服務(wù)4.0與智能服務(wù)
——以能源智能服務(wù)為例

江志斌，伏躍紅，周利平，楊 坤

(1.上海交通大學(xué) 安泰經(jīng)濟與管理學(xué)院，上海 200030；2.國網(wǎng)電子商務(wù)有限公司，北京 100053；3.上海交通大學(xué)中美物流研究院，上海 200030；4.上海交通大學(xué) 機械與動力工程學(xué)院，上海 200240)

服務(wù)業(yè)在我國的經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位，2019年，我國服務(wù)業(yè)占GDP的比重為53.9%，對國民經(jīng)濟增長的貢獻率超過60%；盡管在新冠疫情影響下的2020年，我國服務(wù)業(yè)占GDP的比重仍然增長至54.5%。而在很多發(fā)達(dá)國家，服務(wù)業(yè)占GDP比重和從業(yè)人員比例都超過了70%。相比較而言，我國的服務(wù)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模和產(chǎn)值還有較大的增長空間。

另一方面，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、5G、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)給服務(wù)業(yè)的發(fā)展和管理帶來了新的挑戰(zhàn)。在工業(yè)領(lǐng)域，為了應(yīng)對互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)帶來的機遇和挑戰(zhàn)，德國率先提出了工業(yè)4.0的概念，因此引發(fā)了全球企業(yè)界和學(xué)界對于智能制造的應(yīng)用與研究的熱潮。而在服務(wù)業(yè)也同樣面臨著類似的問題。因此，本文提出新的服務(wù)概念，探索智能服務(wù)的內(nèi)涵及特征，分析智能服務(wù)的機遇與挑戰(zhàn)及其應(yīng)用前景，是實現(xiàn)我國現(xiàn)代服務(wù)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的必經(jīng)之路，對未來我國服務(wù)業(yè)智能化變革至關(guān)重要。

1 服務(wù)業(yè)發(fā)展新趨勢：服務(wù)4.0與智能服務(wù)

工業(yè)4.0是基于工業(yè)發(fā)展的不同階段進行劃分。工業(yè)1.0是18世紀(jì)末的第一次工業(yè)革命創(chuàng)造的“蒸汽時代”；工業(yè)2.0是20世紀(jì)初的第二次工業(yè)革命將人類帶入大量生產(chǎn)的“電氣時代”；工業(yè)3.0是20世紀(jì)中期計算機的發(fā)明和可編程控制器的應(yīng)用而造就的“電子和信息化時代”[1]；而工業(yè)4.0最早是由德國在2011年提出，其核心是利用物聯(lián)信息系統(tǒng)CPS (cyber physical system)將生產(chǎn)中的供應(yīng)、制造、銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達(dá)到快速、有效、個性化的產(chǎn)品供應(yīng)。

服務(wù)4.0的概念是在工業(yè)4.0的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，專注于服務(wù)產(chǎn)業(yè)。類似于工業(yè)發(fā)展的階段劃分，服務(wù)業(yè)也可劃分為多個階段。服務(wù)1.0是指19世紀(jì)前期圍繞衣食住行等基本需求開展的手工服務(wù)為主；服務(wù)2.0是指19世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期工業(yè)革命后機械代替手工而衍生出的銀行、交通運輸、娛樂、教育等新興服務(wù)業(yè)階段；服務(wù)3.0是指20世紀(jì)中期以后基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生的傳統(tǒng)服務(wù)的升級和延伸階段，如旅游、電信、電子商務(wù)、物流、保險、咨詢等行業(yè)[2]。服務(wù)4.0是面向大眾的個性化需求，利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、基于機器人的自動化設(shè)備、大數(shù)據(jù)分析等最前沿信息技術(shù)，將人無縫納入到物聯(lián)信息系統(tǒng)中，最終形成人機物的有機系統(tǒng)HCPS (human cyber physical system)(如圖1所示)。通過捕捉客戶的信息進行數(shù)據(jù)挖掘和商業(yè)智能分析，獲取顧客的習(xí)慣、喜好以及與時空、身份、工作生活狀態(tài)關(guān)聯(lián)的隱性需求，主動給顧客提供精準(zhǔn)、高效的服務(wù)，實現(xiàn)數(shù)字化服務(wù)、主動式服務(wù)和個性化定制服務(wù)，從而提高服務(wù)效率、服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)水平，降低服務(wù)成本，提高響應(yīng)客戶需求的能力。

圖1 人機物互聯(lián)系統(tǒng)HCPSFigure 1 Human cyber physical system

與傳統(tǒng)服務(wù)(服務(wù)1.0、2.0和3.0)相比，服務(wù)4.0的服務(wù)提供和交付方式將發(fā)生一系列的轉(zhuǎn)變。從表1[3]可以看出，服務(wù)4.0是一種更靈活及個性化的服務(wù)模式，能夠更有效地提高用戶滿意度。例如，電信、保險、銀行和其他服務(wù)提供商可通過網(wǎng)絡(luò)、社交媒體中的數(shù)據(jù)分析來識別潛在的客戶資源，實現(xiàn)被動服務(wù)到主動服務(wù)的轉(zhuǎn)變。

