服务驱动的社群化制造模式研究

江平宇，丁 凯，冷杰武，曹 伟

（1.西安交通大学 机械制造系统工程国家重点实验室，陕西 西安 710054；2.华侨大学 机电及自动化学院，福建 厦门 361021）

1 问题的提出

当前，制造业正向着信息化、服务化和社会化的方向发展，企业与各类资源的云端互联、个性化生产、制造服务化正成为激发制造业活力和价值增值的催化剂［1－2］。从新兴产品开发模式的角度看，大规模定制和个性化DIY使用户能广泛参与到产品设计、制造到交付服务的全过程活动中，客户需求和市场前景的不断变化对制造企业的生产组织提出了新挑战。用户甚至仅提出产品需求就可以通过在线的众包设计社区或产品开发公共平台完成概念设计，进而通过线上众筹等方式募集资金，组织制造外包社区中的制造资源开展产品制造，实现近“零生产线投资”的产品生产［3－4］，并通过及时的跨企业协同管控与信息共享，提高对市场的即时动态响应能力，使得创新产品快速进入市场（如图1）。在此背景下，传统制造企业的生产组织结构逐渐哑铃化，企业将制造活动大量外包，而将核心聚焦于前端设计和后端运行服务，以提高服务增值和对市场的响应能力［5］；更进一步，众包设计社区、中小型制造服务企业（manufacturing service provider）不断涌现，并在社交网和物联网环境下互联，形成围绕特定制造服务的社会化群体，即分布式制造服务资源得到有效整合，为用户提供更广泛的、专业化的生产性服务，并通过信息与知识共享的集群效应实现群体竞争力与议价权的提升［6］。

网络技术、信息通信技术、网格计算／云计算／服务计算等信息计算技术，为企业间的信息表达与共享、实时互联与协作生产提供了技术支持。近年来，随着这些技术与工具的发展，国内外诸多学者提出了 敏 捷 制 造［7－8］、虚 拟 企 业［9－10］、应 用 服 务 提 供商［11－12］、制造网格［13］、云制造［14－15］等先进制造模式，以应对制造业信息化、服务化的发展方向。这些制造模式的共同特点是结合先进的网络技术与信息技术等，实现企业间的协同和社会资源的共享与集成，提供客户所需的产品和服务。然而，在以物联网（Internet of things）、大 数 据 （big data）、云 计 算（cloud computing）以及社交网络技术（social networking）为代表的新兴信息技术环境下，产品开发与生产组织模式存在以下四方面的新特征：

（1）海量社会化服务资源互联协作的广度、深度加强

网络技术的飞速发展（Web 2.0向 Web 3.0迈进）促进海量的、离散的社会化服务资源在社交和物联环境下实现互联。不同类型、不同功能的资源更加广泛地协作，共同完成产品的开发与生产任务。智能商务和社交网络技术使跨企业协作过程更加深入、即时和有效。

（2）资源组织与服务配置社区化、自治化

现有制造模式中由公共平台运营商统一进行资源管控和调度的方式积聚并放大了平台运营商的责、权、利，不利于解决资源海量互联环境下的异构社会化服务资源的组织和运行及利益共赢问题。而当前中小型服务提供商通过社交网络工具形成围绕特定服务能力或服务任务的社区集合，依托自主自治的服务配置，形成离散资源的集聚与共享，提高了企业的参与度和积极性。

（3）核心能力与议价主导权向社区集群转移

少数企业的核心能力不断被社区集群取代，社区作为成员企业的利益共同体，通过大范围的资源与信息共享、协作等实现核心能力的整体提升。随着核心能力不断向社区集群转移，终端用户越来越信任和依赖于各社区的服务能力；另一方面，传统制造企业也“不得不”将任务外包给相应的社区完成。由此带来议价主导权逐渐向社区集群倾斜，并带来了企业间的多元化利益博弈。

（4）新兴信息技术环境下协同过程控制全面化、实时化

协作过程控制模式逐渐由面向少数企业的生产控制转变为面向产品全生命周期供应链的多企业协同生产控制。在新兴信息技术的支持下，供应链上下游的服务提供商企业在服务过程中，生成面向该产品的工业大数据（设计数据、制造数据、运行数据等），并存储于云端供用户或产品制造企业分析和共享。通过对产品全生命周期的工业大数据进行分析，实现供应链的实时、协同控制与决策。

