管理信息系统的产生、发展

管理信息系统及其学科发展

《管理学家》

许立达 (美国弗吉尼亚Old Dominion University)

1 引言

对于企业来说信息的意义是十分重要的，因为当代企业管理的方方面面都依赖于信息的获得和利用，特别是任何企业决策都需要信息。信息是一种资源，利用好信息资源可更好地开发和利用种种其它资源。主要用于开发和利用企业信息资源的管理信息系统(Management Information Systems, 简称MIS)的发展和广泛应用表明人们普遍认可有效地利用企业信息可帮助企业更好地制订企业规划，做好企业决策，并改善企业的效益。

本文介绍有关管理信息系统的基本概念，学科背景以及未来发展趋势。本文介绍的基本概念包括信息的概念，信息系统的概念，信息管理的概念以及现代信息集成的概念。对这些基本概念的理解会有助于对管理信息系统重要性的认识。

2 管理信息系统的由来和发展

管理信息系统包含抽象的系统概念和管理概念，以及具体的信息技术和实际应用。其学科框架由以下主要部分组成：

(1) 基本理论：这一部分主要包括与信息系统有关的科学理论和管理理论其中包括系统科学理论，计算器科学理论，竟争战略理论等。

(2) 信息技术：信息技术包括硬件，软件，网络等。

(3) 系统开发：这一部分涉及企业人员和信息技术人员如何规划，开发和运作信息系统，涉及到许多系统开发方法。

(4) 系统运行：信息系统的应用十分广泛。信息系统在企业中的应用实例包括生产运作管理系统，电子商务系统等。

(5) 系统管理：这一部分主要涉及如何有效管理信息系统包括电子商务系统的管理方式和策略。

2.1 信息的概念

信息可以信息源(如内外)或形式(如数值或非数值)等特征来加以区别。非数值形式信息可以是结构性的或非结构性的。管理信息可以是结构性的或非结构性的。在信息社会中每一个企业作为一个信息单元具有其特殊的信息环境和信息需求。如同能源，资金和人力资源，对企业这样的信息单元来说，信息是一种基本资源，因为没有信息企业是不能运行的。虽然信息是一种无形资源，但信息却把整个企业联系在一起。由于信息的无形性，往往使企业在分配和运作各类资源时没有足够的能力和手段把信息纳入资源计划。信息资源的利用涉及信息和信息技术。如前所述信息是一种资源，而信息技术则指收集，存储，传递和利用信息的手段。当前科学技术正在不断改变信息的获取，处理，存储，传递和使用，这要求企业采用先进科学技术手段对信息资源加以妥善管理和有效利用。

2.2 信息管理的概念

企业信息管理可定义为企业有能力收集，存储，检索，传递和利用信息，特别是能以有效形式提供有用信息供决策之用。从评价标准来说，信息管理要求做到信息有用，有效，作为信息管理工具的信息系统要能体现经济价值，在实质水平上改进企业运行水平。从技术角度来说，企业信息管理的基本任务是采用现代科学技术的手段来管理企业信息。

2.3 系统理论奠定信息系统理论基石

20世纪后半叶是系统科学篷勃发展的时期。自1940年代以来，许多系统名词相继出现其中包括系统科学，系统工程，系统理论，控制论，系统分析，系统方法，以及系统思维等。此后所有这些名词被统一在系统科学之下。系统科学思想曾深入到许多自然科学和社会科学学科，其中也自然包括了信息系统学科。系统科学被认为是信息系统的理论基础，其概念被广泛用于信息系统研究。信息系统的基本概念是建立在普通系统理论(General Systems Theory)和系统科学(Systems Sciences)基础之上的。这主要包括两大普通系统理论模型，即输入-过程-输出模型和系统-子系统-系统环境模型。先谈谈输入-过程-输出模型。普通系统是由许多互联功能所组成，其目的是以有组织的形式接受输入产生输出。普通系统通常是一个动态系统，其中三个相互作用的基本功能包括输入，过程和输出。输入指进入系统参与过程的元素如原材料或能量。过程指把输入转化为输出的进程如制造过程或数学计算。输出指经过转化过程得到的元素如制成品或管理信息。一个实例可以是一个制造系统接受原材料作为输入，在输入参与过程后，产生制成品作为输出。而在这一制造过程中伴随物流必有信息流，作为信息系统正是去追踪和描述此种信息流的系统。当然信息系统本身也是一个普通系统，即接受数据作为输入在参与过程后以信息的形式输出。如在上述普通系统模型中引入另外两个功能则使模型更为有用。这两个功能是反馈和控制。一个具备反馈和控制能力的系统被称为控制系统(Cybernetic System)，即具备自监控，自调节能力的系统。反馈主要指系统有能力把有关系统输出的数据反馈给其输入部分为必要的调节提供信息。控制则指在对系统反馈数据进行分析后确定系统是否实现目标。如未实现目标，系统则要对其输入或过程部分进行适当调节以得到期望的输出。把反馈和控制功能加入到信息系统的基本模型中去使模型更适用于管理信息系统。