表1 服務(wù)4.0的根本性轉(zhuǎn)變Table 1 The fundamental shift in Service 4.0

在服務(wù)4.0時代不斷發(fā)展的過程中，在非傳統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域也持續(xù)誕生新的增長點。為應(yīng)對可能出現(xiàn)的競爭，將企業(yè)的價值鏈從以制造為中心向以服務(wù)為中心轉(zhuǎn)變，貫徹落實供給側(cè)改革，企業(yè)必須向服務(wù)化的方向進行變革。服務(wù)智能化是企業(yè)服務(wù)化變革的重點目標(biāo)。隨著大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，服務(wù)智能化成為企業(yè)高度關(guān)注的目標(biāo)。對于企業(yè)而言，實現(xiàn)服務(wù)智能化的關(guān)鍵在于精準(zhǔn)地感知顧客需求，并快速重構(gòu)資源進行響應(yīng)。這就要求企業(yè)對外能夠精準(zhǔn)地把控市場和環(huán)境的變化，在企業(yè)內(nèi)部能夠及時地更新甚至重置內(nèi)部資源，快速對接市場需求。通過智能服務(wù)使企業(yè)能夠隨著動態(tài)競爭的變化靈活地搭配、整合 、重構(gòu)資源，從而實現(xiàn)在競爭中持續(xù)保持優(yōu)勢地位。

2 服務(wù)4.0和智能服務(wù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀

服務(wù)4.0目前還停留在理論研究和概念推廣的階段，但隨著信息化和自動化技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)4.0的逐漸完善，用戶對服務(wù)水平要求的進一步提升，服務(wù)業(yè)也將隨之進行一場革命性的變革。

目前，已經(jīng)有部分公司開始對服務(wù)4.0進行概念推廣、基礎(chǔ)研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)。如波士頓咨詢公司(BCG)、Valcon咨詢公司對服務(wù)4.0中的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)途徑進行了較為詳細(xì)的介紹；IBM提出了“智慧地球”的理念；GE、西門子、強生、阿里巴巴、高德地圖等公司在智慧醫(yī)療服務(wù)、智慧城市、智慧交通等領(lǐng)域開展了基礎(chǔ)研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)工作[4-5]。從國家層面來看，新加坡在2018年提出將服務(wù)4.0作為新加坡國家科技發(fā)展戰(zhàn)略中的重點。為了支持公司參與服務(wù)4.0生態(tài)系統(tǒng)，新加坡啟動了包括針對中小企業(yè)的云平臺GoCloud、PIXEL擴大計劃范圍、數(shù)字服務(wù)實驗室、城市物流、智能設(shè)施管理、VR在學(xué)校和醫(yī)療保健中的應(yīng)用等項目和計劃[6-7]。

在學(xué)術(shù)界，針對服務(wù)4.0和智能服務(wù)進行研究的文獻相對較少。Pena-Rios等[8]提出了利用智能沉浸式(harnessing intelligent immersive)環(huán)境和系統(tǒng)來推進服務(wù)4.0。作者指出這種系統(tǒng)將沉浸式技術(shù)與智能計算系統(tǒng)相結(jié)合，為先進的決策支持提供自適應(yīng)的上下文感知環(huán)境。例如，混合現(xiàn)實(MR)和增強現(xiàn)實(AR)技術(shù)可以潛在地增強工作環(huán)境，提高知識遷移和理解能力，從而減少響應(yīng)時間。物聯(lián)信息系統(tǒng)是計算和物理過程的集成，是工業(yè)4.0和服務(wù)4.0的基礎(chǔ)，目前受到了很多關(guān)注[9-10]。Schimer等[11]研究了考慮人的物聯(lián)信息系統(tǒng)(HCPS)。物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器可以將越來越多的人和設(shè)備納入一個相互連接的虛擬網(wǎng)絡(luò)。Leloglu[12]指出物聯(lián)網(wǎng)的4個組成層面：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、支持層和應(yīng)用層。Oztemel等[13]介紹了很多關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究。Ferrari[14]介紹了AR在物流、可視化、培訓(xùn)和生產(chǎn)方面的應(yīng)用。Berryman[15]對AR技術(shù)進行了較為全面的綜述。Carsten等[16]指出智能服務(wù)的4層結(jié)構(gòu)模型：最底層的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施、智能設(shè)備連接的物理平臺、軟件平臺，以及最頂層的服務(wù)客戶的服務(wù)平臺，并給出了實現(xiàn)智能服務(wù)的路徑：物理信息系統(tǒng)建設(shè)、大數(shù)據(jù)收集和分析、基于數(shù)據(jù)提供智能服務(wù)。Wüenderlich等[17]指出連接對象對于自身、周圍環(huán)境的感知使其能實時收集數(shù)據(jù)，并持續(xù)通信和交互并反饋是智能服務(wù)的核心。作者給出了幾點智能服務(wù)的研究內(nèi)容：開發(fā)新的智能服務(wù)模式，研究顧客在智能服務(wù)中的定位及產(chǎn)生的價值。Dobre等[18]分析了在下一代智能服務(wù)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)——大數(shù)據(jù)在實時性、流動性、高效的數(shù)據(jù)存儲和訪問等方面的挑戰(zhàn)與要求，并提出了基于CAPIM大數(shù)據(jù)平臺的智慧城市解決方案。Ye等[19]針對智能服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)——通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中遇到的服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)資源管理問題，提出了一種通用的智能服務(wù)感知網(wǎng)絡(luò)控制器：SA-WMN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它具有網(wǎng)絡(luò)適配模塊、認(rèn)知模塊和資源配置模塊，可實現(xiàn)經(jīng)濟高效的網(wǎng)絡(luò)資源管理。Demirkan等[20]對2013年召開的服務(wù)研討會中來自學(xué)界研究人員以及企業(yè)(IBM、思科、惠普和SSIP等)人員的報告進行總結(jié)，主要包括服務(wù)創(chuàng)新過程中的新價值、新挑戰(zhàn)，以及新的技術(shù)(如大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng))給服務(wù)業(yè)帶來的新機遇等內(nèi)容，最終結(jié)論為所有的信息和通信技術(shù)支持的服務(wù)創(chuàng)新都要以人為本，且重點應(yīng)關(guān)注共同合作創(chuàng)造價值。

