信息化在左,數(shù)字化在右
不知從哪天起,數(shù)字化熱起來了。熱到把在中國大地馳騁了三十年的信息化都融化了,氣化了,蒸發(fā)了。人們不再提信息化,有人羞于提它,甚至有意無意地貶低它,就像第十個饅頭吃飽了,就說前九個饅頭都是白癡一樣。
今天,“數(shù)字化”和“數(shù)字化轉(zhuǎn)型“在線上線下塵囂甚上,文章、演講和視頻鋪天蓋地。我們正贊嘆于國人的快速創(chuàng)作和創(chuàng)新能力時,卻聽到同行們和企業(yè)們嘟囔:這不就是過去那些信息化的東西穿了個數(shù)字化外衣嘛?嗯?沒錯,如果把數(shù)字化三個字替換成信息化,里面90%的東西都似曾相識燕歸來。所以,該贊嘆的不是創(chuàng)作和創(chuàng)新能力,而是文字處理軟件的“查詢和替換“功能,更是國人追蹤風口飛起來的能力。類似的能力,我還在數(shù)字孿生領(lǐng)域被震撼到了,傳統(tǒng)業(yè)務(wù)穿上數(shù)字孿生外衣就開始行走天下。
我常說“一個時代有一個時代的明星”,與時俱進起見,追星還是必要的。但如果忘了歷史,就會迷失于當下,忘了信息化的實質(zhì),也會迷惑于數(shù)字化的本質(zhì)。在信息化大潮中沖浪過的人,面對數(shù)字化浪潮有點懵:過去做的那算啥?現(xiàn)在要做點啥?沒有在信息化中沖過浪的人,面對紛繁復(fù)雜的數(shù)字化局面,眉毛胡子一把抓,總是缺乏章法,不得要領(lǐng),其結(jié)局不是懵不懵的問題,而是翻船與否的問題。
人的大腦分兩部分:左腦和右腦。左腦是理性之腦,主管邏輯和推理;右腦是感性之腦,主管直覺和藝術(shù)。左腦的理性決定了它是現(xiàn)實派、事實派、控制派、質(zhì)量派;右腦的感性決定了它是未來派、幻想派、沖動派、創(chuàng)新派。
信息化司左腦之責,數(shù)字化行右腦之事。當我們掌握了明確的機理、完備的初始條件(初態(tài))和邊界條件(環(huán)境)時,用信息化幫我們提高效率和質(zhì)量。當我們的研究對象超越了我們理解,機理、初態(tài)和環(huán)境不完備時,則需要用數(shù)字化來突破我們局限,實現(xiàn)創(chuàng)新。
我們所在的世界是三類系統(tǒng)的混構(gòu)體系:第一類是自然物(如星系、生物等),第二類是人造物(如機器、生產(chǎn)線等),第三類是組織體(如企業(yè)、聯(lián)盟等)。人類始終致力于對這三類系統(tǒng)的運行規(guī)律進行研究,以期獲得明確的機理。具有清晰初始條件和完備邊界條件時,用明確機理來運算就能獲得確定性的結(jié)論,人們靠這個運算結(jié)果可以預(yù)測時空運轉(zhuǎn)(未來和遠方)。
過去,人們所掌握了類似F=ma、E=MC2、工程經(jīng)驗公式、機器工作原理、生產(chǎn)執(zhí)行策略、政治經(jīng)濟學、企業(yè)管理學等運行規(guī)律?;谶@些機理,計算科學一出世,人們就迫不及待地開發(fā)了相應(yīng)軟件,于是科學計算、工程驗算、MES、ERP、PLM、PM、MRO等軟件相繼涌現(xiàn)。這些軟件的出現(xiàn),大幅度提升了人類的工作和生活的效率和質(zhì)量。1990年***始,這股浪潮變得尤為迅猛。那個年代,我們稱為“信息時代”,很具中國特色的“信息化“一詞也是從那時開始的。
之所以用“信息”一詞,是因為我們掌握了機理之后,只需要少量的數(shù)據(jù)“喂”給軟件,就可以獲得足夠好的反饋。這些少量的數(shù)據(jù)就是初始條件和邊界條件。大量的復(fù)雜的計算工作和內(nèi)部數(shù)據(jù)流傳,軟件就無誤地完成了。信息是控制論中大行其道的概念,該詞的本意就包含對大量數(shù)據(jù)進行提煉總結(jié)而形成的最有價值的少量“數(shù)據(jù)”。信息不僅包含了明確的運行機理,還包含了清晰的初始條件和完整的邊界條件,即信息包含機理、初態(tài)和環(huán)境。
