新信息技術下制造服務融合及產品服務系統研究綜述

張軼倫 牛藝萌 葉天竺 江志斌

上海交通大學工業工程與管理系，上海，200240

0 引言

20世紀中后期，隨著制造業的快速發展，物質產品極大豐富，顧客的消費文化產生深刻變革，需求趨于多樣化，從傳統的對產品功能的需求，轉移到個性化、體驗化等更高層次的需求。傳統的制造模式已經不能滿足這種需求，亟待新的制造模式來解決供需之間的新矛盾。同時，在中國這樣的制造業大國，制造業作為經濟的重要支撐，卻是以高能耗、高污染、低附加值、低勞動效率的方式增長，其價值創造和增值處于一種低端模式，需要新的制造增值模式來帶動我國制造業的全面提升。服務型制造或制造服務化正是在這種內在需求和外在需求共同驅動的歷史背景下產生的。在這樣的歷史背景下，制造與服務融合受到國內外學者和企業界越來越多的關注。Rada和 Vandermerwe創造了“servitization”一詞，后來被稱為“制造服務化”［1］。制造服務化的驅動力包括以下幾種因素［2］：①經濟。傳統制造業從西方經濟體轉移到中國和印度等新興經濟體，西方經濟很難僅僅靠低成本競爭，因此轉而通過服務來競爭。②環境。資源隨著全球人口增長而攤薄，西方企業力圖用少做多,而服務具有非物質化屬性，因此成為滿足這一需求的可行戰略。③社會和市場。有證據表明，服務對經濟的貢獻直接與財富相關，這意味著西方經濟對服務的需求正在日益增長。④技術。信息通信技術（information communication technology，ICT）是服務化的一個關鍵支撐技術，ICT技術的發展使得諸如產品監控、GPS定位追蹤等特定服務變得輕而易舉，也使得“快速設計成形-快速學習與協作-并行商業分析”的價值創造模式成為可能［3］，而這都是之前難以實現的。

國內學者從2008年起正式提出了服務型制造的概念并開始研究，包括江志斌等［4］2010—2013年間對服務型制造運作管理理論方法的研究。服務型制造是制造與服務相融合的新產業形態，它通過服務和制造的融合，使得制造企業不僅為客戶提供產品，而且提供與產品相關的覆蓋產品全生命周期的服務，更重要的是服務和產品的集成或融合，也就是產品服務系統（product?service system，PSS）［5?6］。服務型制造是基于制造的服務，是為了服務的制造；以服務提升制造，以制造促進服務，最終實現制造業與服務業的良性互動和協調發展［7?8］。

產品復雜程度以及用戶需求的提高是服務型制造發展的重要原因。隨著工業產品科技含量的提高和技術升級的加快，用戶越發難以掌握產品操作和維護的技術，對專業化服務的需求越發強烈，這就需要制造企業提供更大范圍的“產品+服務”的組合。制造服務化就是在實物產品基礎上衍生出更多的附加服務，通過延伸服務體系實現創新增值的服務方式。此外，通過服務型制造提供PSS，是在單純的產品市場已經飽和、市場競爭白熱化以及顧客要求居高不下的市場環境下，企業獲得基于服務的第二個收入流的有效途徑，從而維持與競爭對手差異化的優勢。由此帶來的競爭優勢，比通過產品創新獲得的優勢持續時間更長，而且更有利于開辟新的市場空間［9］。但是，隨著制造服務化發展，一方面客戶會以為與產品捆綁的服務是理所當然的，因而對支付與產品相關的服務意愿趨弱；另一方面，隨著更多的企業采用服務化模式，基于服務產業化的競爭優勢趨弱，企業從服務獲取利潤的空間逐漸變小［9］。