在服務(wù)4.0與智能服務(wù)的研究方面，部分學(xué)者也開展了關(guān)于支持服務(wù)4.0的通信、數(shù)據(jù)處理和計算等相關(guān)技術(shù)的研究，但是在與服務(wù)4.0相關(guān)的框架體系、智能服務(wù)管理決策方法、數(shù)據(jù)相關(guān)的法律和隱私、結(jié)合數(shù)字化和個性化的新服務(wù)商業(yè)模式，以及通信、數(shù)據(jù)和傳輸方式等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)方面還未有考慮。

3 服務(wù)4.0時代智能服務(wù)的內(nèi)涵和特征

3.1 智能服務(wù)的內(nèi)涵與定義

關(guān)于智能服務(wù)的內(nèi)涵與定義，已有國外學(xué)者進行過相當(dāng)程度的討論。Gavrilova等[21]對智能服務(wù)下的簡單定義為：通過互聯(lián)系統(tǒng)和機器智能，由客戶和提供商共同創(chuàng)造價值的服務(wù)。Marquardt[22]從5個方面對智能服務(wù)進行了定義：1) 智能服務(wù)是物理世界與數(shù)字世界的橋梁；2) 智能服務(wù)是提高價值創(chuàng)造和經(jīng)濟運行效率的服務(wù)；3) 在現(xiàn)有產(chǎn)品和服務(wù)上的數(shù)字化拓展；4) 將產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為服務(wù)的一部分；5) 以產(chǎn)品為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥蛻魹橹行牡纳虡I(yè)模式。Dreyer等[23]給出的智能服務(wù)定義為：一種個性化的、高度動態(tài)的、基于質(zhì)量的服務(wù)解決方案，方便客戶，通過現(xiàn)場智能和技術(shù)、環(huán)境和社會背景數(shù)據(jù)(部分地實時)來實現(xiàn)，從而在戰(zhàn)略發(fā)展到智能服務(wù)的改進的各個階段，在客戶和提供者之間共同創(chuàng)造價值。

現(xiàn)有的對智能服務(wù)內(nèi)涵與定義的研究文獻，以及各行業(yè)的主流看法中，智能服務(wù)的概念與當(dāng)前火熱的應(yīng)用和研究方向結(jié)合較深，主要關(guān)鍵詞包括：硬件互聯(lián)通信、智能計算、環(huán)境感知、數(shù)字化、以客戶為中心、個性化、創(chuàng)造價值。據(jù)此，本文將智能服務(wù)的內(nèi)涵與定義總結(jié)為：智能服務(wù)是指以現(xiàn)有產(chǎn)品和服務(wù)為基礎(chǔ)，結(jié)合新技術(shù)，利用可互聯(lián)的硬件設(shè)備收集環(huán)境數(shù)據(jù)并利用集中或分布式的計算資源實現(xiàn)智能計算，圍繞客戶的基本和潛在需求，為客戶提供主動、高效、個性化、高質(zhì)量的產(chǎn)品和附加服務(wù)，在客戶與供應(yīng)商之間創(chuàng)造新的價值。

在能源領(lǐng)域，尤其在電力行業(yè)，企業(yè)向客戶提供的產(chǎn)品除電能外，還包括與電能相關(guān)聯(lián)的、軟硬結(jié)合的、多元化的服務(wù)。結(jié)合能源領(lǐng)域發(fā)展情況，可以得出能源智能服務(wù)的基本概念如下：能源智能服務(wù)是基于能源電力領(lǐng)域軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施與相關(guān)行業(yè)企業(yè)建立的交易關(guān)系，基于“能源電力”與社會廣大用戶的服務(wù)關(guān)系，結(jié)合新一代電力技術(shù)、信息通信技術(shù)，通過對電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)大規(guī)模硬件進行互聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、智能計算，對內(nèi)解決大量電力系統(tǒng)優(yōu)化決策管理問題，對外圍繞不同類別客戶的基本和潛在需求，為客戶提供主動、高效、個性化、高質(zhì)量的產(chǎn)品和服務(wù)，為用戶創(chuàng)造新的價值。