另一普通系统模型称为“系统-子系统-系统环境模型”。在设计企业信息系统时，往往把企业看成是一个系统，企业部门为子系统，企业外部为系统环境。通过对系统-子系统-系统环境的多层次精细化分析，无论系统如何复杂，从系统分析和系统设计的角度来说都有可能设计出一个较好的系统。简单地来说，输入-过程-输出模型使我们有可能仿真物流和信息流，而系统-子系统-系统环境模型则使我们有可能在概念和逻缉水平上理解，分析和设计具有高度复杂性的企业信息系统。

2.4 信息系统概念和演化

用系统的观点来分析企业组织结构，企业是一个有生命的开放系统，信息系统则是企业的一个子系统。随着计算器技术的发展，信息系统越来越多地被用于企业各管理层的决策，信息系统从而被视为企业内部最具价值的子系统之一。采用企业信息系统有许多优点其中包括直接提高企业运作效率，降低成本，缩短生产准备时间等。

一般来说，信息系统接受数据/信息以作为输入，通过过程转换，以信息的形式输出结果。此种信息往往是为某一信息需求服务的。在这一信息转换过程中涉及的功能包括：(1)数据的产生：企业内部数据的产生或获取；(2)数据的记录；(3)数据的处理过程；(4)信息的产生，存储，检索和传递；(5)信息为其需求所用。

有关信息系统的定义一直是一个备受关注的研究课题。1980年代初期信息系统被定义为“由人员，事务处理程序，数据，硬软件和组织机构组成的一个系统用于收集，处理，存储和传递数据/信息。此类数据/信息主要用于两个层次：一是用于生产运作层次的事务处理，二是用于管理决策”。虽然这一定义在当时来说显得十分全面，但此定义显然仅包括信息系统的其中两个使用对象，即生产运作层管理和中层管理，而未包括其第三个使用对象即高层管理。然而从上述定义可推出信息系统的若干基本特征：(1) 信息系统不单纯是一个计算器系统。该系统是由人员，事务处理程序，数据，硬软件和组织结构组成的一个相对复杂的系统；(2) 管理信息系统主要用于企业的基本运作以及管理决策；(3)用于生产运作层的属事务处理性质的系统和用于中层管理决策的系统有不同之处。

1980年代后期，随着对信息系统的需求扩大到高层管理，企业信息系统开始面向企业的各个层次并为之提供服务，同时系统的名称也开始分化。具体来说企业信息系统开始由三个子系统来加以定义和描述。子系统一是为企业基础层即生产运作层服务的系统，称为数据处理系统(Data Processing System)。从系统角度来说此类系统以事务处理系统为主。子系统二是为企业中层即中层管理服务的系统，称为管理信息系统(Management Information System)，简称MIS。从系统角度来说此类系统在事务处理系统基础上增加了可供中层管理决策之用的部分系统。子系统三是为企业高层即高层管理服务的系统，称为决策支持系统(Decision Support System)，简称DSS。此类系统也被称为高层管理信息系统(Executive Information System)，简称EIS。近年来开始普遍采用新的名称为联机分析处理系统(Online Analytical Processing System)，简称OLAP。从系统的角度来说，此类系统在数据处理系统和管理信息系统的基础上提供了可供高层管理决策之用的部分系统。

由于信息系统不单纯是一个计算器系统，该系统是由人员，事务处理程序，数据，硬软件和组织结构组成的一个相对复杂的系统，因而自1970年代初期早期企业信息系统投入运行以来出现了许多需要从管理学角度来介决的问题。于是在1970年代后期美国管理学界开始对企业信息系统加以关注，与此同时，管理信息系统，即MIS作为一个交叉学科出现了。

