嵌入流程管理的可持續產品服務系統設計研究

張家祺 張艷

摘要：為了強調服務效率在產品服務系統（PSS）中的可持續作用，提出嵌入流程管理的可持續產品服務系統設計過程框架。匯總PSS的經濟、環境和社會可持續因素，將其與產品、服務和系統三者進行交叉映射，得到包含服務效率在內的PSS可持續設計要素。基于設計要素構建設計框架，在運用傳統流程設計工具得到初始方案后，借助Flexsim仿真軟件模擬方案流程，再利用改造后的流程管理工具完成服務效率設計，最后依據優化方案完善產品和服務。通過家電回收服務系統的設計實踐驗證了嵌入流程管理的可持續效果和設計過程的可行性。

關鍵詞：產品服務系統 可持續設計要素 流程管理 Flexsim 家電回收服務系統

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A文章編號：1003-0069（2022）11-0100-04

Abstract：In order to emphasize the sustainable role of service efficiency in product service system （PSS）， a design process framework of sustainable product service system embedded in process management was proposed.The economic， environmental and social sustainable factors of PSS are summarized and crossmapped with products， services and systems to obtain sustainable design elements of PSS including service efficiency. The design framework is constructed based on design elements. After the initial scheme is obtained by using traditional process design tools， the scheme flow is simulated by using Flexsim simulation software， and the service efficiency is designed by using refined process management tools. Finally， products and services are improved according to the optimization scheme.The sustainable effect of embedded process management and the feasibility of design process are verified by the design practice of home appliance recycling service system.

Keywords：Product service system Sustainable Design Elements Process management Flexsim Home appliance recycling service system

引言

產品服務系統是有形產品和無形服務緊密結合的一個集成系統，通過服務和產品的組合銷售以滿足客戶需求。相比于傳統的產品銷售，PSS更少依賴物質資源，且能滿足更靈活多樣的客戶需求，因此理論上PSS被認為是解決可持續問題的一個優選方案。實際應用中，反彈效應[1]、不合理的服務規劃[2]等原因使得PSS并未達到減少物質消耗的目的，比如共享單車服務的出現，雖然省去了人均享有一輛自行車的物資投入，卻生產了更多的單車去滿足人們隨時隨地的騎行需求，更有損毀維修、交通調度等增加人力物力消耗。由此，如何設計出真正可持續的PSS成了一個亟待解決的課題。

一、產品服務系統相關理論分析

（一）產品服務系統的可持續設計要素：PSS涵蓋了可持續設計含義的兩個方面，一方面是指環保產品和支持可持續生產技術的研究，即針對產品進行的“綠色設計”和“低碳設計”等；另一方面是指其超出單純“物質產品”設計的部分，即通過整合“產品和服務”構建“可持續的解決方案”去滿足消費者的需求[3]。隨著研究的深入，更具體的可持續因素被挖掘出來，如Barquet [4]、Yang[5]等從經濟、環境、社會角度對PSS的可持續因素進行了劃分和總結。在綜合分析這些可持續因素的基礎上，再與“產品”“服務”“系統”這三個關鍵元素交叉映射，可以得到八類PSS可持續因素，并進一步歸納出PSS的可持續設計要素，見圖1。

在PSS中，產品的經濟可持續因素是產品本身可以滿足客戶的需求；產品的環境可持續因素是指通過綠色設計或低碳設計可以延長產品壽命、提高資源效率和減少碳排放等；這個過程中產品充當了宣傳可持續觀念的中介，因此也促進著社會的可持續發展。服務的經濟可持續因素體現在產品服務的組合相比于產品可以更好地滿足客戶需求等；服務的環境可持續因素主要指服務可以替代物質產品，當增加服務比例時，服務就能替代更多的實體產品[6]，資源消耗和環境影響隨之遞減，但服務始終需要一定物質產品的支持[2]來輸出功能，即使是純服務業每輸出一個單位的功能都要消耗一定量的資源，所以提高服務所占比例意味著產品的使用頻率或服務的效率[1]要相應提高；服務的社會可持續體現在服務設計使得人們的行為從購買實體產品轉變成了向服務付費。系統的經濟可持續體現在它是一種整合了產品和服務的商業模式[7]，這有賴于廣泛利益相關者在利益驅動下的合作互動[8]；通過PSS商業模式構建的整體化解決方案，能夠增加就業、促進社會創新，有助于社會的可持續發展，但似乎沒有帶來環境可持續的影響，Boucher[9]等也認為環境可持續不是實施 PSS 商業模式的本質特點，因此實際得到八類可持續因素。