3.2 智能服務(wù)的特征

結(jié)合相關(guān)學(xué)者研究及對智能服務(wù)的定義的理解，總結(jié)出智能服務(wù)的特征有以下6點。

1) 延異性。

總體來說，智能服務(wù)的內(nèi)容會隨著科技熱點而改變，新的科技手段會催生新型的應(yīng)用場景，導(dǎo)致用戶基數(shù)、用戶需求等發(fā)生巨變，從而對智能服務(wù)的內(nèi)容甚至企業(yè)的商業(yè)模式帶來影響。另一方面，新技術(shù)在逐漸應(yīng)用過程中，也會經(jīng)歷量變到質(zhì)變的變化過程，例如4G通信技術(shù)逐漸成熟并大規(guī)模應(yīng)用后，短視頻軟件才逐漸火爆起來。因此，智能服務(wù)的最大特征就是其概念和內(nèi)涵是隨時間不斷變化的，具有延異性。

2) 感知性、數(shù)據(jù)化和快速響應(yīng)。

智能的前提是即時地獲取大量可靠的數(shù)據(jù)用于智能分析。目前主流的人工智能算法都需要大量數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練，才能獲得較好的輸出結(jié)果。訓(xùn)練模型的準(zhǔn)確性取決于數(shù)據(jù)有多可靠，結(jié)果的時效性取決于數(shù)據(jù)的獲取有多及時。智能服務(wù)必須有感知性強的硬件及軟件算法配合，為系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境變化打好基礎(chǔ)。除此以外，系統(tǒng)要對環(huán)境的變化作出快速響應(yīng)。最終做到提高終端感知部件覆蓋率，提高快速響應(yīng)能力。

3) 自動化和系統(tǒng)優(yōu)化決策支持。

智能服務(wù)的“智能”首先表現(xiàn)在對簡單服務(wù)流程的自動化上，將人力從服務(wù)環(huán)節(jié)上的簡單、重復(fù)工作中解放出來，一方面提高服務(wù)效率和質(zhì)量，降低服務(wù)成本；另一方面為高級的服務(wù)流程自動化打好基礎(chǔ)?！爸悄堋边€表現(xiàn)在對高級業(yè)務(wù)流程的自動化上，隨著對服務(wù)的質(zhì)量、時效性的要求進一步提高，在大數(shù)據(jù)處理方面人力首次落后于機器。建立在感知化和數(shù)據(jù)化上的系統(tǒng)仍需進一步解決大量的優(yōu)化決策問題，便于系統(tǒng)高效運行和管理，這時服務(wù)過程中的關(guān)鍵決策也不再適合由人來做，需要有機器對服務(wù)系統(tǒng)有著良好的決策支持功能。

4) 大規(guī)模個性化和主動服務(wù)。

伴隨著基于硬件的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計算能力的發(fā)展，服務(wù)系統(tǒng)的感知性和數(shù)據(jù)處理能力增強，使得從全方位收集環(huán)境與用戶的數(shù)據(jù)成為可能。大規(guī)模的個性化服務(wù)采用數(shù)據(jù)驅(qū)動方法，通過跟蹤客戶的行為來捕獲其偏好、態(tài)度和支付意愿等有價值的信息，并結(jié)合合適的推送策略，增加用戶粘性。在用戶產(chǎn)生實質(zhì)需求前，對其可能出現(xiàn)的需求進行預(yù)測和覆蓋，降低用戶的使用成本，創(chuàng)造服務(wù)的“包裹感”。

5) 在低利潤空間內(nèi)開發(fā)新的增值服務(wù)。

共享經(jīng)濟就是一種低利潤空間的新型增值服務(wù)，通過出售單次低利潤的服務(wù)，吸引大量客戶購買，憑借規(guī)模效應(yīng)擴大業(yè)務(wù)范圍，維持業(yè)務(wù)的生存和發(fā)展。

結(jié)合上述智能服務(wù)的特征，能源智能服務(wù)的特征總結(jié)如下。

1) 能源智能服務(wù)與熱點技術(shù)結(jié)合緊密，具有延異性和前瞻性。

在可預(yù)見的將來，隨著區(qū)塊鏈、5G技術(shù)、VR技術(shù)等新興技術(shù)的不斷發(fā)展與演進，將成為能源智能服務(wù)擴展的新方向，對電力交易、電網(wǎng)控制、運維風(fēng)險控制等業(yè)務(wù)有極大的改革和促進作用。

2) 高感知性、電網(wǎng)數(shù)據(jù)化和快速響應(yīng)提升電網(wǎng)運行的安全性。

電網(wǎng)末端各個終端都具備收集數(shù)據(jù)、感知環(huán)境的硬件基礎(chǔ)，將電網(wǎng)運行過程以準(zhǔn)確可信的數(shù)據(jù)的形式進行記錄和監(jiān)控，并建立實時警戒和監(jiān)控機制，能夠減少問題響應(yīng)時間和提高解決質(zhì)量，進而提升電網(wǎng)運行的安全性，給市場側(cè)一個更加堅強、可靠的電網(wǎng)。