上述四个新特征带来了社会化服务资源的社区化自组织、企业商务社交协同、产品开发生产全生命周期服务过程管控等新问题。文献［1］和文献［3］指出了社会化制造的趋势，并探讨了借助3D打印和社交媒体将个性化产品需求转化为产品实体的制造模式，由此提出了社群化制造（Social Manufacturing，SocialM）的概念。文献［16-17］对基于云的设计与制造模式进行了研究，并讨论了社交网络在云设计与制造系统中的应用。但上述文献更多地从平台运营者提供服务的角度进行研究，甚少从服务提供商的角度讨论社会化服务资源的组织机理与利益均衡、服务需求商和提供商的商务社交关系问题以及产品开发生产全生命周期服务活动的运行管控问题等。本文在分析上述文献和作者前期研究［5－6，18－20］的 基 础 上，结 合 新 兴 信 息 技 术、智 能 商 务和社交网络技术，提出一种服务驱动的网络化制造新模式——SocialM，分析了社群化制造的概念、服务资源的社区化自组织机理、工具化服务平台的体系架构和服务逻辑，并讨论了社群化制造的关键使能技术。需要指出的是，资源的社区化组织是笔者将SocialM拓展为社群化制造而非社会化制造的出发点和依据。

2 社群化制造的提出

2.1 相关概念与定义

为便于理解社群化制造的内涵，本文对社群化制造相关概念术语进行了定义，并图示了各术语之间的关系（如图2）。

定义1 社会化服务资源（Socialized Resource，SR）。指围绕产品全生命周期供应链／产业链活动所涉及的各类服务资源的总和，包括设计资源、制造资源、运维资源、辅助资源等。这些资源具有海量化、社会化、离散化、专业化等特点，以外包服务的方式对外提供所拥有的服务能力。以制造资源为例，社会化制造服务资源是指以加工设备为中心并配有人员、工具、知识等辅助资源的分布式单元体，通过集成与封装实现服务知识共享，并向其他企业提供制造服务能力。

定义2 社群化社区（Social Community，SC）。指由相互联系的企业依据资源类型和能力的相似性自组织形成的利益共同体，如设计资源社区、制造资源社区、运行服务资源社区等。社区在利益分配均衡机制下，通过自治方式协调和共享各成员的资源服务能力。社区成员之间相互协作，提高整体竞争力和议价主动权。

定义3 商务社交关系（Social Business Relationship，SBR）。指围绕海量社会化服务资源的企业在社区化组织的基础上建立起来的内在和外在联系，包括全局的社交互联关系、服务外包关系、社区内协作关系、社区间协作关系、商友／竞争关系等。根据关系的不同稳定程度，可分为稳态、动稳态和暂态的商务社交关系。

定义4 社群化制造（Social Manufacturing，SocialM）。指专业化服务外包模式驱动的、构建在社会化服务资源自组织配置与共享基础上的一种新型网络化制造模式，依托云计算／服务计算、物联网与大数据等新兴信息技术来处理社交网络环境下的企业业务流程优化、服务需求与服务能力对接、服务过程监控等复杂协同交互，并在产品全生命周期的供应链上下游进行信息共享、服务规划与管控，使企业仅通过在线的外包服务就能实现从产品设计到产品交付的运行全过程。社群化制造具有企业社交化、集成化协作、实时化响应、用户高度参与等特点。

定义5 社群化制造服务网络（Social Manufacturing Network，SMN）。指由参与产品全生命周期供应链活动的各类企业及其商务社交关系形成的、具有方向性和动态性的复杂异构拓扑网络。网络中潜在的众包设计社区、产品生产社区、产品运行服务社区等形成了众包设计社区子网络、产品制造社区子网络、产品运行服务社区子网络等的抽象。

定义6 社群化制造服务平台（Social Manufacturing Platform，SMP）。指一种支撑社群化制造实现的工具化的开放式服务平台（而非集中式服务平台），可以提供资源形式化描述与封装、资源／用户的社区化自组织、需求与能力匹配、商务协同与社交网络工具、服务过程管控与服务质量评价等功能。需要指出的是，该平台提供者仅提供或挂接相关的第三方公共社交与商务、专业工程与技术等软件工具支持，而平台使用者利用平台的工具自组织地搭建由第二方控制与管理的社群化服务环境，并决定着平台的服务功能与性能。