經過上述分析可以發現PSS的社會可持續影響是經濟和環境可持續設計共同作用的結果，應當重點對PSS的經濟和環境可持續因素進行設計。其中服務的環境可持續因素與服務效率密切相關，因此認為服務的環境可持續設計要素主要是服務效率設計，最后得到的PSS可持續設計要素包括產品設計、可持續產品設計、服務設計、服務效率設計和商業模式設計。

（二）產品服務系統設計方法：從最廣泛使用的PSS設計方法中可以總結出四個主要的常見階段——需求分析，PSS設計、PSS測試和設計交付。近年來，針對PSS的可持續性進行研究的設計方法也逐漸發展起來，但比較缺乏從服務效率角度進行環境可持續設計的思考。結合Goedkoop對PSS三個關鍵元素的定義——“服務是具有經濟價值的活動，系統是元素及其相關關系的集合”可知，服務和系統是動態元素，PSS是個動態系統，而在以往設計服務流程時一般是按照服務情景對交互觸點的活動進行串聯，然后借助服務藍圖對交互觸點的靜態結果進行分析，包括快速原型、故事版等傳統PSS測試工具都未能從服務流程的動態角度——活動的時間、順序、路線等對服務流程效率的影響進行分析。

Pezzotta等人提出使用流程模擬辦法對服務流程的動態問題進行預測和處理，即對PSS設計方案進行仿真 [10]，借助仿真技術構建設計方案模型并模擬其運行的過程可以提供關于PSS的運行狀態和流程瓶頸的見解。不過，借助仿真模擬雖然可以得到PSS設計方案的運行狀態和流程效率的預測結果，但還缺乏對預測結果的進一步改善研究，即如何優化設計方案的流程效率。

二、流程管理理論分析

流程管理是一種以規范化的、構造端到端的卓越業務流程為中心，以持續地提高組織業務績效為目的的系統化方法。流程管理是保證工作效率提高的關鍵，因此流程管理也適用于提高PSS的流程效率。流程管理的主要辦法分為流程優化和流程再造兩種。流程再造是對流程進行自上而下的徹底性改變，需重新定義企業的價值鏈模型和商業模式[11]。結合PSS定義及相關理論可知PSS設計過程相當于流程再造，在再造的基礎上還需進行自下而上的漸進式改善，即流程優化。流程優化的工具是ECRS原則，ECRS是指取消（Elimination）、合并（Combination）、重排（Rearrangement）和簡化（Simplification）。取消（E）是優化的最佳效果，首先考慮是否可以運用取消原則；對于無法取消而又必要的工作，考慮能否合并（C），即將某些相關性較強的流程任務合并；對于不能取消或合并的工作， 再考慮是否可以重排（R）某些流程任務的順序；最后考慮利用信息技術或其他輔助工具簡化（S）流程。鑒于PSS流程中人員、路徑、環境等的復雜性，將這四個原則與流程的設計要素——資源、輸入、輸出、活動、路徑、活動關系、角色進行結合，制定了PSS的流程優化規則，如表1所示。

盡管流程管理是針對已有的系統流程進行優化的辦法，對于未經運行的設計方案無法完成流程描述和分析，不過仿真提供了模擬設計方案真實運行的辦法，故可以在仿真后嵌入流程管理以完善服務流程的效率優化設計。完整的PSS服務效率設計的實施過程為建立仿真模型、輸入參數、運行模型、仿真數據分析、流程優化及效果驗證。

三、可持續的產品服務系統設計框架

將PSS的可持續設計要素與傳統的PSS設計過程結合，構建了一個嵌入流程管理的可持續產品服務系統設計框架，該框架分為四個階段，如圖2。

階段一：創意洞察。進行背景和趨勢研究，洞察設計機會，確認研究主題；再對利益相關者的關系、需求及行為現狀進行分析。

階段二：服務原型設計。重建可維持的利益相關者關系，完成PSS的商業模式設計；利用服務需求樹把利益相關者需求分解為設計規范；再將設計規范中的活動組合形成流程設計方案，并繪制服務藍圖。

