数字化转型逻辑（一）

重构： 数字化转型的逻辑（一）

制造业正迈向动力变革的新阶段。新一代信息技术尤其是大数据技术的发展，驱动制造业迈向转型升级的新阶段----数据驱动的新阶段。

第一：资源优化是目标：新一代信息技术与制造业融合主要动力和核心目标，就是不断优化制造资源的配置效率，就是要实现更好的质量，更低的成本，更快的交付，更高的满意度，就是要提高制造业全要素生产率。

第二：数据流动是关键。新一代信息通信技术是如何优化制造资源配置效率的？信息流是如何带动技术流、资金流、人才流、物资流的？关键是数据的流动，即能够把正确的数据在正确的时间以正确的方式传递给正确的人和机器，把数据转化为信息，把信息转化为知识，把知识转化为决策，以应对和解决制造过程的复杂性和不确定性等问题，提高制造资源的配置效率。

第三：工业软件是核心。数据如何转化为信息，信息如何转化为知识，知识如何转化为决策，其背后都依赖于软件，软件本质上是人类隐性知识显性化的载体，是一套数据自动流动的规则体系，把数据转变为信息，把信息转变为知识，把知识转变为决策，不断优化资源的配置效率，全面提升全要素生产率，激发经济创新活力，发展潜力和转型动力，培育基于数据驱动的新动能。

智能制造的本质：以数据的自动流动化解复杂制造系统的不确定性，优化制造资源配置效率。 对制造业智能化转型规律的认识和把握，需要不断深化对信息、数据、复杂系统、不确定性、资源优化配置等概念的理解。

信息、不确定性与人类社会发展：

只有深刻认识不确定性，才能真正理解信息化。 对不确定性恐惧是人类社会认知的动力，不确定性源于信息约束条件下人们有限的认知能力。

人类一直在努力提高认识世界的水平，以观察世界，理解规律，指导实践，来解释过去，阐明现在，预测未来，终极目的在于提升认识水平以提高驾驭不确定性的能力。

1、认知的动力：对不确定性的恐惧

人类社会发展一直是伴随着对确定性的追求，确定性是行为能被预测的前提，也是我们安全感的来源。

对不确定性的恐惧和对确定性的追求，一直伴随着人类社会的发展和演进。

人们希望预判自己决策的结果，并以此来调整和优化自己的决策。

理解、预测、控制，是人类化解对不确定性恐惧的三部曲。准确预测未来是决策的基础。

2、认知的分野：认知规律中的不确定性

从信息化推动经济转型的角度来看，不确定性是决策者不能准确预测事物未来状态的一种现象。几方面理解：一是不确定性与人的行为和决策有关，不确定性意味着事件的结果取决于人的行动本身，可以因为人的行为而改变。 二是不确定性意味着人们不能准确预测和控制，结果可能在预期之内，也可能在预测之外；三是对于不确定性来源，从主观上看，不确定性源于信息约束下的有限的认知能力，从客观上看，客观世界的复杂度超过了人们的认知。

