服務(wù)型制造學(xué)術(shù)研究與工業(yè)應(yīng)用綜述

張富強(qiáng) 江平宇 郭 威

1.長(zhǎng)安大學(xué)道路施工技術(shù)與裝備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安，710064 2.西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安，710049

1 前言

1.1 歷史與起源

用戶需求多樣化、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈、低端產(chǎn)能過(guò)剩、高端能力不足、企業(yè)利潤(rùn)空間壓縮、產(chǎn)業(yè)增值緩慢和環(huán)境污染嚴(yán)重等是當(dāng)今我國(guó)制造業(yè)面臨的困境。加快傳統(tǒng)的生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變，是提升制造業(yè)品質(zhì)和推進(jìn)工業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要途徑［1?2］。1966 年美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家格林福爾德在研究服務(wù)業(yè)分類時(shí)最早提出了生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)（producer services）的概念［3］，自此，服務(wù)與制造的不斷融合引申出制造服務(wù)（manufacturing services）的理念［4?5］，并依托外包等機(jī)制開(kāi)始在制造業(yè)中發(fā)揮巨大作用。例如，1990年GE、IBM等公司就率先進(jìn)行由產(chǎn)品向服務(wù)轉(zhuǎn)型的嘗試。伴隨著制造服務(wù)研究的深入，自20世紀(jì)90年代起有歐美學(xué)者分別提出了服務(wù)型制造的概念和實(shí)現(xiàn)策略［6?9］。2007 年前后國(guó)內(nèi)學(xué)者結(jié)合中國(guó)制造的特色開(kāi)始關(guān)注服務(wù)型制造，并進(jìn)行了較為系統(tǒng)的理論構(gòu)建［10?11］。當(dāng)前，在全球制造業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的歷史背景和經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)下，服務(wù)型制造的學(xué)術(shù)研究和工業(yè)應(yīng)用得到了極大的發(fā)展。

1.2 產(chǎn)品全生命周期與微笑曲線

產(chǎn)品全生命周期涉及前期的市場(chǎng)調(diào)研與用戶需求分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、加工與裝配、運(yùn)輸與分銷、售后與維護(hù)、回收再制造等環(huán)節(jié)。為明確學(xué)術(shù)術(shù)語(yǔ)邊界，本文所指的制造是一種廣義概念，涵蓋產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)活動(dòng)；而生產(chǎn)僅特指產(chǎn)品加工和裝配環(huán)節(jié)。由圖1中微笑曲線可知：①加工與裝配環(huán)節(jié)處于價(jià)值鏈的低端，制造企業(yè)必須由以生產(chǎn)為中心向以服務(wù)為中心轉(zhuǎn)變。②制造業(yè)必須更加重視面向用戶的研發(fā)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品服務(wù)等要素的投入，將微笑曲線整體抬升，并向高附加值兩端延展，才能真正實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的升級(jí)改造。③服務(wù)型制造發(fā)展的重要趨勢(shì)是價(jià)值鏈中的服務(wù)要素得到延長(zhǎng)和加強(qiáng)。制造服務(wù)化使得上下游企業(yè)之間的“需求-供應(yīng)”關(guān)系變得越來(lái)越開(kāi)放，這些企業(yè)或重制造、或重服務(wù)，或一體化、或?qū)I(yè)化，研發(fā)、制造、營(yíng)銷等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)有序銜接，業(yè)務(wù)相互交織，共同構(gòu)成了產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)［12］。

圖1 微笑曲線Fig.1 Smile curve

據(jù)此可知，服務(wù)型制造是一種涵蓋產(chǎn)品全生命周期的、以制造服務(wù)為驅(qū)動(dòng)力的廣義先進(jìn)制造模式。其中，制造服務(wù)既包括傳統(tǒng)的生產(chǎn)性維護(hù)與MRO（maintenance，repair and overhaul）、外包，也涉及諸如眾籌、眾包、產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)（product?service systems，PSS）、社群機(jī)制下的競(jìng)爭(zhēng)與分享生產(chǎn)等新形式［13?14］。在服務(wù)型制造廣義范疇下，云制造（cloud manufacturing）［15］、社群化制造（social manufacturing）［16］等均是其體現(xiàn)形式。同時(shí)，在新一代IT技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，企業(yè)生產(chǎn)組織形態(tài)的創(chuàng)客化、小微化與平臺(tái)化也使得制造服務(wù)呈現(xiàn)出社群化的新特點(diǎn)［17］。

1.3 服務(wù)型制造的基本形式

制造服務(wù)貫穿于產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，產(chǎn)品是制造服務(wù)的核心著力點(diǎn)，因此，服務(wù)型制造的特點(diǎn)可從面向產(chǎn)品制造的服務(wù)和面向產(chǎn)品服務(wù)的制造視角來(lái)進(jìn)行闡述。

（1）面向產(chǎn)品制造的服務(wù)。為實(shí)現(xiàn)自身資源的有效配置和聚焦于核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升，企業(yè)一方面可以將低附加值和低利潤(rùn)的零部件外包給第三方企業(yè)來(lái)加工，重要工序以及核心零部件的加工和組裝則自主加工；另一方面，對(duì)于企業(yè)資源的配置服務(wù)方式，可以采用與第三方產(chǎn)品服務(wù)供應(yīng)商和金融租賃等服務(wù)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)雙贏。

（2）面向產(chǎn)品服務(wù)的制造。為用戶提供個(gè)性化的產(chǎn)品服務(wù)是服務(wù)型制造的重要方面。結(jié)合用戶的個(gè)性化服務(wù)需求，必須對(duì)產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改造。例如在設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行功能需求模塊和外觀結(jié)構(gòu)的差異性設(shè)計(jì)；在加工階段，對(duì)零部件關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。應(yīng)特別指出的是，產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)是面向產(chǎn)品服務(wù)進(jìn)行制造的核心驅(qū)動(dòng)力［18］。

1.4 服務(wù)型制造的文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)及研究方法

服務(wù)型制造是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的一個(gè)新興研究熱點(diǎn)。在資料搜集方面，本文遵循圖2所示的“關(guān)鍵詞-數(shù)據(jù)庫(kù)-樣本庫(kù)”的調(diào)研思路。首先，凝練關(guān)鍵學(xué)術(shù)術(shù)語(yǔ)，例如服務(wù)型制造、產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)和制造服務(wù)增值等。關(guān)于服務(wù)型制造術(shù)語(yǔ)的英文翻譯并不唯一，有service?oriented manufacturing，service?based manufacturing，service?enhanced manufacturing，service?embedded manufacturing等。其次，在 Google Scholar、Scopus、EI、Web of Knowledge、中文 CNKI、Elsevier、Springer、Tay?lor&Francis、Emerald、Wiley&Sons等文獻(xiàn)源中進(jìn)行服務(wù)型制造關(guān)鍵詞搜索得到的“關(guān)鍵詞-文獻(xiàn)源”矩陣，見(jiàn)表1。最后，遴選了引用率高的論文、知名學(xué)者的報(bào)告和行業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù)，形成了本文研究的樣本庫(kù)（見(jiàn)參考文獻(xiàn)）。

圖2 數(shù)據(jù)搜集與篩選Fig.2 Data collection and selection

表1 服務(wù)型制造“關(guān)鍵詞-文獻(xiàn)源”矩陣Tab.1 Service-oriented manufacturing“keyword-resources”matrix

基于上述調(diào)研樣本庫(kù)，本文按以下思路對(duì)服務(wù)型制造學(xué)術(shù)研究與工業(yè)應(yīng)用進(jìn)行綜述。首先對(duì)服務(wù)型制造的概念定義進(jìn)行歸納；然后提煉出6個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，包括組織與運(yùn)行模式、制造服務(wù)增值、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)性服務(wù)、工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)（industrial product?service system，iPSS）、制造服務(wù)供應(yīng)鏈以及IT自動(dòng)化技術(shù)對(duì)服務(wù)型制造的增效等技術(shù)；最后對(duì)典型的工業(yè)應(yīng)用案例進(jìn)行剖析。

