新一代信息技术与制造业融合发展：“T-O-V”视角下的整合框架

胡 斌 王焕新 杨 坤

(上海工程技术大学管理学院，上海 201620)

推进新一代信息技术与制造业融合发展，已成为世界各国构建新形势下竞争优势的关键举措。《中国制造2025》战略规划明确提出了以加快新一代信息技术与制造业融合为主线，以推进智能制造为主攻方向的发展战略思路。当前，我国制造业数字化、网络化、智能化的整体发展水平与发达国家仍有较大差距，在推进新一代信息技术与制造业融合发展的进程中，需要持续综合多元视角、动态规划技术路线、不断优化战术对策。然而，现有研究对新一代信息技术与制造业融合发展尚未形成统一清晰的认识，究其原因：一是缺乏多维度综合视角下，对新一代信息技术与制造业融合发展的内在机制、演化规律的系统化分析；二是较多集中在现象描述和普遍规律分析上，缺乏对不同阶段特征及其相应的差异模式、动态路径的研究。总之，如何探索适合中国国情的融合发展模式与动态推进路径，还缺乏系统有力的理论支撑。为深入理解制造业与新一代信息技术融合发展的动力因素、关键环节、主要方式及规律等，本研究将从技术进化、组织系统、价值实现三个维度，系统分析新一代信息技术与制造业深度融合过程中的互动关系与作用机制，构建“T-O-V”视角下的理论整合框架，并基于此框架，初步研判我国新一代信息技术与制造业融合发展的现状、优势及所面临的主要障碍，以期为新一代信息技术和制造业深度融合的理论研究，提供更为系统的理论依据及分析框架。

1 “T-O-V”视角的提出与解读

1.1 提出的必要性

新一代信息技术的加速突破和应用是新一轮工业革命的核心驱动力，它将与传统制造业融合，从根本上改变传统制造业的技术基础、组织模式和价值形态。随着物联网、云计算、工业机器人、5G技术的应用，我国智能制造取得了一定的成就，但整体水平与发达国家相比，还存在一定差距。究其原因，不难发现，无论在理论研究还是应用过程中，我国还存在重视技术创新而忽略组织管理与价值实现机制创新的现象，只有少部分企业认识到管理升级的必要性。然而，在产业发展实践中，管理往往能够对技术边界产生重要影响。因此，要进一步加快推进我国制造业与新一代信息技术的深度融合发展，需要关注其技术(technology)、组织(orgnization)和价值(value)的协同变革。为此，需要在分析新一代信息技术与制造业融合发展的过程中，技术演进、组织系统与价值实现的各自发展趋势的基础上，进一步关注其两两间的互动关系及作用机制，并基于此，形成“T-O-V”融合分析视角及理论框架，以明确在推进新一代信息技术与制造业融合发展过程中的关键因素与核心机制，为相关管理实践提供更为融合可行的理论参考。

1.2 技术演进的发展趋势

(1)从二元系统向三元系统变革。随着新一代信息技术与制造业的融合发展，智能技术将实现从“人-物理系统(HPS)”二元系统到“人-信息系统-物理系统(HCPS)”三元系统的变革，但智能技术的“智能”还处于smart层次，而其趋势是实现“intelligent”，即自主学习、自主决策、不断优化，这便要求进一步加强新一代信息技术的突破和应用，提升制造业的数字化、网络化、智能化水平，促使制造业系统升级为新一代HCPS，即HCPS2.0系统(如图1所示)。在此技术模式系统下，人将部分的学习型脑力劳动直接复制给信息系统，促使信息系统具有自主学习的能力；同时，也使人与信息系统之间的互动关系，由“授之以鱼”转化为“授之以渔”。

图1 基于HCPS 2.0的新一代信息技术与制造业融合发展的技术演进模型

(2)由单向技术走向融合技术。人机融合是智能制造技术系统的显著特点，它与人的智慧或人工智能的主要不同体现在：其一，在智能输入端把机器学习与人的感知相结合；其二，在对数据处理的过程中，将机器计算与人的认知相融合；其三，在智能输出端，把机器运算与人的决策相匹配。在这三个过程中，均充分发挥人的中心作用，这将会进一步打破人工智能难以突破的意识壁垒，促使数据处理走向进一步的人性化与科学化。

