新信息技术下制造服务融合及产品服务系统研究综述

张轶伦 牛艺萌 叶天竺 江志斌

上海交通大学工业工程与管理系，上海，200240

0 引言

20世纪中后期，随着制造业的快速发展，物质产品极大丰富，顾客的消费文化产生深刻变革，需求趋于多样化，从传统的对产品功能的需求，转移到个性化、体验化等更高层次的需求。传统的制造模式已经不能满足这种需求，亟待新的制造模式来解决供需之间的新矛盾。同时，在中国这样的制造业大国，制造业作为经济的重要支撑，却是以高能耗、高污染、低附加值、低劳动效率的方式增长，其价值创造和增值处于一种低端模式，需要新的制造增值模式来带动我国制造业的全面提升。服务型制造或制造服务化正是在这种内在需求和外在需求共同驱动的历史背景下产生的。在这样的历史背景下，制造与服务融合受到国内外学者和企业界越来越多的关注。Rada和 Vandermerwe创造了“servitization”一词，后来被称为“制造服务化”［1］。制造服务化的驱动力包括以下几种因素［2］：①经济。传统制造业从西方经济体转移到中国和印度等新兴经济体，西方经济很难仅仅靠低成本竞争，因此转而通过服务来竞争。②环境。资源随着全球人口增长而摊薄，西方企业力图用少做多,而服务具有非物质化属性，因此成为满足这一需求的可行战略。③社会和市场。有证据表明，服务对经济的贡献直接与财富相关，这意味着西方经济对服务的需求正在日益增长。④技术。信息通信技术（information communication technology，ICT）是服务化的一个关键支撑技术，ICT技术的发展使得诸如产品监控、GPS定位追踪等特定服务变得轻而易举，也使得“快速设计成形-快速学习与协作-并行商业分析”的价值创造模式成为可能［3］，而这都是之前难以实现的。

国内学者从2008年起正式提出了服务型制造的概念并开始研究，包括江志斌等［4］2010—2013年间对服务型制造运作管理理论方法的研究。服务型制造是制造与服务相融合的新产业形态，它通过服务和制造的融合，使得制造企业不仅为客户提供产品，而且提供与产品相关的覆盖产品全生命周期的服务，更重要的是服务和产品的集成或融合，也就是产品服务系统（product⁃service system，PSS）［5⁃6］。服务型制造是基于制造的服务，是为了服务的制造；以服务提升制造，以制造促进服务，最终实现制造业与服务业的良性互动和协调发展［7⁃8］。

产品复杂程度以及用户需求的提高是服务型制造发展的重要原因。随着工业产品科技含量的提高和技术升级的加快，用户越发难以掌握产品操作和维护的技术，对专业化服务的需求越发强烈，这就需要制造企业提供更大范围的“产品+服务”的组合。制造服务化就是在实物产品基础上衍生出更多的附加服务，通过延伸服务体系实现创新增值的服务方式。此外，通过服务型制造提供PSS，是在单纯的产品市场已经饱和、市场竞争白热化以及顾客要求居高不下的市场环境下，企业获得基于服务的第二个收入流的有效途径，从而维持与竞争对手差异化的优势。由此带来的竞争优势，比通过产品创新获得的优势持续时间更长，而且更有利于开辟新的市场空间［9］。但是，随着制造服务化发展，一方面客户会以为与产品捆绑的服务是理所当然的，因而对支付与产品相关的服务意愿趋弱；另一方面，随着更多的企业采用服务化模式，基于服务产业化的竞争优势趋弱，企业从服务获取利润的空间逐渐变小［9］。