2 概念定義、關(guān)鍵技術(shù)與工業(yè)案例

2.1 概念定義

雖然生產(chǎn)性服務(wù)自20世紀(jì)60年代以來(lái)一直都被放在不同的學(xué)術(shù)與工程實(shí)踐情境下進(jìn)行研究和應(yīng)用，且引申出制造服務(wù)的理念，但從“社會(huì)-技術(shù)”系統(tǒng)的角度看，直到20世紀(jì)末至21世紀(jì)初期，服務(wù)型制造的研究才得到系統(tǒng)性的提升，服務(wù)型制造的概念和實(shí)施策略才開(kāi)始作為工業(yè)化進(jìn)程中制造與服務(wù)融合發(fā)展的一種新型產(chǎn)業(yè)形態(tài)［19］。其中，20世紀(jì)90年代IBM和GE等公司在服務(wù)制造方面的實(shí)踐性成果激發(fā)了學(xué)術(shù)研究的進(jìn)程。同時(shí)，學(xué)術(shù)研究也反哺工程實(shí)踐的深化。例如，IBM定義的SOA（service?oriented architecture）架構(gòu)以及相關(guān)的服務(wù)注冊(cè)、描述、發(fā)現(xiàn)、操作等機(jī)制為制造服務(wù)奠定了計(jì)算實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)；而GE公司包括諸如發(fā)動(dòng)機(jī)租賃服務(wù)在內(nèi)的工程實(shí)踐為產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)理念的落地提供了堅(jiān)實(shí)的依據(jù)。

事實(shí)上，服務(wù)型制造的概念形成依賴于自底而上的“實(shí)踐-理論-再實(shí)踐”循環(huán)，是服務(wù)與制造融合理論與方法研究的質(zhì)變結(jié)果。伴隨著制造服務(wù)研究成果的積累，歐美學(xué)術(shù)界均對(duì)服務(wù)型制造給出了一些基本的定義。如service?oriented manufacturing［6］，service?based manufacturing［20］，service?enhanced manufacturing［21］等。這些定義各有側(cè)重，在表述上亦存在微小的差異。

自改革開(kāi)放以來(lái)，新形勢(shì)下中國(guó)制造的服務(wù)特征起步于珠三角地區(qū)的外包生產(chǎn)，并在不同的城市群形成了各自的制造服務(wù)特色，如長(zhǎng)三角模式、京津冀模式、溫州模式等。據(jù)此不僅產(chǎn)生了海量的中小微型制造企業(yè)，而且也孕育出諸如海爾、小米、陜西鼓風(fēng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司、沈陽(yáng)機(jī)床股份有限公司、富士康等具有鮮明制造服務(wù)特征的大型企業(yè)，構(gòu)成了不同的、行業(yè)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈集群。中國(guó)制造的發(fā)展更為制造服務(wù)研究提供了空前的工程實(shí)踐情境。結(jié)合中國(guó)制造的實(shí)踐和新特點(diǎn)，“十五”期間依托國(guó)家863計(jì)劃，國(guó)內(nèi)在制造服務(wù)研究方面先后提出了ASP（application service provision）制造服務(wù)應(yīng)用模式［22?25］，網(wǎng)絡(luò)化 e?制造服務(wù)［26?27］、基于SOA的制造服務(wù)［28］等方法。汪應(yīng)洛等學(xué)者則在2007年前后給出了結(jié)合中國(guó)制造特征的服務(wù)型制造定義［2］。在相關(guān)文獻(xiàn)的表述中，孫林巖等［10］認(rèn)為服務(wù)型制造是為了實(shí)現(xiàn)制造價(jià)值鏈中各利益相關(guān)者的價(jià)值增值，通過(guò)產(chǎn)品和服務(wù)的融合、用戶全程參與、企業(yè)相互提供生產(chǎn)性服務(wù)和服務(wù)性生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)分散化制造資源的整合和各自核心競(jìng)爭(zhēng)力的高度協(xié)同，達(dá)到高效創(chuàng)新的一種制造模式。林文進(jìn)等［29］認(rèn)為服務(wù)型制造是在制造業(yè)和服務(wù)業(yè)相互融合的背景下誕生的，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)作實(shí)現(xiàn)制造向服務(wù)的拓展和服務(wù)向制造的滲透，最終為用戶提供“產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)”，企業(yè)在為用戶創(chuàng)造最大價(jià)值的同時(shí)獲取自身的利益。江平宇等［30?33］則從產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的角度出發(fā)，提出了PSS是實(shí)現(xiàn)基于產(chǎn)品全生命周期服務(wù)型制造的核心價(jià)值系統(tǒng)的觀點(diǎn)。

研究表明，制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的深度融合，必將對(duì)生產(chǎn)者與消費(fèi)者的角色進(jìn)行重新定位，對(duì)生產(chǎn)者與生產(chǎn)者、生產(chǎn)者與消費(fèi)者之間的鏈接關(guān)系重構(gòu)解析。從橫向來(lái)看，生產(chǎn)者與生產(chǎn)者、生產(chǎn)者與消費(fèi)者之間可以存在多重的服務(wù)與被服務(wù)關(guān)系；從縱向來(lái)看，制造服務(wù)從鏈?zhǔn)焦?yīng)合作關(guān)系向服務(wù)增值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展和延伸。生產(chǎn)者與生產(chǎn)者、生產(chǎn)者與消費(fèi)者角色之間都屬于服務(wù)與被服務(wù)的關(guān)系，他們之間的服務(wù)關(guān)系涵蓋了產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)階段。具體表現(xiàn)如下：傳統(tǒng)的制造商逐漸由單一的產(chǎn)品供應(yīng)商向產(chǎn)品服務(wù)供應(yīng)商轉(zhuǎn)變；用戶可以通過(guò)個(gè)性化需求來(lái)定制產(chǎn)品，積極參與到產(chǎn)品的前端設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程和服務(wù)決策過(guò)程中去；制造企業(yè)在加工與裝配階段，將低附加值的零部件加工活動(dòng)外包給第三方企業(yè)，自己聚焦于核心部件的加工或者裝配活動(dòng)，以此來(lái)獲取較高的企業(yè)利潤(rùn)。

2.2 服務(wù)型制造的關(guān)鍵技術(shù)

依據(jù)上述概念定義，本文以6項(xiàng)主要的服務(wù)型制造關(guān)鍵技術(shù)為目標(biāo)，并結(jié)合工業(yè)應(yīng)用案例進(jìn)行文獻(xiàn)綜述。