以物聯網、大數據和云計算等為標志的新信息技術的應用，是工業4.0和智能制造的重要特征［10?11］，它為制造服務化或制造與服務融合提供了新的發展機遇。新信息技術在產品的結構和功能設計，與產品捆綁的服務模式、形態和內容設計，產品制造與服務提供的耦合等方面也產生了顯著影響；其結果可能是商業模式的創新，運行成本的降低，客戶使用PSS的行為改變和體驗提升，企業利潤、競爭力、可持續發展能力增加等。此外，新信息技術對PSS的價值創造也具有重要影響，將帶來價值增強和價值拓展兩種效益。新信息技術可以改善PSS原有性能與績效，提高運行效率和服務水平，即價值增強效益。例如，Rolls?Royce按小時出售動力，通過物聯網技術監控發動機運行工況，通過云端服務器進行大數據分析，制定更加科學的發動機安全運行和維修保養策略［9］。新信息技術還可以為客戶提供與PSS本身的功能不直接相關的額外價值，即價值拓展效益。例如，美國某拖拉機制造商通過安裝在拖拉機上的傳感器采集土壤數據，通過云端服務器提供土壤水分和肥力分析的服務，指導客戶合理澆灌和施肥［2，12］。此外，新信息技術也為產品服務系統的優化運作管理帶來了新方法，為具有多種復雜輸入的PSS提供了基于多目標優化的解決方案，使PSS更加適應集成化的物理環境配置，并且系統的運行更具柔性和魯棒性特征［13?14］。

由此可知，新信息技術不僅帶來了新的產品和服務，也增強了原有產品與服務的效果，創造了新的增值價值，同時也將產生新的PSS模式。因此，開展關于PSS模式及其選擇方法的研究，提出新模式特征以及選擇新模式轉型的決策方法，對推動企業向智能化和服務化轉型、強化產品與服務集成、提升企業市場競爭力具有重要意義。

在PSS新模式下，產品形態、服務供給形式、價值定位、顧客參與方式都區別于傳統的PSS。為了更好地實現新PSS的運作模式，需要研究融合新信息技術的PSS配置優化方法，建立形式化的研究體系與定量化的優化模型，通過信息驅動的產品特征與服務特征的最優匹配，最大化新信息技術對產品與服務集成的強化效應。

上述配置優化問題主要是面向需求相對穩定的PSS，如比較專業化的工業領域PSS。然而，由于顧客需求呈現多樣性和個性化等特征，需要對PSS進行定制，即基于產品模塊化和服務定制化，根據不同用戶的特定需求和偏好，為其提供符合要求的產品、服務及二者的集成。隨著新信息技術的發展，PSS定制也將發生變化。例如，可提供更豐富的價值增強型服務和價值拓展型服務；企業可基于大數據技術全面深入地了解客戶的個性化需求，客戶也可基于云平臺參與到產品與服務的設計中。因此，有必要對新信息技術下的PSS個性化定制方法進行深入研究。

1 綜述邏輯框架及文獻研究方法

1.1 綜述邏輯框架

本文將從新信息技術對制造與服務融合的影響、產品服務系統模式及其選擇決策、產品服務系統的配置優化、面向定制化的產品服務系統規劃設計與配置優化等方面對相關文獻加以綜述，并對現有研究的不足和未來可能的研究方向進行歸納總結，從而為更好地在新信息技術環境下開展制造與服務融合模式以及產品與服務集成配置優化方面的研究，推進服務型制造模式的應用提供借鑒。本文的具體邏輯結構見圖1。

圖1 綜述邏輯框架Fig.1 The framework of this review

1.2 文獻研究方法

本文主要采用系統文獻回顧方法，圍繞新信息技術、服務型制造、產品服務系統、配置優化等關鍵詞，通過對 Springer、ScienceDirect、中國知網、萬方等中英文數據庫的檢索獲取原始文獻資料。

針對獲得的原始文獻資料進行篩選，找出與主題相關性強，且近期發表在高水平期刊上的文獻，并對關鍵文獻進行深入挖掘，在其參考文獻中尋找與主題相關性較強的文獻作為補充。將上述兩部分文獻進行整理和去重，再根據文獻的研究角度和研究內容進行分類歸納總結。

本文最終選取了1998—2018年的96篇相關文獻，文獻分布情況見圖2。這96篇文獻以近5—6年發表的文獻為主，中英文文獻分布比例約為1∶4。文章主要來源于International Journal of Produc?tion Economics，Management Science，Interna?tional Journal of Production Research，Computers in Industry，European Journal of Operational Re?search，以及《中國機械工程》《管理工程學報》《系統工程》《系統管理學報》等相關期刊，其中選取文獻數量3篇及以上的期刊見表1。