階段三：服務效率設計。依據流程設計方案構建Flexsim仿真模型；運行得到仿真數據后，利用PSS的流程優化規則完成優化；并對優化方案再次運行仿真判斷效果。

階段四：服務交付與迭代。根據最終的服務流程完善交互界面設計和用于輔助服務的可持續產品設計；設計完成，收集并運用信息化數據進行持續的服務流程分析與優化。

四、家電回收服務系統設計實踐

（一）創意洞察

1.家電回收業背景研究。據國家發改委數據顯示，我國正處于家電報廢高峰期，個體回收占據著家電回收行業的主導地位，然而個體回收終歸無法短期內消化巨大的舊家電市場，而且隨著產品更新換代速度加快，會有越來越多的廢舊產品閑置，這種不規范的回收方式嚴重阻礙了環境、經濟和社會的可持續發展。由此本文的設計任務是將家電回收服務設計為支持可持續發展目標的產品服務系統。

2.家電回收業的利益相關者分析。

（1）關系分析。目前主流的家電回收企業是作為利益相關者的協調者存在的，它與家電制造企業合作完成生產者責任延伸制，專業分揀廢舊產品提供給家電制造企業、二手市場和拆解企業等；個體回收與此相似且占據的市場更大，因此兩者存在著競爭關系。（2）行為分析。由調查資料和訪談可知，目前的回收途徑有個體回收、商場以舊換新、網絡平臺回收等。分析比較各種回收途徑可以發現利益相關者行為中的不可持續因素。個體回收屬于非正規回收，用戶發現服務較易，但需耗費較多人力成本，回收價格較高、運輸成本低，但存在暴力拆解，搬運中可能產生污染。商場以舊換新屬于正規回收，發現服務容易，適合有換新需求的用戶。目前的網絡平臺回收處于發展階段，用戶基數少，回收服務規范但存在回收價格低等問題。（3）需求分析。通過訪談著重挖掘決定型利益相關者的需求，即用戶和回收員需求。其中用戶需求點包括：輕松獲取回收資訊、回收種類齊全、價格合理、預約簡捷、專業的服務、用戶間的交流需求；回收員工需求點包括：便捷搬運、更少的運輸成本。

（二）家電回收服務系統的服務原型設計

1.商業模式設計。通過利益相關者關系、需求及行為的分析，發現個體回收、商場以舊換新和網絡回收平臺存在一系列不可持續問題。因此需要重建可持續的、合理競爭的、互利共贏的利益相關者關系。新建的利益相關者關系見圖3，對個體回收者進行培訓，收編為回收企業的回收員；回收企業為用戶提供與家電相關的工作；制造企業在銷售家電時向用戶普及回收企業的服務，回收企業相應地提供家電促銷服務。在新建的利益相關者關系中可以得到系統的運作邏輯和為利益相關者創造價值的過程，結合Tukker 對PSS的分類描述，該家電回收系統的可選商業模式應為結果的產品服務系統。

2.服務內容設計。利用服務需求樹將需求依次分解為希望（客戶希望如何滿足其需求）；設計要求（可能滿足客戶需求的PSS解決方案）和設計規范（包括與每個設計規范相關的主要活動和資源），分解過程見圖4。其中，簡單需求可以直接轉換為活動不需要進行分解，譬如針對用戶的“回收種類齊全”需求的轉換為“細分回收種類”；將“用戶交流需求”設置評價服務和記錄交易活動；將“簡捷預約”需求轉為線上預約。

3.服務流程設計。整理設計規范中的活動，將其中一些邏輯上存在聯系的活動按活動對象進行分組，依據分組活動的宏觀時間順序規劃服務流程，并繪制服務藍圖描述家電回收服務系統的流程，見圖5。用戶經App完成預約，由平臺分配任務給回收員，回收員依照平臺提供的規劃路線展開工作，期間回收員與用戶可以實時溝通，回收員上門后進行一系列檢查、估價、結算、拆卸、打包、搬運以及其他服務，然后執行下一個訂單的任務，當回收車已滿或所有訂單完成后將舊家電運輸至回收點。