2.2.1 組織與運(yùn)行模式

制造與服務(wù)的融合首先要求重構(gòu)生產(chǎn)者與生產(chǎn)者、生產(chǎn)者與消費(fèi)者之間的鏈接。商業(yè)關(guān)系由鏈?zhǔn)焦?yīng)方式向網(wǎng)狀生態(tài)共創(chuàng)體系改變，全新的工業(yè)服務(wù)邏輯正在出現(xiàn)。依托于工業(yè)產(chǎn)品，將生產(chǎn)性服務(wù)、服務(wù)性生產(chǎn)以及用戶全程參與制造及服務(wù)過(guò)程引入傳統(tǒng)的制造價(jià)值鏈，擴(kuò)展價(jià)值鏈的涵蓋范圍，通過(guò)企業(yè)間的專業(yè)化分工和協(xié)作及網(wǎng)絡(luò)化協(xié)作實(shí)現(xiàn)資源整合、價(jià)值增值和知識(shí)創(chuàng)新［34］。解決這些問(wèn)題依賴于對(duì)組織與運(yùn)行模式的探究。與此相關(guān)的研究方向有組織范式［10，29，35?36］、制造過(guò)程的服務(wù)化［5，37?38］、模塊化生產(chǎn)［39?40］、產(chǎn) 品 化 服 務(wù)［41?43］、云 制 造 服 務(wù) 模式［15，44?46］、社群化制造模式［47?55］、社群化工廠［56］、微服務(wù)［57］等。其他典型的研究還包括工業(yè)用戶參與生產(chǎn)服務(wù)和交付流程中的角色定位和轉(zhuǎn)變［58］。關(guān)于動(dòng)態(tài)環(huán)境下的制造服務(wù)供需匹配問(wèn)題，可分為供需對(duì)象匹配、供需數(shù)量匹配、單一產(chǎn)品/服務(wù)供需匹配、多產(chǎn)品/服務(wù)供需匹配、企業(yè)供需匹配和系統(tǒng)供需匹配6類［59］，并針對(duì)資源服務(wù)提供者、資源服務(wù)需求和資源服務(wù)代理三方之間的利益均衡問(wèn)題，構(gòu)建資源效用模型［60］和資源服務(wù)組合柔性度量體系［61］。針對(duì)資源計(jì)劃體系的研究框架，可考慮用戶參與和體驗(yàn)影響的預(yù)測(cè)；以服務(wù)模塊化和物料需求計(jì)劃為基礎(chǔ)的服務(wù)和物料綜合需求計(jì)劃；考慮用戶參與和體驗(yàn)以及參與者行為的計(jì)劃和調(diào)度問(wèn)題，特別是用戶的參與和體驗(yàn)變化導(dǎo)致的online能力分配和調(diào)度問(wèn)題［62］。

綜上所述，國(guó)內(nèi)外專家從不同視角對(duì)生產(chǎn)性服務(wù)、服務(wù)性生產(chǎn)等術(shù)語(yǔ)及概念進(jìn)行了定義和描述，給出了制造與服務(wù)融合的技術(shù)支持框架，對(duì)資源的供需匹配進(jìn)行了系統(tǒng)研究，但仍缺乏對(duì)生產(chǎn)者與生產(chǎn)者、生產(chǎn)者與消費(fèi)者之間角色定位和鏈接關(guān)系的系統(tǒng)性描述和演變規(guī)律的深度解析。

2.2.2 制造服務(wù)增值

制造業(yè)從產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)到服務(wù)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變，促使國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的制造企業(yè)逐步通過(guò)運(yùn)用服務(wù)來(lái)增強(qiáng)自身產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力以及向服務(wù)轉(zhuǎn)型以獲取新的價(jià)值來(lái)源［63?65］，這使得依托制造服務(wù)實(shí)現(xiàn)價(jià)值增值成為解決問(wèn)題的核心要點(diǎn)。制造服務(wù)增值涉及供應(yīng)商、服務(wù)商、制造商、分銷商和用戶節(jié)點(diǎn)企業(yè)等角色的耦合關(guān)系。各角色節(jié)點(diǎn)企業(yè)緊密圍繞核心能力開(kāi)展業(yè)務(wù)，并將非核心業(yè)務(wù)外包；通過(guò)相互提供生產(chǎn)性服務(wù)、分工合作實(shí)現(xiàn)快速創(chuàng)新和高效生產(chǎn)服務(wù)制造協(xié)作［11，34］；此外，協(xié)同設(shè)計(jì)、供應(yīng)商庫(kù)存管理、遠(yuǎn)程維護(hù)等都體現(xiàn)了生產(chǎn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)上的新型服務(wù)關(guān)系。其研究方向包括：服務(wù)增值策略［66?69］、制造業(yè)的服務(wù)化［70?71］、增值機(jī)理［72?73］、服務(wù)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)［74?78］、服務(wù)成本工程［79?81］等；典型的研究有：采用消費(fèi)者效用理論探討制造商拓展增值服務(wù)渠道的條件［82］、個(gè)性化服務(wù)的定價(jià)方案設(shè)置［19］、制造與服務(wù)的可持續(xù)融合框架［83］等。針對(duì)制造業(yè)企業(yè)服務(wù)化戰(zhàn)略的生成邏輯問(wèn)題，案例實(shí)證表明企業(yè)能力對(duì)制造業(yè)服務(wù)化績(jī)效的生成具有顯著的調(diào)節(jié)影響作用。尤其是當(dāng)制造企業(yè)的服務(wù)提供類型與其特定情境能力之間保持相對(duì)的適應(yīng)性關(guān)系時(shí)，企業(yè)能力更可能對(duì)制造企業(yè)績(jī)效帶來(lái)積極影響［84］。針對(duì)產(chǎn)品服務(wù)雙合作聯(lián)盟的收益分配問(wèn)題，基于雙合作聯(lián)盟的核心與韋伯集相等的定理可求解出每個(gè)聯(lián)盟企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)品和服務(wù)收益結(jié)果，且由收益遞增定理可知，制造企業(yè)參與的產(chǎn)品服務(wù)雙合作聯(lián)盟越大，邊際收益越大［85］。

綜上所述，制造服務(wù)增值主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①制造過(guò)程的服務(wù)化。在產(chǎn)品制造過(guò)程中所需的生產(chǎn)性服務(wù)性要素在制造和價(jià)值創(chuàng)造中的投入增加，成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵來(lái)源。②制造產(chǎn)品的服務(wù)化。傳統(tǒng)的單一產(chǎn)品制造商正逐漸向“產(chǎn)品+服務(wù)”的供應(yīng)商角色轉(zhuǎn)型。

2.2.3 設(shè)計(jì)與生產(chǎn)性服務(wù)

（1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)。設(shè)計(jì)服務(wù)是制造服務(wù)的重要組成部分，提升企業(yè)設(shè)計(jì)服務(wù)能力是提高產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率的關(guān)鍵。產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)框架有：外包設(shè)計(jì)［86］、眾包設(shè)計(jì)［87］、云設(shè)計(jì)［88?89］等。眾包概念于2006年6月首次被提出［90］，后被應(yīng)用在產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)中，通過(guò)整合互聯(lián)網(wǎng)上的海量社會(huì)化智力資源完成單個(gè)個(gè)體難以單獨(dú)完成的復(fù)雜任務(wù)［91］。典型的研究有：通過(guò)開(kāi)放式眾包業(yè)務(wù)模型支持用戶關(guān)注和參與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程［88，92］，通過(guò)真實(shí)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的眾包實(shí)驗(yàn)定量分析群眾參與模式下的眾包活動(dòng)特征［93］，通過(guò)案例對(duì)比分析眾包設(shè)計(jì)模式利用社會(huì)化資源完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)任務(wù)的能力［87］。在外包設(shè)計(jì)方面，典型的研究包括：通過(guò)分析供應(yīng)商參與汽車零部件設(shè)計(jì)的動(dòng)機(jī)、方式和后果來(lái)研究外包策略和供應(yīng)商管理問(wèn)題［94］，通過(guò)面向服務(wù)的模塊化設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容及現(xiàn)狀分析來(lái)比較傳統(tǒng)物理產(chǎn)品與集成產(chǎn)品和服務(wù)提供（廣義產(chǎn)品）的區(qū)別［95］。在云設(shè)計(jì)方面，典型的研究有：通過(guò)云計(jì)算概念設(shè)計(jì)與制造框架，探討利用云計(jì)算進(jìn)行協(xié)作設(shè)計(jì)、分布式制造及其創(chuàng)新數(shù)據(jù)挖掘、語(yǔ)義Web技術(shù)等方面的研究［89］，基于云設(shè)計(jì)架構(gòu)的設(shè)計(jì)需求獲取研究［96］，基于遺傳算法的云設(shè)計(jì)資源調(diào)度問(wèn)題［97］等。

