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服务型制造创新发展方向——定制化服务

来源:中国服务型制造联盟秘书处 作者:江志斌 时间:2020-12-14

 【编者按】7月15日,工业和信息化部等15部门联合印发《关于进一步促进服务型制造发展的指导意见》。为准确把握并传达这一文件精神,推动政策贯彻落实,工业和信息化部产业政策与法规司委托中国服务型制造联盟组织撰写系列解读文章,本文是系列解读第9篇。

 2020年6月,工业和信息化部等国务院十五部门联合发布《关于进一步促进服务型制造发展的指导意见》,提出要推进定制化服务。本文结合几个代表性的定制化服务案例,系统阐述新信息技术支撑下的产品服务系统定制的内涵和策略,并就如何发展大批量个性化定制服务提出了对策建议。

 1. 产品服务系统定制化服务的内涵

 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,对专业化服务的需求尤其强烈。传统的制造模式已经不能满足这种需求。从出售产品到提供产品服务系统(Product Service System,PSS)的新模式应运而生。PSS为可营销的产品和服务的组合,能够共同满足客户需求;同时,产品和服务不是孤立地存在,而是相互耦合:PSS对客户需求的满足程度,不仅与产品、服务各自对客户需求的满足程度相关,还受到“产品+服务”的关系形式与强度的影响。按照服务化程度和交易过程产品交付的所有权转移程度,可将PSS分为面向产品的PSS、面向使用的PSS和面向结果的PSS三类。

 面向产品的PSS:企业将产品的所有权完全转移给顾客;同时,为了客户更好地购买和保障产品更好地运行,企业会提供相应的服务。例如,美国某拖拉机制造商提供与拖拉机产品配套的导航服务,利用GPS技术自动改变拖拉机的转向模式,以对漂移实施补偿。

 面向使用的PSS:产品的所有权归属企业,企业通过租赁、共享等方式为顾客提供产品及支持性服务;顾客只在某一阶段内对产品拥有使用权,并根据使用时长、使用强度、使用形式等付费。相比于面向产品的PSS,此类PSS的服务化程度加深,而顾客的产品所有权减少;其优势在于:避免客户大量持有固定资产的风险,增加了产品的利用率,创造更多的经济价值。例如,Rolls-Royce按小时出售发动机动力,并提供一切保养和维护服务;同时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,为发动机安全运行和维修保养提供数据服务。

 面向结果的PSS:企业通过产品运行产生的结果(如收益、功能、方案、体验)等为客户提供服务,客户不拥有也不直接使用产品,企业按服务产生的效果来收费。此种PSS的服务化程度最高,可使客户直接接触服务的效果,将有利于企业向行业价值链高端转移,显著增强企业的市场竞争力。例如,卡车公司通过传感器收集车辆行驶数据,对轮胎的材质、纹理等进行定制化设计,提高舒适性和燃油经济性,并按照轮胎行驶里程收费。

 产品服务系统的发展,使得以产品为中心的市场竞争逐步转变为围绕产品提供全生命周期的服务解决方案的竞争。通过基于产品提供服务,可以创新服务模式,催生新的业态,促进现代服务业发展,开辟新价值空间的“蓝海”。

 近年来,随着人民生活水平的提高,顾客越来越追求体验和服务的定制化,需求变得日趋复杂。同时,由于在向顾客提供产品的同时提供与产品相关的服务,甚至是以向顾客提供服务为主(产品只是服务的载体或附属品),因此服务在PSS中具有主要作用,甚至超过产品。顾客对于服务需求的异质性、主观感知性(满意度)、对于服务定制的要求,都比产品更高。鉴于此,应高度重视发展产品服务系统定制化服务,以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。

 2. 若干定制PSS及定制服务案例

 为了更清晰地认知新信息技术支撑下的PSS个性化定制的重要性和内涵,这里分别以百得胜智能家居有限公司、红领集团和海尔集团为例,对典型企业的实践案例进行简单的分析。

 2.1 百得胜智能家居有限公司:家具的智能化与个性化定制

 百得胜智能家居有限公司主要为客户提供个性化的家居定制服务,涵盖橱柜、衣柜、门窗、定制软体等家居品类,业务链条涵盖了从产品设计、生产制造、物流运输和上门安装等一体化解决方案。利用物联网、大数据等新一代信息技术,根据每位消费者的个性化需求,发展模块化的设计方式推动大规模个性化定制,为客户设计、制造和安装家居产品。百得胜的产品与服务定制模式具有以下三方面特点:

 (1)客户画像实现精准营销

 对多渠道的大数据进行整合,挖掘用户特征、洞察用户偏好,从而绘制出完整的客户画像,建立适销模型,通过数据分析促进产品服务系统的精准营销。

 (2)模块化的个性化定制模式

 通过模块化的设计方式,根据不同消费者的个性化需求,实现通用性产品结构和性能的灵活转换,从而快速向客户提供质优价廉的定制产品与服务。

 (3)网络化生产制造与服务协同的供应链体系

 打造网络化供应链体系,集成橱柜、衣柜、门板等所属制造工厂、其它家居及零部件配套供应商以及门店、物流、工程队等服务商,通过跨企业的制造与服务协同,保证智能家居整体解决方案得以协同化实施。

 2.2 红领集团:开启服装个性化定制新模式

 红领集团是一家以生产经营高档西服、衬衣和休闲服饰系列产品为主的大型企业。其首创的C2M定制模式,将传统纺织服装产业“先产后销的高库存模式”,转变为互联网信息时代“先销后产的零库存模式”,创造了一套适合工业流水线大规模生产的个性化定制的方法。红领集团定制新模式主要有以下三方面特点:

 其一,建立一套完全以客户为中心的生产和服务系统:顾客个性化定制产品的需求,直接通过C2M平台提交。平台上的制造工厂接手订单,直接开展定制产品的生产,减少中间环节产生的费用。

 其二,以C2M为载体,完成了跨境电子商务的无缝对接,在定制化设计、制造工艺、生产流程、物流配送、交易支付、售后服务等环节,特别是生产性服务方面,已经实现了数据化跟踪和网络化运作。

 其三,把工业互联网、物联网等新一代信息技术融合到大规模定制生产中,产品生产由用户需求驱动,实现工厂生产流水线上不同产品数据、产品规格、配套元素的灵活搭配,从而在一条流水线上制造出满足客户多样化需求的产品,并以柔性化的生产迅速满足客户的个性化服务需求。

 2.3 海尔集团:互联工厂下的大规模定制

 海尔互联工厂涵盖了设计、生产、物流、销售等产品和服务的全生命周期,为客户提供最佳的服务体验;通过互联网技术和制造技术的融合,搭建互联工厂架构,并满足客户需求。下面对海尔互联工厂体系进行简要介绍:

 (1)基础架构

 通过智能设备、大数据平台、物联网等先进技术的应用,构建从设备层、控制层、车间层、企业层和上下游协同层等五层架构,实现数据采集、数据可视化、数据分析和决策的全链路集成,以及人、机、物的互联与信息共享。

 (2)数字平台

 基于基础架构体系搭建数字化互联互通的云平台,使得用户和供应商可以深度参与大规模定制,提升企业资源与用户零距离交互的能力,实现优质高效的信息共享、资源集成和协同决策。

 (3)商业模式

 在此基础上,可以改变传统的销售产品的商业模式,从用户体验的角度重构智慧化产品服务组合销售新模式,以及新的制造模式和生态规则,并按用户的各种智慧生活场景搭建生态圈。

 3. 企业开展产品服务系统定制化服务的策略

 产品和服务大批量个性化定制将成为未来生产模式的主流,其关键在于规模经济和范围经济的权衡,前者涉及成本,后者涉及满足个性化需求的能力。通过上述企业应用案例可见,在新信息技术时代,企业自身需要在PSS定制化设计体系和生产制造系统两个层面同时发力、相辅相成,依托智慧化、敏捷化的生产线在保持规模经济性的同时提供个性化的产品和服务。

 3.1 构建基于深度交互设计的PSS定制化设计体系

 由于客户需求具有高度不确定、复杂多样和动态变化等特性,因此只从标准化、模块化的产品和服务集合中进行选配和集成的传统策略不一定能满足所有客户的需求,应探索用户参与的、基于深度交互设计的新型PSS定制化设计体系,具体分为需求挖掘、PSS定制或服务定制框架、用户参与的多主体协同深度交互设计方式等三个方面。

 3.1.1 需求挖掘

 基于物联网、大数据等技术,实时获取产品运行、商品交易和用户反馈等数据,挖掘客户现有或潜在的需求以及其行为偏好,把握顾客所需与产品相关的服务内容甚至是对产品和服务的一体化需求,为PSS定制和服务定制化设计提供依据。