3、信息的价值：减少认知的不确定性

厌恶风险，寻求确定性是人类的天性，这需要人们不断提高信息获取能力和水平。

共同的认知：信息与不确定性是一对相生互促的概念

客观世界角度：信息是一切事物运动状态和运动的方式

主观世界角度：信息是关于事物运动的状态和运动的反映，可以消除人们认知上的不确定性。

信息是用来减少随机不确定性的东西，信息的价值是确定性的增加。

信息是不确定性下不同主体之间互相沟通交流、认知理解、请求反馈等过程中，用来消除不确定而生成、传递与获取的语义的表达。

信息与不确定性存在反向关系，信息的目的在于消除不确定性，其作用机理体现在三个方面：

1、信息的载体能够在彼此孤立的主体之间建立起连接的纽带，消除由于缺乏联系而产生的不确定性。

2、信息的内容能够表达主体希望表达的意思，消除由于无法理解而产生的不确定性。

3、信息的运动能够促进主体之间持续的认知与反馈，消除难以达成共识而产生的不确定性，从而最终实现确定状态下的优化。

企业竞争的本质：优化资源配置效率的竞争

（一）企业的本质是一种资源配置的机制，是替代市场进行资源配置的组织。

企业竞争追求的是生存、发展与壮大，企业竞争的本质就是在不确定的市场环境下企业资源配置效率的竞争。  对于制造企业而言，其存在价值就是通过对社会资本、人才、设备、土地、技术、市场等各种资源进行组合配置，构筑企业的基本能力来满足客户需求，就是如何用更少的资源、更高的效率创造出更好的产品。

（二）不确定性的来源：

1、产品本身的复杂性。产品本身复杂且可靠性要求越高，则对其制造过程中的不确定性容忍度越低。

2、生产过程复杂性。制造是一个涉及企业内外部多主体、多设备、多环节、多学科、多工艺、跨区域协同的复杂系统工程。

3、市场需求复杂性。随着生活水平的不断提高，人们开始追求差异化、定制化产品和服务，这就要求制造企业从传统的大规模标准化生产向适应用户个性化定制和体验式消费的新型生产方式演进。

4、供应链系统的复杂性。制造企业分工日趋细化、产品供应链体系也随之越来越庞大。

综上，企业不是孤立系统，而是与用户、供应商、政府部门等共同处在一个开发的复杂生态系统中，企业面临着多变的内外部环境，企业生产的全过程，产品全生命周期的各个阶段都面临着不确定性。但与此同时，确定性是企业追求的目标，企业家总是倾向于应用信息技术提高企业内外部环境的确定性，进而在企业资源优化配置的竞争中胜出。

智能制造本质：以数据的自动流动化解复杂系统的不确定性。关键词：信息、不确定性、复杂系统。

智能是主体适应、改变、选择环境的各种行为能力。无论对生物智能主体还是非生物智能主体，其适应、改变、选择环境的过程总是建立在充分感知、交互、分析、处理自身和外部环境信息的基础之上的。  没有信息就没有智能、没有信息的组织与交互也就失去了智能行为的基础，信息的及时性、准确性、完备性决定了主体的智能化水平。

一个成熟的非生物智能系统应当具备状态感知、实时分析、科学决策、精准执行等能力。当然，这些都建立在各要素之间的实时联通、相互识别和有效交流的基础之上，信息网络发展，信息技术应用，信息资源开发成为非生物智能进化的必要条件。

数据是信息的具体表现形式和重要载体，对信息的组织本质上是对承载信息的数据进行采集、传输、分析和处理。 要解决数据从哪里来，到哪里去是实现非生物智能的关键。

需构建基于数据自动流动的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环赋能体系。数据的自动流动实际上就是把正确的数据在正确的时间以正确的方式传递给正确的主体，非生物智能系统构建数据自动流动体系的重点是构建一套完备的数据采集、传输、分析和决策体系。

（1）完整、准确的数据采集是数据自动流动的起点，这是智能行为实现的基础。对于一个非生物智能系统来说，其所处的外部环境瞬息万变，自身运行状态也需要时刻随机而变，如果不能够完整的掌握外部环境情况和内部运行状态，就无法减小不确定性，也就失去了智能行为的基础。 在智能进化过程中，通过提升数据采集的完整性和准确性来增强智能主体感知复杂环境的能力，是智能主体适应、改变、选择环境的根本前提。智能装备和终端的普及，以及各种各样传感器的大量使用，使得非生物智能系统所能采集的数量和质量大幅提升，为实现物理世界隐性数据显性化和构建数据自动流动体系奠定了基础。

