67、赛博物理系统时代的能力管理

赛博物理系统时代的能力管理

1. 工业4.0时代的企业

在高工资国家，生产正日益受到劳动力老龄化和知识爆炸的影响。随着老龄化劳动力退休，知识也会随之离开企业。此外，更多复杂产品、新生产流程、国际化带来的竞争加剧，尤其是快速变化市场中的新技术，都给企业带来了巨大挑战。为在动态和动荡的环境中保持竞争力，企业需预测并应对这些变化，否则会面临服务水平下降、库存成本上升等问题。

科学家和从业者认为，相关技术变革将引发第四次工业革命。持续的数字化使企业能连接整个价值链上的机器、存储和运营材料，这些底层系统被称为赛博物理系统（CPS）。“工业4.0”在德国流行起来，其核心是智能工厂愿景，能利用互联网智能进行生产规划和执行，提高生产系统的灵活性。人作为管理者、问题解决者和协作者嵌入这些系统中。

显然，相关技术将带来重大经济和社会变革。CPS有助于应对劳动力老龄化和资源稀缺等关键挑战，但也给制造业带来新的复杂性。因此，企业必须应对日益增长的复杂性以及更快创新和灵活性的要求，投资员工能力是应对这些挑战的关键因素。

为充分利用数字化潜力，企业需在技术和人为因素间找到平衡。传统工作模式未让员工为CPS的高要求任务做好准备，企业需要对劳动力进行更多长期投资，如招聘和培训。引入CPS会带来技术复杂性和情境复杂性。技术复杂性涉及技术的基本交互特性或底层系统架构的复杂性；情境复杂性包括技术应支持的更广泛任务、角色或工作，尤其是开放式或非结构化任务。

为应对这些复杂性，开发技术和情境能力对人与技术系统的交互至关重要。若不采用考虑必要人类能力的社会技术方法，会导致需求定义不明确、系统设计不佳、系统延迟和期望不匹配等问题。由于人口因素（如劳动力老龄化）和CPS对技能要求的提高，企业需在技术知识和情境复杂性领域维护和发展员工能力。

为同步组织和个人技能，分析CPS所需能力和员工实际个人能力很重要。能力发展耗时且成本高，因此劳动力管理应注重早期识别和评估与企业战略及技术变革相关的能力。识别能力差距和规划劳动力需求（招聘和员工培训）在未来将变得更重要。传统上，这些能力常分为技术、方法、社交和个人能力。技术和方法能力在应对技术复杂性中起重要作用，社交和个人能力对处理CPS的情境复杂性至关重要。由于员工无法单独解决所有问题，协作解决问题的能力将更重要。

以下是相关能力分类的表格：
|能力类型|描述|
| ---- | ---- |
|技术能力|适用于特定技术环境的知识、技能或经验，如焊接、机器操作等|
|方法能力|应用可教授且定义明确的方法，如金融数学、运筹学等|
|社交能力|在团队和跨职能流程中成功工作的能力，如团队管理、冲突解决等|
|个人能力|有助于个人有效组织自己的能力，如学习意愿、创造力等|

2. 赛博物理系统

根据Lee的定义，“赛博物理系统（CPS）是计算和物理过程的集成。嵌入式计算机和网络监测和控制物理过程，通常通过反馈回路，物理过程影响计算，反之亦然”。CPS包括嵌入式系统和设备，如建筑物、运输和医疗设备、物流、协调和管理流程或网络服务等。传感器系统从物理系统和参与者收集数据，基于数据评估和存储，CPS对本地或全球连接的物理世界做出响应，还使用全球可用的数据，并具备多模式人机界面。

CPS的应用潜力巨大，可应用于医疗设备和系统、交通控制和安全、汽车系统、过程控制、节能、环境控制、航空电子、关键基础设施控制（如电力）、国防系统和制造业等。例如，通过连接汽车和智能交通数据系统，可提高运输系统的效率和安全性，减少化石燃料消耗和温室气体排放。

为提高生产系统的生产率、质量和稳定性，所谓的赛博物理生产系统（CPPS）可对制造业产生积极影响。因此，引入CPS是广泛讨论的话题，因为预计它将改变商业模式和整个市场结构。根据Schlick等人的观点，生产变革的主要特征包括：智能对象、全面联网、使用互联网标准进行通信、自适应和灵活的生产系统、网络中的垂直集成以及员工角色的改变。技术变革为协作创造价值带来新机会，如利用客户知识进行开发和生产过程。由于全球信息交流的机会，劳动力变得更独立于制造地点。

