工业企业信息化发展趋势的再审视

张俊波 王莉仙

[摘    要] 随着科学技术和经济全球化的不断发展，使用信息化技术（IT）已成为提高企业竞争力的必要条件。自20世纪50年代以来，数据系统的出现使信息技术得以不断发展，并在此基础上开发了许多信息化模型，统一建模语言（UML）使IT系统工程项目的使用范围更广;移动和云计算是企业信息化中的最新技术，但是它们的应用仍然存在一些困难。这些模型和技术需要适当的环境才能蓬勃发展。实践中，在企业信息化协作环境下，PLM和KPR方法的同时使用能够促进跨学科的团队合作和企业内部的经验共享。

[关键词] 企业信息化;信息模型;协作环境;发展趋势

0      研究背景

随着科学技术的进步和经济全球化的发展，企业为提高竞争力，其运营模式出现了一些转变，其中最重要的转变之一就是信息化。企业信息化是指企业利用现代信息技术，通过深入开发和广泛利用信息资源来不断提高生产、运营、管理和决策的效率和水平，从而提高了企业的经济效率和竞争力的过程[1]。它涉及企业网络基础结构开发（硬件平台的构建和集成）、办公自动化和员工自助服务系统、商务协调系统、供应和物流协调系统、制造协调系统、技术开发协调系统、管理和决策支持系统以及客户服务系统等各个方面[2]，其主要目的是通过使用信息技术（IT）和现代管理方法来增强和优化企业业务流程。面对全球日益加剧的竞争，世界各地，尤其是中国，正在迅速使用信息化以改善制造企业。

但是，在信息化进程中，许多行业采用信息化也面临着一些挑战，主要表现为IT和管理技能不佳、无法正确评估信息化阶段以满足其要求等。IT和管理技能可以通过培训等手段加以改进，但如何正确评估信息化阶段一直是许多企业信息化进程中的瓶颈。因此，对企业信息化发展阶段的评估已被确定为信息系统中最关键也是最棘手的问题之一。下文将整理企业为适应现代化发展而正在进行的企业信息化转变。

1      企业信息化的启动——信息模型

企业信息模型在當代集成制造（CIM）中对集成环境中的个体工人和集体工人的有效交付至关重要[3]，企业的成功取决于在启动阶段创建的信息模型。信息建模常常被误认为仅是数据建模，事实上，它是一个涉及过程和价值的面向服务的模型，一个有效的集成企业信息模型必须具有战略、战术和运营意义[4]。这些集成参数以及生命周期其他业务流程形成了单个集成企业信息模型。

通常，基于不同时间段的数据流及信息环境的静态特征，信息模型映射了企业流程。但是，单个集成企业信息模型可能还有其特殊的功能，如信息资产的文档编制、深入了解企业、解决某个实际问题等，其中，流程型建模工具还应描绘当前企业及其前景。

基于一系列信息建模技术的应用，企业的应用程序层可以实现与其信息元对象的互联。20世纪50年代，数据处理系统的出现促进了信息建模技术的发展。当前，全世界有许多建模技术，为了便于企业进行解释和分析，通常在模型中应用图形建模技术。结构分析与设计技术（SADT）是道格拉斯·罗斯开发并经过1970年现场测试的早期技术之一[5]，该方法被用于MIT自动编程工具（APT）项目。从1973年开始，美国空军综合计算机辅助制造计划就开始广泛使用它。它是当今一种标准的建模技术，可应用于信息建模、仿真、面向对象的分析和设计以及知识获取中[6]。功能建模的集成定义（IDEF0）和信息建模的集成定义（IDEF1x）也是从SADT技术发展而来的，后来专门用于信息建模。IDEF1x技术是IDEF1的扩展版本，实际上也早已在制造业和研究机构中应用，它被工业界广泛地用来制造系统的信息视图建模，主要原因在于：