圖2 文獻分布情況圖Fig.2 A general statistical analysis of these articles

表1 文獻數量3篇及以上的期刊列表Tab.1 A list of the journals including three or more articles

將全部參考文獻按照研究內容分別進行歸納，分成新信息技術對制造與服務融合的影響、產品服務系統模式及其選擇決策、產品服務系統的配置優化、面向定制化的產品服務系統規劃設計與配置優化等四類，然后根據綜述邏輯框架逐次分析。

2 新信息技術對制造與服務融合的影響

大數據、云計算、物聯網等新信息技術的發展，推動了傳統制造模式向智能制造模式的轉變，在產品與服務設計、產品制造與服務提供、產品服務系統運行管理等方面具有廣泛的應用［15?16］，同時也強化了制造與服務的融合，加速了通過產品服務增值來拓展產品實體出售的盈利，并對PSS模式產生了重要的影響［17?19］。

新信息技術的發展使得企業向客戶提供一系列新型服務成為可能，如上文所述的價值增強型服務、價值拓展型服務等，這也使得產品、服務以及二者集成的設計產生了新變化［20?22］。HUXTABLE等［2］指出，在大數據技術的支持下，企業可以設計工況監控、預防性維護、數據銷售、高級定價模型、大數據咨詢、大數據外協等新型服務，拓展產品服務系統的內涵。該研究也概述了云計算衍生的新服務，如硬件即服務、軟件即服務、基礎設施即服務、平臺即服務等。WU等［23］重點關注了云技術對智能制造和制造服務化發展的影響，首先介紹了云模式所具有的以客戶為中心、面向服務、任務驅動等特點，然后指出，云技術可以通過虛擬化來整合海量異構的資源，通過協同化實現多主體參與、覆蓋全生命周期的產品服務協同設計與創新，從而更好地滿足多樣化的用戶需求，進一步提升運作效率、柔性和服務水平。ESPíNDOLA等［24］指出，物聯網技術可以使企業實時獲取設計、制造、服務實施、市場銷售等環節的多源異構數據。基于這些數據，一方面可以分析用戶需求偏好，設計新型服務以增強客戶滿意度，如產品支持性服務、售后服務、基于使用的服務、全生命周期健康管理、回收等；另一方面，這些數據也可以為原有產品與服務的改進提供依據，從而更好地完善產品和服務集成，并進一步推進制造和服務的融合。

新信息技術對產品制造、基于產品的服務以及二者的融合（制造服務化）過程產生了顯著影響，提升了制造的效率和服務的價值，也提供了解決制造與服務融合問題的新工具。OPRESNIK等［9］闡述了大數據5V特征在制造服務化實施過程中的內涵，以及對于制造服務生態的價值，并提出要發展基于大數據的服務化來增強企業競爭力和客戶價值。LEE等［25］概述了新信息技術對產品制造與服務的影響，重點關注了系統績效分析、設備性能監測、基于知識自學習的產品質量與健康管理等方面。TAO等［26］基于數據驅動的智能制造框架，分析了大數據、云技術等對智能制造背景下產品制造與服務提供的影響，列舉了其在智能設計、智能生產計劃、智能配送、維護策略優化、協同質量優化等場景的典型應用。LIU等［27］指出，云模式下的制造與服務系統具有多用戶同時提交服務、客戶需求具有高度時變性、多任務并行且彼此關聯等特征，并考慮系統利用率、服務效率、運作成本等目標，提出了云制造環境中的多任務調度方法。針對云制造系統中擾動頻發、任務具有高度動態性等特點，邰麗君等［28］提出了一種基于遺傳算法和蟻群算法的制造資源調度算法，以增強應對突發事件的響應能力。新信息技術不僅可以促進制造與服務的融合，同時在求解制造服務化相關問題方面也提供了新工具。XU等［15］以效率、成本、質量、能耗等為目標，研究面向服務化的制造資源優化調度問題，并基于大數據技術，設計數據驅動的多目標蜂群算法加以優化求解。MOURTZIS 等［29］以效率、成本、可靠性、服務水平、可持續發展效益為目標，研究了考慮客戶定制的制造服務化調度問題，并提出將禁忌搜索和模擬退火等啟發式算法，與數據挖掘、人工智能等依賴于新信息技術的算法相結合的求解方法。