1.3 组织系统的发展趋势

(1)网络化和虚拟化。在新一代信息技术的推动下，组织系统将逐步分为智能单元、智能系统和系统之系统三个层次。智能单元是智能组织的最小单元，智能系统是通过工业网络集成多个智能单元，包括生产线、车间、企业等多种形式；系统之系统是将多个智能系统有机结合在一起，从而实现跨系统、跨平台、端到端的组织系统融合集成。

(2)扁平化、数字化和智能化。在智能制造时代，组织对现代化智能管理的需求不断上升，相应地，内部资源协调决策机制与管理模式也将经历巨大变革。首先，新一代信息技术的运用，将改变组织管理系统结构，增强不同职能部门与组织间的接触与沟通，打破部门间的界限，使各种组织结构趋于扁平化，并促成部门之间的知识联网。其次，大数据、云计算、物联网的应用，将改变组织管理制度，促使组织管理系统由传统的科级制度的“机械组织”，转变为自我管理的“有机组织”管理系统，再到“组织在线-沟通在线-协同在线-业务在线-生态在线”的全面在线模式，以及“人与人-人与组织-组织与组织”各个维度融合发展的“数字智能化”组织管理系统。

(3)生态系统化。在新一代信息技术与制造业融合发展的过程中，由于组织交互的灵活性、开放性等特征，促使智能制造生态系统成为必然趋势。生态系统具有组织分散、主体多样、合作方式灵活等特点，在具体运作过程中，系统内部的不同构成要素，包括服务单元、种群、群落等都在进行着实时协同交互，并进一步促成智能制造价值网的形成。

图2 新一代信息技术与制造业融合的组织系统发展趋势

1.4 价值实现的发展趋势

(1)内部构成日趋模块化。从价值实现的角度看，新一代智能制造价值网的内部构成，将逐步由智能产品、智能生产、智能服务三大模块共同构成。智能产品是主体，主要包括智能装备和产出物，其中产品是智能制造的价值载体，智能装备是价值实现的前提和准备；智能生产是主线，主要指参与产品制造的各个环节；智能服务是主题，主要指以用户为中心的产品整个生命周期的各种服务活动。

(2)整体范畴升级重构。新一代工业革命将通过大规模降低成本以及提高效率来加速这种更迭，促使制造业的相关业务，如采购、生产、融资、创新、销售等，都被整体纳入价值网范畴。通过不同业务主体间的融合，促使制造业从传统的供应链模式升级为智能制造价值网络结构，使整个智能制造价值网中的参与主体之间关系更加密切。

(3)能力要素协同共享。由于新一代信息技术的深度应用，价值网的开放性与共享性进一步增强，促使越来越多的经济主体参与到智能制造价值网中，并将其优势资源、能力要素协同于共同的网络平台，通过不同主体间的竞合与创新，产生综合性的网络优势，使得主体间的资源共享程度、自主创新能力和彼此共生能力均得到进一步的加强。

(4)客户需求有机集成。智能制造系统可基于多组织交互的资源整合和业务融合，并通过一定的智能技术，将客户的零散需求集成为有机整体，从而驱动制造机制的进一步创新，并促使制造业的价值理念实现从“以产品为中心”向“以客户为中心”的升级跨越。

(5)主体关系发生变革。价值网主体关系由原来的“竞争”关系，转向“竞合”关系，最终达到“共生”。价值网的内部因素由智能产品、智能生产、智能服务构成；价值网的外围网络组织由顾客群、经销商、供应商、互补商和替代商等构成。另外，价值网的辅助性组织由金融机构、科研机构、政府机构、中介机构以及高校等各类服务机构构成，具体如图3所示。

图3 新一代信息技术与制造业融合的价值实现发展趋势

2 “T-O-V”视角下新一代信息技术与制造业融合发展的理论框架

新一代信息技术与制造业的融合发展，是“技术—组织—价值”三个维度并行演化、相互促进的过程，本文将进一步剖析三个维度协同演化的要素系统、互动关系及作用机制，从而尝试构建“T-O-V”视角下新一代信息技术与制造业融合发展的整合框架，为后续围绕此框架展开系统化研究提供理论参考。