（三）家電回收服務系統服務效率設計

1.流程仿真。借助Flexsim模擬服務流程，一方面可以通過觀察仿真過程得到模型的運行數據，有助于設計者進行優化分析；另一方面其虛擬動畫能夠演示交互情境，幫助參與者體驗服務原型。依據流程設計方案展開仿真工作，由于重要的流程任務是由回收員完成的，故只對預約完成后的回收流程進行模擬。首先依據資料數據設定系統運行的各項參數，假設一個服務范圍4平方千米的新設回收點訂單數量充足，用一張實際面積相當的居民區地圖做模型背景；回收員的單次回收服務時長是隨機變量且服從正態分布 [0.2，0.6]，服務時長由回收的類別、數量和人力搬運難度決定；假設一上午的工作時間為3h，將仿真時鐘設定為3h，則這期間回收員完成訂單數最多不超過15個；假設回收車在居民區周邊的最快速度20km/h，核載量足夠支撐這期間的回收量；由于用戶訂單服務時段和地址的隨機性，可利用Matlab標記隨機的15個點作為用戶地址，并對15個地點給出隨機的服務順序；搭建單名回收員的服務過程模型，并輸入以上參數后運行仿真。

2.基于仿真數據的流程分析與優化

（1）流程分析。仿真時鐘結束時回收車剛剛抵達第6個訂單處，整理得到前5個訂單中回收員和運輸車的仿真數據，見表2，計算得到平均每個訂單完成需要0.52h，回收車的平均運輸里程為1841m。基于對服務的環境可持續因素的考慮，流程效率設計目標即為減少每個訂單的時間和資源消耗。（2）優化方案流程——PSS的流程優化規則。運用PSS的流程優化規則對設計方案進行優化，得到的優化動作包括：取消（E）部分上門回收活動，使有自主回收意愿的用戶自行運輸；合并（C）多個訂單的運輸車行駛路徑，辦法是鼓勵位置相近的用戶預約時選擇“拼單”，確認“拼單”的用戶需接受平臺給定的服務時段；重排（R）“拼單”用戶的服務順序，將串聯的訂單改為并行訂單，需額外增加回收員進行同時服務；合并（C）輸出（舊家電），使回收車裝載盡可能多的舊家電；設計方便上下樓梯的搬運工具以簡化（S）回收員的搬運活動等。

結合參與者的意見篩選出較合適的優化動作為“合并多個訂單的運輸路線”和“簡化搬運”，基于這兩個優化動作更改仿真模型和參數。假設“簡化搬運”后平均每個訂單時長縮短2分鐘，且有30%左右的用戶選擇“拼單”，則更改前5個訂單中兩個位置相近但服務順序不相鄰的訂單的服務時間，使回收員可以依次完成位置相鄰的兩個訂單。仿真時鐘結束時回收車正前往第7個訂單處，整理得到前6個訂單中回收員和運輸車的仿真數據，見表3，平均每個訂單完成需要0.46h，回收車的平均運輸里程為1419m。對比表3可知運用PSS的流程優化規則達到了提升服務效率的目的。

（四）家電回收服務系統的設計交付：優化后用戶預約活動中新增了“拼單”選項，因此按照優化后的流程進行App交互界面和產品的設計。

1.App設計。App的界面設計如圖6，首頁中顯示詳細的回收分類和相關服務推薦，點擊家電圖標可以進入回收詳情頁；在回收詳情頁填寫信息后可以立即預約回收或將信息加入“回收車”保存，左滑查看交易記錄和用戶評價；另外，可以選擇附近的訂單用戶或邀請附近好友進行“拼單”，以換取更高的回收價格，“拼單”成功后會顯示服務時段；用戶可以在“我的”頁面填寫評價、查看附近的回收點等。

2.產品元素——手推車設計。針對回收員的搬運需求設計手推車，如圖7。手推車主要完成短途和上下樓梯的搬運任務，由履帶、車輪、載物臺和推桿組成。履帶使用可回收的橡膠材質，重量輕。上下樓梯時按動開關，橡膠履帶和載物臺分離，并由電機帶動履帶轉動完成樓梯搬運；不使用時可以將推桿折疊。

結語

在針對家電回收業進行的產品服務系統設計中，驗證了基于流程管理方法的服務效率設計的可持續效果，同時為企業和設計者提供了一個兼顧用戶需求和可持續發展的PSS設計框架。通過引入流程管理，拓展了可持續產品服務系統設計領域的相關方法和工具，可以使設計者更注重流程規劃和服務效率設計。此外為了應對服務環境和用戶需求的不斷變化，對產品服務系統進行持續的流程管理是必要的，不僅是為了提升服務流暢度和資源利用率，還因為流程管理有助于及早發現系統運行問題并提供迭代依據，這將有利于企業的可持續發展。

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