綜上所述，基于眾包設(shè)計(jì)、外包設(shè)計(jì)、云設(shè)計(jì)等模式的產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)是一種在線的、分布式的、高效的問(wèn)題解決方案，通過(guò)整合利用分散的設(shè)計(jì)資源來(lái)完成產(chǎn)品協(xié)同開(kāi)發(fā)。該方案能有效降低成本、增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，正成為越來(lái)越多制造企業(yè)凝聚核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要舉措［98］。

（2）零件加工與產(chǎn)品裝配服務(wù)。生產(chǎn)服務(wù)的主要形式是生產(chǎn)外包，其核心思想是以外協(xié)加工的方式將生產(chǎn)任務(wù)委托給外部專業(yè)化細(xì)分下的生產(chǎn)企業(yè)來(lái)完成，以達(dá)到降低成本、分散風(fēng)險(xiǎn)、提高效率、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的目的［99］。目前對(duì)生產(chǎn)外包模式的研究主要有：概念框架研究、外包調(diào)度規(guī)劃研究、外包決策支持研究等。在概念框架方面，可將產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)劃分為多個(gè)方面，從產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)學(xué)的視角分析服務(wù)制造網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)企業(yè)間的合作關(guān)系［34］；利用云加工社區(qū)框架，可以繼承分布式社會(huì)化的制造資源，在社會(huì)化加工資源的虛擬訪問(wèn)、生產(chǎn)外包任務(wù)的廣播和確認(rèn)、面向特定生產(chǎn)外包任務(wù)的加工過(guò)程監(jiān)控等技術(shù)的支持下，為用戶提供按需加工服務(wù)［46］。在調(diào)度規(guī)劃方面，針對(duì)不確定性制造系統(tǒng)中外部資源使用的協(xié)商和規(guī)劃問(wèn)題，也可采用滾動(dòng)時(shí)域方法，將兩階段隨機(jī)規(guī)劃方法應(yīng)用于資源需求等不確定時(shí)間的研究中［100］；也可采用ESCSA算法解決復(fù)雜實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的任務(wù)眾包調(diào)度問(wèn)題［101］；可通過(guò)對(duì)制造服務(wù)中產(chǎn)品制造任務(wù)和企業(yè)制造資源的定義以及基于物料清單的數(shù)據(jù)流分析，建立一種智能化制造任務(wù)分配模型，分析制造任務(wù)靜動(dòng)態(tài)分配和分配策略問(wèn)題［102］。此外，對(duì)于庫(kù)存限制和生產(chǎn)外包服務(wù)滯留等問(wèn)題，可采用動(dòng)態(tài)批量模型來(lái)解決，降低時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本［103］。在決策支持方面，可以采用本體論、規(guī)則推理和博弈論等方法實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商預(yù)審，最終選擇和訂單協(xié)調(diào)的三階段決策支持，并采用帝國(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法進(jìn)行解算［104?105］。在產(chǎn)品裝配方面，公共外庫(kù)和倉(cāng)儲(chǔ)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)概念的提出為產(chǎn)品裝配部件的智能存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)配送提供了新的解決方案［106?107］?；跁r(shí)間和空間維度的庫(kù)存服務(wù)優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝配服務(wù)的關(guān)鍵，可采用成熟度和目標(biāo)級(jí)聯(lián)分析法對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù)能力進(jìn)行建模［108］；采取分布式庫(kù)存控制策略對(duì)面向多企業(yè)多品種多需求的貨位分配組合進(jìn)行優(yōu)化［109］。另外，產(chǎn)品加工和裝配也存在整體外包現(xiàn)象，如手機(jī)生產(chǎn)［110］等。

綜上所述，生產(chǎn)外包加工和裝配是零件加工與生產(chǎn)任務(wù)的主要模式，該模式中，外包服務(wù)需求方可以將非核心的生產(chǎn)服務(wù)轉(zhuǎn)移到外部企業(yè)，從而有更多精力提升自己的核心業(yè)務(wù)，而外包服務(wù)提供方可以聚焦專業(yè)化加工服務(wù)，與其他提供方一起形成以某類工件的重要工序或核心部件的加工組裝為核心的制造社區(qū)，從而占據(jù)市場(chǎng)位置。公共外庫(kù)（即共享倉(cāng)庫(kù)）和倉(cāng)儲(chǔ)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)等服務(wù)模式的出現(xiàn)也為產(chǎn)品零部件的存儲(chǔ)和配送提供了新的解決思路，因此，該模式能實(shí)現(xiàn)需求方和提供方的雙贏。

2.2.4 工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)

21世紀(jì)初聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）提出了產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)（PSS）的概念，最初的目的是實(shí)現(xiàn)人、產(chǎn)品、企業(yè)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展［111］。PSS通過(guò)系統(tǒng)地集成產(chǎn)品和服務(wù)，為用戶提供產(chǎn)品功能而不是產(chǎn)品本身以滿足他們的需求，從而在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)價(jià)值的增值、生產(chǎn)與消費(fèi)的可持續(xù)性發(fā)展［112］。在此基礎(chǔ)上，工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)是指由工業(yè)產(chǎn)品制造核心企業(yè)或第三服務(wù)方主導(dǎo)的、通過(guò)附加無(wú)形的產(chǎn)品服務(wù)到有形的工業(yè)產(chǎn)品上，來(lái)達(dá)到在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)設(shè)計(jì)、制造、銷售、配置、運(yùn)控和維護(hù)好工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)（工作）能力，提升工業(yè)產(chǎn)品的環(huán)保性能的一種系統(tǒng)性解決方案，并希望通過(guò)這種“產(chǎn)品設(shè)計(jì)-制造-服務(wù)”一體化解決方案，在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境兩方面均實(shí)現(xiàn)服務(wù)驅(qū)動(dòng)的價(jià)值增值［113?115］。根據(jù)產(chǎn)品和服務(wù)在 PSS 中所占的比重大小，可以分為：產(chǎn)品導(dǎo)向的PSS，使用導(dǎo)向的PSS和結(jié)果導(dǎo)向的PSS［116］。其中，產(chǎn)品導(dǎo)向的PSS又可分為產(chǎn)品相關(guān)的服務(wù)［117］和建議咨詢服務(wù)［118］；使用導(dǎo)向的PSS又可分為產(chǎn)品租賃［119］、產(chǎn)品共享［120］和產(chǎn)品池［121］；結(jié)果導(dǎo)向的PSS又可分為活動(dòng)外包［122］、按服務(wù)量收費(fèi)［123］和按結(jié)果收費(fèi)［124］。