（2）及时、可靠的数据传输网络是数据自动流动的通道，也是智能系统的重要组成部分。 在非生物智能实现过程中往往需要单个主体各组成要素单元之间，或者多个主体之间相互连接、相互沟通、相互交流、及时可靠的数据传输网络是智能系统各部分之间相互协作必不可少的组成部分。与生物智能的神经网络相类似，数据传输网络是支撑数据采集交互、分析处理和反馈执行的通道，是智能系统各部分连接的纽带。5G、物联网、时间敏感网络等通信网络技术的发展，为非生物智能系统内部互联互通和无缝集成提供了更多选择。

（3）科学、合理的数据分析是数据自动流动的核心，也是智能行为实现的关键。一个非生物智系统要实现基于数据自动流动的智能行为，除了充分感知周围环境并实现内部信息传递之外，还需要对自身感知接收到的数据进行分析和处理。数据分析就是借助一系列将物理世界运行原理逻辑化、代码化和模型化算法，对感知数据进行加工、分析和处理，是数据自动流动的核心，为智能行为的实现提供重要依据。软件技术的发展有助于在非生物智能系统中构建一套数据自动流动的规则体系，从而形成智能行为的基本逻辑。

（4）精准、有效的数据决策是数据自动流动的终点，也是智能主体适应、改变、选择环境的直接能力体现。非生物智能行为最终体现为一系列动作或反应，需要再一系列指令的控制下才能实现。数据决策是在数据采集、传输、分析和挖掘的基础上做出的执行指令，是数据闭环流动的终点，也是智能行为精准执行的“触发器”。当前广泛应用于非生物智能系统中的分布式控制系统DCS、可编程逻辑控制器PLC等自动控制器件，都是建立在精准有效数据决策基础上的智能行为实施部件。

信息化与资源优化配置：

信息物理系统是一种非生物智能与生物智能的集成系统，其本质是通过信息化手段实现数据的自动流动，以信息流带动技术流、资金流、人才流、物资流，进而解决复杂制造系统的不确定性问题，不断优化资源配置效率。

复杂系统所面临的众多不确定性问题再信息物理系统中被显性化，从而使得构建基于数据自动流动的新型生产制造体系成为可能，使得制造资源优化配置方式和手段更为丰富、更为便捷、更为高效

一般来说，企业生产过程中均伴随一定的运行总日历时间，在总日历时间中，因生产设备性能衰减（速度损失，空转停机）、质量损失、系统停机（外部干扰、节假日）等不可抗拒因素引起的时间损耗约占40%，生产运行实际理论可用时间仅占总日历时间的60%。而在理论可用时间中，生产过程中还面临工艺准备、主动维修、以外故障等所带来的时间损耗。实际生产可利用时间仅占理论可用时间的30%。同时，如若考虑到操作失误、设备检测、工艺更换带来的运行停机，最终实际生产有效可用时间占企业生产运行总日历时间不足10%。（这个数据有待商榷）。综上，在实际生产过程中企业运行的时间损失、生产制造资源浪费情况十分严重，通过全面优化企业生产全流程、各环节资源配置提升企业生产效率，提高生产有效可用时间的潜力巨大。

智能是主体适应、改变、选择环境的各种行为能力，对于制造而言，各类主体对环境变化如何响应是衡量智能化水平的重要标志。 

红绿灯可根据交通流量调整策略对道路资源进行优化，智能体现在资源优化的频率上。

传统制造理念是以不变应万变，以确定性应对不确定性，各种冗余应对可能出现的不确定性，人们通过功能冗余换取产品质量的可靠。面对生产交期、成本、质量、效率各项要求，生产企业总希望生产周期是固定的，专业人员是固定的，生产工艺是固定的，供应体系是固定的，通过定期保养设备保障设备的正常运转，通过定期更换刀具确保加工精度的可靠，通过库存冗余应对供应链危机。传统制造走向智能制造，就是摈弃冗余思维，静态思维，走向精细思维，动态思维，实时响应变化，拥抱变化，以动态策略应对各种不确定性。