（1）IDEFlx可以支持概念模式的开发，因为它的语法可以确保概念模式开发所需的语义结构，同时，完整的IDEFlx模型可以实现数据的一致性、可扩展性和可转换性。

（2）IDEFlx是一种相关性语言，其结构既简单、匹配度又高，能针对不同语义。

（3）IDEFlx的语义和语法功能强大，并且易于用户命令。

（4）IDEFlx具有强大的表达能力，丰富的语义和简单的开发过程，非常容易在不同工作组之间进行讲授和交流。

对象管理小组在20世纪90年代开发了一种结合了十二种建模技术（包括功能模型和信息模型）的多维建模技术，称为统一建模语言（UML），目的是为软件建模和系统设计确立一个严格的、开放的标准。UML具有三个主要的建模观点：①用例模型从用户的角度描述系统需求;②静态模型描述系统元素及其关系;③动态模型描述随时间而变化的系统行为并支持Kruchten的4 + 1视图模型[7]。Kim等发现，IDEF和UML模型的联合开发和重用将有助于企业工程项目更广泛地使用信息技术系统[8]。

同时，还有许多概念信息模型被用于企业运营中，如Peter Chen在1976年发表的实体关系（ER）模型，后期发展为扩展实体关系（EER）模型[9]。EER模型由实体关系的超类/子类结构组成：超类基本上是一般化，而子类是专门化。子类可以包含重叠或不相交的关系，许多超类可以组合为一个类别。实体通常由矩形表示，矩形内部带有实体名称。单值属性以椭圆形显示，其内部是属性名称，属性通过实线连接到实体或关系。关系以菱形显示，并通过线连接到每个参与实体;实体与关系之间的单线表示可选关系（这意味着实体可能会也可能不会参与此关系）;实体与关系之间的双线表示该实体与该关系之间的强制性关系（这意味着该实体的每个实例都参与该关系）。

此外，许多其他信息模型也已开发并用于企业信息化，包括数据流程图（DFD）、业务流程模型和表示法（BPMN）及其扩展包、事件驱动的流程链（EPC）、信息工程（IE）等。

2      企业信息化的发展——计算

2.1   移动计算

移动计算是一种新技术，随着移动通信、互联网、数据库技术和分布式计算的出现而流行起来。平板电脑、智能手机和其他小型计算机设备被广泛用于数据输入、浏览和查询的应用程序，这些设备及其软件系统有助于将地理信息系统（GIS）从台式计算机转录到用户手中，从而在数据获取的准确性和真实性方面更加灵活。这一变化极大地促进了信息的传输和及时更新，同时还可以为业务合作伙伴生成虚拟环境，使他们在接触产品之前就形成了对产品的意向，在制造开始之前做出更改。

如今，移动计算已经与微信、Facebook、Linkedin、Twitter、YouTube等社交网络服务的发展相结合，广泛应用于促进企业信息化发展进程中[10]。随着客户群的个体化与分散化，企业信息化对实现实体之间的沟通和协作提出了更高的要求，社交网络服务对此给予了补充，同时使企业员工可以加强自治。部门间的社交网络服务还促进内部员工之间便捷、有效和透明的沟通与协作。因此，企业社交网络服务或社会化企业的概念已普及。

2.2   云計算

近年来，云计算的发展极大地推动了企业信息化。云计算主要通过网络来分配虚拟化资源，它能够访问遍布全球的数据库。云计算是一种在网络上开发高端应用程序（例如模拟）的多功能IT范例，它具有支持基于网络的混合日程表管理平台的功能。这有助于应用程序单位按项目购买软件，支持通过第三方平台访问相同的信息，并协助项目团队。有关企业信息化中的文献中已经列举了许多利用云计算的好处，例如，Marston等表示，云计算可以为企业提供即时访问IT资源的机会，并可以通过扩展服务在较短的时间内开拓市场[11];Sultan证明了云计算使企业能够轻松地根据客户的需求扩展服务，实现软件部署并提高IT灵活性[12]。企业IT资源、数据、资源池和共享环境的集成提高了它们集成数据和应用程序的能力，这使协作更加容易。云计算的推广主要有两个原因：

（1）IT效率：通过高度可扩展的硬件和软件资源更有效地利用现代计算机的功能。

（2）业务敏捷性：通过使用计算密集型业务分析和实时响应用户需求的移动交互应用程序进行快速部署，并行批处理，使IT成为强有力的竞争工具。

IT效率概念还包括绿色计算的思想，这涉及在地理区域有效利用计算机，并获得廉价的电力和互联网连接。另外，业务敏捷性意味着企业应该能够通过减少最近表征企业IT设置的初始启动投资来轻松、及时地使用计算工具。值得注意的是，云计算并不明确要求服务由第三方提供，而是更多地强调：资源利用、虚拟化物理资源、体系结构抽象、资源的动态可伸缩性、资源的弹性和自动自我配置、普遍存在性（即设备和位置独立性）以及运营费用模型[11]。