由于PSS是實(shí)現(xiàn)服務(wù)型制造的重要內(nèi)容，故面向產(chǎn)品制造的生產(chǎn)管理優(yōu)化決策方法不再適用，需要對(duì)產(chǎn)品制造和服務(wù)的提供進(jìn)行集成化優(yōu)化決策，有效應(yīng)對(duì)產(chǎn)品制造和服務(wù)提供的兩個(gè)階段的耦合問(wèn)題［125?128］。PSS的關(guān)鍵使能技術(shù)可以從用戶需求分析、設(shè)計(jì)、配置、運(yùn)行服務(wù)、服務(wù)性能評(píng)估和PSS?CAD這幾個(gè)方面展開(kāi)。在用戶需求分析方面，可通過(guò)建立用戶需求模型，對(duì)企業(yè)的服務(wù)能力和用戶需求進(jìn)行匹配來(lái)滿足用戶需求［129］。通過(guò)分析現(xiàn)有PPS設(shè)計(jì)方案，找到用戶需求和方案之間的差距和原因，在此基礎(chǔ)上提出解決方案，以更好地滿足用戶需求［130］。對(duì)用戶需求進(jìn)行分析，不僅可以提高用戶的滿意度，通過(guò)用戶對(duì)PSS的反饋，也可以提高設(shè)計(jì)方法和質(zhì)量［131］。在PSS設(shè)計(jì)方面，可圍繞產(chǎn)品全生命周期的服務(wù)方案進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，確定設(shè)計(jì)的目標(biāo)、內(nèi)容和服務(wù)框架［132］；也可通過(guò)對(duì)現(xiàn)有PSS的分析，提取設(shè)計(jì)知識(shí)并進(jìn)行重用，以提高設(shè)計(jì)效率和降低設(shè)計(jì)成本［133］。隨著PSS設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累，模塊化PSS設(shè)計(jì)成為可能，對(duì)服務(wù)模塊、產(chǎn)品模塊和功能模塊等進(jìn)行調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)［134］。此外，在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行成本計(jì)算也是PSS設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容之一［135?138］。在PSS 配置方面，根據(jù)用戶需求可在產(chǎn)品全生命周期中融合相應(yīng)的服務(wù)以提高產(chǎn)品的功能和經(jīng)濟(jì)性能［139］。本體論常用來(lái)對(duì)配置的項(xiàng)目和過(guò)程進(jìn)行分解，包括：服務(wù)資源配置、服務(wù)功能配置、服務(wù)約束配置和服務(wù)屬性配置等［140］。PSS配置過(guò)程的核心就是為求解上述服務(wù)項(xiàng)目之間的約束關(guān)系，以最優(yōu)的配置結(jié)果滿足用戶的需求［141］。具體案例如針對(duì)高端數(shù)控機(jī)床的iPSS配置建模［142］、服務(wù)調(diào)度［143］等。在用戶服務(wù)創(chuàng)新研究方面，構(gòu)建PSS創(chuàng)新管理框架，考慮每個(gè)利益相關(guān)者，通過(guò)產(chǎn)品和服務(wù)要素的差異化服務(wù)來(lái)推廣用戶和創(chuàng)收價(jià)值［144］。另外，基于標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品服務(wù)過(guò)程可顯著提高制造商和用戶的互動(dòng)效率，并通過(guò)模塊化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)縮短創(chuàng)新周期，實(shí)現(xiàn)靈活定制［145］。在PSS運(yùn)行服務(wù)方面，主要圍繞產(chǎn)品展開(kāi)運(yùn)行和維護(hù)服務(wù)。其中，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行服務(wù)的基礎(chǔ)是服務(wù)建模，涵蓋服務(wù)項(xiàng)目、服務(wù)提供商、服務(wù)行為和服務(wù)流程等內(nèi)容［146］。服務(wù)資源的效率決定了PSS運(yùn)行過(guò)程中的服務(wù)能力，提高服務(wù)資源的效率對(duì)企業(yè)利潤(rùn)、用戶滿意度和生態(tài)環(huán)境均有積極意義［147］。運(yùn)行服務(wù)的應(yīng)用則有數(shù)控機(jī)床PSS［33，148］、機(jī)加工刀具 PSS［149］等。在服務(wù)性能評(píng)估方面，一般分為服務(wù)運(yùn)行前評(píng)估和運(yùn)行后評(píng)估，以確定PSS是否滿足需求。通過(guò)對(duì)有效的設(shè)計(jì)信息進(jìn)行分析，可對(duì)設(shè)計(jì)方案中的每一項(xiàng)進(jìn)行評(píng)估，最終確定所設(shè)計(jì)的性能［150］。成本分析也是PSS性能分析的核心，通過(guò)對(duì)服務(wù)成本的分析，建立服務(wù)過(guò)程與服務(wù)成本之間的關(guān)系，找出最可能的服務(wù)成本給用戶和服務(wù)提供商作為參考［151］。PSS評(píng)估通常會(huì)選取多個(gè)指標(biāo)，如投入產(chǎn)出比、服務(wù)性能和服務(wù)過(guò)程能力等，根據(jù)評(píng)估指標(biāo)的不同，評(píng)估方法也多種多樣［152］。在PSS?CAD方面，由于用戶需求、產(chǎn)品和服務(wù)的復(fù)雜程度越來(lái)越高，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的PSS快速設(shè)計(jì)和可視化、高效維護(hù)和設(shè)計(jì)重用正成為必然選擇［153］。尤其是在PSS運(yùn)行過(guò)程中，PSS?CAD作為輔助工具，能幫助服務(wù)提供商可視化的MRO等服務(wù)［154］。

綜上所述，PSS/iPSS是將以產(chǎn)品為主導(dǎo)的傳統(tǒng)運(yùn)作方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑?wù)為主導(dǎo)的合作方式，并為用戶提供系統(tǒng)化服務(wù)解決方案的一種企業(yè)可持續(xù)發(fā)展模式。生產(chǎn)者和消費(fèi)者的角色均需重新定位，他們之間的價(jià)值關(guān)系也需重構(gòu)。因此，PSS/iPSS是造就服務(wù)型制造核心價(jià)值的原動(dòng)力。

2.2.5 制造服務(wù)供應(yīng)鏈

在生產(chǎn)外包和工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)等多服務(wù)制造模式的聯(lián)合驅(qū)動(dòng)下，制造企業(yè)和服務(wù)企業(yè)之間的合作模式也發(fā)生了相應(yīng)改變，服務(wù)主導(dǎo)的思想正成為重構(gòu)供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)價(jià)值共創(chuàng)的重要手段［155?156］。企業(yè)間的合作模式由傳統(tǒng)的單個(gè)核心企業(yè)主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)間的協(xié)同，且企業(yè)間的行為相互交錯(cuò)，形成密集而動(dòng)態(tài)的服務(wù)供應(yīng)鏈［157?158］。制造服務(wù)供應(yīng)鏈涉及服務(wù)供應(yīng)管理、服務(wù)需求管理和服務(wù)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)三方面的主要研究?jī)?nèi)容［83，159］。典型的研究有制造服務(wù)供應(yīng)鏈的參考框架［160］、制造服務(wù)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)［155，157］、模型構(gòu)建與績(jī)效評(píng)價(jià)［161?162］、制造服務(wù)供需匹配［59］、合作關(guān)系與利益分配問(wèn)題［163］、供應(yīng)商服務(wù)選擇與優(yōu)化問(wèn)題［164?166］等。研究發(fā)現(xiàn)，服務(wù)型制造供應(yīng)鏈在盈利模式、組織行為和價(jià)值形式等方面與傳統(tǒng)的制造物流供應(yīng)鏈有顯著差異［163］。產(chǎn)品服務(wù)和用戶行為服務(wù)對(duì)供應(yīng)鏈的運(yùn)行組合有積極影響［167］。例如，用戶參與對(duì)服務(wù)能力會(huì)產(chǎn)生正向影響，服務(wù)能力對(duì)感知價(jià)值和用戶滿意具有正向影響，而用戶參與并不直接作用于感知價(jià)值與用戶滿意，而是通過(guò)服務(wù)能力間接對(duì)感知價(jià)值與用戶滿意產(chǎn)生正向影響［168］。此外，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程綜合考慮到物流設(shè)計(jì)中來(lái)，能提高制造服務(wù)供應(yīng)鏈重構(gòu)各方面的整合水平，優(yōu)化相應(yīng)的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)［169］。根據(jù)統(tǒng)一服務(wù)理論也能對(duì)制造服務(wù)供應(yīng)鏈進(jìn)行概念化，將制造服務(wù)定義為雙向供應(yīng)鏈，作用在其上的對(duì)象既有提供制造資源的制造服務(wù)提供者，又有接收制造資源的用戶［170］。制造服務(wù)供應(yīng)鏈的體現(xiàn)形態(tài)是制造服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，其綜合性能可用與業(yè)務(wù)流程和實(shí)施水平相結(jié)合的關(guān)鍵服務(wù)性能指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)［165］。同時(shí)，采用基于層次分析法的制造服務(wù)合作評(píng)價(jià)機(jī)制，可揭示企業(yè)層面的制造與服務(wù)融合規(guī)律［157］；采用制造服務(wù)供應(yīng)-需求匹配超網(wǎng)絡(luò)的概念可構(gòu)建相應(yīng)的制造服務(wù)智能匹配模型［171］。另外，由于服務(wù)型制造不僅提供產(chǎn)品，而且提供服務(wù)，故其供應(yīng)鏈不僅包括物流，而且包括服務(wù)流。對(duì)于傳統(tǒng)的以物流為核心的供應(yīng)鏈，服務(wù)型制造供應(yīng)鏈?zhǔn)且环N混合供應(yīng)鏈，其牛鞭效應(yīng)不僅受物流信息畸變的影響，而且受服務(wù)流畸變及其兩者綜合的影響［172?174］。針對(duì)物流與服務(wù)流耦合問(wèn)題，可以從合同設(shè)計(jì)的角度提出混合供應(yīng)鏈協(xié)同方法［174?176］。