3) 自動化和系統(tǒng)優(yōu)化決策支持提升電網(wǎng)運作經(jīng)濟性。

面對多變的市場側(cè)需求和環(huán)境變化，將電網(wǎng)運作以及行政事務(wù)進行自動化處理，節(jié)約人力和社會成本；減少浪費，減少失誤成本，提升企業(yè)公信力；系統(tǒng)優(yōu)化決策支持為決策層提供合理建議，提升戰(zhàn)略研判的準(zhǔn)確性和效率。

4) 大規(guī)模個性化和主動服務(wù)充分體現(xiàn)對市場側(cè)的友好性。

通過感知接近用戶端的環(huán)境信息以及用戶的用能習(xí)慣，構(gòu)造用戶畫像，預(yù)測其需求，為用戶推薦合理的用能方案和金融繳費計劃。

5) 在低利潤空間內(nèi)以及公益領(lǐng)域開發(fā)新的增值服務(wù)，履行更多社會責(zé)任。

能源資源的生產(chǎn)、消費有一定的波動性，隨著新能源產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)展，新能源的生產(chǎn)不需要高度集中，生產(chǎn)的時間、地點更加隨機，普通用戶既可以成為生產(chǎn)者，也可以是消費者，這就為共享經(jīng)濟的發(fā)展提供了土壤。企業(yè)可以利用規(guī)模效應(yīng)，設(shè)計合理的共享經(jīng)濟發(fā)展方案，或是利用共享經(jīng)濟模式參與扶貧、社會服務(wù)等公益項目。

3.3 能源智能服務(wù)的多維內(nèi)涵

在智能服務(wù)與能源行業(yè)相結(jié)合后，其內(nèi)涵與特征將會有哪些變化，還取決于能源行業(yè)自身的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展前景和發(fā)展規(guī)律。如表2所示，結(jié)合對國內(nèi)外能源行業(yè)，尤其是電網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展情況進行調(diào)研，從技術(shù)、服務(wù)對象、服務(wù)目的、增值環(huán)節(jié)、創(chuàng)新節(jié)點、服務(wù)載體、服務(wù)定價等維度對能源智能服務(wù)的發(fā)展趨勢和內(nèi)容進行了分析，以便對能源智能服務(wù)的概念進行了解和完善。

表2 能源智能服務(wù)的多維內(nèi)涵Table 2 Multidimensional connotations of energy intelligence services

4 智能服務(wù)系統(tǒng)四維表達(dá)模型

服務(wù)系統(tǒng)可以用結(jié)構(gòu)、輸入、過程以及輸出4個維度的內(nèi)容來展開和描述，表3 給出了智能服務(wù)系統(tǒng)的四維表達(dá)模型的定義，并以能源智能服務(wù)系統(tǒng)為例對不同維度的內(nèi)容進行了分析。從定義來看，系統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)”維度表示決定具有系統(tǒng)特征、屬性和功能的系統(tǒng)要素，包括系統(tǒng)資源、系統(tǒng)子系統(tǒng)及其之間關(guān)系、系統(tǒng)運行的規(guī)則等；“輸入”維度表示在一定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下，待系統(tǒng)流程處理的對象或服務(wù)要素；“過程”維度表示在系統(tǒng)運行規(guī)則控制下，利用系統(tǒng)資源將輸入轉(zhuǎn)換為輸出的過程；“輸出”維度表示在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下，流程產(chǎn)生的結(jié)果，或者輸入狀態(tài)或?qū)傩缘淖兓?/p>

表3 智能服務(wù)系統(tǒng)四維表達(dá)模型Table 3 Four-dimensional expression model for intelligent service systems

在能源智能服務(wù)系統(tǒng)中，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括發(fā)電站、變電站、人力、設(shè)施等資源，電力技術(shù)和計劃調(diào)度方法等內(nèi)容；系統(tǒng)的輸入包括不同電力用戶類型、用電量、配電網(wǎng)耗材和發(fā)電補貼等內(nèi)容；系統(tǒng)過程包括合理的設(shè)施布局、電網(wǎng)巡檢篩查、電力調(diào)度及定價等方式，以及電力系統(tǒng)的物流與供應(yīng)鏈過程等內(nèi)容；系統(tǒng)輸出包括供電穩(wěn)定性、安全性、供電質(zhì)量、滿意度和環(huán)保程度等內(nèi)容。

5 服務(wù)4.0時代智能服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建所面臨的機遇和挑戰(zhàn)

在智能服務(wù)系統(tǒng)的研究方面，Maglio等[24]指出服務(wù)科學(xué)的使命是研究以人為中心的服務(wù)系統(tǒng)未來所需的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用知識，包括但不限于服務(wù)管理、服務(wù)系統(tǒng)分析、服務(wù)理論、應(yīng)用研究。此外，智能服務(wù)系統(tǒng)(smart service system)相關(guān)的研究問題還包括：關(guān)于智能服務(wù)系統(tǒng)的新理論觀點、創(chuàng)新和商業(yè)模式；智能服務(wù)的業(yè)務(wù)流程管理；與智能服務(wù)相關(guān)的道德挑戰(zhàn)；智慧城市、智能工業(yè)、智能生活；工業(yè)服務(wù)環(huán)境中的認(rèn)知計算；服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型；商業(yè)信息服務(wù)，如電子咨詢和商業(yè)情報服務(wù)，客戶使用智能服務(wù)的體驗，智能自助服務(wù)技術(shù)，通過智能服務(wù)和“大數(shù)據(jù)”進行社會轉(zhuǎn)型，以人為本的智能服務(wù)等方向[25]。

