了解企業、解決某個實際問題等，其中，流程型建模工具還應描繪當前企業及其前景。

基于一系列信息建模技術的應用，企業的應用程序層可以實現與其信息元對象的互聯。20世紀50年代，數據處理系統的出現促進了信息建模技術的發展。當前，全世界有許多建模技術，為了便于企業進行解釋和分析，通常在模型中應用圖形建模技術。結構分析與設計技術（SADT）是道格拉斯·羅斯開發并經過1970年現場測試的早期技術之一[5]，該方法被用于MIT自動編程工具（APT）項目。從1973年開始，美國空軍綜合計算機輔助制造計劃就開始廣泛使用它。它是當今一種標準的建模技術，可應用于信息建模、仿真、面向對象的分析和設計以及知識獲取中[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技術發展而來的，后來專門用于信息建模。IDEF1x技術是IDEF1的擴展版本，實際上也早已在制造業和研究機構中應用，它被工業界廣泛地用來制造系統的信息視圖建模，主要原因在于：

（1）IDEFlx可以支持概念模式的開發，因為它的語法可以確保概念模式開發所需的語義結構，同時，完整的IDEFlx模型可以實現數據的一致性、可擴展性和可轉換性。

（2）IDEFlx是一種相關性語言，其結構既簡單、匹配度又高，能針對不同語義。

（3）IDEFlx的語義和語法功能強大，并且易于用戶命令。

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

對象管理小組在20世紀90年代開發了一種結合了十二種建模技術（包括功能模型和信息模型）的多維建模技術，稱為統一建模語言（UML），目的是為軟件建模和系統設計確立一個嚴格的、開放的標準。UML具有三個主要的建模觀點：①用例模型從用戶的角度描述系統需求;②靜態模型描述系統元素及其關系;③動態模型描述隨時間而變化的系統行為并支持Kruchten的4 + 1視圖模型[7]。Kim等發現，IDEF和UML模型的聯合開發和重用將有助于企業工程項目更廣泛地使用信息技術系統[8]。

同時，還有許多概念信息模型被用于企業運營中，如Peter Chen在1976年發表的實體關系（ER）模型，后期發展為擴展實體關系（EER）模型[9]。EER模型由實體關系的超類/子類結構組成：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系，許多超類可以組合為一個類別。實體通常由矩形表示，矩形內部帶有實體名稱。單值屬性以橢圓形顯示，其內部是屬性名稱，屬性通過實線連接到實體或關系。關系以菱形顯示，并通過線連接到每個參與實體;實體與關系之間的單線表示可選關系（這意味著實體可能會也可能不會參與此關系）;實體與關系之間的雙線表示該實體與該關系之間的強制性關系（這意味著該實體的每個實例都參與該關系）。

此外，許多其他信息模型也已開發并用于企業信息化，包括數據流程圖（DFD）、業務流程模型和表示法（BPMN）及其擴展包、事件驅動的流程鏈（EPC）、信息工程（IE）等。

2? ? ? 企業信息化的發展——計算

2.1? ?移動計算

移動計算是一種新技術，隨著移動通信、互聯網、數據庫技術和分布式計算的出現而流行起來。平板電腦、智能手機和其他小型計算機設備被廣泛用于數據輸入、瀏覽和查詢的應用程序，這些設備及其軟件系統有助于將地理信息系統（GIS）從臺式計算機轉錄到用戶手中，從而在數據獲取的準確性和真實性方面更加靈活。這一變化極大地促進了信息的傳輸和及時更新，同時還可以為業務合作伙伴生成虛擬環境，使他們在接觸產品之前就形成了對產品的意向，在制造開始之前做出更改。

如今，移動計算已經與微信、Facebook、Linkedin、Twitter、YouTube等社交網絡服務的發展相結合，廣泛應用于促進企業信息化發展進程中[10]。隨著客戶群的個體化與分散化，企業信息化對實現實體之間的溝通和協作提出了更高的要求，社交網絡服務對此給予了補充，同時使企業員工可以加強自治。部門間的社交網絡服務還促進內部員工之間便捷、有效和透明的溝通與協作。因此，企業社交網絡服務或社會化企業的概念已普及。

2.2? ?云計算

近年來，云計算的發展極大地推動了企業信息化。云計算主要通過網絡來分配虛擬化資源，它能夠訪問遍布全球的數據庫。云計算是一種在網絡上開發高端應用程序（例如模擬）的多功能IT范例，它具有支持基于網絡的混合日程表管理平臺的功能。這有助于應用程序單位按項目購買軟件，支持通過第三方平臺訪問相同的信息，并協助項目團隊。有關企業信息化中的文獻中已經列舉了許多利用云計算的好處，例如，Marston等表示，云計算可以為企業提供即時訪問IT資源的機會，并可以通過擴展服務在較短的時間內開拓市場[11];Sultan證明了云計算使企業能夠輕松地根據客戶的需求擴展服務，實現軟件部署并提高IT靈活性[12]。企業IT資源、數據、資源池和共享環境的集成提高了它們集成數據和應用程序的能力，這使協作更加容易。云計算的推廣主要有兩個原因：