新信息技術的發展對PSS運行管理的影響主要體現在產品服務配置、資源能力規劃、過程優化管理等方面。在產品服務配置方面，OPRESNIK等［9］基于大數據技術進行需求分析，面向不同客戶需求選擇產品并匹配服務。然而該研究并未深入考慮客戶潛在需求，后續研究可繼續討論挖掘潛在需求，并據此配置產品與服務模塊的方法。BELVEDERE等［30］研究發現，基于新信息技術的信息共享和數據分析，使得企業可靈活調整產品和服務的種類、數量以及產品服務集成方式，從而提升面對復雜多變需求的響應能力。在資源能力規劃方面，新信息技術將實現海量異構資源的實時互聯，同時使企業對客戶偏好進行深入挖掘，有利于制造資源和服務能力的動態配置優化［31?32］。蘇凱凱等［33］針對云模式所帶來的資源海量異構、實時互聯等特征，以及產品生產與服務過程的高度動態和隨機性，以服務水平、柔性等為目標建立雙層優化模型，并利用NSGA?Ⅱ框架求解得到資源規劃與配置方案。JAIN等［34］基于大數據技術分析不同客戶對產品質量及服務水平的敏感性，以總利潤最大化為目標，基于排隊理論進行建模，設計了PSS能力分派和服務水平選擇的差異化策略。在過程優化管理方面，BELVEDERE等［30］指出，新信息技術能夠促進PSS運行過程的標準化和智能化，從而提升運作效率和服務水平。BEV?AN［32］通過案例分析發現，新信息技術將有利于PSS運行過程優化，提升產品生產和服務提供過程的可靠性。此外，近期有學者在研究PSS運行管理問題時考慮了精益思想的實施。BAINES等［35］將精益思想引入新信息技術環境下的PSS運行管理中，以降低浪費和等待、提升可靠性和服務水平等為目標，聚焦“設計-制造-服務”全生命周期，從PSS配置、能力規劃、供應鏈集成、多任務計劃與調度、產品和服務質量控制、產品或設備健康管理、客戶關系、供應商關系等角度，對面向產品的PSS精益運行管理問題進行了梳理，并在案例研究中提到了新信息技術的影響和價值。然而，該文獻并未針對基于新信息技術衍生服務的新型PSS精益運行管理問題進行深入探討。

然而，現有文獻較少基于物聯網、大數據、云計算等新信息技術融入PSS的方式，用定量的手段刻畫新信息技術對制造與服務融合以及產品服務耦合的影響、作用方式和強度，即研究不同形態的新信息技術通過哪些環節作用于產品與服務兩個要素以及兩者集成與耦合。對于PSS多種性能指標影響程度如何等。后續應開展更深入的關于新信息技術對于制造與服務融合的強化效應研究。

3 產品服務系統模式及其選擇決策

在從產品向PSS轉型的過程中，企業在PSS模式分析及選擇方面遇到了諸多困難。如在新的細分市場中，產品和服務內容不合理，產品服務的集成耦合、PSS運行方式難以滿足多方利益［36?39］等。因此，基于PSS細分選擇合適的PSS模式，對指導企業向新信息技術環境下的智能制造和服務化轉型、根據自身情況做出合理決策等方面具有重要意義。

國內外學者分別從產品所有權［40?42］、產品使用［41?43］、客戶和企業相互作用的性質［44］、產品決策權［36］、參與和關系強度［41］等維度對PSS進行了分類。傳統研究中一般將PSS分為面向產品的PSS、面向使用的PSS以及面向結果的PSS，不同類別的PSS在產品所有權、產品使用權、產品決策權的歸屬問題上存在差異。此外，國內外學者也提出了其他的PSS分類方式。MATHIEU［45］認為，服務包括支持產品的服務和支持客戶行為的服務，并在此基礎上定義了兩種不同類型的PSS。其中，支持產品的服務通常采用標準化的解決方案，與客戶的相關性不強；支持客戶行為的服務采用高度定制化的解決方案，需要客戶以及企業的深度參與。TUKKER［46］在面向產品、面向使用和面向結果的傳統PSS分類基礎上，立足于新信息技術的背景，將PSS細分成8個典型類別，其中，面向產品的PSS細分為產品相關、建議與咨詢；面向使用的PSS細分為產品租賃、產品租用/共享、產品匯聚；面向結果的PSS細分為活動管理/外包、按服務單元付費、功能結果。