CPS必须具有弹性并能适应不可预测和不利事件，并非每个组件都可靠。CPS的设计和使用是一项重大挑战，涉及安全、可用性或对系统的信任等特定要求。引入CPS不仅涉及技术变革，还将改变员工的角色、协作和工作场所。特别是人机交互将要求许多员工具备截然不同的能力概况。为应对这些变化，工业4.0工作组定义了引入CPS所需的关键优先领域：
1. 参考架构的标准化和开放标准 ：公司内部和公司之间将交换信息，需要开发共同标准，参考架构有助于实施这些标准。
2. 管理复杂系统 ：产品定制、市场需求和复杂生产网络中功能增加等趋势增加了生产复杂性，解释和规划模型可帮助管理这种复杂性。
3. 工业宽带基础设施 ：现有通信网络需扩展以满足更高数据量和更好数据交换质量的要求。
4. 安全和保障 ：公司或制造设施之间计划交换的数据和知识必须受到保护，CPS不应危及员工或客户，需防止滥用和未经授权的访问。
5. 数字工业时代的工作组织和设计 ：工业4.0将改变工作流程内容和员工角色，实时控制使员工更多参与临时问题解决，而非常规任务，他们对确保CPS稳定性和维护更负责，工作设计将更具参与性，需要终身学习。
6. 工业4.0的培训和专业发展 ：工作和技能概况将因技术、社会和组织背景的改变而变化，当前标准化培训项目有限，确定相关培训内容是挑战，跨学科方向和新资格可能变得非常重要。
7. 监管框架 ：现有监管框架无法应对数字化的新复杂性，修改后的监管框架需满足数据保护等要求，并具有利用快速变化新技术潜在利益的灵活性。
8. 资源效率 ：实施CPS的主要目标之一是提高生产系统的生产率，即增加产出与资源（如原材料、能源、人力和财务资源）的比率。

以下是CPS架构的mermaid流程图：

graph LR
    A[物理/机械系统CPS] --> B[嵌入式系统]
    B --> C[传感器和执行器]
    B --> D[电子硬件]
    B --> E[软件]
    B --> F[与其他系统的连接]
    B --> G[人机界面系统]

3. 能力与能力管理

本部分讨论能力管理作为数字化世界中管理员工的基础，区分组织和个人能力，并提供如何对各自能力进行分类和测量的简短示例。

3.1 定义个人和组织能力

CPS背景下的技术发明正在改变竞争成功的途径，需要有效管理知识和员工技能。但能力不仅仅涉及知识和技能。McClelland表明，传统知识或能力测试无法预测人们是否能胜任工作任务，他主张对能力进行行为和任务导向的分析。能力不能用证书记录，它总是与不同情况下的行动相关。然而，能力没有普遍接受的定义。Reinhardt和North认为，“一个人的能力基本上描述了对一个人/群体的要求或自我设定的要求与这些人满足这些要求的技能和潜力之间的关系。能力在知识应用时具体化，并在行动的结果中可测量”。他们认为能力体现在应用的知识中，并可从给定任务的结果中测量。这与Sanchez的观点一致，他指出“技能是个人做事的能力，能力是个人在完成给定任务时可使用的一组技能”。根据Erpenbeck和von Rosenstiel的观点，能力是“自我组织活动的倾向”。因此，能力与解决问题的能力相关，而资格可以在考试中测试。虽然测试结果反映实际知识，但不能证明某人是否有能力将知识转化为足够的行动。从这个意义上说，资格是知识和技能的倾向。

个人拥有并可用于完成任务的所有技能或能力的总和称为个人的“能力组合”。Reinhardt和North认为个人和组织的能力组合应同步。此外，对能力管理有不同看法。一方面，能力管理被视为组织科学的一部分；另一方面，它被视为认知科学的一部分。

在组织能力方面，可以区分能力和竞争力。Prahalad和Hamel将能力总结为“公司的知识”，例如生产或技术方面的技能或两者的结合。相比之下，能力更多基于业务中的（跨职能）流程或常规。能力和竞争力都是战略相关资源。如果组织能力和竞争力是成本高、稀缺且有价值的资源，它们可以成为重要的竞争优势。