3.1 “T-O”协同演化机制

(1)技术演化与组织管理变革的互动关系。智能制造的快速变革，促使技术与组织的关系经历“技术决定论—技术结构化理论—互构论”的演化。互构论认为，技术与组织之间的关系是技术“提供方”与“使用方”互动构建的过程。随着技术经济范式的转换，企业组织结构演化经历了“纯等级结构→职能制结构→分权制结构→权变制结构→数字智能化模式”的变革。与此同时，组织系统内部的产权体系、决策体系、管理组织体系、激励体系、调节体系的控制和管理能力的变革，也将对企业技术的形成与运行产生影响，促使技术创新运行机制演化与重建。

(2)智能化技术整合与组织运行的互动关系。受“互联网+”与“+互联网”等技术的引擎驱动，以及云计算、AI技术等的持续发展与相互融合，不断形成的单点技术、多技术融合、人机融合等技术应用方式，分布在智能系统的每一个层次上，以各种存在方式发挥各种拉动作用。在此技术整合过程中，组织运行机制将以客户为中心，不断实现向人机交互、接口透明、智能驱动、网络协同智能化的运行模式转变。

(3)“T-O”协同演化的作用机制。基于上述分析，技术的演化与进步使组织管理系统发生变革，并进一步细分组织的人员、成本、绩效等管理系统。因此，在新一代信息技术与制造业的融合发展过程中，各管理系统将与技术演进融合互动，实现智能化升级、效率化提升。与此同时，组织的发展离不开技术的支撑，技术运行机制的发展又离不开组织各项职能的有效发挥，二者的协同演化过程也具有生物共生机制的特征。

图4 “T-O”协同演化机制架构

2.2 “T-V”协同演化机制

(1)技术演化与企业价值链演化、价值关系变革的互动关系。技术演化带动价值的重建与变革，在技术演化的过程中，价值模式以生命周期为主线的单条价值链，向着协同创造、多元分散的共享的价值网模式转变；并同时推动组织间价值关系实现“竞争—竞合—共生”的演化，最终形成健康的智能制造生态系统。

(2)智能技术的驱动能力与企业价值实现、价值网扩散的互动关系。现阶段工业革命处于拓展阶段，技术进步对企业价值实现表现出很强的需求拉动特征。以云计算、大数据、互联网、人工智能、5G为代表的新一代智能技术，不断相互融合、相互叠加、快速迭代，推动着万物互联，从而带动整个价值网的形成。其中，互联网技术促使信息传播的深度和广度得以延展，价值链的构建从线性流程逐步过渡到动态交叉的价值网络；万物互联的基础设施5G网络，通过与各类智能技术的深度融合，不断加强与拓展万物互联的网络结构，促使价值网不断形成与扩散。

(3)“T-V”协同演化的作用机制。可分别从技术与经济、技术创新与价值实现、技术创新与商业模式创新等视角，对技术与价值的二元耦合关系进行整合分析。与此同时，智能技术在重塑制造业企业价值创造方式的同时，其战略制定、路径选择、策略设计等都面临新的变革，需要相应的路径选择、战略政策等理论体系支撑。

图5 “T-V”协同演化机制架构

2.3 “O-V”协同演化机制

(1)组织管理方式变革与价值网关系变革的互动关系。随着组织管理方式的变革，制造型企业将不断打破内部限制和障碍，重新整合企业的硬件设施、奖励制度、组织结构等。与此同时，也将促使内外部组织架构从有界趋向无界、从有形走向无形、从垂直变为扁平，并使组织内部要素、外围组织、辅助组织间实现信息与资源的共享，从而推动价值网主体关系的变革。

(2)组织结构与价值实现的互动关系。传统组织生产模式对各种生产现场信息，如实时产出率、在线良率波动、工艺过程稳定性和产品质量追溯等，缺乏相应的监控设施，无法做到事前预防，一旦出现问题，就会产生很大的损失。由于外部环境与竞争的复杂性，传统的生产模式已经无法满足现实需求。而新一代信息技术与制造业深度融合的数字智能组织结构模式，可为企业提供生产过程透明化组织管理的有效途径，从而使得企业整个生命周期的价值得以实现。

(3)“O-V”协同演化的作用机制。一是针对组织与价值融合互动的作用机制，可分别从智能制造生态系统角度、组织协同角度、智能制造产业(企业)集群角度、经济关联效应和产业关联效应角度等，多视角、全方位地分析组织与价值融合互动的关系。二是针对组织管理模式变革与价值网变革的相互作用机制，可从组织价值链管理角度、社会价值网管理角度等，整合分析组织管理模式对企业价值实现与价值主体关系变革的作用。