在PSS分類的基礎上，國內外學者對PSS的模式選擇展開了研究，其中面向產品的PSS模式主要為售賣模式，面向使用的PSS模式主要為租賃模式，面向結果的PSS模式主要為按使用付費模式。現有研究主要關注售賣模式和租賃模式的比較分析，以及售賣模式和按使用付費模式的比較分析。在對售賣模式和租賃模式選擇的研究中，DESAI等［47］從消費者的心態出發，研究售賣和租賃兩種模式下企業采取的定價策略以及服務方式。DESAI等［48］研究了耐用品市場競爭情況下的售賣及租賃策略之間的差異。BHASKARAN等［49］從互補產品的角度出發，研究耐用品的售賣和租賃策略。AGRAWAL等［50］通過建模分析了租賃模式中，對租賃到期產品的再投入或銷毀策略的權衡，并與售賣模式進行比較，分析二者在利潤增長和環境效益等目標上的差異。這些研究以售賣和租賃兩種模式以及售賣租賃混合模式之間的不同為切入點，研究在不同條件下，企業的定價策略、選擇的服務模式以及企業利潤等方面的差異。售賣模式和租賃模式的區別在于，售賣模式下客戶擁有產品使用權和所有權，而租賃模式下客戶擁有產品的使用權，無所有權。在對售賣模式和按使用付費模式選擇的研究中，BELLOS等［51］以新信息技術支持下的共享汽車服務為例，考慮汽車制造商提供共享汽車服務的經濟和環境效益，研究了售賣模式和按使用付費模式的選擇方法。BALASUBRAMANIAN等［52］考慮了按使用付費的服務過程中的心理成本所帶來的影響，以及售賣模式和按使用付費模式的心理成本不同，對壟斷企業和雙寡頭競爭的情況分別進行了討論分析。AGRAWAL等［53］根據服務的匯聚特點進行建模，比較了匯聚效應不同的情況下，售賣和按使用付費模式之間的差異。使用付費模式區別于售賣和租賃兩種模式的主要特征在于，企業擁有產品的所有權、對產品資源的配置較為靈活、某些產品的使用過程會產生心理效應等。

現有文獻中新信息技術和PSS模式的融合主要體現在提供以信息技術為基礎的服務上，亦即提供信息產品，如以大數據技術為基礎的數據計劃服務［54］、以云技術為基礎的信息存儲服務［55］、Web服務［56］等。基于信息產品的PSS仍可分為面向產品、面向使用和面向結果三類，其中，面向產品的PSS模式以售賣模式為代表，面向使用的PSS模式以固定費率模式為代表，面向結果的PSS 模式以按使用付費模式為代表［57?58］。ALT?MANN等［59］發現，企業針對一般的網絡接入服務按照固定費率模式進行收費，而對于需要高品質服務的用戶則采用按使用付費的模式。CHOUD?HARY等［60］對軟件這種信息產品的售賣和租賃模式選擇問題分兩階段進行研究。第一階段企業提供軟件，客戶可選擇購買、租賃或拒絕使用；第二階段企業根據第一階段客戶的反饋進行軟件更新，并提供原軟件和更新軟件兩個版本，客戶可選擇購買或者拒絕使用。通過建模分析發現，在第一階段企業選擇租賃模式比售賣模式的利潤更高，而且由于網絡效應的影響，企業在第一階段會以較低價格來擴大網絡規模，并在第二階段提高售賣模式的定價。ESSEGAIER等［61］，JAIN等［62］分別從壟斷企業和雙寡頭角度，對信息產品的服務模式進行分析，探究無競爭和有競爭的情況下企業服務模式選擇的差異。