North等人认为能力管理应与技术、流程和信息技术基础设施保持一致。因此，区分组织能力和个人能力并定义员工为满足组织要求必须获得的个人能力很重要。Reinhardt和North称此为“能力适应”。个人能力的发展应专注于对成功实施组织流程和常规最相关的能力，如嵌入式系统软件工程知识。此外，能力管理应与战略和市场决策以及组织结构保持一致。Reinhardt和North已经开发了一个匹配组织和个人视角的模型。如前所述，公司必须使技术（在这种情况下是CPS技术）与人类能力相匹配。为此，从组织角度描述和分类能力以满足这些要求也很重要。Hafkesbrink和Schroll将开放式创新的组织能力描述为组织准备度、协作能力和吸收能力。他们认为这些组织能力只能通过使组织成员能够以低初始结构协作执行任务的个人能力束来实现。这种协作能力有助于发展整个组织的吸收能力。

3.2 能力的分类和测量

在本部分的第一部分，我们讨论个人能力的分类。然后，我们根据该领域的先前文献提出一种测量能力的方法。

3.2.1 能力分类

Stoof等人定义了能力的五个可能特征，可以通过回答以下五个问题来分析：
1. 它是个人特征还是特定任务特征？
2. 它是个人的能力还是团队或整个组织的能力？
3. 它是具有明确定义范围且对其他任务无用的特定能力，还是在一个职业或多个职业中具有更广泛范围的一般能力？
4. 给定能力是否存在不同级别，还是不同级别定义了新能力？
5. 能力是否可以像知识一样被教授？

能力通常分为“硬技能”（如技术能力）和“软技能”（如沟通能力）。已经有几种能力分类方法用于描述和区分能力。根据Reinhardt和North的观点，个人能力组合可以分为专业、方法和社交能力。Crawford详细阐述了一种全面的方法来描述、分类、识别和根据项目管理标准测量能力。她定义了三个类别：输入能力、个人能力和输出能力。输入能力包括知识和技能，个人能力是人格特质、态度和行为，输出能力可以通过公司的诊断系统的可证明绩效指标来显示。

Erpenbeck和von Rosenstiel使用四个类别来描述能力：方法和专业能力、个人能力（学习意愿）、活动和行动导向能力（如灵活性）以及社会沟通能力（如团队技能）。我们采用一种成熟的方法，区分功能（技术和部分方法）和跨功能（社交、自我管理和部分方法技能）能力。技术能力是适用于特定技术背景的知识、技能或经验。方法能力包括应用可教授且定义明确的方法，如解决复杂问题的启发式方法。社交能力反映了在团队和跨职能流程中成功工作的能力。自我管理能力或个人能力则帮助个人有效组织自己，例如通过自我控制、自我组织和激励能力，如学习意愿。

以下是不同能力分类的详细说明表格：
|能力分类|细分|描述|
| ---- | ---- | ---- |
|功能能力|技术能力|特定技术领域的专业知识和技能|
| |方法能力|特定或广泛应用的方法运用能力|
|跨功能能力|社交能力|团队协作和沟通等社交方面的能力|
| |自我管理能力|自我组织、学习意愿等个人管理能力|

3.2.2 能力测量

虽然没有广泛接受的能力测量方法，但已经提出了几种测量能力的方法，例如定性或定量分析。这些方法主要来自德语研究界，重点是自我组织倾向。

从经验中学习对于扩展必要知识尤为重要。例如，Barr等人和Pennings等人表明，从经验中学习与公司的成功和更新呈正相关。因此，将经验作为特定领域能力的指标，有助于在不同维度评估能力。

对于能力的维度，我们采用North等人的建议，该建议可适应不同背景。他们提出了四个简单的能力评估维度：知识和经验、任务复杂性、自主工作和自我管理以及反思能力。这四个维度用于对员工的能力进行评分。此外，他们使用一个经过良好测试的三级分类量表：行家、有经验/高级和专家。下表展示了基于经验的能力评估框架在不同维度的情况：
|评估维度|行家|有经验/高级|专家|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|知识和经验|具备一定基础知识和少量经验|有较丰富的知识和较多实践经验|拥有深厚专业知识和大量成功经验|
|任务复杂性|能处理简单常规任务|可应对中等复杂任务|能够解决高度复杂和具有挑战性的任务|
|自主工作和自我管理|需较多指导和监督|能自主完成工作，有一定自我管理能力|高度自主，能有效自我管理和安排工作|
|反思能力|反思能力较弱|能总结经验教训，有一定反思能力|善于反思，能从失败和成功中快速学习和改进|