2.5 管理信息系统(MIS)及其研究对象

有关管理信息系统的定义很多，有较重视侧面的，也有较重视全面概貌的。其中一个定义为：“管理信息系统用规范的手段，根据企业内外数据来源，向企业所有层次的管理人员提供有用信息，使他们可就企业规划和管理作及时有效的决策”。简单来说，管理信息系统的主要功能在于把数据加以处理使其变为信息并将此种信息传递给管理层以供决策之用。那么管理信息系统所促成的管理功能是什么，此种管理功能又涉及哪一个决策层成为人们关心的一个问题。

研究管理信息系统的主要特征不难发现：(1)就管理信息系统数据/信息的性质而言结构化和非结构化兼而有之，这决定了管理信息系统既支持对生产运作层进行管理(其数据主要为结构数据)，也在一定程度上支持在生产运作层之上的管理决策(结构数据和非结构数据兼有之)；(2) 管理信息系统主要是一个供中层决策之用的系统，因高层管理决策其数据结构主要为非结构形式；(3) 虽然管理信息系统主要是一个供中层决策之用的系统，然而管理信息系统寻求的服务对象则是企业整体。

管理信息的价值在于特定管理层把信息用于特定决策及其决策产生的效果。因而了解不同管理层的决策特点十分重要，这样才能研制出具有针对性的系统。管理层主要分为三个层次。基础层为生产运作/事务处理层次(经理职务如运输主管)，中层为战术层次(经理职务如会计或销售经理)，高层为战略层次(经理职务如总经理，董事长)。对基础层来说，数据相对较结构化。对战术层来说，数据结构化和非结构化兼而有之。对战略层次来说，数据较非结构化。诺贝尔奖获得者西蒙(Simon)把决策分成程序性(programable)和非程序性

(non-programable)决策。程序性决策指规则型或重复型决策，而且决策准则是预知的。非程序性决策指决策较新，无结构，问题和决策准则非预知。就决策层次来说，基础层的决策属程序型，战术层的决策程序型和非程序型兼而有之，战略层的决策属非程序型。如上所述，管理信息系统主要是一个供中层决策之用的系统，然而管理信息系统寻求的服务对象则是企业整体，其局限性是显而易见的。这在一定程度上提出了为企业高层提供专门信息系统的要求，直接导致了决策支持系统，高层管理信息系统和联机分析处理系统的出现。换言之，由于企业信息系统中三个子系统的不同系统特点，服务对象不尽一致，最终导致管理信息系统的细分化，即数据处理系统，管理信息系统和联机分析处理系统(含决策支持系统)。

显然对于不同层次的决策，决策程序不一样，导致信息要求不一样，因而对系统的要求也不一样。这给设计用于不同层次的信息系统带来不同设计要求，比如必须对下列因素加以重视，如决策类型，决策过程，决策者在企业中所起作用，企业类型，企业环境等。企业管理层和信息技术部门对这些因素的认可和理解是研制有效信息系统的先决条件。

除了上文所述管理信息系统实际上被细分为三个不同系统，目前正在发生的是管理信息系统定义的泛化。由于信息系统不仅仅在企业中被使用，换言之在各行各业中均有广泛应用，传统的“管理信息系统”名称正在朝“信息系统”或“信息管理系统”转变。这直接导致了目前信息系统学科定义的演化，即从1970年代起始的，传统的，狭义的管理信息系统(MIS)演化为较为广义的信息系统(Information Systems, IS)，并进一步从较为广义的信息系统演化为包含更为广泛的信息技术(Information Technology, IT)。这一趋势决定了学科的定义，学科研究的对象，学科知识的组成，以及学科对社会经济的影响，并同时影响到学科设置的变化。举例来说，管理信息系统(MIS)和为企业所用的信息系统属管理学研究范畴，而用于非企业单位的信息系统如医学信息系统(Medical Informatics)则不一定全属管理学研究范畴。在这一意义上，在传统的管理信息系统基础上，开发和研制广义的信息系统，并进一步从较为广义的信息系统开发含义更为广泛的信息技术正在成为一个发展趋势。信息系统或信息技术作为计算器科学技术在国民经济中的直接应用，包含在不同行业中使用的信息系统及其相关技术，使其成为一门具有多学科性质的有广阔发展前景的综合性学科。