不幸的是,人類對自然物、人造物和組織體這三類系統(tǒng)的運行規(guī)律研究都不盡完善,對這個世界絕大多數(shù)運行機理、邊界條件和初始條件的掌握都不完備。人們現(xiàn)已掌握的機理,不僅只是這個世界規(guī)律中非常少的一部分,而且在同一范疇中,已經(jīng)掌握的規(guī)律也非常有限。一臺機器的工作原理看似明確了,其實同一機器中還有很多地方不明確。企業(yè)運行的規(guī)律更是如此,不然就不存在“管理不僅是科學,更是一門藝術(shù)”這一模棱兩可的說法了。而且,即便是掌握了事物的運行機理,對邊界條件和初始條件的確定也有很多挑戰(zhàn)。
機理、初態(tài)和環(huán)境三個中有一個不清晰,運算結(jié)果就基本靠感覺了。在信息化時代,遇到這種情況都繞著走。但人類現(xiàn)有的信息終有一天會被信息化用盡的時候,那些信息化做的比較早且成熟的人們發(fā)現(xiàn),信息化帶來的邊際效益越來越低,就是因為能明確的機理、初態(tài)和環(huán)境都已經(jīng)進入信息化系統(tǒng)了,但仍然還有很多問題沒有解決,還有很多時空需要預(yù)測。此時,信息化遇到了瓶頸,上升通道被堵住了,價值曲線無限接近一條水平漸近線。
當然,人類從來都不會坐以待斃。信息(包含機理、初態(tài)和環(huán)境)都是從大量數(shù)據(jù)中總結(jié)提煉而成,不管這種數(shù)據(jù)完整還是不完整。其實,信息的提取恰恰就是人類中的聰明人通過并不完備的數(shù)據(jù)抽象提煉總結(jié)而成的。過去做信息化的時候,普羅大眾幾乎忘了這一事實,直接使用既有的信息來完成工作。但那些聰明的少數(shù)人始終是清醒的,科學技術(shù)也在不斷發(fā)展,他們發(fā)現(xiàn)新科技(特別是大數(shù)據(jù)與AI技術(shù))可以在海量數(shù)據(jù)中總結(jié)出具有一定明確程度的機理、初態(tài)和環(huán)境(姑且稱為“準信息“),而且隨著數(shù)據(jù)量的增加和進一步分析學習,“準信息”可以越來越明確。準信息更接近純數(shù)學的表達,未必像人類總結(jié)的信息那樣具有顯而易見的物理意義和業(yè)務(wù)含義。但在一定范圍和條件下,準信息包含的規(guī)律確實接近真實世界的規(guī)律。也就是說,計算科學的發(fā)展,讓人們可以回歸到信息的本源——數(shù)據(jù)層面,發(fā)現(xiàn)靠人腦不曾發(fā)現(xiàn)的機理,總結(jié)機理需要的初態(tài)和環(huán)境。于是,數(shù)字化時代拉開了序幕。如果說信息化以明確信息為前提,那數(shù)字化則以海量數(shù)據(jù)為基石。數(shù)字化看似繞開了明確信息,但卻走通了信息化曾繞開的路。
數(shù)字化前提,是盡量完整地將研究對象從實物轉(zhuǎn)換為數(shù)字化模型。當然這里指的是廣義數(shù)字化模型,不僅僅指的形體或外形的數(shù)字化,而是凡是能反映實物特征和屬性的所有時空關(guān)系數(shù)據(jù)進行數(shù)字化表達。所謂的時空關(guān)系數(shù)據(jù),不僅僅是靜態(tài)的,而且是動態(tài)的,不僅僅是實物自己,而且包括所有與自己相關(guān)聯(lián)實體的關(guān)系。當物理世界數(shù)字化之后,就可直接從大千世界的數(shù)據(jù)出發(fā),來獲得我們需要的機理、初態(tài)和環(huán)境,哪怕是準信息也好。只要新的機理在手,初態(tài)和環(huán)境收入囊中,那對時空預(yù)測的又可以上一個臺階。因此,數(shù)字化是在信息化走到天涯海角時又搭建的橋梁、船舶或飛行器。
司左者信息化歷史夠悠久了,不再追憶和贅述。但你有沒有覺得,在當年信息化大潮之下,有一類軟件顯得很另類。當時“數(shù)字化”一詞還沒如此流行,所以人們就一直忍受著這種另類,簡直逼死技術(shù)潔癖***座的節(jié)奏。沒錯,我們說的就是CAD、CAE和CAM。
