68、赛博物理系统时代的员工胜任力管理

Light

于 2025-07-17 09:52:46 发布

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分类专栏：工业物联网与智能制造的未来文章标签：赛博物理系统 CPS 工业4.0

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赛博物理系统时代的员工胜任力管理

1. 赛博物理系统（CPS）复杂性对员工的影响

引入 CPS 的后果引发了广泛讨论，但大多基于推测。有研究指出，未来 10 到 20 年，美国 47%的工作岗位有很高的自动化风险，且自动化概率随员工薪资和教育水平的提高而降低。德国的类似研究则表明，未来几年，德国当前工作任务中仅有 12%、美国仅有 9%有很高的自动化概率。不过，现有任务的性质将发生转变，向更高的复杂性发展。

自动化的结果是，仅培训常规任务和发展必要能力已不足够。员工还需在意外和复杂的非常规问题出现时进行干预。企业需识别和发展合适的能力组合，特别是分析和解决问题所需的方法知识。自我管理能力对员工绩效也至关重要，员工要学会获取必要的知识和信息。成功实施 CPS 的三个关键因素为：
- 员工的角色
- 任务的内容
- 人与系统以及工作团队内部的交互与协作

1.1 员工的角色

在物流领域，未来员工技能需求有两种可能的情景：
| 情景 | 描述 |
| — | — |
| 以人为本的工具情景 | 人类在 CPS 的引导下做出主要决策，并在自动化过程中采取纠正措施 |
| 自动化情景 | 决策转向生产系统的技术领域，智能 CPS 可运行整个生产，人类能力仅在系统安装、修改、更新或出现问题时才需要 |

1.2 任务的内容

员工将执行更多创造性、解决问题和协调的任务，这些任务计算机和算法无法替代，被称为“工程瓶颈”，包括：
- 感知和操作任务：员工需具备理解复杂和无结构环境的技能，例如机器往往无法识别复杂的过程故障并制定解决方案。
- 创造性任务：CPS 在未来几十年内无法完全替代人类的创造力。
- 协作任务：社交能力是组织的“润滑油”，尽管一些计算机能模仿人类的社交互动，但人类在互动过程中的情感因素以及互动过程的复杂性，计算机尚未能掌握。

1.3 人与系统以及工作团队内部的交互与协作

CPS 将改变人类与物理世界的交互和控制方式。人机通过传感器的交互以及人与人之间的不同交互将是巨大挑战，甚至可能影响人类对 CPS 的接受度。传统办公室工作场所的重要性将降低，员工的任务范围将增加。CPS 会让更多不同群体参与到沟通和交互过程中，因此需要新的协作概念和人机工作结构。

graph LR
    A[CPS引入] --> B[任务性质转变]
    B --> C[技术复杂性增加]
    B --> D[情境复杂性增加]
    C --> E[系统交互特性等挑战]
    D --> F[任务无结构化等挑战]
    A --> G[员工角色转变]
    A --> H[任务内容变化]
    A --> I[交互与协作方式改变]
    G --> J[不同情景下角色不同]
    H --> K[工程瓶颈任务增加]
    I --> L[面临巨大挑战]

2. CPS 时代胜任力测量工具的开发

为了对 CPS 所需的能力进行分类和测量，提出了一个基于相关研究并适应 CPS 要求的量表。CPS 将促使许多标准向更无结构化任务、更多跨学科协作和解决问题能力的方向转变。将任务复杂性维度分为技术复杂性和情境复杂性，情境复杂性又分为任务结构、任务内容和交互性三个不同维度，自我管理技能和反思能力完善了这一分类体系。

能力水平	角色	知识与经验	技术复杂性	情境复杂性（任务结构）	情境复杂性（任务内容）	交互与协作	独立工作与自我管理	反思能力
新手	低或基本能力水平的操作员	基础知识	无需技术背景	任务结构清晰	常规任务	单一学科，无技术交互与协作	在他人指导和支持下工作	能在给定框架内判断和优化自己的行动
有经验和高级	具有中级能力水平的经验丰富的操作员	详细知识和广泛经验，能培训他人	新系统和不同系统带来的具有挑战性的技术复杂性，跨学科团队中的密集交互	具有挑战性和新的、无结构化的任务，因不同和未知背景而变化	跨学科团队中先前未知的情况和任务，需要创造性解决方案	跨学科且快速变化的团队，通过技术接口与人类和机器智能交互	独立灵活的工作，需要创造性和创新解决方案	能反思自己的行动，发现错误和不当行为，并利用知识扩展、分化和优化自己的行动
专家和创造性问题解决者	创造性问题解决者、决策者、教师

3. 总结与展望

随着科技的发展，制造业环境和员工面临的工作环境都在发生变化。常规工作或任务正逐渐被自动化取代，员工需要应对新的技术和情境复杂性，这决定了他们新的角色、任务内容以及交互与协作方式。

3.1 能力变化总结

技术复杂性 ：可以通过完善传统资格内容来应对，例如员工需要学习新的系统架构、掌握不同设备和数据库的操作等。
情境复杂性 ：变得越来越重要，尤其是在需要更多社交和个人能力的任务中。这包括处理无结构化任务、跨学科协作以及解决复杂问题的能力。

3.2 员工面临的挑战与应对

员工角色将发生重大变化，需要拓宽自己的能力以应对不确定的无结构化情况。他们需要在跨学科团队中工作，通过不同语言和时区进行沟通。这就要求员工具备以下能力：
- 持续学习能力 ：不断学习新的知识和技能，以适应技术和任务的变化。
- 问题解决能力 ：能够处理复杂和未知的问题，提出创造性的解决方案。
- 社交能力 ：在跨学科团队中进行有效的沟通和协作。

graph LR
    A[员工面临挑战] --> B[角色转变]
    A --> C[任务内容变化]
    A --> D[交互协作方式改变]
    B --> E[适应不同情景角色]
    C --> F[掌握工程瓶颈任务]
    D --> G[应对复杂交互挑战]
    E --> H[提升综合能力]
    F --> H
    G --> H
    H --> I[持续学习]
    H --> J[提升问题解决能力]
    H --> K[增强社交能力]

3.3 组织和教育的重要性

能力管理在组织层面以及公共教育改革（如学徒/培训系统）对于引入 CPS 至关重要。组织需要：
- 明确能力需求 ：根据 CPS 的要求，确定员工所需的能力组合。
- 提供培训和发展机会 ：帮助员工提升所需的技术和软技能。
- 建立有效的能力管理体系 ：确保员工的能力与组织的目标相匹配。

公共教育需要：
- 调整课程设置 ：增加跨学科、创造性和社交能力的培养。
- 培养学生的持续学习意识 ：使他们能够适应未来工作的变化。

员工的成功取决于他们的灵活性、解决问题的能力以及终身学习的意愿。否则，他们将无法跟上工作场所和工作程序的变化。这也解释了为什么许多公司在投资 CPS 时持谨慎态度。因此，组织和教育机构需要共同努力，为员工提供必要的支持和培训，以确保他们能够在 CPS 时代胜任工作。