该量表与欧洲语言能力水平（A1 - C2）相关，并基于上述四个评估维度构建。这些能力水平可细分为六个步骤，类似于欧洲语言能力组合。通过使用这个量表，可以对能力赋予定性倾向。

以下是能力评估流程的mermaid流程图：

graph LR
    A[确定评估维度] --> B[收集知识和经验信息]
    B --> C[评估任务复杂性处理能力]
    C --> D[考察自主工作和自我管理能力]
    D --> E[评估反思能力]
    E --> F[综合评分分类（行家、有经验/高级、专家）]

赛博物理系统时代的能力管理

4. 能力管理对企业的重要性及实施策略

在赛博物理系统（CPS）时代，能力管理对于企业而言具有举足轻重的意义。随着技术的飞速发展和市场环境的不断变化，企业面临着诸多挑战，如劳动力老龄化、知识流失、生产复杂性增加等。而有效的能力管理能够帮助企业应对这些挑战，提升竞争力。

首先，能力管理有助于企业充分利用CPS的潜力。CPS带来了新的技术和工作模式，要求员工具备相应的技术和情境能力。通过对员工能力的评估和发展，企业可以确保员工能够适应这些变化，从而更好地运用CPS技术提高生产效率和质量。例如，在智能工厂中，员工需要具备操作和维护先进设备的技术能力，以及在复杂生产网络中协作解决问题的情境能力。

其次，能力管理可以提高企业的创新能力。在竞争激烈的市场中，创新是企业生存和发展的关键。具备多样化能力的员工能够为企业带来新的思路和方法，促进产品和服务的创新。例如，社交能力强的员工可以更好地与客户沟通，了解客户需求，为产品创新提供方向；而技术能力和方法能力兼备的员工则能够将这些需求转化为实际的产品和服务。

为了实施有效的能力管理，企业可以采取以下策略：
1. 建立能力模型 ：企业应根据自身的战略目标和业务需求，确定所需的能力类型和水平，并建立相应的能力模型。这个模型可以作为员工招聘、培训和晋升的依据。例如，一家制造企业可能需要员工具备技术能力、方法能力、社交能力和自我管理能力等，并且根据不同岗位的要求，对这些能力的水平有不同的要求。
2. 开展能力评估 ：定期对员工的能力进行评估，了解员工的现有能力水平和能力差距。可以采用多种评估方法，如考试、面试、实际操作、360度评估等。根据评估结果，为员工制定个性化的发展计划。例如，对于技术能力不足的员工，可以安排相关的培训课程；对于社交能力有待提高的员工，可以提供团队合作项目的机会。
3. 提供培训和发展机会 ：根据能力评估的结果，为员工提供针对性的培训和发展机会。培训内容可以包括技术培训、方法培训、软技能培训等。除了内部培训，还可以鼓励员工参加外部培训课程、研讨会和学术会议等，拓宽员工的视野和知识面。例如，企业可以与高校或培训机构合作，为员工提供定制化的培训课程。
4. 激励和奖励机制 ：建立激励和奖励机制，鼓励员工积极提升自己的能力。可以通过奖金、晋升、荣誉称号等方式对表现优秀的员工进行奖励。同时，将能力提升与员工的绩效考核挂钩，使员工认识到能力提升对自己的职业发展和企业的重要性。例如，设立能力提升奖励基金，对在能力提升方面取得显著成绩的员工进行奖励。
5. 营造学习型组织文化 ：企业应营造一种鼓励学习和创新的文化氛围，让员工感受到学习和提升能力是企业的重要价值观。可以通过组织内部学习分享会、知识竞赛等活动，促进员工之间的交流和学习。例如，定期举办技术分享会，让员工分享自己的经验和心得。

5. 案例分析：某制造企业的能力管理实践

为了更好地说明能力管理在企业中的应用，我们以某制造企业为例进行分析。该企业在引入CPS技术后，面临着员工能力与新技术不匹配的问题，通过实施有效的能力管理，成功提升了企业的竞争力。