最早走上數(shù)字化之路的領(lǐng)域是仿真(或CAE)。CAE出現(xiàn)之前,人們雖然掌握了固體力學、流體力學、熱學、電磁學、化學等基礎(chǔ)理論,但在工程中仍然在使用大量的經(jīng)驗公式。理論只適用于簡單結(jié)構(gòu)(單擺、梁桿、板殼、四面體、立方體等),經(jīng)驗公式只適用于特定場景(那些結(jié)構(gòu)簡單、具有特定和明確的初態(tài)和環(huán)境的情況)。此時計算機的使用,只是把算盤和計算尺搬到了電腦里,屬于信息化的范疇。對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)(異形建筑、高端裝備、體系(系統(tǒng)之系統(tǒng))等),盡管基礎(chǔ)理論、初始條件和邊界條件都很明確,但我們?nèi)匀粺o法獲得研究對象工作機理的全貌,人們?nèi)匀徊荒茴A(yù)測時空。CAE方法讓人們可以建立復(fù)雜結(jié)構(gòu)的數(shù)字化的完整空間,從研究對象的完整數(shù)據(jù)出發(fā),獲得接近真實世界的機理、初態(tài)和環(huán)境,從而實現(xiàn)了對理論和經(jīng)驗公式的突破,復(fù)雜結(jié)構(gòu)的運作機理得以透視。由于數(shù)字化歷程的長期積淀,讓仿真的確定性越來越高,對于那種進行過大量仿真確認的復(fù)雜結(jié)構(gòu),很多組織已經(jīng)不需要重新計算,只需要在已經(jīng)形成的數(shù)據(jù)庫中差值就可以獲得工程可信的結(jié)果,這意味著,仿真的信息化的屬性越來越強?,F(xiàn)在,仿真界開始利用AI探索以前不確定性較強的領(lǐng)域,譬如拓撲優(yōu)化、基于AI的參數(shù)優(yōu)化、湍流、復(fù)合材料、斷裂力學、電磁干擾與兼容、人類無法觸及的遠端(如火星環(huán)境)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的計算。
另一個數(shù)字化先性者是三維CAD/CAM,有與CAE相似的經(jīng)歷。當年甩圖板時期的二維CAD走向三維CAD,相當于從信息化走向了數(shù)字化。當人們使用三維空間完整數(shù)字化模型數(shù)據(jù)來進行產(chǎn)品的設(shè)計時,出現(xiàn)了成效斐然的突破與創(chuàng)新,長期困擾人們的高度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的形心、重心、裝配、干涉、尺寸鏈、公差鏈、物料成本等問題迎刃而解。當下流行的創(chuàng)成式設(shè)計是其更進一步的發(fā)展。創(chuàng)成式設(shè)計方法完全發(fā)揮算法和AI的長處,不需要人做過多干預(yù),也不希望人做干預(yù),因為人的思維定式缺陷可能會妨礙設(shè)計創(chuàng)新。我們只需要提供必要的設(shè)計限制,其余的交給算法來創(chuàng)造。這種新型的設(shè)計方法雖然不能替代正向設(shè)計和創(chuàng)新,但它是對人們大腦和眼界給予大幅度擴展。
最近出現(xiàn)的大量的數(shù)字化應(yīng)用是在生產(chǎn)制造過程、運行維護、企業(yè)管理、數(shù)字經(jīng)濟中,利用完整的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)、經(jīng)濟數(shù)據(jù)來預(yù)測以前MES、ERP、MOR、CRM、SCM等信息化軟件只能繞開的場景,深挖數(shù)據(jù)中的信息,實現(xiàn)業(yè)務(wù)和管理的突破,耳熟能詳?shù)念A(yù)測性維護便是典型實例。
凡此種種應(yīng)用都顯示,當物理世界都能全面數(shù)字化表達的時候,人類的所有工業(yè)及經(jīng)濟的夢想——工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)、智能制造、數(shù)字孿生、數(shù)字經(jīng)濟和智能商業(yè)等,都似乎近在眼前,觸手可及。當然,你一定會說:“數(shù)字化轉(zhuǎn)型,必須進行商業(yè)模式創(chuàng)新、經(jīng)營模式變革、價值體系創(chuàng)新、組織文化變革……”好吧,我同意!