綜上所述，參考相對(duì)較為成熟的產(chǎn)品制造供應(yīng)鏈研究的共性基礎(chǔ)理論，可通過(guò)抽象出制造服務(wù)供應(yīng)鏈具有的、與產(chǎn)品制造供應(yīng)鏈截然不同的特征，構(gòu)筑適應(yīng)于制造服務(wù)自身特點(diǎn)的、并能將產(chǎn)品制造供應(yīng)鏈的相關(guān)共性理論融合應(yīng)用到制造服務(wù)供應(yīng)鏈的新模式、新方法、新模型和新技術(shù)。因此，加強(qiáng)對(duì)制造服務(wù)供應(yīng)鏈運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)理論研究將成為一種趨勢(shì)。

2.2.6 支持服務(wù)型制造的IT與自動(dòng)化技術(shù)

IT與自動(dòng)化技術(shù)包括互聯(lián)網(wǎng)+、服務(wù)計(jì)算、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算、社會(huì)計(jì)算、智能計(jì)算、數(shù)字孿生、信息物理融合系統(tǒng)（cyber?physical sys?tems，CPS）及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等，其快速發(fā)展極大地推動(dòng)了制造與服務(wù)的深度融合，提升了制造業(yè)的資源配置效率，優(yōu)化了企業(yè)的生產(chǎn)組織和運(yùn)營(yíng)管理方式，催生了平臺(tái)經(jīng)濟(jì)、共享經(jīng)濟(jì)和社群經(jīng)濟(jì)等的發(fā)展，為服務(wù)型制造的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了先決條件，也加速了服務(wù)型制造研究的進(jìn)程。當(dāng)前，使用IT和自動(dòng)化技術(shù)的典型研究包括如下方面：CPS、大數(shù)據(jù)和智能計(jì)算技術(shù)對(duì)制造服務(wù)過(guò)程的支撐［177?179］；云計(jì)算技術(shù)對(duì)云制造服務(wù)平臺(tái)以及被封裝的云服務(wù)資源、集中式調(diào)度與管理、貫穿于產(chǎn)品生命周期所有階段的云服務(wù)請(qǐng)求［44?45］、知識(shí)服務(wù)技術(shù)［180］等的支持；社會(huì)計(jì)算技術(shù)對(duì)社群化制造網(wǎng)絡(luò)分析與評(píng)估的支撐［147，181?182］；數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在產(chǎn)品制造質(zhì)量改進(jìn)方面的支撐，如考慮產(chǎn)品/過(guò)程的質(zhì)量描述、質(zhì)量預(yù)測(cè)、質(zhì)量分類和參數(shù)優(yōu)化［183］；服務(wù)計(jì)算支持的面向SOA的服務(wù)架構(gòu)體系［184］；邊緣計(jì)算在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)條件下強(qiáng)化了制造數(shù)據(jù)的分布化處理能力［185?186］；數(shù)字孿生則是實(shí)現(xiàn)制造物理世界和信息世界智能互聯(lián)與交互融合的一種潛在的有效途徑，物理融合、模型融合、數(shù)據(jù)融合和服務(wù)融合是它需要解決的技術(shù)難點(diǎn)［187］等?？梢钥闯?，服務(wù)型制造會(huì)因信息化的深度引入而發(fā)揮出它在服務(wù)價(jià)值增值方面的更大潛能［188］。

綜上所述，以智能制造、智慧服務(wù)為代表的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)增加了服務(wù)化內(nèi)容的比例，通過(guò)對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)傳輸與高級(jí)建模分析，可形成智能決策與控制機(jī)制。據(jù)此可知，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為IT和自動(dòng)化技術(shù)的“總線”，整合其他IT與自動(dòng)化技術(shù)來(lái)支撐制造業(yè)的數(shù)字化、精益化、智能化、服務(wù)化、社群化，是服務(wù)型制造學(xué)術(shù)研究與工業(yè)應(yīng)用的主攻方向之一。

2.3 工業(yè)案例

將服務(wù)型制造的理論和方法應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中，不僅可以為制造企業(yè)提供額外的服務(wù)增值和資源配置優(yōu)化，而且以用戶為主導(dǎo)的個(gè)性化服務(wù)也能使用戶成為制造過(guò)程的決策者和參與者，從而拉近企業(yè)與用戶的距離，最終提升企業(yè)在其行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力?；诜?wù)型制造的理論和方法，國(guó)內(nèi)外一些傳統(tǒng)產(chǎn)品制造企業(yè)已成功轉(zhuǎn)型為產(chǎn)品和服務(wù)融合的服務(wù)型制造企業(yè)。

羅爾斯·羅伊斯（Rolls?Royce）公司提供了針對(duì)性的Power by the hour和Total care發(fā)動(dòng)機(jī)維保服務(wù)，通過(guò)服務(wù)合同綁定用戶，增加了服務(wù)型收入［189］；世界著名的印刷機(jī)制造商奧西（Oce）公司通過(guò)提供印刷解決方案，幫助企業(yè)管理復(fù)雜的印刷機(jī)網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)的印刷機(jī)維護(hù)和印刷機(jī)打印作業(yè)分配等服務(wù)［190］；沈陽(yáng)機(jī)床股份有限公司采用所研發(fā)的i5智能化共享平臺(tái)為用戶提供一整套加工服務(wù)共享解決方案，用戶無(wú)需購(gòu)買實(shí)體機(jī)床，只需提出制造需求即可［191］；瑞典刀具制造商山特維克（Sandvik Coromant）在刀具制造的基礎(chǔ)上，通過(guò)為用戶提供刀具選用和刀具維護(hù)等服務(wù)，使企業(yè)定位從刀具產(chǎn)品制造商轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蛑圃炷芰μ嵘偷毒呶锪鞣桨傅姆?wù)提供商［192］；陜西鼓風(fēng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司從21世紀(jì)初開(kāi)始從產(chǎn)品制造商向服務(wù)提供商艱難轉(zhuǎn)型，取得了重大突破，為用戶提供了包括“壓縮空氣”服務(wù)、金融服務(wù)、運(yùn)維服務(wù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理等配套服務(wù)，基本實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品全生命周期下的服務(wù)覆蓋［193］；IBM則從一家單純的IT硬件制造商，通過(guò)向用戶提供硬件、網(wǎng)絡(luò)和軟件服務(wù)，成功轉(zhuǎn)型為IT整體解決方案供應(yīng)商［194］；自動(dòng)化設(shè)備制造商ABB公司為用戶提供專業(yè)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工程支持服務(wù)，通過(guò)數(shù)字化和信息化技術(shù)，服務(wù)工程師實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地的遠(yuǎn)程技術(shù)服務(wù)［195］；海爾作為全球最大的白色家電制造商，近年來(lái)通過(guò)開(kāi)發(fā)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)U+平臺(tái)，為用戶提供廣泛意義的售后服務(wù)，包括智能家居、遠(yuǎn)程服務(wù)和回收服務(wù)等［196］；上海電氣從最初的產(chǎn)品制造與銷售，發(fā)展到圍繞產(chǎn)品生命周期、以用戶需求為導(dǎo)向的技術(shù)服務(wù)，最后發(fā)展成為以服務(wù)為核心的企業(yè)［197］；陜西重型汽車集團(tuán)則提出了汽車制造從生產(chǎn)型向服務(wù)型轉(zhuǎn)型的目標(biāo)，并建立了相應(yīng)的服務(wù)項(xiàng)目，包括汽車產(chǎn)品的增值服務(wù)開(kāi)發(fā)，為用戶提供基于“產(chǎn)品+服務(wù)”的整體解決方案等［198］。