2.2 社群化制造的社区分类与组织机理

依据社区内企业的不同关系属性，社群化社区可分为：

（1）由具有相似资源和服务能力的企业组成的横向资源社区（Horizontal SC，H-SC）。

（2）由围绕某产品全生命周期供应链上下游的服务任务形成的纵向产品生产社区（Vertical SC，VSC），V-SC是从某具体产品的视角出发，社群化制造服务网络实例化的一个子集。

上述两类社区在服务对象、管理机制、利益分配机制、位置分布等属性上存在异同。需要指出的是，同一企业往往隶属于多个不同类型的H-SC或V-SC（社区之间可交叉），取决于该企业的制造服务能力和业务范围。

从服务对象的角度来看，H-SC可分为设计资源社区、制造资源社区、运维资源社区等，同时每一类资源社区（如制造资源社区）包括多个社区对象（如车削加工资源社区、铣削加工资源社区等）；V-SC可分为发动机生产社区、手机生产社区、叶片生产社区等，根据不同的分类粒度可继续划分到零部件生产社区。

从社区管理机制的角度来看，存在联邦式和盟主式两种管理机制。联邦式机制由公平选举出的均等实力企业组建社区理事会对社区进行管理，以整个社区的制造服务能力对外提供统一的制造服务，对内将订单任务分解到各企业，各企业之间分工明确，共同完成生产任务；盟主式机制由社区内的一个或多个龙头企业对所在社区进行管理，对外承接制造服务订单（或对社区中的产品生产任务协同管控），社区企业之间通过实时信息共享，确保服务执行过程的进度和质量。一般地，H-SC为联邦式或盟主式机制，由理事会或盟主对社区内的制造资源和制造服务能力进行统一管理和调配，成员企业之间存在动稳态的商务社交与协作关系；而V-SC为盟主式机制，成员企业之间的协作关系为暂态关系，产品生产任务结束，则V-SC解散。

从利益分配的角度来看，两种管理机制下的制造资源社区H-SC均依据社区内成员企业的制造服务能力、动态产能、任务历史和服务质量等因素进行资源与任务的博弈优化，以达到各成员企业的利益分配均衡；而产品生产社区V-SC由服务需求商领导，旨在解决订单执行过程中的信息共享、服务进度反馈与管控等问题，暂不涉及社区内企业的利益分配问题。

从社区企业的地理位置来看，H-SC和V-SC可以由地理位置较集中的制造企业组成，形成集聚型社区（Aggregated SC，A-SC），也可以由地理位置分散的制造企业组成，企业间通过网络互联，形成网络化的分布式社区（Distributed SC，D-SC）。其中，ASC目前主要体现在工业园区的组织上；D-SC则以网络化制造社区为主。为体现社群化制造的云互联特性，本文讨论的H-SC、V-SC聚焦于网络化的DSC，而A-SC可以通过简化社群化制造模式得以验证。

依据社区的不同属性和划分粒度，可对社区进行不同的子集分类。社区化是当前海量社会化服务资源最合适的一种组织形态，随着新兴信息技术和社交网络技术的发展，资源组织形态可能向更有效的方式升级。

2.3 企业商务社交关系分析

基于企业商务社交关系的产品生产可视为一种新形式的协作生产线，是产品创新设计和生产协作效率提升的源泉。通过商务社交网络，企业之间分享大量的知识、挖掘用户的需求与创造力、提高需求响应速度、促进以用户为中心的创新实现。社群化制造模式下企业之间存在多种商务社交关系（如图3）。从宏观角度来看，海量的社群化服务资源之间、资源与用户之间存在全局的互联社交关系（信息交互、利益博弈等）；从社区角度来看，社区之间、社区与零散的服务资源之间存在服务外包关系、协作关系、商友／竞争关系；从社区内的服务资源角度来看，各服务资源之间存在协作关系。显然，存在服务外包关系和协作关系的社区、零散服务资源节点之间必然存在互联社交关系。依据上述几类企业商务社交关系，构建社群化制造服务网络。该网络具有异构性、动态性和复杂性等特点，通过建立企业社交关系模型，定义网络节点关系的重要度、从属度、连接度和信息熵等指标属性，结合复杂网络理论和大数据挖掘各类关系和市场的动态演变机理，发现企业社交、协作／竞争的行为特征。对关系和市场的演变趋势进行分析，有利于辅助企业进行产品开发与生产的动态决策以及开展预测性制造（predictive manufacturing），发现新兴市场动向并快速响应。