以物联网、大数据和云计算等为标志的新信息技术的应用，是工业4.0和智能制造的重要特征［10⁃11］，它为制造服务化或制造与服务融合提供了新的发展机遇。新信息技术在产品的结构和功能设计，与产品捆绑的服务模式、形态和内容设计，产品制造与服务提供的耦合等方面也产生了显著影响；其结果可能是商业模式的创新，运行成本的降低，客户使用PSS的行为改变和体验提升，企业利润、竞争力、可持续发展能力增加等。此外，新信息技术对PSS的价值创造也具有重要影响，将带来价值增强和价值拓展两种效益。新信息技术可以改善PSS原有性能与绩效，提高运行效率和服务水平，即价值增强效益。例如，Rolls⁃Royce按小时出售动力，通过物联网技术监控发动机运行工况，通过云端服务器进行大数据分析，制定更加科学的发动机安全运行和维修保养策略［9］。新信息技术还可以为客户提供与PSS本身的功能不直接相关的额外价值，即价值拓展效益。例如，美国某拖拉机制造商通过安装在拖拉机上的传感器采集土壤数据，通过云端服务器提供土壤水分和肥力分析的服务，指导客户合理浇灌和施肥［2，12］。此外，新信息技术也为产品服务系统的优化运作管理带来了新方法，为具有多种复杂输入的PSS提供了基于多目标优化的解决方案，使PSS更加适应集成化的物理环境配置，并且系统的运行更具柔性和鲁棒性特征［13⁃14］。

由此可知，新信息技术不仅带来了新的产品和服务，也增强了原有产品与服务的效果，创造了新的增值价值，同时也将产生新的PSS模式。因此，开展关于PSS模式及其选择方法的研究，提出新模式特征以及选择新模式转型的决策方法，对推动企业向智能化和服务化转型、强化产品与服务集成、提升企业市场竞争力具有重要意义。

在PSS新模式下，产品形态、服务供给形式、价值定位、顾客参与方式都区别于传统的PSS。为了更好地实现新PSS的运作模式，需要研究融合新信息技术的PSS配置优化方法，建立形式化的研究体系与定量化的优化模型，通过信息驱动的产品特征与服务特征的最优匹配，最大化新信息技术对产品与服务集成的强化效应。

上述配置优化问题主要是面向需求相对稳定的PSS，如比较专业化的工业领域PSS。然而，由于顾客需求呈现多样性和个性化等特征，需要对PSS进行定制，即基于产品模块化和服务定制化，根据不同用户的特定需求和偏好，为其提供符合要求的产品、服务及二者的集成。随着新信息技术的发展，PSS定制也将发生变化。例如，可提供更丰富的价值增强型服务和价值拓展型服务；企业可基于大数据技术全面深入地了解客户的个性化需求，客户也可基于云平台参与到产品与服务的设计中。因此，有必要对新信息技术下的PSS个性化定制方法进行深入研究。

1 综述逻辑框架及文献研究方法

1.1 综述逻辑框架

本文将从新信息技术对制造与服务融合的影响、产品服务系统模式及其选择决策、产品服务系统的配置优化、面向定制化的产品服务系统规划设计与配置优化等方面对相关文献加以综述，并对现有研究的不足和未来可能的研究方向进行归纳总结，从而为更好地在新信息技术环境下开展制造与服务融合模式以及产品与服务集成配置优化方面的研究，推进服务型制造模式的应用提供借鉴。本文的具体逻辑结构见图1。

图1 综述逻辑框架Fig.1 The framework of this review

1.2 文献研究方法

本文主要采用系统文献回顾方法，围绕新信息技术、服务型制造、产品服务系统、配置优化等关键词，通过对 Springer、ScienceDirect、中国知网、万方等中英文数据库的检索获取原始文献资料。

针对获得的原始文献资料进行筛选，找出与主题相关性强，且近期发表在高水平期刊上的文献，并对关键文献进行深入挖掘，在其参考文献中寻找与主题相关性较强的文献作为补充。将上述两部分文献进行整理和去重，再根据文献的研究角度和研究内容进行分类归纳总结。

本文最终选取了1998—2018年的96篇相关文献，文献分布情况见图2。这96篇文献以近5—6年发表的文献为主，中英文文献分布比例约为1∶4。文章主要来源于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《中国机械工程》《管理工程学报》《系统工程》《系统管理学报》等相关期刊，其中选取文献数量3篇及以上的期刊见表1。

