船舶總裝廠信息工程方法論

郁泉興，陳 浩，丁煒杰

(中船第九設計研究院工程有限公司，上海 200063)

0 引 言

2019年，中船第九設計研究院工程有限公司(簡稱“中船九院”)制定高質量發展的“3+2”戰略，聚焦中船九院的數字化轉型，為船廠提供的所有服務由傳統模式轉型為數字化服務模式，按信息化規律解決信息工程(IE)問題。

20世紀80年代，詹姆斯·馬丁提出基于“數據為中心”和“數據穩定性”原理的IE，由此IE成為一門學科。2002年，高復先[1]提出信息資源規劃(Information Resources Plan，IRP)是信息化建設的核心理念，通過建立全企業的信息資源管理基礎標準、系統功能模型和系統數據模型，實施網絡工程、數據庫工程和應用軟件工程，將IE方法論引入我國。

IE是數字化船舶總裝廠規劃設計咨詢項目的核心主導內容。由于歷史原因，我國船舶總裝廠的IE長期在固定資產投資框架下按工業項目設計程序方法運行。在船舶工業進入高質量發展、國家進入新基建的時代背景下，基于固定資產投資模式的設計方法已無法為船廠提供真正需要的服務。百計得本者生，百事得道者成。市場驅動中船九院的數字化轉型，以符合信息化規律的方式為客戶提供服務。

1 IE方法論研究

1.1 研究目標

將IE方法論與我國船舶總裝廠特點相結合，形成具有中國文化靈魂和中船九院特色的IE方法論，提升中船九院的IE能力，推動中船九院的數字化轉型。

1.2 研究原則

(1)博采眾長，融會貫通，在前人成果基礎上進行完善、創新，認真研讀課題組策劃的20余本參考書，形成綜合性知識結構。

(2)將方法論引進中船九院，進行消化、吸收、創新，形成中船九院的無形資產。

(3)充分結合中船九院從事工程咨詢規劃設計建設的特點，探索適合我國船廠的企業IE咨詢規劃設計實施的工程化方法總體框架。

(4)以中國哲學文化觀察和詮釋方法論總體框架，使中西文化交融，為IE方法論提供具有中國智慧和中國特色的方法論總體框架。

1.3 研究內容

(1)理論研究

方法論研究屬于高度綜合性的軟科學研究，課題組通過收集和研讀IE方法論領域的經典文獻資料，掌握IE的規律與特點。

高復先[1]的IE方法論研究成果對我國企業的信息化建設發揮顯著的推動效果，但在編著宗旨、撰寫主題和技術發展等方面，可能存在如下欠缺：①研究內容未與企業發展戰略、業務戰略和信息化戰略關聯、協同；②研究方法缺乏企業價值鏈分析；③研究框架僅區分IE與軟件工程，沒有站至系統工程的高度。

課題組對IE理論進行完善和發展，提出IE方法論總體框架。

(2)應用研究

結合我國船舶總裝廠的建設發展特點、咨詢規劃設計行業行情及中船九院院情，綜合提煉形成具有中國文化靈魂和中船九院特色的船廠IE方法論(工作內容與工作方法)。

船廠信息化工程的咨詢規劃設計受到工程設計定式思維的束縛，沒有反映信息化工程項目的規律和特點。產生這種狀況的主要原因，除缺乏理論指導外，還包括缺乏將方法論理論與船廠的設計、制造和管理的業務特點相結合。

課題組結合我國船舶總裝廠的特點，提出船舶總裝廠IE專篇專章編寫綱要。

2 IE方法論研究成果

2.1 IE理論的中國哲學剖析

IE是建立基于當代數據庫系統的計算機化企業的方法論。課題組在基本原理、生命周期管理和船舶總裝廠業務價值鏈分析方面，對IE理論進行剖析。

2.1.1 基本原理

課題組對3條IE基本原理[1]進行深入剖析和研究，結論為這些原理是用西方語境描述的IE方法論結構框架模型，如圖1所示。三圓柱體模型以分析的、局部的和試驗的西方邏輯思維為特征，強調的是分析。

圖1 西方語境下的3條IE基本原理

課題組的虛實一體模型則更準確地堅持信息的物質性哲學本質：信息是客觀事物的屬性、運動狀態、相互聯系的具有確定性的表征或標志。信息不僅標志物質的存在，而且反映物質的屬性、狀態和聯系，即物質的內容，這就是信息的物質性。虛實一體既一分為二，又合二為一，不僅是中國哲學文化的特點，而且符合馬克思主義辯證唯物主義的觀點和思想。

課題組釆用的模型如圖2所示。IE是把握由企業實體(陰)與信息系統(Information System，IS)虛體(陽)對立統一規律的學科。該模型可更確切地體現以人為中心的理念，強調東方哲學思維的綜合，是以中國陰陽一體的哲學思想為特色的全局的、整體的和綜合的系統思維方法。