图6 “O-V”协同演化机制架构

2.4 “T-O-V”视角下新一代信息技术与制造业融合发展机制的理论模型

基于上述有关新一代信息技术与制造业融合发展过程中“T-O-V”三维互动关系的分析，不难发现：其一，智能技术演化是新一代信息技术与制造业融合发展的基本前提，技术进步带动组织结构和价值网关系的变革；其二，组织管理变革是新一代信息技术与制造业融合发展的重要需求，是技术演化与价值演化的管理机制，同时推动价值实现机制的变革；其三，价值网关系的变革是新一代信息技术与制造业融合发展的核心效应，是技术演进和各组织演化的重要动力来源。

进而，面向推进我国制造业向更高水平的智能化发展的需求，本研究认为：首先，智能技术从根本上带动智能化组织的形成及价值网的重构；其次，智能化组织是新一代信息技术与制造业融合发展的重要载体，是智能技术进化的演练中心及价值实现的参与主体；再次，价值网是多组织智能技术融合的前提，以及智能化组织形成的重要体现。

综上，在新一代信息技术与制造业融合发展的过程中，“T-O-V”三个维度同步发展、相互作用，形成交叉螺旋的持续演化机制，共同推进新一代智能制造的发展与成熟。因此，本研究面向智能化不断提升的目标机制，从“T-O-V”三维演化角度，构建如图7所示的理论整合框架。除上文中重点论述的互动系统与理论系统外，该理论框架还充分考虑了二者在融合发展过程中的情境、资源、风险等要素。

图7 “T-O-V”视角下新一代信息技术与制造业融合发展的理论整合框架

(1)情境要素。宏观上，分为地方情境与全球情境。其中：地方情境指地方嵌入性，即某一组织(企业)扎根于某一特定区域的程度，过度的本地嵌入，将导致组织(企业)空间的“锁定”，使得集群内企业技术与组织的互动丧失灵活性和创造性；全球情境指企业参与全球价值链并获得升级的机会，随着国际经营条件和产业环境的变化，集群企业如何摆脱国际大买主的控制，摆脱“逐底竞争”的困境，将成为普遍问题。微观上，又分为内部情境和外部情境。组织内部情境主要包括组织惯性、协同信任问题等，组织惯性指企业在长期运行与管理过程中所形成的固化的运行与管理方式，这种惯性思维的存在，影响到企业的合作与生产、服务方式，从而影响企业价值的实现；协同信任问题是影响企业合作的最主要的因素，信息共享不仅对直接涉及的供应链成员产生影响，还将导致未进行信息共享成员的互动反应，而有些反应是对企业价值实现具有负面效应的。外部情境主要包括政府颁布的政策、法规等，我国相应的政策与法规的约束力，将直接作用于组织追求价值的整个过程，从而制约组织价值的实现。

(2)资源要素。在技术与组织系统的互动过程中，将涉及人力资源、数据资源、网络协同资源等因素。其中：人力资源主要包括智能制造所紧缺的复合型人才；在基于平台的信息共享或生产运营过程中，数据呈现出多源异构的连续性特征，人与人、人与机器、机器与机器之间的数据资源成为驱动精益敏捷生产和反馈的驱动力，从而促进企业价值的实现；网络协同资源是充分利用网络技术、信息技术，将供应链内及跨供应链间的各类组织资源进行整合，形成可共享的制造协同资源。

(3)风险要素。最受关注的风险因素仍是网络安全、数据提纯、供需不平衡等。其中：网络安全问题指随着技术日趋复杂，隐蔽的网络威胁将越来越大，当组织将带有网络威胁的技术应用于组织运行过程中时，可能会导致组织系统瘫痪、组织核心技术泄密等；随着云技术的发展，数据爆炸时代也随之而来，如何将海量数据“提纯”，将给网络架构和数据处理能力带来新的、巨大的挑战；移动互联网技术背景下，消费者由被动消费到主导消费，形成了以消费者需求为驱动的制造企业价值创造体系，当供需不平衡出现时，也将直接影响企业的价值实现。