图2 文献分布情况图Fig.2 A general statistical analysis of these articles

表1 文献数量3篇及以上的期刊列表Tab.1 A list of the journals including three or more articles

将全部参考文献按照研究内容分别进行归纳，分成新信息技术对制造与服务融合的影响、产品服务系统模式及其选择决策、产品服务系统的配置优化、面向定制化的产品服务系统规划设计与配置优化等四类，然后根据综述逻辑框架逐次分析。

2 新信息技术对制造与服务融合的影响

大数据、云计算、物联网等新信息技术的发展，推动了传统制造模式向智能制造模式的转变，在产品与服务设计、产品制造与服务提供、产品服务系统运行管理等方面具有广泛的应用［15⁃16］，同时也强化了制造与服务的融合，加速了通过产品服务增值来拓展产品实体出售的盈利，并对PSS模式产生了重要的影响［17⁃19］。

新信息技术的发展使得企业向客户提供一系列新型服务成为可能，如上文所述的价值增强型服务、价值拓展型服务等，这也使得产品、服务以及二者集成的设计产生了新变化［20⁃22］。HUXTABLE等［2］指出，在大数据技术的支持下，企业可以设计工况监控、预防性维护、数据销售、高级定价模型、大数据咨询、大数据外协等新型服务，拓展产品服务系统的内涵。该研究也概述了云计算衍生的新服务，如硬件即服务、软件即服务、基础设施即服务、平台即服务等。WU等［23］重点关注了云技术对智能制造和制造服务化发展的影响，首先介绍了云模式所具有的以客户为中心、面向服务、任务驱动等特点，然后指出，云技术可以通过虚拟化来整合海量异构的资源，通过协同化实现多主体参与、覆盖全生命周期的产品服务协同设计与创新，从而更好地满足多样化的用户需求，进一步提升运作效率、柔性和服务水平。ESPÍNDOLA等［24］指出，物联网技术可以使企业实时获取设计、制造、服务实施、市场销售等环节的多源异构数据。基于这些数据，一方面可以分析用户需求偏好，设计新型服务以增强客户满意度，如产品支持性服务、售后服务、基于使用的服务、全生命周期健康管理、回收等；另一方面，这些数据也可以为原有产品与服务的改进提供依据，从而更好地完善产品和服务集成，并进一步推进制造和服务的融合。

新信息技术对产品制造、基于产品的服务以及二者的融合（制造服务化）过程产生了显著影响，提升了制造的效率和服务的价值，也提供了解决制造与服务融合问题的新工具。OPRESNIK等［9］阐述了大数据5V特征在制造服务化实施过程中的内涵，以及对于制造服务生态的价值，并提出要发展基于大数据的服务化来增强企业竞争力和客户价值。LEE等［25］概述了新信息技术对产品制造与服务的影响，重点关注了系统绩效分析、设备性能监测、基于知识自学习的产品质量与健康管理等方面。TAO等［26］基于数据驱动的智能制造框架，分析了大数据、云技术等对智能制造背景下产品制造与服务提供的影响，列举了其在智能设计、智能生产计划、智能配送、维护策略优化、协同质量优化等场景的典型应用。LIU等［27］指出，云模式下的制造与服务系统具有多用户同时提交服务、客户需求具有高度时变性、多任务并行且彼此关联等特征，并考虑系统利用率、服务效率、运作成本等目标，提出了云制造环境中的多任务调度方法。针对云制造系统中扰动频发、任务具有高度动态性等特点，邰丽君等［28］提出了一种基于遗传算法和蚁群算法的制造资源调度算法，以增强应对突发事件的响应能力。新信息技术不仅可以促进制造与服务的融合，同时在求解制造服务化相关问题方面也提供了新工具。XU等［15］以效率、成本、质量、能耗等为目标，研究面向服务化的制造资源优化调度问题，并基于大数据技术，设计数据驱动的多目标蜂群算法加以优化求解。MOURTZIS 等［29］以效率、成本、可靠性、服务水平、可持续发展效益为目标，研究了考虑客户定制的制造服务化调度问题，并提出将禁忌搜索和模拟退火等启发式算法，与数据挖掘、人工智能等依赖于新信息技术的算法相结合的求解方法。