2.6 信息系统规划和开发

信息系统对企业管理的重要性不言而喻。即使是一个小型企业，管理也很少全部依赖于现场实际观察运作情况。利用信息系统为企业解决实际问题是当前企业管理人员的一项重要职责。企业管理人员有责任代表企业提出建立系统并责成不断改进系统。同时企业管理人员也有责任照顾企业内用户的需求对企业信息技术部门和人员进行管理。值得注意的是采用信息技术会同时带来机会和挑战。

企业信息系统的规划十分重要。及时运行体现先进技术水准的信息系统可直接支持企业的战略兰图及其实施。比如当前企业系统的集成化成为一个主要趋势。但许多制造企业的管理信息系统是由一些互不相联的子系统所组成，而每一子系统又各自使用其自己的数据库。往往每一子系统用于介决一，二个问题，而数据库之间的多重数据转换是非自动化的。这使系统的效率受到很大影响。若采用服务器可起到数据库集中管理的作用，但不能实施自动数据转换。然而数据集成和系统集成的重要性是不容忽视的。这里举两个例子说明在系统规划中忽视系统集成化产生的负面经营结果。一个例子是汤姆逊家用电器公司。由于仍采用老旧库存系统，零售商无法就主要商品迅速进货。后采用直接与内部生产和物流系统联机的需求协调系统，缺货率减低到1%，需求预测准确率提高到95%。另一个是波音公司的例子。1997年由于波音公司在信息系统集成化方面动作迟晚，致使建造飞机过程中所需约六百万个零部件的传送不够通畅，导致装配拖延，直接经济损失16亿美元。在吸取教训后，波音迅速把供应链概念引入内部生产系统，其结果十分喜人。在四年中生产能力提高100%，飞机生产准备时间缩短60%。

许多企业在信息系统设计过程中采用系统开发方法。该方法也称为系统开发周期方法。这一方法提倡企业用户和信息技术人员共同就企业的信息处理需求进行系统分析，并在此基础上设计企业信息系统。典型的工作包括提出拟建系统的经济和技术可行性，建立原型，系统运行，系统维护以适应企业运作环境的变化和保持信息系统实际价值。尽管采用了一些先进的设计方法， 但在实际中仍出现许多问题。出现的问题包括 在设计阶段管理层的参与不多，系统的重点不够明确， 过于偏重于数据处理，技术部门对管理层和企业真正的信息需要了解不够，缺乏高层管理的重视等。显然为了成功地设计和运行信息系统，不但要重视技术因素，还要重视企业组织结构方面的一些行为因素。在系统设计阶段管理层要充分参与，同时信息技术部门必须对企业结构，企业管理及其运行有充分了解。只有管理层和企业信息部门之间有充分合作，才能开发和运行高效的信息系统。困难在于管理层往往不能明确阐述他们对信息的要求，而信息技术部门往往对企业管理业务没有透彻了解。简言之，管理层和

信息技术部门之间的交流以及管理层和信息技术部门对信息系统的共同深入了解对于开发适用的系统来说极为重要。

简言之，虽然信息系统的一个主要部分是信息技术，但由于信息系统是一个涉及到企业环境和人员等因素的复杂系统，系统设计和运行中出现许多实际问题有待于研究和介决。企业有可能由于对信息技术和信息系统管理不当或使用不当，不但产生技术上的问题还致使企业运作出现问题。此外，具有前瞻性的企业信息系统规划十分重要。企业应使其信息系统以及信息技术支持企业战略，企业过程改进，促进企业基础设施建设和企业文化改善。特别重要的是企业信息系统和技术必须有效地支持企业的战略兰图与实施。

3 信息系统的若干研究方法

3.1 系统科学与数学方法

根据系统科学的观点，系统由子系统所组成，而子系统又影响到系统的存在。事件的发生同时受到系统内部及其环境的影响。所以一个考虑整体的模型必须包括系统和环境。系统思维还认为系统作为一个整体的特性与当系统被分解为子系统时的特性是不同的。系统整体方法(Holistic Approach)强调研究系统组成之间的相互关系并在此基础上研究系统整体。系统思维不但在信息系统分析设计中被广泛使用，还被应用于许多专用系统之中。