3 “T-O-V”视角下我国新一代信息技术与制造业融合发展的现状与瓶颈

3.1 总体现状

(1)技术现状。近年来，我国部分智能制造关键核心技术已达世界先进水平，且已在工业机器人、航空装备、高技术船舶、汽车、农业等领域大量应用，并取得了很大成就。随着移动互联的不断成熟和5G的不断提升，数据传递更加便捷，大大拓展了信息消费空间，促使制造业生产与创新效率不断提升。人工智能、云计算等各项智能技术的大力发展与有力推进，使得数据处理形成了“采集→传输→分析→采集”的闭环系统，数据驱动“智造”将成为可能。

(2)组织模式现状。我国沿海地区如广东、上海、浙江等地，智能制造组织管理系统不断完善，一些大型企业已进行了智能化升级改造。中国已达到去工业化的阶段，MES智能制造产业链，是我国智能制造组织模式的重要形式。数据显示，我国MES市场规模在2018年突破百亿元，未来年复合增速约40%；预计到2020年，我国MES规模将增至186亿美元，年复合增速约13.6%。

(3)价值实现现状。现阶段，国内需求成为推动中国经济发展的主要动力，产品价值在中国这个人口大环境下得以更充分的实现，经济总量开始向中国转移，珠三角、长三角等地区都成为智能制造的集群基地，共同促进我国智能生产、智能产品、智能服务的价值实现。

3.2 主要瓶颈

(1)智能制造技术体系尚未形成。我国智能制造的基础理论研究比较薄弱，深度不够，尚未形成“人—信息系统—物理系统”的融合技术模式和标准，同时缺乏对于人的中心作用的思考。为进一步推动我国智能制造发展，应进一步搭建和完善适合中国国情的技术理论基础与体系，为智能制造发展提供理论支撑。

(2)技术进步与组织管理变革的双向脱节现象较为突出。组织管理创新逐渐成为企业竞争的关键，通过建设专业的智能制造管理机制，由人机、装备、车间、部门间、组织间分工协作，共同构成智能制造组织系统。而在当前，中国很多智能制造企业在智能制造发展过程中存在着“重硬件，轻软件”的现象，仅关注技术进步，而忽视了企业管理对技术边界界定的重要影响。

(3)缺少以智能制造整合价值链和商业模式的领军企业。缺乏积极进行技术创新、主动对企业组织管理方式变革的思想，技术路线与战略愿景不够清晰；缺少面向全生命周期的智能化生产、智能化产品、智能化服务理念；多数企业还是以利益为重，整个智能制造生态系统的协同能力不强。

(4)纵向或横向的跨界协作产业联盟严重缺失。新一代智能制造的显著特征是整个生态系统中主体间的互动，以及数据、信息、知识的共享，促使制造业从单一的组装制造向产业链两头延伸，即形成纵向或横向的产业联盟。基于对上海企业的调查，很少有制造型企业认为自己会在联盟中受益，多数认为过低的人力成本仍是其获取收益的关键因素，也有部分企业认为税收减免、其他政府补贴以及较低的资金成本等是其获取收益的最好方式。可见，企业对于生态化系统的注重意识和参与程度还有待提升。

4 总结与展望

面向国家发展的战略需求，紧跟理论前沿的分析，基于“技术—组织—价值”(“T-O-V”)的融合视角，对新一代信息技术与制造业融合发展的相关趋势及机制进行了系统分析，构建了此视角下新一代信息技术与制造业融合发展的理论整合框架，并初步分析和研判我国新一代信息技术与制造业融合发展的现状及瓶颈。然而，“T-O-V”理论视角的提出，仅仅为“新一代信息技术与制造业融合发展”的相关研究提供了初步理论视角及基础，其理论及实践意义尚需通过进一步研究来逐步探索和实现。为此，本文进一步提出在“T-O-V”融合视角下，新一代信息技术与制造业融合发展的三方面研究展望：一是从技术学科、经济学科、管理学科的交叉融合视角，围绕“T-O-V”的互动演化过程，对新一代信息技术与制造业融合发展过程中的动力因素、关键环节、发展阶段等融合机制及演化规律，展开系统化的理论分析和实证研究；二是从制造业智能化水平的视角，构建新一代信息技术与制造业深度融合发展的“T-O-V”综合评价模型，为我国在推进新一代智能制造发展过程中，评估不同阶段的发展现状、问题和瓶颈，以及明确相应的着力点和推进路径，提供科学依据；三是基于上述系统化研究，分析凝练“T-O-V”融合视角下，新一代信息技术与制造业融合发展的可行模式，为进一步寻找符合中国国情的优化路径提供理论借鉴和决策参考。