新信息技术的发展对PSS运行管理的影响主要体现在产品服务配置、资源能力规划、过程优化管理等方面。在产品服务配置方面，OPRESNIK等［9］基于大数据技术进行需求分析，面向不同客户需求选择产品并匹配服务。然而该研究并未深入考虑客户潜在需求，后续研究可继续讨论挖掘潜在需求，并据此配置产品与服务模块的方法。BELVEDERE等［30］研究发现，基于新信息技术的信息共享和数据分析，使得企业可灵活调整产品和服务的种类、数量以及产品服务集成方式，从而提升面对复杂多变需求的响应能力。在资源能力规划方面，新信息技术将实现海量异构资源的实时互联，同时使企业对客户偏好进行深入挖掘，有利于制造资源和服务能力的动态配置优化［31⁃32］。苏凯凯等［33］针对云模式所带来的资源海量异构、实时互联等特征，以及产品生产与服务过程的高度动态和随机性，以服务水平、柔性等为目标建立双层优化模型，并利用NSGA⁃Ⅱ框架求解得到资源规划与配置方案。JAIN等［34］基于大数据技术分析不同客户对产品质量及服务水平的敏感性，以总利润最大化为目标，基于排队理论进行建模，设计了PSS能力分派和服务水平选择的差异化策略。在过程优化管理方面，BELVEDERE等［30］指出，新信息技术能够促进PSS运行过程的标准化和智能化，从而提升运作效率和服务水平。BEV⁃AN［32］通过案例分析发现，新信息技术将有利于PSS运行过程优化，提升产品生产和服务提供过程的可靠性。此外，近期有学者在研究PSS运行管理问题时考虑了精益思想的实施。BAINES等［35］将精益思想引入新信息技术环境下的PSS运行管理中，以降低浪费和等待、提升可靠性和服务水平等为目标，聚焦“设计-制造-服务”全生命周期，从PSS配置、能力规划、供应链集成、多任务计划与调度、产品和服务质量控制、产品或设备健康管理、客户关系、供应商关系等角度，对面向产品的PSS精益运行管理问题进行了梳理，并在案例研究中提到了新信息技术的影响和价值。然而，该文献并未针对基于新信息技术衍生服务的新型PSS精益运行管理问题进行深入探讨。

然而，现有文献较少基于物联网、大数据、云计算等新信息技术融入PSS的方式，用定量的手段刻画新信息技术对制造与服务融合以及产品服务耦合的影响、作用方式和强度，即研究不同形态的新信息技术通过哪些环节作用于产品与服务两个要素以及两者集成与耦合。对于PSS多种性能指标影响程度如何等。后续应开展更深入的关于新信息技术对于制造与服务融合的强化效应研究。

3 产品服务系统模式及其选择决策

在从产品向PSS转型的过程中，企业在PSS模式分析及选择方面遇到了诸多困难。如在新的细分市场中，产品和服务内容不合理，产品服务的集成耦合、PSS运行方式难以满足多方利益［36⁃39］等。因此，基于PSS细分选择合适的PSS模式，对指导企业向新信息技术环境下的智能制造和服务化转型、根据自身情况做出合理决策等方面具有重要意义。

国内外学者分别从产品所有权［40⁃42］、产品使用［41⁃43］、客户和企业相互作用的性质［44］、产品决策权［36］、参与和关系强度［41］等维度对PSS进行了分类。传统研究中一般将PSS分为面向产品的PSS、面向使用的PSS以及面向结果的PSS，不同类别的PSS在产品所有权、产品使用权、产品决策权的归属问题上存在差异。此外，国内外学者也提出了其他的PSS分类方式。MATHIEU［45］认为，服务包括支持产品的服务和支持客户行为的服务，并在此基础上定义了两种不同类型的PSS。其中，支持产品的服务通常采用标准化的解决方案，与客户的相关性不强；支持客户行为的服务采用高度定制化的解决方案，需要客户以及企业的深度参与。TUKKER［46］在面向产品、面向使用和面向结果的传统PSS分类基础上，立足于新信息技术的背景，将PSS细分成8个典型类别，其中，面向产品的PSS细分为产品相关、建议与咨询；面向使用的PSS细分为产品租赁、产品租用/共享、产品汇聚；面向结果的PSS细分为活动管理/外包、按服务单元付费、功能结果。