根据目前人们对云计算的高期待，贝恩公司预测，2020年，企业在云计算上花费可能超过3 900亿美元①。然而，云计算的推广需要考虑两个问题：一是由于企业对IT的大多数投资都未得到充分利用，所以成本是一个需要考虑的重点问题。例如，最近的一项调查报告表明，被调研的六个公司数据中心仅使用了10%至30%的服务器电源，而台式计算机的电源则低至5%。二是云计算会消耗大量公司维护和服务资源，有数据表明，企业2/3的IT预算被用于维护和日常服务。

尽管如今云计算技术的发展仍然面临许多瓶颈，但计算行业的原始商业力量依然表明，企业实体需要与信息技术发展保持同步，以避免被淘汰。如今，企业不仅可以借助自己的服务器来呈现云计算，也可以从云提供商处租用云计算，而云提供商应承担基础设施产生的所有资本风险。

3      企业信息化的深入——协作环境

协作环境涉及在网络、支持部门或组织以及专业人员之间共同工作的所有系统。罗斯等将协作工程环境描述为由各种参与者和资源活动组成的网络结构。企业中的协作环境可在任意时间和地点提高准确性，并及时向客户交付信息。它还简化并消除了各种实体之间的冲突，同时促进了企业中数据的收集和数据的查询。通过促进信息资源的建设性应用，可以提高实体之间协作工作的一致性，同时降低成本并增强管理人员的控制能力。

在工程企业设置中，一种强大的创建协作环境的方法是产品生命周期管理（PLM）工具。这些工具可用于流程计划、装配设计、布局评估以及其他资源配置[13]。APM环境允许多学科团队在一个互相链接的平台中工作并交换想法和经验。为了在企业设置中存储、分类和访问信息，KPR（知识、流程和资源）是一项非常重要的工具。该技术特别适用于过程计划和装配设计操作。与PLM工具一起使用时，该技术可促进多学科团队在PLM环境中工作，并通过共享经验来支持PLM工程师的决策[14]。

图1说明了用于组装过程设计的协作工程环境概念。这样，任何因素所取得的每项进展对于整个团队都是显而易见的，从而促进了真正的集体专业知识的增长。当应用KPR结构时，所有元素都有共同的关系。例如，研究和文档编制以及装配工艺设计的专家的贡献可以被设计师吸收，其中一些设计师使用PLM数字工具（这里分别关系到了图1中的②⑥③④⑤）。

4      结    论

本文讨论了企业信息化过程的技术或模型以及其发展趋势。诸多文献表明，企业信息化对于增强企业的竞争力是必要的，尤其是在当前科学、技术和经济快速发展的背景下。数据系统在20世纪50年代的问世为信息技术的概念奠定了基础，而信息技术的概念早在20世纪70年代就被广泛应用到理论中。移动计算是过去几十年来备受关注的另一种技术，随着社交媒体的出现，它的应用范围猛增，其中，云计算是企业信息化中的一项新技术，其发展空间广阔。多种多样的信息化管理工具，使利用互联网进行企业管理变得可能。然而，以上所有模型和技术都需要在适当的环境中才能蓬勃发展，实践表明，同时使用PLM和KPR方法能够促进企业内部的多学科团队合作和经验共享。

主要参考文献

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[4]葛晨，乔立红.制造特征信息建模及其实例化方法[J].计算机集成制造系统，2010，16（12）：2570-2576.

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[12]Sultan N A.Reaching for the“Cloud”：How SMEs Can Manage[J]. International Journal of Information Management， 2011，31（3）：272-278.

[13]章永志.信息化环境下电力工程项目全生命周期管理探讨[J].科研，2016（11）：192-193.

[14]孙帅.浅谈产品全生命周期管理系统在制造业应用的必要性[J].科学技术创新，2017（23）：295.