 3.1.2 PSS定制或服务定制框架

 根据需求挖掘结果,设计并优化与产品匹配的服务模块,或者同时设计产品基础和通用模块以外的可定制模块集及服务模块集。其中应重点关注具有高度拓展性和自适应性的模块设计,使得其自身形态和性能可随具体需求而进行一定程度的变化,并能与其他产品或服务模块敏捷地进行适应个性化需求的重组。由此,可根据顾客对于服务的特定需求以及新信息技术对PSS设计的要求,选配与产品相关的服务,或者对于产品和服务同时配置,形成特定PSS;并根据市场环境的动态变化而自适应调整,进一步提升客户满意度并增加企业销售利润。

 为此,应在上述基础上搭建PSS定制或服务定制框架,确定定制程序、产品与服务配置规则(约束、关联、互斥等)、配置推理机制等,为实现计算机辅助或全自动化定制提供支撑。

 3.1.3 用户参与的多主体协同深度交互设计方式

 新一代信息技术的发展强化了供应链网络中跨企业、跨业务系统的信息和数据集成,使得企业可全面深入地了解客户内在需求;客户也可基于云平台远程提交个性化要求,并与企业中研发、制造、市场等部门进行深度交互。鉴于此,应采用数字化建模与业务协同模式,并借助虚拟现实等技术呈现出贴近实际场景的多维感知效果和虚拟体验,使客户更好地参与产品和服务内容及其耦合方式的全周期迭代,最终实现制造商、零售商、消费者共同参与的多主体、协同化、交互式设计,并创造对消费需求具有动态感知能力的设计、制造和服务新模式。

 3.2 构建面向大规模定制的智能化与柔性化制造系统

 发展大批量个性化定制服务,不仅需要PSS设计与配置层面的革新,同时也需要与之相适应的高效、敏捷、智能的制造系统,从而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。为了对企业现有生产制造系统实行智能化、敏捷化改造,需要特别关注以下三方面内容:构建新信息技术支撑的信息化基础设施与平台;建设基于数字孪生的虚拟仿真系统;设计智能敏捷的生产管理策略。

 3.2.1 构建新信息技术支撑的信息化基础设施与平台

 为了更好的适应新信息技术时代下的发展需求,逐步提升数字化、网络化、信息化的技术和管理水平,企业应建设低时延、高可靠、广覆盖的工业互联网基础设施体系,加快5G等新一代信息技术与现有工业信息化体系的融合,并搭建跨企业、跨业务系统的横向、纵向和端到端信息集成和数据共享平台,持续推动企业数字化转型的进程。

 3.2.2 建设基于数字孪生的虚拟仿真系统

 数字孪生(Digital Twin)是以数字化方式创建物理实体的虚拟模型,并借助数据模拟物理实体在现实环境中行为的技术,和信息物理系统(CPS)以及5G、人工智能、云计算、VR等新一代信息技术也存在十分紧密的联系。基于新信息技术支撑的信息化基础设施与平台,可利用数字孪生技术,构建数字化虚拟仿真系统。

 数字化虚拟仿真系统可以将物理系统进行数字化建模和虚拟呈现,让物理系统更加透明化,也使得物理车间与虚拟车间的双向真实映射与实时交互成为可能,并提供更加实时、高效、智能的服务。在此基础上,可实现生产制造系统全要素、全流程、全周期的横向、纵向与端到端集成,完全反映了真实生产系统的健康状态和所处阶段,使得决策者可根据实际数据进行仿真评估及迭代优化,辅助实现生产制造系统的最优管控。

 3.2.3 设计智能敏捷的生产管理策略

 为增强定制设计和敏捷制造能力,并与基于数字孪生的虚拟仿真系统全面集成,需采用智能化、敏捷化的生产管理策略。下面将从资源自适应动态配置、分布式协同生产计划、前瞻性主动调度等方面进行具体介绍。

 (1)资源自适应动态配置

 为适应生产环境的动态变化和不确定性(如产品种类和数量的变化、设备能力波动等),制造资源须自动适应新的生产环境,并基于智能制造系统的重构机制(如改变设备布局,调整加工路径等),完成制造资源在不同生产任务之间的动态分配,甚至自主地选择加工任务,从而实现对外界变化的快速响应。