概括而言，從服務(wù)本身及其運營管理角度來看，現(xiàn)有的服務(wù)模式和服務(wù)管理方法不能滿足服務(wù)4.0時代智能服務(wù)系統(tǒng)的要求，面臨著以下挑戰(zhàn)，需要進一步研究。

1) 服務(wù)模式創(chuàng)新。傳統(tǒng)服務(wù)系統(tǒng)流程和結(jié)構(gòu)均為剛性的，被動提供標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，至多是交互式服務(wù)，根據(jù)顧客需求在一定程度上提供柔性化服務(wù)。未來服務(wù)需要考慮技術(shù)驅(qū)動力、需求驅(qū)動力、競爭驅(qū)動力和政策驅(qū)動力等驅(qū)動模式，研究面向顧客需求的動態(tài)配置和重組服務(wù)流程及相應(yīng)服務(wù)資源的服務(wù)模式創(chuàng)新方法，如提供定制化服務(wù)；需要挖掘顧客需求，提供主動式服務(wù)。

2) 服務(wù)信息系統(tǒng)架構(gòu)創(chuàng)新。制造系統(tǒng)盡管產(chǎn)品千差萬別，但是其ERP系統(tǒng)遵循著以物料需求為核心對制造資源進行計劃與調(diào)度的基本原理。傳統(tǒng)的ERP系統(tǒng)在現(xiàn)代服務(wù)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用時表現(xiàn)出缺乏靈活性，不能適應(yīng)業(yè)務(wù)流程的快速變化，系統(tǒng)模塊間耦合度較高，沒有形成模塊化的集成與共享方式等問題。為此，面對需求多樣化、資源共享和協(xié)同交互日趨緊密的服務(wù)業(yè)管理，需要發(fā)展一種通用的服務(wù)信息系統(tǒng)架構(gòu)原理和方法，通過普適性的模塊和架構(gòu)原理，快速搭建面向特點服務(wù)行業(yè)的服務(wù)信息系統(tǒng)。

3) 服務(wù)過程創(chuàng)新。與制造業(yè)不同的是，服務(wù)過程是需要企業(yè)與顧客全程參與和交互來完成的。隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新信息與通訊技術(shù)的應(yīng)用，勢必改變客戶與服務(wù)系統(tǒng)的交互方式、客戶服務(wù)接受方式、服務(wù)交付方式、服務(wù)費用支付方式、顧客感知服務(wù)方式、顧客抱怨和投訴方式等，因此需要發(fā)展基于人機物及環(huán)境互聯(lián)和人工智能技術(shù)支撐新的智慧化服務(wù)過程管理方式。

4) 服務(wù)決策方法創(chuàng)新。由于未來服務(wù)需求的高度動態(tài)變化和個性化，服務(wù)環(huán)境復(fù)雜化和不確定性趨多，基于經(jīng)驗或基于傳統(tǒng)的運籌優(yōu)化方法的決策方法不再適用。為此，需要發(fā)展基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新信息通訊技術(shù)的新決策方法，包括客戶需求和行為分析、個性化服務(wù)定制和推送、個性化服務(wù)資源動態(tài)重構(gòu)優(yōu)化配置、服務(wù)過程自適應(yīng)調(diào)度控制、個性化服務(wù)定價等。

6 服務(wù)4.0與智能服務(wù)應(yīng)用前景——以能源智能服務(wù)為例

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善和國際地位的不斷增強，我國的交通、物流和金融等服務(wù)行業(yè)的市場規(guī)模持續(xù)增長，再加上近年來的數(shù)字經(jīng)濟、共享經(jīng)濟、電子商務(wù)和移動支付等新興服務(wù)業(yè)蓬勃興起，旅游業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)、健康養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)、教育培訓(xùn)行業(yè)等傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)不斷升級，我國服務(wù)業(yè)正在全面快速發(fā)展中。因此，服務(wù)4.0與智能服務(wù)在面向智慧供應(yīng)鏈、智慧城市、智慧醫(yī)療、智慧家庭、智慧校園、智慧能源等服務(wù)產(chǎn)業(yè)升級過程中具有巨大的市場空間。

下面以能源智能服務(wù)的應(yīng)用場景為例進行詳細(xì)闡述。能源智能服務(wù)的應(yīng)用主要面向能源消費者、生產(chǎn)者、售電交易、電網(wǎng)運營和物質(zhì)資產(chǎn)管理等5個維度。