5.1 企业背景

该制造企业主要生产汽车零部件，随着市场竞争的加剧和技术的不断进步，企业决定引入CPS技术，建设智能工厂，以提高生产效率和产品质量。然而，企业发现现有的员工队伍在技术能力和情境能力方面存在不足，无法满足智能工厂的运营需求。

5.2 能力管理实施过程

1. 能力模型建立 ：企业首先组织了一个跨部门的团队，根据智能工厂的运营要求和企业的战略目标，确定了所需的能力类型和水平，建立了能力模型。该模型包括技术能力（如自动化设备操作、数据分析等）、方法能力（如项目管理、决策分析等）、社交能力（如团队协作、沟通等）和自我管理能力（如学习意愿、时间管理等）。
2. 能力评估 ：企业采用了多种评估方法对员工的能力进行评估，包括考试、实际操作、360度评估等。通过评估，企业了解了员工的现有能力水平和能力差距，并为每个员工制定了个性化的发展计划。
3. 培训和发展 ：根据能力评估的结果，企业为员工提供了针对性的培训和发展机会。对于技术能力不足的员工，企业组织了内部培训课程和外部培训讲座，邀请专家进行授课；对于社交能力有待提高的员工，企业安排了团队合作项目，让员工在实践中锻炼沟通和协作能力。
4. 激励和奖励机制 ：企业建立了激励和奖励机制，对在能力提升方面表现优秀的员工进行奖励。例如，设立了能力提升奖励基金，对通过培训和考核获得相关证书的员工给予奖金奖励；同时，将能力提升与员工的绩效考核挂钩，使员工认识到能力提升对自己的职业发展和企业的重要性。
5. 学习型组织文化建设 ：企业通过组织内部学习分享会、知识竞赛等活动，营造了一种鼓励学习和创新的文化氛围。例如，定期举办技术分享会，让员工分享自己的经验和心得；开展知识竞赛活动，激发员工的学习兴趣和积极性。

5.3 实施效果

通过实施能力管理，该企业取得了显著的效果。员工的技术能力和情境能力得到了明显提升，能够熟练操作智能工厂的设备和系统，有效解决生产过程中遇到的问题。企业的生产效率提高了30%，产品质量也得到了显著改善，客户满意度大幅提升。同时，员工的工作积极性和归属感增强，人才流失率降低，为企业的可持续发展奠定了坚实的基础。

6. 未来展望

随着科技的不断进步和市场环境的持续变化，赛博物理系统（CPS）将在更多领域得到广泛应用，能力管理也将面临新的挑战和机遇。

在未来，CPS技术可能会更加智能化和自动化，对员工的能力要求也将更高。例如，人工智能、机器学习等技术的应用将使生产过程更加复杂，员工需要具备更高水平的技术能力和数据分析能力。同时，随着全球化的发展，企业的业务范围将不断扩大，员工需要具备跨文化沟通和协作的能力。

为了应对这些挑战，企业需要不断完善能力管理体系。一方面，要加强对新技术的研究和学习，及时调整能力模型和培训内容，确保员工能够跟上技术发展的步伐。另一方面，要注重培养员工的创新能力和适应能力，使员工能够在不断变化的环境中灵活应对各种问题。

此外，政府和社会也应发挥积极作用。政府可以出台相关政策，鼓励企业加大对员工能力培养的投入，提供更多的培训资源和支持。社会各界可以加强合作，共同推动能力管理的发展，为企业和员工提供更好的发展环境。

总之，在赛博物理系统时代，能力管理是企业提升竞争力的关键。企业、政府和社会应共同努力，不断探索和创新能力管理的方法和模式，以适应未来发展的需求。

以下是未来企业能力管理挑战及应对策略的表格：
|挑战|应对策略|
| ---- | ---- |
|技术快速发展，能力要求提高|加强新技术研究，及时调整能力模型和培训内容|
|全球化业务，跨文化沟通协作需求增加|培养员工跨文化沟通和协作能力|
|创新需求增大|注重培养员工创新能力和适应能力|

以下是未来企业能力管理发展趋势的mermaid流程图：

graph LR
    A[技术进步] --> B[能力要求变化]
    B --> C[企业完善能力管理体系]
    C --> D[政府政策支持]
    D --> E[社会各界合作]
    E --> F[推动能力管理发展]