根据当前互联网环境下用户（企业／个人）参与性的倒金字塔模型（如图4），上述商务社交关系体现在企业社交类需求，而企业社交类网络化应用和服务处于最薄弱的底端，但同时也是企业较易从中获得服务增值的利益增长点。未来随着企业在网络化商务社交的参与度逐渐提高，倒金字塔模型将演变为梯形结构，商务社交在企业中的应用逐渐增强。社群化制造下的社交网络环境为企业业务拓展和竞争力提升提供了基础。

2.4 与其他制造模式的对比分析

社群化制造与已有的制造模式相比，存在以下异同（详细对比如表1［20］）：

（1）敏捷制造或虚拟企业以核心企业发起的产品设计、制造或其他攻关项目为导向，动态组织形成跨学科的集中控制型企业联盟，核心企业仍作为主要的任务承担者。项目完成后联盟自动解散，参与的中小型服务提供商的议价主动权较弱，且同类型提供商之间未形成资源聚集优势，导致服务能力的选择匹配较难。在社群化制造模式下，中小型服务提供商形成集聚的资源社区，相互之间形成动稳态的协作关系，由于制造社区组织管理机制的存在，使得这些中小型服务提供商具有较高的议价主动权和产能利用率。

（2）应用服务提供商模式通过网络提供软件应用（企业资源规划（Enterprise Resource Planning，ERP）／供 应 链 管 理 （Supply Chain Management，SCM）／客户关系管理（Custome Relationshan Management，CRM）等）和企业信息管理服务的托管或租用、资源发布和检索等功能，解决中小企业的信息化软件需求与投入成本平衡的问题。该模式以信息软件资源为主，服务种类和应用范围较窄。而社群化制造拓展了应用服务提供商的理念，将资源的集成与共享服务范围拓展到物理的制造服务资源。

（3）制造网格通过网络提供一个基础平台，汇聚分布式制造服务资源并优化配置，多种资源以透明的方式集中为一个用户提供服务，实现资源共享、集成和协同工作。而社群化制造环境下资源社区可自主选择拥有的资源同时为多个需求商提供服务，形成多对多的资源与任务映射关系，社区中的资源动态协同完成制造任务。

（4）云制造利用网络和云服务平台，由平台运营商对资源池中的制造资源进行集中运营管理、调度和配置，按需提供各类制造服务。然而，平台运营商的最高控制权限带来了责、权、利的高度集中，可能引发利益与产能分配的不均衡（尤其是中小型服务提供商）、服务执行过程未知与不可控等问题。而社群化制造模式在实现分散资源集中使用、集中资源分散服务的同时，兼顾服务资源选择与配置自主化、中小企业利益均衡和平台运营商风险规避合理化。从某种意义上说，社群化制造是一种细分的云制造。

（5）社群化制造本质上是网络化制造的一种延伸或新形态。因此，它具备网络化制造的大多数特征，同时强化了资源的社区化组织、企业商务社交关系管控、中小企业议价能力及利益博弈、制造服务机理和服务过程管控等方面的新特征。

表1 社群化制造与已有先进制造模式对比

续表1

3 社群化制造的工具化开放式服务平台

本质上，社群化制造的工具化开放式服务平台是海量社会化服务资源、对应的企业／个人用户以及一组服务工具和组件的总和。企业／个人注册用户以自组织的方式，通过商务社交关系形成社群化社区、构建社群化制造服务网络，并利用该工具化服务平台提供的功能组件为其自身服务。可比对的案例如某网民群体使用QQ聊天工具、QQ空间、微信等构建其自身的人际交流环境。

社群化制造的工具化开放式平台仅提供软件服务，是企业／个人用户商务社交和生产性服务的信息入口，不具有对社会化服务资源管理与运营、服务任务调配等权限。企业／个人或社区自身拥有对其服务资源管理与配置的权限，以开放式共享、自组织的方式与其他企业进行商务社交、服务过程管控、服务评价选择等。同时，平台支持第三方的二次开发应用程序接口（Application Programming Interface，API），使其服务功能组件得以不断扩充。开放式服务平台可借鉴QQ、微信平台等在社区自组织、社交、电子商务等方面的功能架构，将其应用到制造企业互联协作的环境中。