然而，新信息技術除了提供信息產品，還帶來了價值增強和價值拓展類的新服務，但現有文獻中鮮有對與此相關的PSS新模式分類和模式特征的研究，以及融合新信息技術的產品服務系統模式選擇決策方法的研究，具體表現在以下幾個方面：

（1）現有的文獻中服務模式主要包括售賣、租賃以及按使用付費三類。然而在新信息技術環境下經典服務模式必將發生改變，服務模式的分類將受到影響，而現有文獻對此鮮有提及。

（2）新信息技術條件下價值創造方式發生了變化，出現了價值增強類或價值拓展類的新型服務。具體表現在提供了新的信息產品、增強了原有產品或服務的功能、增加了咨詢類的增值服務等。而現有研究僅針對當前信息產品或服務的模式展開，沒有充分考慮到新信息技術環境下價值創造方式改變帶來的影響，對價值增強類和價值拓展類的服務以及相關產品服務組合的研究較為匱乏。

4 產品服務系統的配置優化

產品服務系統的概念由聯合國環境規劃署于20世紀90年代中后期提出，它的出現使得用戶在不獲得產品所有權的同時能夠享受產品的功能和結果。國內外對傳統PSS的基本概念和分類框架研究已經比較完善［63］，一般按照產品和服務所占相對比重將PSS分為三類：面向產品的PSS、面向使用的 PSS 和面向結果的 PSS［64?66］。針對各類PSS配置優化研究的思路和方法有一定共性，但在與模塊化相關的粒度劃分上存在一定差異。在新信息技術環境下，由于產品的多樣性、服務的廣泛性以及模塊作用關系的復雜性，PSS的配置優化研究相對困難，目前還處在初級階段。

現有PSS的配置優化研究著眼于包括供應商、生產商、銷售商、用戶、回收商等參與的產品和服務全生命周期，主要關注針對不同PSS的產品與服務的模塊化與粒度劃分方法，以及面向多樣化需求的產品-服務優化匹配策略等。優化目標主要包括最大化客戶滿意度與最小化PSS運行成本［67?68］。優化的關鍵是通過產品和服務的集成或耦合來滿足顧客需求，即在細分的產品與服務模塊基礎上，基于顧客需求的復雜映射關系，完成產品與服務的匹配［69］。LI等［70］針對三種不同的PSS進行模塊粒度的討論，并基于三種不同的粒度分別完成產品與服務的模塊劃分。而后根據產品與服務模塊的耦合與模塊間關聯度，建立雙層規劃模型；通過設計上層客戶滿意度函數與下層制造商成本函數，利用迭代循環優化方法，實現最優產品-服務模塊匹配。安相華等［71］針對不確定環境下的PSS設計方案優選問題，提出了多屬性指標變粒度權重評價和群決策相集成的評價方法，建立了屬性指標的耦合關系粗糙數可達矩陣后，求解得到相對權重，并通過融合絕對權重來獲得完善的單粒度屬性指標權重，在此基礎上構建了n?可加Choquet積分模型，用于產品服務系統設計方案的評價。張偉等［72］通過建立PSS設計關聯矩陣，自上而下逐級劃分得到產品的功能模塊庫和產品結構模塊庫，從不同產品服務系統中分別提取各自服務要素，建立產品服務系統服務集。在此基礎上，定性描述產品與相關服務模塊之間的關聯度，并定位與服務模塊相關的產品結構模塊。孫林巖等［73］利用系統工程的思想，建立服務制造網絡，根據優勢互補原則確定服務制造網絡中各企業的分工；將服務制造網絡與產品服務系統相關聯，按照產品模塊確定制造價值鏈分工，以生產成本最小化為目標實現產品生產的模塊化，最終完成產品模式與制造范式的優化匹配。目前，產品服務系統配置優化方法已在工業界有了成功的應用，如我國陜西鼓風機（集團）有限公司為客戶提供基于鼓風機及附加服務的整體解決方案［74］。