 (2)分布式协同生产计划

 在大规模个性化定制背景下,传统的集中式、刚性的生产计划方法已经不能满足要求,由销售计划和订单单向驱动生产的模式也不再适用。需要在由企业内部供应链、上下游和并行工厂形成的供应网络中,考虑不确定的PSS结构,以及动态变化的市场需求、产能、提前期等因素,制定智能化、敏捷化的生产计划。为此,应利用新一代信息技术,打破供应网络和价值链上各环节的信息孤岛,实现多主体分布式协同的智能化决策。

 (3)前瞻性主动调度

 传统的调度方法已经无法适应大批量、敏捷化、定制化生产的要求,应根据不同场景要求以及对不确定性因素的预测,进行具有前瞻性和鲁棒性的智能生产调度。例如,当新的生产任务到达、现有任务变更或扰动频繁发生时,须敏捷地调整调度方案。同时,还应将深度强化学习、迁移学习等前沿人工智能技术与调度决策相结合,实现基于人机协同、混合增强智能的智能化工厂生产。

 4. 推进PSS定制及服务定制的对策建议

 应加大科技投入,建设各类综合性支持平台,通过制度保障适合企业发展需求的良好环境,同时培育出一批典型龙头企业并发挥其示范和引领作用,大力发展大批量个性化定制服务,增强制造与服务协同能力,推进先进制造业和现代服务业深度融合,从而更好地在新信息技术和智能制造时代实现制造强国之梦。

 4.1 加大科技投入

 在科技部设立服务型制造重大研发计划,针对制约服务型制造的瓶颈问题或短板,系统地开展科技攻关,包括关键技术和信息化平台;在服务型制造研究领域领先或优势明显的高校和研究院所设立工信部挂牌研究机构或实验室;鼓励重点企业和高校成立联合研究机构。

 4.2 支持平台建设

 搭建可以支持两业融合发展的一系列专业化支撑平台,对集聚各方资源,实行专业化、精准化的政策支持,提升大批量个性化定制服务的发展质量,具有十分重要的意义。

 4.2.1 建立多主体参与的产业链协作平台

 打破信息孤岛,鼓励制造业企业与上下游企业、第三方服务企业,实现多场景、多渠道、全生命周期的风险共担和信息共享,并与行业协会、研究机构、产业园区等共同促成跨区域、跨行业、跨领域的新型产业联盟。基于此建立多主体参与的产业链协作平台,促进信息流、资金流和物流的协同整合,以及用户参与的个性化服务创新设计,推进供应链网络协同运作与智慧决策,提升供应链整体效率和效益。

 4.2.2 建设的综合性服务平台

 健全数据共享和信息协同机制,全面对接各界资源,开展并完善包括金融、法律、会计、咨询、国际交流等方面服务,搭建综合性服务支撑平台。特别地,应支持企业在国外布局研发和服务设计中心,建立面向全球的开放式制造服务化网络,积极拓展与“一带一路”沿线国家的合作,深度融入全球产业链分工体系。

 4.3 示范引领

 在新信息技术背景下实行大规模定制化生产,应考虑到不同企业的资源基础和发展程度的差异。因此,需要首先遴选和培育一批处于重点行业价值链顶端、创新能力和品牌影响力突出的示范性骨干企业,而后引领业内其他企业积极借鉴、优化创新,最终各企业逐步形成适应自身特色的发展模式和成长路径。

 应鼓励骨干企业探索“产品+服务+生态”的全链路智能生态服务的新型发展模式,加快服务模式创新、技术创新和管理创新。同时,企业自身应深化与产业链上下游企业和供应链网络各主体之间的合作,促进发展道路和商业模式的转型升级。政府应鼓励有条件的城市、产业园区,开展区域融合发展试点,在创新管理方式、完善工作机制和创新用地、统计、市场监管等方面先行先试,及时跟踪、评估、总结试验过程中的新情况、新模式和新经验;牵头支持龙头企业进一步突破数字孪生、信息物理系统等关键技术,加快5G等新一代信息技术在服务定制化方面的创新应用。

 依托产业园区和城市群等载体,发挥龙头骨干企业的示范和引领效用,引导其他企业加快商业模式创新,在细分领域培育一批“专精特新”的新型服务型制造企业,增强产业支撑能力和辐射带动能力,推动区域性产业集群的融合发展。

 作者简介:江志斌,上海交通大学教授,中国服务型制造联盟专家委员会委员。

 作者: 江志斌,来源: 中国服务型制造联盟秘书处。

 

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