1) 面向用戶側(cè)的應(yīng)用。

(1) 個人用戶綜合能源捆綁銷售。

在能源互聯(lián)背景下，多能互補、協(xié)同供應(yīng)的綜合性能源系統(tǒng)將成為未來能源系統(tǒng)的主要形態(tài)，面向個人用戶將供電、供熱、供氣等能源銷售進行套餐捆綁是能源銷售市場的未來發(fā)展重點方向。以構(gòu)建綜合能源銷售系統(tǒng)的效益評估體系為基礎(chǔ)，針對個性化的市場側(cè)需求設(shè)計多種銷售方案，從而給出多種用戶不同用能場景下綜合能源捆綁銷售方案和規(guī)劃設(shè)計。

(2) 個性化智能物聯(lián)家電服務(wù)。

面向居民用戶，基于智能物聯(lián)家電，拓展增值服務(wù)。包含的智能服務(wù)場景有：結(jié)合用戶使用習(xí)慣，收集環(huán)境數(shù)據(jù)，構(gòu)建終端用戶的“用戶畫像”，結(jié)合電商平臺向用戶推送個性化智能家居產(chǎn)品以及智能家電互聯(lián)方案，形成從服務(wù)到產(chǎn)品再到服務(wù)的良性循環(huán)；開發(fā)多種智能家電終端應(yīng)用，實現(xiàn)設(shè)備的功能完善和智能互聯(lián)，做好應(yīng)用更新和維護；以電網(wǎng)終端(智能電表和智能家電為主)作為智能家電控制中心，利用終端設(shè)備互聯(lián)互通能力和智能決策算法，為家用電器提供自我故障診斷、遠(yuǎn)程壽命診斷、智能產(chǎn)品售后等功能；除以上場景外，還可以向用戶提供基于智能設(shè)備的健康監(jiān)控服務(wù)、家庭安全監(jiān)控服務(wù)、家庭金融服務(wù)等。

(3) 數(shù)據(jù)分析增值服務(wù)。

針對能源智能服務(wù)所產(chǎn)生的新的問題：設(shè)備互聯(lián)通信、協(xié)同計算、虛擬計算、算法問題和數(shù)據(jù)安全等。一方面發(fā)展社會化監(jiān)控服務(wù)，基于區(qū)域時空用電特性，構(gòu)建風(fēng)險監(jiān)控模型，利用實時用電數(shù)據(jù)的變化，對可能出現(xiàn)的突發(fā)事件進行預(yù)測和辨別，向政府提供包括災(zāi)難預(yù)警管理、消防預(yù)警、應(yīng)急用電等服務(wù)。另一方面，向商業(yè)公司或工廠企業(yè)提供風(fēng)險預(yù)防評估服務(wù)和金融服務(wù)；向個人用戶提供個性化智能服務(wù)，包括用能監(jiān)控、套餐等服務(wù)。

2) 面向電源側(cè)的應(yīng)用。

(1) 新能源智慧建站服務(wù)。

依托現(xiàn)有資源，為新興的新能源發(fā)電企業(yè)，如：太陽能電站、水電站、風(fēng)電廠、潮汐能發(fā)電廠等的投資、建設(shè)、發(fā)電入網(wǎng)、業(yè)務(wù)運營、后期運維提供方案整合支持，并在新的用能負(fù)載現(xiàn)狀下幫助國網(wǎng)母公司確定電網(wǎng)升級投資方案，包括在限制停電時間內(nèi)降低預(yù)防維護的方案，防止過度投資和投資不足。

(2) 綠電共享經(jīng)濟計劃。

依托以家庭為單位的新能源發(fā)電設(shè)備和儲能設(shè)備的建設(shè)，如：屋頂光伏、家庭小型風(fēng)電機、壁掛儲能電池等，發(fā)揮電網(wǎng)協(xié)調(diào)能力和電力共享的思維，通過網(wǎng)絡(luò)通信手段，構(gòu)建用戶之間的電力共享橋梁。通過合理的建設(shè)方案、價格制定、電力調(diào)配，滿足以社區(qū)、街道為單位的電力用戶群體的用電需求。

3) 面向電力交易側(cè)的應(yīng)用。

(1) 基于區(qū)塊鏈的電力交易安全監(jiān)管服務(wù)。

在實際電力市場環(huán)境中，必須要在政府、電力監(jiān)管部門共同監(jiān)督情況下實現(xiàn)相應(yīng)的電力交易，在應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)時，針對每次電力交易，需要對參與實體進行數(shù)字簽名授權(quán)，并形成較強保密性的交易時間鏈條。一般應(yīng)用時，為保證系統(tǒng)的安全性，將資產(chǎn)、賬單等參與實體個體數(shù)據(jù)信息進行分割，在多個獨立區(qū)塊上分別進行編碼，通過數(shù)據(jù)的量子級別管理實現(xiàn)相關(guān)邏輯的執(zhí)行過程。

(2) 基于區(qū)塊鏈的電力交易數(shù)字信用。

電力市場中涉及到的電力交易等具體工作，采用區(qū)塊鏈技術(shù)，實現(xiàn)無中心化的共識方案，可為輔助市場交易提供較為便捷的途徑，實現(xiàn)效率與規(guī)則的水平提升最大化，同時保證了市場中不同能源主體以及能量流、信息流、資金流的可信任管理。

