服务型制造下产品服务系统的设计

陈菊红，焦兴甲，郭福利

（西安理工大学 经济与管理学院，西安 710048）

0 引言

服务型制造是在服务逐渐成为整个经济的价值核心、传统制造业面临可持续发展危机的背景下出现的先进制造模式[1]。在服务型制造模式下，制造与服务融合发展,在产品模式上体现为产品和服务在全生命周期内的紧密整合，企业向顾客提供 “产品+服务”的整体解决方案，即产品服务系统（PSS）。PSS能够提升企业的价值链，提高企业的竞争力，并带来显著的环境效益，对消费者，企业，社会，资源和环境都有重要意义[2]。实现产品向PSS转变首先要解决PSS的设计问题，一些学者对此进行了研究。Handbook[3]给出了PSS的设计方法和工具。Manzini[4]认为PSS可以优化资源，并论述了由此引发的企业可持续PSS设计。Evans等[5]对10家食品企业的PSS设计案例进行了研究，并指出只有合作伙伴参与到PSS的设计过程企业才能获得可持续性收益。

但是,目前对PSS设计特点与过程的研究却很少[6]。为了有效指导PSS设计活动，有必要对PSS的设计特点和设计过程进行分析和研究。

1 PSS概述

产品服务系统（PSS）是一个有竞争力的，由产品、服务、基础设施和支持网络组成的系统，这个系统能够有效满足顾客的需求并具有比传统商业模式更少的生态危害[7]，目的是实现经济、生态和社会的可持续发展[8]。按产品和服务在PSS中所占的比重大小可将PSS分为产品导向型、使用导向型和结果导向型[9],如图1所示。

(1)产品导向 PSS(Product-oriented PSS，PPSS):企业以传统方式销售产品，将产品所有权转让给顾客，同时为客户提供多种可供选择的服务。比如顾客购买洗衣机并获得维修服务。

(2)使用导向型 PSS（Use-oriented PSS，UPSS）：企业将产品在一定时期内的使用权及相关支持服务出售给顾客，但不转让产品的所有权。比如顾客通过租赁洗衣机来获得干净衣物的功能。

(3)结果导向型PSS(Result-oriented PSS，RPSS)：企业直接向顾客提供功能，顾客既不拥有产品也不直接使用产品，而是通过购买产品和服务的功能直接获得效用。比如顾客直接购买洗衣功能来获得干净的衣物。

图1 产品服务系统的分类[9]

2 PSS设计过程中的新特点及其与传统产品设计的比较

PSS是服务型制造模式中的新型产品模式，具有很多不同于传统物理产品及无形服务的新特征，它以可持续发展为目的，为顾客提供价值而不是所有权，并通过产品与服务的有机整合达到PSS的多元化。同时，服务型制造在宏观和微观上都对产品属性提出了新的要求：宏观上，服务型制造要求产品低能耗、低污染、高附加值以及高资源利用率，促进环境友好型、资源节约型社会的建设；微观上，服务型制造要求企业调整经营理念，从以产品为中心转向以顾客为中心，从产品导向转向服务导向。这些要求和变化都对PSS自身的设计过程产生深刻的变革，使PSS的设计目标、概念设计、详细设计、组织形式和知识依赖都不同于传统设计过程，设计主体只有清楚的认识到两者的不同，才能正确的指导PSS设计活动。为此，有必要对两者在这几个方面的不同进行比较。

表1 PSS设计和传统产品设计的比较

服务型制造下PSS设计在设计目标、概念设计、详细设计、组织形式和对知识的依赖等方面都不同于传统产品设计，见表 1。

3 基于3D循环的PSS设计过程模型

对传统产品设计过程的研究相对比较成熟，不论一个产品的设计是复杂还是简单，其设计过程都可以划分为三个阶段：提出任务→概念设计→详细设计，这方面已有许多论述[15]。但是如上文所述，在服务型制造下PSS设计的理念发生了变化，设计过程的内容和任务也不同于传统产品设计，这使得传统产品设计过程理论不能适应指导PSS的设计过程。

另一方面，PSS设计是由价值驱动的。PSS的核心思想是消费者的需求并不是产品本身，而是产品所能提供的功能，并通过购买这种功能获得价值，Morelli[16]也指出PSS设计应该基于价值的视角,Maxwell通过对59家企业的研究发现，成功实现可持续收益显著增长的企业都把全面考虑最终用户的价值和功能需求作为其成功的决定因素。价值的思想贯穿于PSS设计的全过程，是PSS设计的主要驱动力。功能需求的确定，PSS方案的设计，知识的获取和组织网络的设计都要以价值为驱动，所以对PSS设计过程的划分应该基于价值。

为了更好的描述PSS的设计过程，本文在传统产品设计过程理论的基础上，从价值的视角出发，将PSS的设计过程划分为定义价值（Define value）、设计价值(Design value)和传递价值 (Deliver value)三个阶段。同时，PSS设计过程是一个循环迭代的过程，定义价值、设计价值和实现价值（3D）是三个相互关联的环节，这三个环节贯穿于PSS设计始终，不断循环往复，形成完整的PSS设计过程,如图2所示。