如此看來,先有信息化,后有數(shù)字化,那是不是意味著數(shù)字化就比信息化高級一些?非也!數(shù)字化其實是一種遞歸,是信息化發(fā)展遇到瓶頸之后的回歸本源,但又不是簡單的返璞歸真,而是事物螺旋發(fā)展的一次高層次的回歸。
信息來源于數(shù)據(jù),那是不是意味著信息比數(shù)據(jù)高級一些?非也,信息最終會轉(zhuǎn)化為常識,沒人認為只掌握常識的人是高人。信息也終會轉(zhuǎn)化為流程和規(guī)則,只知按章辦事的人,在組織中稱為普通工作人員。高瞻遠矚的人,也就是那些企業(yè)領(lǐng)袖、行業(yè)翹楚、社會賢達及科技怪才,都往往是那些跳出現(xiàn)有信息框架,直接到高緯度和寬視野的數(shù)據(jù)中用敏銳直覺感知未來的人。
人的左右大腦是相伴相生、相輔相成的。藝術(shù)和創(chuàng)新是人類的生活夢想,但質(zhì)量和效率是生存之本。無論人的個體還是人類社會,都是在感性和理性的交替運行、直覺和推理共同作用的過程中成長和進化的,沒人愿意為了理性和質(zhì)量而去掉右腦,也沒人為了藝術(shù)和創(chuàng)新而去掉左腦。個體人和人類社會都是先從樸素的感性和直覺發(fā)展上升到理性和理論的高度,然后又升華到優(yōu)秀的直覺。優(yōu)秀的直覺源于對豐富經(jīng)歷和有效經(jīng)驗的高度總結(jié),還需要經(jīng)常性的深度思考和遠期瞭望。我們的社會中確有一類具有這種優(yōu)秀和敏銳直覺的人,是他們引導(dǎo)著你的企業(yè)、機構(gòu)甚至人類的發(fā)展方向。正是這種優(yōu)秀的直覺推動了人類新理論的產(chǎn)生和新科技的發(fā)展。
因此,我們這里談左右,并不是要把信息化和數(shù)字化對立。其實,數(shù)字化是我們夢寐以求的創(chuàng)新和發(fā)展,但信息化是我們賴以生存的質(zhì)量和效率。從數(shù)據(jù)中識別總結(jié)確定性信息(機理、初態(tài)和環(huán)境)是數(shù)字化的使命,人類終究還是要像牛頓、愛因斯坦那樣取得真正的具有物理含義和業(yè)務(wù)意義的終極模型,才能獲得實質(zhì)性的根本進步。數(shù)字化識別出來的信息需要進行另一次遞歸,最終還要回歸到信息化中來。有人說數(shù)據(jù)可以幫助人們消除不確定性,其實數(shù)據(jù)本身并不是不確定性的終結(jié)者,從數(shù)據(jù)中獲得的信息才是。質(zhì)量與創(chuàng)新的交替進步和螺旋上升,是人類和工業(yè)的進化與發(fā)展的基本模式。不妨把信息化和數(shù)字化看成是智慧工業(yè)DNA的兩條鏈,就像生物DNA由兩條鏈構(gòu)成,缺一不可。
當然,我們也不能左右不分。沒有質(zhì)量和效率的創(chuàng)新發(fā)展是不可靠、沒前途的。沒有信息化為基礎(chǔ)的數(shù)字化是無本之木,就像大樓缺少了地基,終將傾倒坍塌,落得個白茫茫大地真干凈。搞數(shù)字化,信息化的欠賬遲早是要還的,以工匠精神先把企業(yè)已經(jīng)明確的工業(yè)機理和業(yè)務(wù)模型梳理清楚,在信息化系統(tǒng)中得到優(yōu)良運行,然后再利用數(shù)字化進行創(chuàng)新發(fā)展,這才是進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的正確姿勢?!稗D(zhuǎn)型”二字,不僅代表了物理向數(shù)字的轉(zhuǎn)變,同時代表了信息化向數(shù)字化的轉(zhuǎn)變。因此,奉勸那些試圖跳過信息化階段直接進入數(shù)字化的人,不要試圖通過數(shù)字化來眉毛胡子一把抓地補救一切,不然可能因彎道超車而翻車。