隨著新信息技術的發展，逐步產生了產品-服務-信息集成的新型產品服務系統，如基于CPS技術的產品服務系統（cyber?physical prod?uct?service systems，CPSS）、基于ICT技術的智能產品服務系統等［75?77］。然而現有文獻并未對上述新型PSS展開深入研究，也未充分考慮新信息技術對PSS配置優化問題的影響，具體表現在以下幾方面:

（1）目前對新型PSS的研究還處在概念階段，少見對新信息技術衍生服務與信息-產品關系的形式化描述，也缺乏針對產品-服務-信息系統配置優化的定量化研究，以及對價值定位、供給模式、顧客參與方式等方面的深入探討［5，78］。

（2）現有的產品和服務模塊化理論研究主要針對產品本身以及與產品相關的基本服務包，而融合新信息技術的新型PSS中的服務是依托產品存在的更高層次服務（如上文所述的價值拓展型服務），與此類服務相關的模塊化研究相對缺乏［79］。

（3）對新信息技術環境提供的信息與技術利用不足。盡管目前已具備遠程診斷、服務Agent、產品自維護等技術，但仍缺乏基于產品服務全生命周期數據挖掘的產品服務集成技術、基于機器學習的設計參數識別技術、基于網絡結構的參數映射技術、產品和服務設計參數統一優化技術的深入應用［26，80］。

綜上所述，新信息技術下的產品服務系統配置優化應聚焦在產品-服務的全生命周期，從數據發現用戶需求并重新定義問題和服務，集成商業模型、產品、服務、信息等多方面的優化，實現產品-服務-信息三者的真正融合和無縫集成［78］。

5 面向定制化的產品服務系統規劃設計與配置優化

定制化以滿足客戶個性化需求為核心，可增加客戶滿意度和服務水平，并提升企業贏得市場與客戶的能力［81?82］。在新信息技術和智能制造背景下，定制化研究的關鍵主要在于兩方面：其一，是制造商利益和客戶利益的權衡，制造商希望通過定制化提升客戶忠誠度并擴大利潤空間，而客戶希望通過定制來滿足自身需求，同時以可接受的價格獲取相應產品或服務［83］，因此需考慮定制化水平和差異化程度，尋找客戶利益和制造商利益的均衡點。例如，設計客戶訂單分離點，制定適當的延遲策略，同時注意降低牛鞭效應［84］。其二，基于客戶偏好研究產品的模塊化和服務定制化方法，并使得客戶能夠參與到考慮個人偏好的產品-服務的全生命周期設計中［85?86］。孟慶良等［82］提出了面向大規模定制的產品和服務族規劃：首先利用Kano模型分析客戶對產品或服務質量要素的偏好態度，并將顧客對產品或服務績效的滿意度進行量化；在此基礎上，研究產品或服務族的建模方法、體系結構以及平臺建設等問題，從而在保持標準化帶來的成本和時間優勢下，提供高度個性化的“產品+服務”。該研究思路和方法也同樣適用于新信息技術背景下高度個性化的客戶服務需求。

產品服務系統的個性化定制主要包括兩個階段：首先分析客戶需求，對產品和服務的種類、數量、功能參數以及二者的耦合方式進行規劃設計；而后是根據具體的客戶訂單要求，將現有的產品和服務模塊進行選配和集成，實現PSS的配置優化［87?89］。

國內外學者先后提出了多種典型方法，開展面向定制化的、產品與服務相融合的規劃設計研究。XU等［86］指出，面向定制化的產品設計規劃的核心問題是規模經濟和范圍經濟的權衡，即通過對模塊的數量、種類、參數設計，滿足客戶多樣化的需求及行為偏好，同時盡量降低成本，他們通過大數據技術研究客戶偏好，考慮產品特征和成本情況，基于遺傳算法求解面向大規模定制的產品規劃設計模型，并提出了提升客戶感知價值、全生命周期定制等重要理念。BONEV等［90］研究了智能制造背景下面向大規模定制的產品族架構設計方法，考慮客戶需求的多樣性和服務水平，利用系統工程思想和改進結構分析法，對各產品的定位及相關參數進行了優化設計。WUTTKE等［91］主要關注PSS開發和設計過程，基于集成定制化思想和Stage?Gate Reference模型，從全局角度考慮定制化要素在PSS架構中的位置，以保證企業的競爭力和客戶需求滿足度。FUCHS等［92］認為，產品服務系統的定制化目的之一是提升客戶忠誠度，尤其是對B2B商業模式而言，他們針對新信息技術環境下的B2B商業模式，提出了考慮客戶細分和需求多樣性的、面向產品與服務融合的規劃設計框架，并通過食品行業進行案例分析。