图2 PSS设计过程的3D循环模型

第一阶段定义价值。这个价值包括经济价值、生态价值和社会价值三个部分。经济价值应该由顾客的功能需求 （包括相关需求）确定，而不是某个特殊的产品。同时PSS的目的是实现经济、生态和社会可持续发展。可持续发展、节能减排和提高整个社会的生活质量等体现生态和社会价值的指标要作为一种约束整合到PSS所能满足的功能需求中，并将功能需求转化为PSS设计中要设计的功能；第二阶段设计价值。价值的设计是以功能为起点的，通过功能分析、服务创新，考虑所有能提供所需功能的产品和服务，以及产品和服务在整个生命周期内各个阶段的相互影响，各种可能的组合形式，并通过功能整合获得可行的PSS解。在此基础上对各可行方案进行全生命周期的可持续性评价，同时考虑技术、资源的可获得性，优选和确认最优PSS方案；第三阶段传递价值，在前两阶段的基础上，确定、选择并管理参与价值传递的合作伙伴网络。首先对最优PSS方案中的有形产品和无形服务进行详细设计，确定结构、工艺、所需要采购的原材料、零部件及相关服务设施，在此基础上综合考虑合作企业能力、经营管理状况、企业信誉等因素，对合作企业进行优化选择，构建和管理价值传递网络，确保PSS设计的最终实现。

4 结语与展望

服务型制造是服务与制造相融合的先进制造模式，使传统制造产品向PSS转变。服务型制造对PSS设计的产生了深刻影响，使其在设计目标、理念、设计过程的内容和任务等方面都不同于传统产品设计。目前PSS设计还没有统一的标准和准则，在全球制造转向服务型制造的背景下，作为新型的产品模式，PSS的成功设计急需理论上的支持和指导。本文PSS设计的特点进行了总结，并从设计目标、概念设计、详细设计、组织形式和知识依赖等方面对PSS设计与传统产品设计进行详细比较，在此基础上从价值的视角出发，提出PSS设计过程是一个由定义价值、设计价值、传递价值三个相互关联的阶段组成的循环迭代过程。本文从理论上探讨了PSS的设计过程模型，但如何实现PSS设计中物质流和服务流的耦合，并开发PSS的设计方法与工具是进一步的研究方向。

[1]冯泰文,孙林岩,何哲,张颖.制造与服务的融合:服务型制造[J].科学学研究,2009，27(6).

[2]Mont O,Lindhqvist T.The Role of Public Policy in Advancement of Product Service Systems，Special Paper[J].Journal of Cleaner Production,2003，11(8).

[3]Cees van Halen,Carlo Vezzoli,Robert Wimmer.MEPSS Handbook[Z].Koninklijke Van Gorcum,2005.

[4]Manzini,E.，Vezolli,C.A Strategic Design Approach to Develop Sustainable Product Service Systems:Examples Taken from the‘Environmentally Friendly Innovation’ Italian Prize[J].Journal of Cleaner Production,2003，11(8).

[5]Evans S,Partidario PJ,Lambert J.Industrialization as a Key Element of Sustainable Product-service Solutions[J].International Journal of Production Research,2007,（45）.

[6]T Sakao,GO Sandstrom,D Matzen.Framing Research for Service Orientation of Manufacturers through PSS Approaches[J].Journal of Manufacturing Technology Management,2009,20(5).

[7]Mont O.Clarifying the Concept of Product Service Systems[J].Journal of Cleaner Production,2002，10(3).

[8]TS Baines,HW Lightfood,S Evans,A Neely,etal.State-of-theart in Product-service Systems[J].Journal of Engineering Manufacture,2007，221(B).

[9]A.Tukker,U.Tischner.Product-services as a Research Field:Past,Present and Future.Reflections From a Decade of Research[J].Journal of Cleaner Production,2006，17(14).

[10]A Williams.Product Service Systems in the Automobile Industry:Contribution to System Innovation[J].Journal of Cleaner Production,2007，15(11～12).

[11]D Maxwell,W Sheate,R van der Vorst. Functional and Systems Aspects of the Sustainable Product and Service Development Approach for Industry[J].Journal of Cleaner Production,2006，14（17）.

[12]谢友柏:现代设计理论中的若干基本概念[J].中国机械工程，2007，43(11).

[13]Croxton K L,García-Dastugue S J,Lambert D M,Rogers.The Supply Chain Management Process[J].The International Journal of Logistics Management,2001,12(2).

[14]KulwantS.Pawar，Ahmad Beltagui，Johann C.K.H.Riedel.The PSO Triangle:Designing Product,Service and Organization to Create Value[J].International Journal of Operations&Production Management,2009，29（5）.

[15]谢友柏.现代设计理论和方法的研究[J].中国机械工程，2004，40(4).

[16]Morelli,N. Developing New Product Service Systems(PSS):MethodologiesandOperational Tools[J].Journal of Cleaner Production,2006,14(17).