3.1 平台体系架构

本文从生产性服务的实现和服务执行机制的角度构建了社群化制造开放式服务平台的体系架构（如图5），分为以下四个层次：

（1）服务资源层 提供服务资源形式化描述、资源准入接口并封装成Web应用，便于构建广义的服务资源集合，并通过动态自组织形成具有相似服务能力特征的资源社区，由社区统一对外提供服务并对服务执行过程进行反馈和调配。

（2）服务支撑层 提供社群化制造服务平台Web服务的云端数据库、服务器、网络等硬件支撑环境，其中企业社交数据和工业数据等在数据安全加密机制下存储于云端数据库，平台应用与服务组件部署于云端服务器，并在云计算环境下保证高效访问。

（3）服务保障层 通过一系列服务保障机制和辅助工具实现平台的安全、高效运行与管理。其中，网络信息安全机制是屏蔽风险的保障，分级权限机制和社区管理机制保证企业间无缝合作和利益均衡，有效的结构化／非结构化数据处理机制实现商务社交信息的分析与挖掘，开放式API使得企业级服务功能组件不断扩充。

（4）商务社交与应用层 结合商务社交，提供企业级、社区级两层社交协同空间和应用工具集。其中，社交协同应用提供企业更新动态信息（如资源与服务能力）、即时通讯、协同中心、服务监控等功能；社区级／企业级APP应用替代传统的应用软件系统，为社区和企业提供信息化处理与管理工具；大数据分析应用提供社交数据、工业数据等的分析与挖掘。需要特别指出的是，传统应用软件系统的APP化将催生制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES）／ERP／产品全生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）等企业信息化软件系统的新架构的出现，且它们能以制造APP的形式集成到社群化制造服务平台上，随时随地在固定和移动终端进行服务过程管控和数据管理。

3.2 平台服务逻辑

社群化制造服务平台的服务执行逻辑可分为以下六个步骤（如图6）：

（1）将分散的服务资源通过接口封装成Web应用，形成广义的服务资源集合。同时将各类中小型服务提供商和服务需求商接入平台。

（2）通过社交网络，服务提供商动态自组织形成资源社区（社区可重叠），社区对服务资源进行统一管理，并通过社区级商务社交中心进行信息、资源的共享和协作。

（3）服务需求商通过平台发布需求，服务提供商和制造资源社区根据拥有的资源和能力提供相应的制造服务。通过规则推理和本体匹配等手段推荐资源社区，并考虑社区企业利益均衡等博弈因素，选出社区成员企业，实现需求与能力的对接。

（4）围绕产品物料清单（Bill of Material，BOM）的所有服务订单的提供商形成产品生产社区，该社区内的服务提供商均与需求商存在服务外包关系。通过物联与传感网络感知提供商企业内的各类基础数据并进行云端存储，进而将云端数据处理形成订单执行状态信息，由接口反馈至平台，供需求商实时跟踪和监控。

（5）服务执行过程中，各关联企业间利用平台社交网络工具（类似于QQ、LinkedIn等）进行协同交互与服务过程动态控制。

（6）利用平台提供的管理与分析工具，对企业间协同交互产生的结构化和非结构化数据进行分析和挖掘，为企业的服务决策改进提供支持。

4 社群化制造关键使能技术

4.1 理论体系框架

社群化制造的理论研究体系如图7所示，包括服务与运行模式研究、社群化制造运行的关键使能技术以及社群化制造服务平台研究三大模块。

其中，服务与运行模式研究主要聚焦于服务模式、服务标准及机理、运行逻辑等方面，为社群化制造提供理论基础；社群化制造的关键使能技术由社会化服务资源组织与配置、服务运行跟踪与管控、服务分析与改进三方面构成，是支撑社群化制造运行实现的技术保障；社群化制造服务平台研究主要是基于上述理论基础和技术保障，从平台架构、业务逻辑、平台功能及平台运行管理等方面对社群化制造服务平台进行研究，以提供社群化制造的工业应用示范。限于篇幅，本文仅列举社群化制造运行的若干关键技术，详细研究将另文描述。