由诺贝尔奖获得者普理高津(Prigogine)和德国科学家哈肯(Haken)分别提出的耗散结构理论和协同论是系统科学中两项基本理论。这两项理论对许多领域中的自组织现象均有深刻含义，同样它们在信息系统中也有其应用。信息系统的技术指针之一是如何使信息/知识有序化，因而保序性在信息系统中极为重要。通过对信息系统中火商的分析，可揭示耗散结构理论对管理信息系统的启示，其中包括维持系统于非平衡状况，公开系统，促进动态协同行为，以及有选择地扩大波动性。

许多信息系统在不同程度上采用了系统思维，在市政规划领域中有两个模型明确采纳了系统思维。一个模型是Rubenstein-Montano 和Zandi模型。这是一个有关固体废弃物处理的模型，对城市固体废弃物系统及其环境作了基于系统整体思维的仿真。虽然该模型在系统实现时未能包括所有系统参数，但其建模思想充分体现了系统方法的思路。另一市政信息系统采用了软系统方法(Soft Systems Methodology)。这一系统确认组织机构特性会影响到规划的有效性，并把系统思维直接与知识管理联系起来。在系统设计中，该系统把信息系统设计中的组织机构因素充分考虑进去。

在信息系统开发(Information Systems Development, ISD)方面，近年来应用系统观点的研究趋向于增多。最近的一项研究应用系统观点就1950年代至1990年代的信息系统开发进行了分析，提出信息系统开发三段论，其中特别把信息系统看成社会系统，强调信息系统的双重性并揭示信息系统在不同阶段所起的不同作用。比如当信息系统处于社会阶段时其典型特点是同时具有内向性和外向性，在这一阶段如何充分利用内向性和外向性极为重要。

维度(Dimensionality)是物理学中的一个基本概念，近年来已被引入信息系统的可行性研究，信息检索，信息系统规划，软件开发以及系统开发之中。国际著名的系统科学创始人沃菲尔德(Warfield)是这样定义维度的，“如果我们假设一个系统包括可分辨的子系统，我们就有理由假设有维度的集合，某些维度可能对一些特殊的子系统有作用，而某些维度仅对整个系统有作用或仅对整个系统具有意义”。在系统开发过程中，不同维度相互作用。比如软件质量就是一个多维系统。在目前的许多信息系统开发过程中，一些非技术性的维度往往未受到应有的重视。这直接导致某些信息系统技术上很成功但其在实际应用方面不尽理想。在系统开发过程中，典型的维度缺失包括认知维缺失，进化维缺失和时间维缺失等。其中一个更重要的缺失是子系统-维度整合的遗漏。被沿用多年的系统结构分析和设计方法缺乏把局部的总和表现为整体的能力，特别是由于没有能力整合子系统和维度，致使大型系统的结构往往无法显现。

沃菲尔德就维度问题提出了著名的必需多样性定律(Law of Requisite Variety)。这一定律要求系统设计中涉及的维度必须与信息系统中隐含的维度相一致。假设Ks表示信息系统中隐含的维度，Km表示系统设计者定义的维度。在目前的许多系统设计中，由于对系统的概念化不够深入对系统的维度往往掌握不全，即Km

就信息系统建立一个统一完整的理论是当前信息系统研究中面临的一项既紧迫又严峻的任务。这方面的工作要求能仿真不同系统，子系统和维度的具备扎实理论基础的概念和方法。在这一方面，系统科学和数学可提供合适的概念和方法来高度综合所需的知识。就系统科学和数学的关系而言，研究指出系统理论可为大多数数学模型提供帮助。比如系统科学概念被用于系统动力学，仿真仿真，图论和组合优化。系统理论中的方法可帮助建模者组织思维，并进行精确分析和综合。从数学理论的组成来说，传统的数学系统理论包括有限状态机理论，离散自动机理论，基于微分方程和统计力学的几乎所有物理和工程中所用的经典模型。研究指出其它的一些具有概括能力的数学分支如代数几何学，组合理论，图论，逻辑，集论和拓扑学也会加入到可用数学工具的行列。