在PSS分类的基础上，国内外学者对PSS的模式选择展开了研究，其中面向产品的PSS模式主要为售卖模式，面向使用的PSS模式主要为租赁模式，面向结果的PSS模式主要为按使用付费模式。现有研究主要关注售卖模式和租赁模式的比较分析，以及售卖模式和按使用付费模式的比较分析。在对售卖模式和租赁模式选择的研究中，DESAI等［47］从消费者的心态出发，研究售卖和租赁两种模式下企业采取的定价策略以及服务方式。DESAI等［48］研究了耐用品市场竞争情况下的售卖及租赁策略之间的差异。BHASKARAN等［49］从互补产品的角度出发，研究耐用品的售卖和租赁策略。AGRAWAL等［50］通过建模分析了租赁模式中，对租赁到期产品的再投入或销毁策略的权衡，并与售卖模式进行比较，分析二者在利润增长和环境效益等目标上的差异。这些研究以售卖和租赁两种模式以及售卖租赁混合模式之间的不同为切入点，研究在不同条件下，企业的定价策略、选择的服务模式以及企业利润等方面的差异。售卖模式和租赁模式的区别在于，售卖模式下客户拥有产品使用权和所有权，而租赁模式下客户拥有产品的使用权，无所有权。在对售卖模式和按使用付费模式选择的研究中，BELLOS等［51］以新信息技术支持下的共享汽车服务为例，考虑汽车制造商提供共享汽车服务的经济和环境效益，研究了售卖模式和按使用付费模式的选择方法。BALASUBRAMANIAN等［52］考虑了按使用付费的服务过程中的心理成本所带来的影响，以及售卖模式和按使用付费模式的心理成本不同，对垄断企业和双寡头竞争的情况分别进行了讨论分析。AGRAWAL等［53］根据服务的汇聚特点进行建模，比较了汇聚效应不同的情况下，售卖和按使用付费模式之间的差异。使用付费模式区别于售卖和租赁两种模式的主要特征在于，企业拥有产品的所有权、对产品资源的配置较为灵活、某些产品的使用过程会产生心理效应等。

现有文献中新信息技术和PSS模式的融合主要体现在提供以信息技术为基础的服务上，亦即提供信息产品，如以大数据技术为基础的数据计划服务［54］、以云技术为基础的信息存储服务［55］、Web服务［56］等。基于信息产品的PSS仍可分为面向产品、面向使用和面向结果三类，其中，面向产品的PSS模式以售卖模式为代表，面向使用的PSS模式以固定费率模式为代表，面向结果的PSS 模式以按使用付费模式为代表［57⁃58］。ALT⁃MANN等［59］发现，企业针对一般的网络接入服务按照固定费率模式进行收费，而对于需要高品质服务的用户则采用按使用付费的模式。CHOUD⁃HARY等［60］对软件这种信息产品的售卖和租赁模式选择问题分两阶段进行研究。第一阶段企业提供软件，客户可选择购买、租赁或拒绝使用；第二阶段企业根据第一阶段客户的反馈进行软件更新，并提供原软件和更新软件两个版本，客户可选择购买或者拒绝使用。通过建模分析发现，在第一阶段企业选择租赁模式比售卖模式的利润更高，而且由于网络效应的影响，企业在第一阶段会以较低价格来扩大网络规模，并在第二阶段提高售卖模式的定价。ESSEGAIER等［61］，JAIN等［62］分别从垄断企业和双寡头角度，对信息产品的服务模式进行分析，探究无竞争和有竞争的情况下企业服务模式选择的差异。