從上述10個(gè)典型服務(wù)型制造企業(yè)的工業(yè)應(yīng)用案例可知，服務(wù)型制造是以制造服務(wù)為核心驅(qū)動(dòng)力的、能達(dá)成企業(yè)和用戶雙贏的制造模式。隨著價(jià)值創(chuàng)造焦點(diǎn)的逐步轉(zhuǎn)換，企業(yè)價(jià)值創(chuàng)造的方式也發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變，服務(wù)型制造指明了企業(yè)轉(zhuǎn)型的大方向。

3 分析與討論

綜上所述，服務(wù)型制造更突出地強(qiáng)調(diào)了服務(wù)對(duì)制造業(yè)價(jià)值增值的作用，通過(guò)在產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)融合外包/眾包/產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)等高附加值的服務(wù)方案，重構(gòu)與優(yōu)化“服務(wù)發(fā)包方和接收方”的生產(chǎn)組織形式、運(yùn)營(yíng)管理方式和商業(yè)發(fā)展模式，來(lái)拓展和延伸制造產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)值鏈，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者與消費(fèi)者的共贏。外包和眾包、產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)以及IT信息技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了服務(wù)型制造模式的理論研究和工業(yè)應(yīng)用實(shí)施，云制造、社群化制造等都是其具體的實(shí)現(xiàn)模式。在服務(wù)型制造的發(fā)展過(guò)程中，制造企業(yè)的升級(jí)轉(zhuǎn)型呈現(xiàn)出新特征。

從宏觀和理念性的視角看，首先，一個(gè)產(chǎn)品的制造需要越來(lái)越多的制造服務(wù)企業(yè)參與。由于社會(huì)分工細(xì)化，服務(wù)企業(yè)參與產(chǎn)品制造的機(jī)會(huì)增加，它們之間的服務(wù)行為也會(huì)增加。在傳統(tǒng)的產(chǎn)品制造過(guò)程中，只有到最終產(chǎn)品的時(shí)候才有消費(fèi)者、才有服務(wù)；而在服務(wù)型制造過(guò)程中，生產(chǎn)者和消費(fèi)者的關(guān)系是可轉(zhuǎn)化的，甚至是多角色共存，有“產(chǎn)消者”之說(shuō)［199］。因此，產(chǎn)消者貫穿于產(chǎn)品制造的每個(gè)環(huán)節(jié)。如中間產(chǎn)品既是下游企業(yè)的消費(fèi)品，又是上游企業(yè)的銷售品，服務(wù)關(guān)系就此形成。制造服務(wù)企業(yè)的角色多樣化、企業(yè)之間服務(wù)與被服務(wù)的關(guān)系構(gòu)成了復(fù)雜的服務(wù)交互網(wǎng)絡(luò)形態(tài)。其次，制造過(guò)程中服務(wù)性收益比例會(huì)越來(lái)越大。在服務(wù)型制造過(guò)程中，產(chǎn)品服務(wù)行為的出現(xiàn)使得制造價(jià)值鏈得到延伸，通過(guò)為用戶提供一體化的產(chǎn)品服務(wù)解決方案使得服務(wù)的利潤(rùn)得到極大的提升。此外，制造企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品不以銷售的形式出現(xiàn)，而是采用金融租賃、PSS等形式與用戶實(shí)現(xiàn)服務(wù)合作，通過(guò)租賃費(fèi)和服務(wù)費(fèi)來(lái)獲得利潤(rùn)［200］。

從微觀和可操作性的視角看，服務(wù)型制造將遵循以下發(fā)展趨勢(shì)：

（1）從概念性模式向多應(yīng)用模式發(fā)展。服務(wù)型制造可作為一種廣義制造模式，其實(shí)現(xiàn)方式多種多樣。如從IT角度切入ASP/SOA/微服務(wù)模式、從云計(jì)算和社會(huì)化制造資源集中化利用切入的云制造模式、從人類生產(chǎn)組織形態(tài)演變和社會(huì)化制造資源自組織運(yùn)行切入的社群化制造模式等?？梢灶A(yù)計(jì)，服務(wù)型制造實(shí)現(xiàn)模式的多樣化將是未來(lái)研究的主題之一。

（2）從產(chǎn)品設(shè)計(jì)向產(chǎn)品易服務(wù)設(shè)計(jì)發(fā)展。在傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，注重產(chǎn)品本身的功能和性能設(shè)計(jì)是追求的核心內(nèi)容。當(dāng)制造服務(wù)理念貫穿于產(chǎn)品全生命周期后，依附于產(chǎn)品的服務(wù)設(shè)計(jì)必將前移，并與產(chǎn)品設(shè)計(jì)同等重要。產(chǎn)品易服務(wù)設(shè)計(jì)涵蓋許多工程意義，包括在產(chǎn)品生產(chǎn)階段的外包/眾包/PSS服務(wù)設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品本身運(yùn)行階段的MRO/PSS設(shè)計(jì)等。因此，在產(chǎn)品需求階段就開(kāi)始考慮依托產(chǎn)品的服務(wù)需求則凸顯了重要性，以此為起點(diǎn)的產(chǎn)品服務(wù)設(shè)計(jì)將構(gòu)成服務(wù)型制造的核心內(nèi)容。

（3）從傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程向眾包設(shè)計(jì)服務(wù)流進(jìn)化。設(shè)計(jì)流程的持續(xù)改善以及潛在的新型設(shè)計(jì)計(jì)算方法的引入是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的永恒主題。首先從制造服務(wù)的角度看，將眾包設(shè)計(jì)服務(wù)作為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程的補(bǔ)充勢(shì)在必行。事實(shí)上，GE公司已經(jīng)在活塞設(shè)計(jì)方面獲利；其次，將已有的設(shè)計(jì)知識(shí)、新型的設(shè)計(jì)計(jì)算方法（如結(jié)合3D打印的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法等）以知識(shí)服務(wù)的形式進(jìn)行提供仍是值得進(jìn)一步深入研究的方向；最后，以眾包設(shè)計(jì)服務(wù)為中心的模塊化開(kāi)源產(chǎn)品設(shè)計(jì)也將成為設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新發(fā)展方向之一，它也將成為“人-人制造”模式（社群化制造的極端形態(tài)）的基礎(chǔ)。

（4）從生產(chǎn)外包向服務(wù)外包與眾包發(fā)展。新的制造服務(wù)方式需要將傳統(tǒng)的生產(chǎn)外包“熟人模型”引申到涵蓋新型生產(chǎn)外包和眾包機(jī)制的“陌生人模型”。這種引申一方面需要拓展新型的生產(chǎn)外包和眾包的定義，另一方面需要尋找適合于“互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”基礎(chǔ)架構(gòu)下的信用保障機(jī)制。區(qū)塊鏈技術(shù)恰是實(shí)現(xiàn)“陌生人模型”信用保障的核心技術(shù)?？梢灶A(yù)計(jì)，區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)新型生產(chǎn)外包和眾包機(jī)制的研究會(huì)起到關(guān)鍵作用。