4.2 关键使能技术

本部分从服务资源的组织与配置、服务过程跟踪与质量管控、制造服务分析与改进等三个方面对社群化制造的关键使能技术进行阐述。

（1）服务资源的组织与配置 将离散的社会化服务资源进行本体形式化描述，通过 Web封装接入平台并进行多粒度分类，通过自组织方式形成社区，实现社区内资源的安全共享。在此基础上，采用服务搜索与服务计算技术实现需求与能力的匹配，通过企业多样化博弈进行服务外包决策，形成围绕产品生产任务的动态产品生产社区。服务资源的组织与配置技术涉及社区化生产组织架构的实现和服务提供商的议价权提升，是社群化制造模式运行的基础。

从资源组织的角度，关键技术包括资源本体建模、资源形式化描述与Web服务封装技术、企业／资源自组织分类技术、资源全局安全共享机制等；从资源配置的角度，关键技术包括基于服务搜索的需求与能力匹配技术、企业多样化博弈与外包服务决策、基于服务计算／云计算的商务社交关系表征、动态产品生产社区的创成技术等。各关键技术之间的使能逻辑如图8所示。

（2）服务过程跟踪与质量管控 围绕产品的生产制造任务，在服务外包过程中需对服务进度、状态、质量等进行跟踪与管控。该关键技术涉及新的产品生产模式下企业协同交互、制造质量保证与服务关系管控等内容，是社群化制造运行的核心。关键技术包括：基于智能商务和社交网络的企业协同交互、面向单提供商的服务跟踪与质量管控、跨企业的服务跟踪与质量管控、服务过程冲突感知与消解技术等。各关键技术之间的使能逻辑如图9所示。

（3）制造服务分析与改进 在社群化制造运行的基础上，对服务质量进行评估、处理企业商务社交信息中的结构化／非结构化数据，采用复杂网络理论和大数据分析方法对企业商务社交关系演变进行分析，以利于发现企业服务外包偏好、服务关键因素并预测市场动向和潜在合作。关键技术包括基于服务感知的服务质量评估、企业商务社交与服务过程大数据处理、基于复杂网络理论的企业商务社交关系分析、社群化制造服务网络分析技术等。各关键技术之间的使能逻辑如图10所示。

5 案例研究

5.1 实证应用案例

四种典型的生产企业案例为社群化制造模式的提出与理论研究提供了实证基础，包括：

（1）以无锡透平叶片公司为核心领导者形成的专业化叶片制造资源社区：众多中小型叶片制造企业与无锡透平叶片公司共同协作完成上汽、哈汽等的叶片制造任务。

（2）无核心领导者的温州打火机产品生产社区：每个企业分别承担不同的零部件制造任务，分工明确、协作紧密，共同完成打火机的生产制造。

（3）以美国Apple公司为核心的iPhone产品生产社区：Apple公司仅负责前端设计，生产制造部分外包给由富士康、联建科技等代工巨头组成的制造社区，由代工巨头领导其他制造服务提供商完成产品生产。

（4）围绕开源产品设计和DIY产品设计形成的产品生产社区：如RepRap桌面级开源3D打印机制造项目，依据个人定制选择最优服务供应商协同完成产品生产制造任务。

5.2 仿真运行案例

以某设计公司设计的开源硬件桌面级3D打印机产品的生产为例，验证社群化制造服务平台的运行逻辑。该产品的生产总量为100台，依据其生产BOM展开形成36个零部件制造外包任务需求，并通过需求与能力的匹配在平台中优选22个制造服务提供商分别承接上述制造外包任务，其中有9个制造服务提供商承接了该产品的多个零部件制造外包任务。优选的22个企业分别来自13个制造资源社区（如齿轮加工社区、钣金加工社区等），形成一个围绕该3D打印机产品制造外包任务的产品生产社区。在该社区内，各制造服务提供商与设计公司通过社交网络工具进行无缝化协作，高效完成该产品的生产任务。具体实现如下：

首先，制造服务提供商发布企业拥有的资源及其制造服务能力；需求商根据产品BOM分解制造任务，并据此发布制造服务需求（如图11a）。针对每个制造服务需求，通过资源搜索匹配发现候选资源集，查看候选提供商的企业详细信息，如图11b所示。在综合考虑资源能力、企业行为运筹和历史商务社交信息的前提下进行资源选择决策，进而形成围绕产品BOM制造任务的产品生产社区（如图11c），产品生产社区中的企业利用商务社交网络工具进行生产过程协作与交互（如图11d）。在制造服务执行过程中，需求商实时跟踪进度、质量、物流等状态，如图11e所示。基于复杂网络和大数据分析，对企业商务社交过程中的结构化和非结构化数据进行分析挖掘，发现提供商004与需求商的联系最紧密，是桌面级3D打印机生产的核心制造服务提供商（如图11f），在后续的服务执行和订单分配上将重点考虑供应商004。