（1）IT效率：通過高度可擴展的硬件和軟件資源更有效地利用現代計算機的功能。

（2）業務敏捷性：通過使用計算密集型業務分析和實時響應用戶需求的移動交互應用程序進行快速部署，并行批處理，使IT成為強有力的競爭工具。

IT效率概念還包括綠色計算的思想，這涉及在地理區域有效利用計算機，并獲得廉價的電力和互聯網連接。另外，業務敏捷性意味著企業應該能夠通過減少最近表征企業IT設置的初始啟動投資來輕松、及時地使用計算工具。值得注意的是，云計算并不明確要求服務由第三方提供，而是更多地強調：資源利用、虛擬化物理資源、體系結構抽象、資源的動態可伸縮性、資源的彈性和自動自我配置、普遍存在性（即設備和位置獨立性）以及運營費用模型[11]。

根據目前人們對云計算的高期待，貝恩公司預測，2020年，企業在云計算上花費可能超過3 900億美元①。然而，云計算的推廣需要考慮兩個問題：一是由于企業對IT的大多數投資都未得到充分利用，所以成本是一個需要考慮的重點問題。例如，最近的一項調查報告表明，被調研的六個公司數據中心僅使用了10%至30%的服務器電源，而臺式計算機的電源則低至5%。二是云計算會消耗大量公司維護和服務資源，有數據表明，企業2/3的IT預算被用于維護和日常服務。

盡管如今云計算技術的發展仍然面臨許多瓶頸，但計算行業的原始商業力量依然表明，企業實體需要與信息技術發展保持同步，以避免被淘汰。如今，企業不僅可以借助自己的服務器來呈現云計算，也可以從云提供商處租用云計算，而云提供商應承擔基礎設施產生的所有資本風險。

3? ? ? 企業信息化的深入——協作環境

協作環境涉及在網絡、支持部門或組織以及專業人員之間共同工作的所有系統。羅斯等將協作工程環境描述為由各種參與者和資源活動組成的網絡結構。企業中的協作環境可在任意時間和地點提高準確性，并及時向客戶交付信息。它還簡化并消除了各種實體之間的沖突，同時促進了企業中數據的收集和數據的查詢。通過促進信息資源的建設性應用，可以提高實體之間協作工作的一致性，同時降低成本并增強管理人員的控制能力。

在工程企業設置中，一種強大的創建協作環境的方法是產品生命周期管理（PLM）工具。這些工具可用于流程計劃、裝配設計、布局評估以及其他資源配置[13]。APM環境允許多學科團隊在一個互相鏈接的平臺中工作并交換想法和經驗。為了在企業設置中存儲、分類和訪問信息，KPR（知識、流程和資源）是一項非常重要的工具。該技術特別適用于過程計劃和裝配設計操作。與PLM工具一起使用時，該技術可促進多學科團隊在PLM環境中工作，并通過共享經驗來支持PLM工程師的決策[14]。

圖1說明了用于組裝過程設計的協作工程環境概念。這樣，任何因素所取得的每項進展對于整個團隊都是顯而易見的，從而促進了真正的集體專業知識的增長。當應用KPR結構時，所有元素都有共同的關系。例如，研究和文檔編制以及裝配工藝設計的專家的貢獻可以被設計師吸收，其中一些設計師使用PLM數字工具（這里分別關系到了圖1中的②⑥③④⑤）。

4? ? ? 結? ? 論

本文討論了企業信息化過程的技術或模型以及其發展趨勢。諸多文獻表明，企業信息化對于增強企業的競爭力是必要的，尤其是在當前科學、技術和經濟快速發展的背景下。數據系統在20世紀50年代的問世為信息技術的概念奠定了基礎，而信息技術的概念早在20世紀70年代就被廣泛應用到理論中。移動計算是過去幾十年來備受關注的另一種技術，隨著社交媒體的出現，它的應用范圍猛增，其中，云計算是企業信息化中的一項新技術，其發展空間廣闊。多種多樣的信息化管理工具，使利用互聯網進行企業管理變得可能。然而，以上所有模型和技術都需要在適當的環境中才能蓬勃發展，實踐表明，同時使用PLM和KPR方法能夠促進企業內部的多學科團隊合作和經驗共享。

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