在給定客戶需求情況下，面向定制化需求的產品服務系統配置優化決策研究對提升服務水平和客戶滿意度具有重要意義。現有文獻中，面向定制化需求的PSS配置優化決策研究主要集中在售前服務決策、最優服務能力、定價和交貨期決策上。例如，研究不同參與主體在集中決策和分散決策下兩種模式下的決策過程特征［93］；研究具有兩類產品和訂單的生產服務系統服務能力分配問題，并在同時考慮產品庫存和服務訂單數量的集中決策情形下，對固定優先權策略的最優性進行證明［94］；研究基于不同分銷制的契約協調機制，解決產品定價與提前期的協調問題［95］。此外，SHENG等［96］以面向智能制造的數控加工中心工具PSS為研究對象，基于深度優先算法研究了其產品模塊和服務模塊的選配順序，而后利用模糊優先算法和遺傳算法分別求解產品和服務的配置優化決策模型。

然而，考慮新信息技術的影響，面向定制化的產品服務系統規劃設計和配置決策研究仍有待進一步深入。傳統研究主要關注產品模塊化、制造成本交期、產品服務設計與配置、產品服務定價等問題，需要立足于新信息技術的背景進行深入挖掘和思考。例如，有必要研究新信息技術帶來的新服務和對PSS設計的新要求，基于新信息技術提出需求分析方法和面向個性化定制的PSS規劃設計與配置優化方法并通過優化算法進行定量決策研究。

6 研究現狀總結及未來研究重點

6.1 研究現狀總結

本文對新信息技術對制造服務融合的影響、產品服務系統模式及其選擇決策、產品服務系統的配置優化、面向定制化的產品服務系統規劃設計與配置優化等四方面內容進行了闡述。在此基礎上，為了更深入地比較傳統環境和新信息技術環境下PSS研究的異同，制定了表2。

表2 傳統環境下和新信息技術環境下PSS研究的比較Tab.2 The comparison of PSSresearch between traditional and the new ICT environment

6.2 未來研究重點

服務型制造，以及服務型制造模式下的產品服務系統模式、設計與配置等方面均有比較成熟的研究，而且國內外也存在相對成功的應用。然而，新信息技術環境下制造與服務融合以及PSS配置的研究仍處在概念階段，關于新信息技術對制造與服務融合以及PSS影響的定量研究、融合新信息技術的PSS新模式的研究、考慮新信息技術的產品與服務配置優化及定制化研究仍需進一步深入。因此在未來研究中，應圍繞新信息技術如何影響制造與服務融合以及PSS，重點研究以下幾方面內容：

（1）新信息技術強化制造與服務融合的作用機理。從提升PSS績效、價值創造、作用環節等視角，定量地研究不同形態的新信息技術通過哪些環節作用于產品、服務以及二者的集成，對于PSS多種性能指標影響程度如何等。

（2）融合新信息技術的PSS新模式及其選擇決策方法。描述新信息技術下的PSS新模式特征，了解其內涵及其意義；研究企業面臨不同市場需求和發展階段時，選擇這些新模式的標準及方法，為基于新信息技術的PSS新模式應用提供理論指導。

（3）新型PSS的產品-服務-信息的集成配置優化研究。針對工業化和信息化水平均較高的企業，對于相對穩定的PSS，從產品和服務兩端同時切入，研究基于雙向映射的產品子屬性和子服務匹配模型及其算法，實現融合新信息技術的產品和服務雙向集成配置優化。

（4）依托新信息技術的PSS個性化定制方法。在新信息技術的背景下，對于需要定制的PSS，以提升客戶滿意度、降低運作成本為目標，分析不同用戶的需求偏好規律；在此基礎上研究PSS的規劃設計方案，以及產品服務模塊的配置優化方法，為用戶提供符合個性化需求的產品、服務及二者的集成。