然而，新信息技术除了提供信息产品，还带来了价值增强和价值拓展类的新服务，但现有文献中鲜有对与此相关的PSS新模式分类和模式特征的研究，以及融合新信息技术的产品服务系统模式选择决策方法的研究，具体表现在以下几个方面：

（1）现有的文献中服务模式主要包括售卖、租赁以及按使用付费三类。然而在新信息技术环境下经典服务模式必将发生改变，服务模式的分类将受到影响，而现有文献对此鲜有提及。

（2）新信息技术条件下价值创造方式发生了变化，出现了价值增强类或价值拓展类的新型服务。具体表现在提供了新的信息产品、增强了原有产品或服务的功能、增加了咨询类的增值服务等。而现有研究仅针对当前信息产品或服务的模式展开，没有充分考虑到新信息技术环境下价值创造方式改变带来的影响，对价值增强类和价值拓展类的服务以及相关产品服务组合的研究较为匮乏。

4 产品服务系统的配置优化

产品服务系统的概念由联合国环境规划署于20世纪90年代中后期提出，它的出现使得用户在不获得产品所有权的同时能够享受产品的功能和结果。国内外对传统PSS的基本概念和分类框架研究已经比较完善［63］，一般按照产品和服务所占相对比重将PSS分为三类：面向产品的PSS、面向使用的 PSS 和面向结果的 PSS［64⁃66］。针对各类PSS配置优化研究的思路和方法有一定共性，但在与模块化相关的粒度划分上存在一定差异。在新信息技术环境下，由于产品的多样性、服务的广泛性以及模块作用关系的复杂性，PSS的配置优化研究相对困难，目前还处在初级阶段。

现有PSS的配置优化研究着眼于包括供应商、生产商、销售商、用户、回收商等参与的产品和服务全生命周期，主要关注针对不同PSS的产品与服务的模块化与粒度划分方法，以及面向多样化需求的产品-服务优化匹配策略等。优化目标主要包括最大化客户满意度与最小化PSS运行成本［67⁃68］。优化的关键是通过产品和服务的集成或耦合来满足顾客需求，即在细分的产品与服务模块基础上，基于顾客需求的复杂映射关系，完成产品与服务的匹配［69］。LI等［70］针对三种不同的PSS进行模块粒度的讨论，并基于三种不同的粒度分别完成产品与服务的模块划分。而后根据产品与服务模块的耦合与模块间关联度，建立双层规划模型；通过设计上层客户满意度函数与下层制造商成本函数，利用迭代循环优化方法，实现最优产品-服务模块匹配。安相华等［71］针对不确定环境下的PSS设计方案优选问题，提出了多属性指标变粒度权重评价和群决策相集成的评价方法，建立了属性指标的耦合关系粗糙数可达矩阵后，求解得到相对权重，并通过融合绝对权重来获得完善的单粒度属性指标权重，在此基础上构建了n⁃可加Choquet积分模型，用于产品服务系统设计方案的评价。张伟等［72］通过建立PSS设计关联矩阵，自上而下逐级划分得到产品的功能模块库和产品结构模块库，从不同产品服务系统中分别提取各自服务要素，建立产品服务系统服务集。在此基础上，定性描述产品与相关服务模块之间的关联度，并定位与服务模块相关的产品结构模块。孙林岩等［73］利用系统工程的思想，建立服务制造网络，根据优势互补原则确定服务制造网络中各企业的分工；将服务制造网络与产品服务系统相关联，按照产品模块确定制造价值链分工，以生产成本最小化为目标实现产品生产的模块化，最终完成产品模式与制造范式的优化匹配。目前，产品服务系统配置优化方法已在工业界有了成功的应用，如我国陕西鼓风机（集团）有限公司为客户提供基于鼓风机及附加服务的整体解决方案［74］。