（5）從產(chǎn)品運(yùn)行的MRO向產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)化。當(dāng)前，真正的PSS實(shí)現(xiàn)仍是鳳毛麟角，一方面是定量研究的缺乏，另一方面是觀念轉(zhuǎn)變有待時(shí)日。其中，如何從基于三包的產(chǎn)品維修向數(shù)字化驅(qū)動(dòng)的MRO過(guò)渡，再邁向以PSS/iPSS為核心、以銷售服務(wù)替代銷售產(chǎn)品為目標(biāo)的產(chǎn)品運(yùn)行理念仍任重而道遠(yuǎn)。然而，在MRO技術(shù)及其產(chǎn)品 OEE（overall equipment effectiveness）評(píng)估的支撐下，PSS/iPSS服務(wù)需求建模、面向PSS/iP?SS的可適性設(shè)計(jì)、成本工程、服務(wù)流精益運(yùn)作等仍需深入探討。

（6）從傳統(tǒng)的制造供應(yīng)鏈向以制造服務(wù)為核心要素的制造服務(wù)混合供應(yīng)鏈發(fā)展。以產(chǎn)品為基點(diǎn)構(gòu)建相應(yīng)的制造服務(wù)供應(yīng)鏈也是實(shí)現(xiàn)服務(wù)型制造的核心問(wèn)題之一。其中，如何把新型的生產(chǎn)外包/眾包機(jī)制、PSS/iPSS理念、企業(yè)組織形態(tài)的小微化和創(chuàng)客孵化、開(kāi)源與閉源相結(jié)合的產(chǎn)品研發(fā)策略等結(jié)合起來(lái)，則是擺在構(gòu)建不同形態(tài)的制造服務(wù)供應(yīng)鏈的攔路虎。為此，需要在新的博弈、網(wǎng)絡(luò)演化、價(jià)值流等模型的支撐下重構(gòu)制造服務(wù)供應(yīng)鏈。

（7）從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈向可持續(xù)發(fā)展的企業(yè)生態(tài)圈進(jìn)化。近年來(lái)，未來(lái)企業(yè)生態(tài)的平臺(tái)化趨勢(shì)日益顯著。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的根本原因在于人類交互行為、主觀能動(dòng)性發(fā)揮甚至企業(yè)逐利方式的變更，即企業(yè)組織架構(gòu)的小微化和創(chuàng)客小微化導(dǎo)致的社群化專業(yè)細(xì)分、產(chǎn)品從眾心態(tài)下的“社區(qū)粉絲化”現(xiàn)象、產(chǎn)品即插即用的共享機(jī)制等。這些新變更本質(zhì)上就是制造服務(wù)理念的升級(jí)，這種局面也導(dǎo)致企業(yè)集團(tuán)希望構(gòu)建新的可持續(xù)發(fā)展企業(yè)生態(tài)圈的沖動(dòng)。如海爾的“平臺(tái)-小微-創(chuàng)客”生態(tài)圈。這種生態(tài)圈實(shí)質(zhì)上也是社群化制造模式的一種工業(yè)應(yīng)用結(jié)果，相關(guān)的構(gòu)建、配置與運(yùn)行理論與方法、關(guān)鍵技術(shù)等仍需深入研究。

（8）從傳統(tǒng)IT支撐的服務(wù)向依托新信息技術(shù)的服務(wù)發(fā)展。以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)以及人工智能等為標(biāo)志的新信息技術(shù)為服務(wù)型制造發(fā)展提供了新發(fā)展機(jī)遇。新信息技術(shù)既可增強(qiáng)服務(wù)、提升服務(wù)價(jià)值，又可創(chuàng)新服務(wù)、產(chǎn)生新的高級(jí)服務(wù)以拓展服務(wù)空間。據(jù)此，需要從理論上研究新信息技術(shù)環(huán)境下服務(wù)型制造服務(wù)增值機(jī)理和產(chǎn)品與服務(wù)融合的新模式，從實(shí)踐上研究新信息技術(shù)支撐的產(chǎn)品與服務(wù)優(yōu)化配置方法和技術(shù)以及信息服務(wù)平臺(tái)等。

（9）從理念向工業(yè)應(yīng)用與推廣發(fā)展。服務(wù)型制造的理論研究成果需要在工業(yè)界進(jìn)行應(yīng)用與推廣。與以往不同，目前服務(wù)型制造的工業(yè)應(yīng)用案例已有一定的規(guī)模，但仍需加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究力度，加強(qiáng)引導(dǎo)性的國(guó)家服務(wù)型制造標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建，使得更多的工業(yè)應(yīng)用能從定量開(kāi)始，減少定性的環(huán)節(jié)。

值得提及的是，工信部、科技部等已經(jīng)把服務(wù)型制造作為中國(guó)制造2025的關(guān)鍵內(nèi)容之一加以推廣，官產(chǎn)學(xué)研的深度融合會(huì)使服務(wù)型制造的工業(yè)應(yīng)用走向一個(gè)新臺(tái)階。

服務(wù)型制造的6項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)、宏觀和理念性要素、微觀和可操作性方向三者之間的耦合關(guān)系見(jiàn)圖3。

圖3 服務(wù)型制造發(fā)展趨勢(shì)Fig.3 Development trend of service-oriented manufacturing

總而言之，服務(wù)型制造的發(fā)展會(huì)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及其IT、自動(dòng)化技術(shù)的支撐下，從早期傳統(tǒng)的定性化、粗放式服務(wù)，首先過(guò)渡到數(shù)字化、定量化和精益化服務(wù)，最終邁向彈性化、智能化、社群化服務(wù)的方向。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，制造業(yè)正處于由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。本文以服務(wù)型制造為核心關(guān)鍵詞，以近年來(lái)國(guó)內(nèi)外發(fā)表的學(xué)術(shù)論文為檢索依據(jù)，從組織與運(yùn)行模式、制造服務(wù)增值、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)性服務(wù)、工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)、制造服務(wù)供應(yīng)鏈以及IT自動(dòng)化技術(shù)對(duì)服務(wù)型制造的增效等視角進(jìn)行綜述，并對(duì)典型的工業(yè)應(yīng)用案例進(jìn)行了剖析。在此基礎(chǔ)上分別從宏觀和理念性的視角、微觀和可操作性的視角出發(fā)，進(jìn)一步分析和討論了服務(wù)型制造的發(fā)展趨勢(shì)?？梢灶A(yù)計(jì)，從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造的轉(zhuǎn)變是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)分工不斷細(xì)化、生產(chǎn)組織方式高度協(xié)同的必然結(jié)果，也是消費(fèi)升級(jí)的客觀要求、制造轉(zhuǎn)型的重要方向，值得學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界共同努力，協(xié)同推進(jìn)這項(xiàng)任務(wù)，并為中國(guó)制造2025添磚加瓦。

致謝 感謝科技部在核心企業(yè)ASP制造服務(wù)平臺(tái)（2001AA415230）、服務(wù)型制造執(zhí)行系統(tǒng)（2007AA 04Z108）、裝備制造生產(chǎn)外包服務(wù)平臺(tái)（2012BAH08F06）、云制造服務(wù)平臺(tái)（2011AA040505）等研發(fā)方面對(duì)西安交通大學(xué)課題組的資助；感謝國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)在服務(wù)型制造系統(tǒng)配置（50875204）、服務(wù)型制造執(zhí)行理論（51275396）、工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)（71071125）等應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面對(duì)西安交通大學(xué)課題組的資助。上述已結(jié)題的項(xiàng)目，為作者深入理解服務(wù)型制造奠定了基礎(chǔ)。感謝北京航空航天大學(xué)宋文燕副教授、鄭州輕工業(yè)大學(xué)李浩副教授、蘭州大學(xué)王康周副教授、西北工業(yè)大學(xué)王軍強(qiáng)教授、西北工業(yè)大學(xué)孫惠斌副教授、南京航空航天大學(xué)徐志濤博士、上海大學(xué)張?jiān)诜坎┦康仍谖墨I(xiàn)收集等方面所給予的幫助。