目前在系统科学领域正在出现越来越多的研究成果帮助我们建立一项有关信息系统的统一完整理论。巨系统理论是一项用于研究复杂公开巨系统的理论。这一理论探讨具有复杂结构的子系统及其相互作用。由我国著名科学家钱学森教授提出的这一理论旨在综合许多学科的不同知识并把它们形成整体用于研究复杂系统。此外，有关系统理论与信息系统设计的逻辑映像理论正在研究之中。控制论，计算器科学和系统研究正在被综合成基于计算器的系统理论。这些发展都将为建立一项完整的信息系统理论提供基础。

3.2 定性研究

在管理信息系统研究中，定性研究也正在成为一种研究手段，主要是通过采用结构方程模型(Structural Equation Modeling)建模来量化不易量化的信息系统中的管理变量，从而确定模型的组成及其因果关系，并在此基础上建立有关信息系统的管理理论。分析过程中采用假设检验和统计分析。一般来说200个样本是可接受的采样规模。这里举一个例子。管理信息系统对工业企业的重要性是不言而喻的。但为了从管理理论上证实这一点，定性研究是一种主要研究手段。最近一项研究涉及到管理信息系统对先进制造技术的影响。该项研究首

先提出一个理论框架用于阐述管理信息系统对制造技术的影响。通过以问题答卷形式收集数据样本，建模和假设检验，最后得出研究结论。研究结果表明管理信息系统对高制造技术具有重要影响。该项研究并就制造业企业的管理提出具体建议。比如当企业的制造技术从低复杂性走向高复杂性时，对信息系统往往提出更高的具体要求。

4 信息系统学科的发展

4.1 学科演化

20世纪60至70年代，企业信息系统开始用于事务处理和电子数据处理。此后管理信息系统(MIS)的概念形成了。管理信息系统注重于给企业中层管理提供一定的决策支持，主要是提供一些预先设定的管理报表。到了1970年代中后期，由此类系统提供的预先设定的管理报表显然不能满足高层管理决策的需要，于是决策支持系统的概念出现了。此类系统的作用是为高层决策者提供非预先设定，即刻需要的有关决策信息。这类信息的特点是能满足特殊专门需要。进入1980年代，对信息系统又有了新的要求。如前所述企业高层往往并不直接使用管理信息系统产生的报表，同时尽管决策支持系统可提供适合于高层决策的分析建模工具，但高层管理层实际使用此类系统的并不多。于是高层管理信息系统(Executive Information Systems)出现了。该系统的目的是为高层决策者随时提供他们所需的重要信息，并特别注重使用方便并具有可提供高层决策者喜欢的报告格式的特点。此后由于人工智能在企业信息系统中开始得到应用，专家系统和知识系统开始相继出现。在1980年代和1990年代之交，由于认识到信息系统的战略重要性，信息系统被管理信息系统学者赋予一种新的色彩，战略信息系统(Strategic Information System)的名称出现了。把信息系统称为战略信系统的学者认为当信息系统发挥一种企业战略作用时，信息系统的地位应被提高到企业战略的高度。具体来说，信息技术是企业过程，生产和经营不可缺少的一部分，对企业在国际市场中争取竟争地位起到关键性的作用。到了1990年代计算器网络技术的发展迅速改变了信息系统在企业中应用的形式和格局，随之电子商务出现了。电子商务无论是对当代企业的运作还是管理都是一场革命，把信息系统推向了集成信息系统时代。

4.2 信息系统的分类

第一种分类方法是把信息系统主要分为供企业运作用的系统和供决策用的系统。供企业运作用的系统中主要有三个子系统，事务处理系统，企业过程控制系统和企业内部工作协调系统。供决策用的系统主要分为管理决策系统(MIS)和决策支持系统(或称联机分析处理系统)。企业运作系统可提供为企业内外部所用的信息，但这类系统往往不专门提供可为管理层直接所用的信息。管理层直接所用的信息往往需要用管理信息系统加以处理方可得到。企业运作系统的目的是有效地处理企业事务，控制企业过程，促进企业内部的信息交流。事务处理系统的一个典型例子是销售网点系统，过程控制系统的一个例子是炼油厂的计算器电子传感器连续性地监测化学过程并随时就控制炼油过程做有关调节。企业内部工作协调系统的一个例子是办公自动化系