随着新信息技术的发展，逐步产生了产品-服务-信息集成的新型产品服务系统，如基于CPS技术的产品服务系统（cyber⁃physical prod⁃uct⁃service systems，CPSS）、基于ICT技术的智能产品服务系统等［75⁃77］。然而现有文献并未对上述新型PSS展开深入研究，也未充分考虑新信息技术对PSS配置优化问题的影响，具体表现在以下几方面:

（1）目前对新型PSS的研究还处在概念阶段，少见对新信息技术衍生服务与信息-产品关系的形式化描述，也缺乏针对产品-服务-信息系统配置优化的定量化研究，以及对价值定位、供给模式、顾客参与方式等方面的深入探讨［5，78］。

（2）现有的产品和服务模块化理论研究主要针对产品本身以及与产品相关的基本服务包，而融合新信息技术的新型PSS中的服务是依托产品存在的更高层次服务（如上文所述的价值拓展型服务），与此类服务相关的模块化研究相对缺乏［79］。

（3）对新信息技术环境提供的信息与技术利用不足。尽管目前已具备远程诊断、服务Agent、产品自维护等技术，但仍缺乏基于产品服务全生命周期数据挖掘的产品服务集成技术、基于机器学习的设计参数识别技术、基于网络结构的参数映射技术、产品和服务设计参数统一优化技术的深入应用［26，80］。

综上所述，新信息技术下的产品服务系统配置优化应聚焦在产品-服务的全生命周期，从数据发现用户需求并重新定义问题和服务，集成商业模型、产品、服务、信息等多方面的优化，实现产品-服务-信息三者的真正融合和无缝集成［78］。

5 面向定制化的产品服务系统规划设计与配置优化

定制化以满足客户个性化需求为核心，可增加客户满意度和服务水平，并提升企业赢得市场与客户的能力［81⁃82］。在新信息技术和智能制造背景下，定制化研究的关键主要在于两方面：其一，是制造商利益和客户利益的权衡，制造商希望通过定制化提升客户忠诚度并扩大利润空间，而客户希望通过定制来满足自身需求，同时以可接受的价格获取相应产品或服务［83］，因此需考虑定制化水平和差异化程度，寻找客户利益和制造商利益的均衡点。例如，设计客户订单分离点，制定适当的延迟策略，同时注意降低牛鞭效应［84］。其二，基于客户偏好研究产品的模块化和服务定制化方法，并使得客户能够参与到考虑个人偏好的产品-服务的全生命周期设计中［85⁃86］。孟庆良等［82］提出了面向大规模定制的产品和服务族规划：首先利用Kano模型分析客户对产品或服务质量要素的偏好态度，并将顾客对产品或服务绩效的满意度进行量化；在此基础上，研究产品或服务族的建模方法、体系结构以及平台建设等问题，从而在保持标准化带来的成本和时间优势下，提供高度个性化的“产品+服务”。该研究思路和方法也同样适用于新信息技术背景下高度个性化的客户服务需求。

产品服务系统的个性化定制主要包括两个阶段：首先分析客户需求，对产品和服务的种类、数量、功能参数以及二者的耦合方式进行规划设计；而后是根据具体的客户订单要求，将现有的产品和服务模块进行选配和集成，实现PSS的配置优化［87⁃89］。

国内外学者先后提出了多种典型方法，开展面向定制化的、产品与服务相融合的规划设计研究。XU等［86］指出，面向定制化的产品设计规划的核心问题是规模经济和范围经济的权衡，即通过对模块的数量、种类、参数设计，满足客户多样化的需求及行为偏好，同时尽量降低成本，他们通过大数据技术研究客户偏好，考虑产品特征和成本情况，基于遗传算法求解面向大规模定制的产品规划设计模型，并提出了提升客户感知价值、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规模定制的产品族架构设计方法，考虑客户需求的多样性和服务水平，利用系统工程思想和改进结构分析法，对各产品的定位及相关参数进行了优化设计。WUTTKE等［91］主要关注PSS开发和设计过程，基于集成定制化思想和Stage⁃Gate Reference模型，从全局角度考虑定制化要素在PSS架构中的位置，以保证企业的竞争力和客户需求满足度。FUCHS等［92］认为，产品服务系统的定制化目的之一是提升客户忠诚度，尤其是对B2B商业模式而言，他们针对新信息技术环境下的B2B商业模式，提出了考虑客户细分和需求多样性的、面向产品与服务融合的规划设计框架，并通过食品行业进行案例分析。

