第1.5章 制造系统的灵魂所在-信息层

精益管理咨询导读：在进一步讨论制造系统的结构和原理之前，我们必须先澄清一下“系统”是什么？系统的定义是两个以上的相互联系相互作用的要素构成的整体，并且具有特定的结构和功能。简单地说，系统就是一个整体，只不过这个“整体”必须具备一定的前提条件。首先，这个“整体”是由两个以上的要素构成，而且要素之间必须有相互联系和作用的关系。其次，它必须具有特定的内部结构，没有内部结构的“整体”不是系统。路边的乱石堆虽然可以视为一个整体，但不能成为一个系统。另外，系统应具有特定的功能，功能是系统存在的意义。绿叶可以吸收二氧化碳和水并将其转化成有机物和氧气，因此一片绿叶是一个具有光合作用的系统。而枯叶不具有任何功能，因此枯叶就不是一个系统。

那么什么是制造系统呢？如果套用上面系统的定义，制造系统就是制造的整体，而这个整体也具有一定的前提条件。它由众多的制造要素构成，这些要素之间存在着各种形式的联系和相互作用，其内部具有多种形式的特定结构和连接。制造系统一定具备制造产品和服务的功能。这样的定义和解释就可以让我们完全认识制造系统了吗？答案当然是否定的。从系统论的角度来定义制造系统再加上PEC系统模型，依旧不能让我们彻底掌握制造系统的内在规律和运行机理。我们还需从更深的层次来认识这种极度复杂的人工系统。

制造系统的状态是其内部结构和运行机理的外在表现。因此如果我想要更深入地了解制造系统，就必须先分析出它的各种状态。那么如何确定一个制造系统的状态呢？制造系统的状态一般包括存在状态、运行状态、能力状态。这就像我们如何确定一个人的状态一样。他是否在这个世界上存在过，他一生的功绩如何，他的德行与文武又如何？是史书上的记载，是口口相传的演义，还是一出唱念做打的折子戏。实际上，是信息定义了人的状态，也只有信息可以定义事物的状态。因为信息论认为信息的本质是确定性的增加。

信息论的创始人克劳德·艾尔伍德·香农将信息定义为用来减少随机不定性的东西。所以说只有足够的信息汇总才能使一个制造系统的3种状态确定下来。管理一个制造系统不仅是管理生产产品的活动过程，更重要的是处理制造系统生成的海量信息。因为只有通过信息处理才能确定制造系统的状态，从而在根本上保证制造系统能够满足各方需求。

信息是对万事万物的状态和运动的反映。换句话说，如果没有信息生成和传递，就算物理的制造系统摆在眼前，我们也根本无法了解和管理它。一家企业没有对其制造系统中的信息进行详细地研究和分析、设计和构建的话，其制造系统一定没有达到最佳状态，因此不可能实现卓越制造。信息在未来制造系统中的重要性必将难以估量。

那么什么是制造系统中的信息呢？如果以这样泛泛的概念来讨论信息管理和信息设计的话，会显得非常空洞和虚无，而且也难以规划和实践。因此我们必须弄清楚制造系统中信息的界限，并将界限之内的信息概念化、模型化。

一台机器肯定不是信息的范畴。那一份工作指导文件呢，它是属于信息的范畴吗？首先我们要明确，这里讨论的信息不是指信号、文字、图表等信息的载体，而是它们所承载的内容。当然，信息肯定需要载体，但是我们强调的是信息所反映的内容。一个工人装配一辆汽车的作业过程是实实在在发生的活动，那么它不是信息的范畴。指导工人如何装配汽车的作业指导书是信息的载体，因此它也不是信息的范畴。作业指导书中所反映的内容才是信息的范畴。也就是说信息是通过相应的载体反映和控制物理的活动过程。电话、邮件、文件、图表文字、信号等等都只是载体，而不是信息本身。

制造系统中存在着各种各样的信息，如标准、计划、结果、指令和规定等等。如果我们将机器、人员、活动等都认为是制造系统的物理层，那么制造系统中所有的信息集合就共同构成了信息层。从物理-信息角度看，制造系统是由物理层和信息层构成。

那么在制造系统中为什么会存在信息层呢？是我们人为设定的吗？当然不是，信息是描述事物的基本元素。制造系统在运行过程中一定会生成信息流以反映其自身的状态。例如，一台运行中的设备一定存在着各种工艺参数、产出情况、运行状态等信息自动生成，只不过很多信息我们并没有收集。与之相对应，制造系统自身也一定会对这种信息所内含的系统状态进行反馈，以实现系统的自我控制。例如，当设备参数出现偏差时，设备自身或者操作人员一定会对偏差进行分析并生产调整指令。任何一个制造系统都会生成反映系统全部状态的全信息流，也会对自身的全部状态的进行自我调控。只不过在人类运营和管理制造系统时，我们无法实现对系统全信息流的感知，也无法干预系统全部状态的自我调控。而我们对信息层的规划和设计的最终目的就是为了能够最大限度地干预系统状态的自我调控，使其调控的方式和方向符合我们的期望。

要明确一点，制造系统本身具有自我控制的能力，这种控制是由维持能量所驱动，而不是人的意志。这就是为什么人骑车的时候，自行车可以在能量的驱动下直立向前行驶；而人不骑时，自行车失去维持能量而会倒在地面上。系统自身会有一套能量平衡的控制机制。也就是说控制机制已经内嵌于系统结构中，人类其实无法对系统状态进行控制。我们只能通过间接干预手段来调整系统的状态，即通过控制能量的输入来影响系统自我控制的机制，从而达到调整系统状态的目的。人并不能通过意志直接控制自行车稳定前行，而是通过控制驱动力的变化干预自行车运行的状态。由于我们无法实现直接控制系统的状态，也无法感知和干预系统的全状态，因此我们需要对信息进行结构化处理。因为结构化信息能够帮助我们在不完全信息条件对制造系统进行最大程度的感知和干预。