6 分析与讨论

社群化制造模式是在企业商务社交化、产品开发／生产服务化、中小企业议价博弈均衡和新兴信息技术支持全面化等趋势下提出来的。该模式的发展可以从以下三方面进行分析：

（1）产品开发的视角

产品开发者不再局限于传统的核心制造企业，具有智力资源的群体／个人均可以成为产品开发者和相关知识产权所有人，产品开发模式变得多元化。如图12所示，其包括：①传统核心制造企业既可进行拥有自主知识产权的设计，亦可向用户提供定制式设计；②设计公司／个人拥有自主知识产权的设计；③设计公司／个人进行开源产品设计；④设计公司／个人根据需求提出众包设计等。应该指出的是，产品知识产权所有机制的多样化必将带来对产品制造与运行服务的新需求，如社会化服务资源在产品全生命周期活动中的组织与利用、多企业间的无缝社交与协同生产、产品运行维护的服务支持等，而社群化制造模式恰恰能在这种情况下发挥其巨大的优势。

图12也从另一个角度诠释了在当前产品知识产权所有机制框架下对社群化制造的依赖程度。即拥有高端产品核心知识产权的企业，其知识产权约束被最大程度地强化了。在运用社群化制造模式时，会更多地从非核心零部件的外协生产、非核心业务流程的外包等方面着手，但苹果公司的iPhone制造则说明了高端产品利用社会化资源从事制造活动的另一种极端案例；而如开源和众筹等那样的产品知识产权的大众共享和开放式使用，会加速推进社群化制造的普及。因此，社群化制造的推广会促进有关知识产权保护机制的更新。

（2）社会化服务资源的视角

在社群化制造模式下，中小型制造服务企业的离散制造资源互联形成了分布式的集团化与集群化优势，推动了服务外包议价博弈机制的变更，议价主导权向由中小企业组成的社区倾斜。中小企业议价权的提升、制造与服务的融合使得“微笑曲线”在制造阶段的走势获得了改善（如图13）。同时，通过社区化的资源共享和知识传播，智力资源得到了有效整合利用，促进了产品设计创新以获取“微笑曲线”的前端利益；再者，多元化产品开发模式亦催生了大量的产品服务提供商集群地介入到产品运行服务阶段，以获取“微笑曲线”的后端利益。

（3）新兴信息技术支持的视角

新兴信息技术为社群化制造模式提供了计算方面的技术支持（如图14）。社交网络与电子商务平台、智能商务社交技术等为企业间的协作交流、服务过程管控等提供了基础；物联网与云计算技术解决产品全生命周期过程的基础数据采集、云存储、数据处理和安全共享等问题，实现了生产过程实时控制；网络化环境下的服务计算／社会计算等技术促进了社群化制造模式的社区化组织、配置和运行管控新方法的实现；大数据分析技术为用户行为分析、市场动态分析等提供了手段，据此可实现动态生产决策和预测性制造。应该指出的是，德国工业4.0技术会从专业化的物理互联计算和服务两个角度促进社群化制造活动的实时化，并使得社群化制造能达到一个新高度。

7 结束语

本文基于当前制造业服务化、社会化及生产组织模式转变等背景，提出了一种服务驱动的网络化制造新模式——社群化制造，并对社群化制造服务平台体系架构和执行逻辑、关键使能技术等进行了探讨和研究。由于目前国内外尚未对社群化制造进行系统化研究，许多理论方法还不够完善，但社群化制造在揭示当前制造环境下的企业生产组织模式、解决中小型服务提供商竞争力的提升以及企业智能商务社交等方面，已经展现出了一定的潜力，后续将进一步研究社群化制造的实际应用。社群化制造模式与新兴信息技术的结合，会迸发出更加旺盛的生命力，并在组织形态、运行逻辑等方面带来更有效的机制变化。对社群化制造的研究将促进工业4.0愿景下物联和服务两个核心内容的实现。

［1］ The Economist.A third industrial revolution［EB／OL］.［2014-01-10］.http：／／www.economist.com／node／21552901.