圖2 東方語境下的3條IE基本原理

2.1.2 生命周期管理

踐行全生命周期管理，使IE活起來，是IE方法論的重要內容。IE全生命周期主要包括：

(1)IE的內在規律是由低級向高級、由簡單向復雜、由必然向自由發展的過程，在實體與虛體對立矛盾中進行。信息鏈與中國哲學信息物理系統(Cyber-Physical Systems，CPS)如圖3所示，該系統貫穿實體/陰(物理空間)與虛體/陽(信息空間)之間互為映射的關系，并反映IE由數據→信息→知識→智能→智慧逐步提高的層級由信息全生命周期的規律所決定。

圖3 信息鏈與中國哲學CPS

(2)IE戰略級、戰役級、戰術級和實施級等4個層級自上而下規劃、自下而上設計，屬于IE生命周期概念范疇，如表1所示。

表1 IE項目生命周期

2.1.3 船舶總裝廠業務價值鏈分析

價值鏈描述企業價值的創造過程，在船廠IE中引入價值鏈分析可為審視企業業務能力提供分析框架。業務領域是船廠為客戶提供的產品與服務。價值鏈分析通過價值鏈、業務領域、業務流程、業務數據和業務組件等5個關鍵元素進行[2]。

進入21世紀以來，我國規劃建設的船廠已由全能型船廠轉型為社會化協作的船舶總裝廠。課題組根據現代船舶總裝廠的特點，將市場營銷、設計、物資管理、制造和售后服務等5個船舶價值鏈環節作為主要活動，建立企業統一的橫坐標，每個價值鏈環節包含若干個業務流程，并以業務領域作為縱坐標，研究形成船舶總裝廠能力統一視圖，如圖4所示，其中：MBD(Model Based Definition)為基于模型定義；MBE(Model Based Enterprise)為基于模型企業；PDM(Product Data Management)為產品數據管理；PLM(Product Lifecycle Management)為產品生命周期管理；MES(Manufacturing Execution System)為制造執行系統；MOM(Manufacturing Operation Management)為制造運營管理；PCS(Process Control System)為過程控制系統。

圖4 船舶總裝廠價值鏈——業務邏輯示例

2.2 IE總體框架

IE總體框架可概括為“2根主線、4個層次”，如圖5所示，其中：IT為信息技術；E-R圖(Entity-Relationship Diagram)為實體-聯系圖；U/C矩陣(Use/Create矩陣)為過程/數據矩陣。該總體框架以更大的系統邊界觀察企業IE，為中船九院由固定資產投資的舊基建模式向信息化和工業化深度融合的新基建模式數字化轉型提供抓手。

圖5 IE總體框架

2.2.1 2根主線

2根主線是指業務實體線與信息虛體線。在客戶經濟時代，應以客戶為中心，為客戶提供更多的附加值作為企業戰略管理的靈魂，引領企業的業務流程再設計，才能實現不斷螺旋上升的可持續發展。管理學大師邁克爾·哈默[3]在其名著《企業行動綱領》中指出，企業不能將IT作為裝飾布，方可實現商業經營技巧與高科技完美結合所體現的那種和諧優雅。海爾創始人張瑞敏以其智慧和實踐創造世界的海爾，其觀點“出了問題的服務不叫服務，叫補償，真正滿意的服務是幫用戶解決潛在的問題”即為以客戶為中心的精髓。

2.2.2 4個層次

4個層次是指戰略、戰役、戰術、實施等4個層次結構。

戰略層次的系統工程研究全局和方向問題，建立在對企業愿景、企業戰略及企業外部環境準確把握的基礎上。企業戰略和信息化戰略互為驅動和協同，戰略集成度越高，實施效果越佳。戰略層次的工作用于指導戰役層次的工作。

戰役層次的IE研究布局和時序問題，分析企業的要點需求，分清系統建設的輕重緩急，制訂信息化項目的開發計劃。IE項目的具體落地即為戰術層次的工作內容。

戰術層次的軟件工程研究在項目具體落地實現時系統功能模塊的設計和開發。

實施層次的運維工程是指信息化系統的調試交付及運營階段的運維。

2.3 船舶總裝廠IE專篇專章編寫綱要

船舶總裝廠IE專篇專章編寫綱要是IE方法論應用研究的主要成果之一。與工程設計已實施的環境保護與治理、節能、職業勞動安全衛生和防火的專篇專章編制起到體系和全局作用相同，該綱要為船舶總裝廠數字化轉型升級由固定資產投資模式轉變為“兩化深度融合”的系統解決方案模式提供參考，不僅為客戶全面實現數字化轉型提供幫助，而且為中船九院各專業數字化服務轉型提供指導。該綱要的成果包括企業戰略分析、信息化需求分析、信息化戰略分析、企業信息標準、信息化戰略設計、信息化規劃方案、信息化實施路線、專項投資概算、實施效果及創新點等章節的編制內容。

3 結 語

中船九院數字化轉型的根本目的在于提升企業自身的船舶行業解決方案與服務的競爭力，開展IE方法論研究有助于中船九院的專業設計人員掌握IE本身的規律，理解客戶的真正需求，為向客戶提供更多附加值服務打下基礎，同時形成宣貫中船九院IE方法論的骨干隊伍，促進中船九院的數字化轉型。