(3) 電力設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)金融和征信服務(wù)。

在入戶的智能電表或應(yīng)用上集成金融服務(wù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程金融直接結(jié)算。利用用戶在物聯(lián)網(wǎng)金融平臺上的消費行為、信用記錄等信息，向個人或商業(yè)單位提供征信服務(wù)，可以結(jié)合征信情況對用戶賬戶的違約風(fēng)險進行評估，并制定基于信用水平的用能繳費套餐及策略。

4) 面向配電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用。

(1) 智慧配電運維。

利用AR/VR技術(shù)，構(gòu)建相關(guān)虛擬電網(wǎng)場景，運維人員依據(jù)虛擬場景進行相關(guān)的作業(yè)，確保其能更好地掌握電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工程組成以及運行過程。除此之外，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用，能夠借此實現(xiàn)對于各項數(shù)據(jù)的共享，從而在電網(wǎng)設(shè)計作業(yè)的過程中實現(xiàn)對于各項問題以及設(shè)計矛盾的發(fā)掘，促進各系統(tǒng)、裝備以及產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

(2) 智能化業(yè)務(wù)流程管理。

日常的業(yè)務(wù)流程運行過程中會產(chǎn)生大量的涉及多個部門的文件、資料等信息的流轉(zhuǎn)，由此產(chǎn)生大量的流程運轉(zhuǎn)成本包括人力成本、財務(wù)成本、時間成本等等。因此，未來智慧能源服務(wù)業(yè)務(wù)流程應(yīng)向著自動化、智能化的方向前進，應(yīng)構(gòu)建以業(yè)務(wù)價值分析管理系統(tǒng)和統(tǒng)計管理預(yù)警系統(tǒng)為主的智能化業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)，以實現(xiàn)業(yè)務(wù)價值的明確、業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化、業(yè)務(wù)決策的自動化和長期有效的運營成本監(jiān)控和管理。

5) 面向物資資產(chǎn)管理的應(yīng)用。

(1) 電力物資倉儲管理服務(wù)。

對現(xiàn)有倉儲設(shè)備采用射頻芯片技術(shù)(RFID)進行物資識別和清算，在電力系統(tǒng)運作管理平臺的基礎(chǔ)上構(gòu)建電力物資倉儲管理系統(tǒng)，并構(gòu)建倉庫智能監(jiān)控算法和下游需求預(yù)測模型。通過兩種方式提高人工作業(yè)效率，降低倉儲成本，優(yōu)化倉儲作業(yè)流程，提高倉儲物資盤點效率，最終提升企業(yè)的運行效率和形象。

(2) 裝備采購及運輸智能服務(wù)。

傳統(tǒng)的電力裝備采購由于信息不流通，采購周期長，往往需要采購人員現(xiàn)場考察設(shè)備情況，付出巨大的時間和金錢成本，導(dǎo)致最后的購買價格并不理想。如將上游供應(yīng)商的信息在統(tǒng)一平臺進行充分整合，例如將上游各型電力裝備的功能、體積、重量、價格、質(zhì)量評估結(jié)果等信息都集成至電力系統(tǒng)運作平臺，并設(shè)計智能的評價指標(biāo)與算法進行篩選，既可以使得供應(yīng)商之間充分競爭，降低價格，又能減少采購流程與成本壓力，增加上游企業(yè)資金流轉(zhuǎn)速度。在使用招標(biāo)采購的項目中，開發(fā)招標(biāo)風(fēng)險監(jiān)控算法，保證電力物資招標(biāo)采購各個環(huán)節(jié)的實施效果。

(3) 基于區(qū)塊鏈的物資合同管理服務(wù)。

現(xiàn)行電子合同以電子檔案的形式存放在數(shù)據(jù)庫中, 存儲方式高度依賴中心服務(wù)器, 而且加密方式通常是明碼保存或加密方式單一, 存在容易被黑客攻擊、數(shù)據(jù)易發(fā)生篡改等問題。在物資合同的簽訂、歸檔和存儲環(huán)節(jié)引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，可以保證合同信息無法篡改，實現(xiàn)低信任的成本換來更開放、高效和不可抵賴的物資合同簽署。

7 結(jié)束語

通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、5G、區(qū)塊鏈等新信息技術(shù)提升服務(wù)業(yè)是實現(xiàn)中國服務(wù)產(chǎn)業(yè)升級的必要方式；且隨著人力成本的逐年增加，消費者在服務(wù)體驗上要求的提升，更加個性化、主動化的服務(wù)方式——服務(wù)4.0，是未來服務(wù)業(yè)變革的趨勢。

在服務(wù)4.0時代，架構(gòu)面向動態(tài)和個性化服務(wù)需求的可重構(gòu)、可定制的智能服務(wù)體系，研發(fā)關(guān)鍵賦能技術(shù)、可配置、可重用的標(biāo)準(zhǔn)模塊，從而面向客戶需求快速拼裝解決方案，實現(xiàn)人機物互聯(lián)，實施跨企業(yè)(單位)的縱向集成、跨企業(yè)(單位)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的橫向集成以及端端集成，從而大大降低服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)成本和交付時間及成本。這對于提升中國相關(guān)企業(yè)智能服務(wù)領(lǐng)域搶占先機，搶占市場空間，具有先發(fā)優(yōu)勢。