在给定客户需求情况下，面向定制化需求的产品服务系统配置优化决策研究对提升服务水平和客户满意度具有重要意义。现有文献中，面向定制化需求的PSS配置优化决策研究主要集中在售前服务决策、最优服务能力、定价和交货期决策上。例如，研究不同参与主体在集中决策和分散决策下两种模式下的决策过程特征［93］；研究具有两类产品和订单的生产服务系统服务能力分配问题，并在同时考虑产品库存和服务订单数量的集中决策情形下，对固定优先权策略的最优性进行证明［94］；研究基于不同分销制的契约协调机制，解决产品定价与提前期的协调问题［95］。此外，SHENG等［96］以面向智能制造的数控加工中心工具PSS为研究对象，基于深度优先算法研究了其产品模块和服务模块的选配顺序，而后利用模糊优先算法和遗传算法分别求解产品和服务的配置优化决策模型。

然而，考虑新信息技术的影响，面向定制化的产品服务系统规划设计和配置决策研究仍有待进一步深入。传统研究主要关注产品模块化、制造成本交期、产品服务设计与配置、产品服务定价等问题，需要立足于新信息技术的背景进行深入挖掘和思考。例如，有必要研究新信息技术带来的新服务和对PSS设计的新要求，基于新信息技术提出需求分析方法和面向个性化定制的PSS规划设计与配置优化方法并通过优化算法进行定量决策研究。

6 研究现状总结及未来研究重点

6.1 研究现状总结

本文对新信息技术对制造服务融合的影响、产品服务系统模式及其选择决策、产品服务系统的配置优化、面向定制化的产品服务系统规划设计与配置优化等四方面内容进行了阐述。在此基础上，为了更深入地比较传统环境和新信息技术环境下PSS研究的异同，制定了表2。

表2 传统环境下和新信息技术环境下PSS研究的比较Tab.2 The comparison of PSSresearch between traditional and the new ICT environment

6.2 未来研究重点

服务型制造，以及服务型制造模式下的产品服务系统模式、设计与配置等方面均有比较成熟的研究，而且国内外也存在相对成功的应用。然而，新信息技术环境下制造与服务融合以及PSS配置的研究仍处在概念阶段，关于新信息技术对制造与服务融合以及PSS影响的定量研究、融合新信息技术的PSS新模式的研究、考虑新信息技术的产品与服务配置优化及定制化研究仍需进一步深入。因此在未来研究中，应围绕新信息技术如何影响制造与服务融合以及PSS，重点研究以下几方面内容：

（1）新信息技术强化制造与服务融合的作用机理。从提升PSS绩效、价值创造、作用环节等视角，定量地研究不同形态的新信息技术通过哪些环节作用于产品、服务以及二者的集成，对于PSS多种性能指标影响程度如何等。

（2）融合新信息技术的PSS新模式及其选择决策方法。描述新信息技术下的PSS新模式特征，了解其内涵及其意义；研究企业面临不同市场需求和发展阶段时，选择这些新模式的标准及方法，为基于新信息技术的PSS新模式应用提供理论指导。

（3）新型PSS的产品-服务-信息的集成配置优化研究。针对工业化和信息化水平均较高的企业，对于相对稳定的PSS，从产品和服务两端同时切入，研究基于双向映射的产品子属性和子服务匹配模型及其算法，实现融合新信息技术的产品和服务双向集成配置优化。

（4）依托新信息技术的PSS个性化定制方法。在新信息技术的背景下，对于需要定制的PSS，以提升客户满意度、降低运作成本为目标，分析不同用户的需求偏好规律；在此基础上研究PSS的规划设计方案，以及产品服务模块的配置优化方法，为用户提供符合个性化需求的产品、服务及二者的集成。