［2］ SUN Linyan，LI Gang，JIANG Zhibin，et al.Service-embedded manufacturing：advanced manufacturing paradigm in 21st century［J］.China Mechanical Engineering，2007，18（19）：2307-2312（in Chinese）.［孙林岩，李 刚，江志斌，等.21世纪的先进制造模式——服务型制造［J］.中国机械工程，2007，18（19）：2307-2312.］

［3］ WANG Feiyue.From social computing to social manufacturing：the coming industrial revolution and new frontier in cyberphysical-social space［J］.Bulletin of the Chinese Academy of Sciences，2012，27（6）：658-669（in Chinese）.［王飞跃.从社会计算到社会制造：一场即将来临的产业革命［J］.中国科学院院刊，2012（6）：658-669.］

［4］ WU D，GREER M，ROSEN D，et al.Cloud manufacturing：strategic vision and state-of-the-art［J］.Journal of Manufacturing Systems，2013，32（4）：564-579.

［5］ JIANG Pingyu，DING Kai.Social manufacturing：a new way to support outsourcing production［C］／／Proceedings of the 2nd International Conference on Innovative Design and Manufacturing.National Taiwan University，2012.

［6］ CAO Wei，JIANG Pingyu.Cloud machining community for social manufacturing［C］／／Proceedings of the 2nd International Conference on Advanced Design and Manufacturing Engineering.Pfaffiko，Switzerland：Applied Mechanics and Materials，2012.

［7］ KIDD P.Agile manufacturing：a strategy for the 21st century［C］／／IEEE Colloquium on Agile Manufacturing.Stevenage，UK：1996：1-6.

［8］ YUSUF Y，SARHADI M，GUNASEKARAN A.Agile manufacturing：the drivers，concepts and attributes［J］.International Journal of Production Economics，1999，62（1／2）：33-43.

［9］ MARTINEZ M，FOULETIER P，PARK K，et al.Virtual enterprise—organisation，evolution and control［J］.International Journal of Production Economics，2001，74（1）：225-238.

［10］ PARK K，FAVREL J.Virtual enterprise—information system and networking solution［J］.Computers ＆ Industrial Engineering，1999，37（1）：441-444.

［11］ DEWIRE D.Application service providers［J］.Information Systems Management，2000，17（4）：14-19.

［12］ FLAMMIA G.Application service providers：challenges and opportunities［J］.IEEE Intelligent Systems，2001，16（1）：22-23.

［13］ FAN Yushun，ZHAO Dazhe，ZHANG Liqin，et al.Manufacturing grid：needs，concept，and architecture［C］／／Proceeding of the Conference 2nd Internation Workshop of Grid and Cooperative Computing 2003.Berlin，Germany：Springer-Verlag，2004，3032：653-656.

［14］ LI Bohu，ZHANG Lin，WANG Shilong，et al.Cloud manu-facturing：a new service-oriented manufacturing model［J］.Computer Integrated Manufacturing Systems，2010，16（1）：1-7，16（in Chinese）.［李伯虎，张 霖，王时龙，等.云制造——面向服务的网络化制造新模式［J］.计算机集成制造系统，2010，16（1）：1-7，16.］

［15］ LI Bohu，ZHANG Lin，REN Lei，et al.Further discussion on cloud manufacturing［J］.Computer Integrated Manufacturing Systems，2011，17（3）：449-457（in Chinese）.［李伯虎，张 霖，任 磊，等.再论云制造［J］.计算机集成制造系统，2011，17（3）：449-457.］

［16］ WU D，THAMES J，ROSEN D，et al.Towards a cloudbased design and manufacturing paradigm：looking backward，looking forward［C］／／Proceedings of the International Conference on Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering.New York，N.Y.，USA：ASME，2012：315-328.

［17］ WU D，SCHAEFER D，ROSEN D.Cloud-based design and manufacturing systems：a social network analysis［C］／／Proceedings of ICED13.Seoul，Korea：Sungkyunkwan University，2013：1-10.

［18］ DING Kai，JIANG Pingyu，ZHANG Xi.A framework for implementing social manufacturing system based on customized community space configuration and organization［C］／／Proceedings of the 4th International Conference on Manufacturing Science and Engineer.Zuerich，Switzerland：Trans Tech Publications Inc.，2013，712：3191-3194.

［19］ LENG Jiewu，JIANG Pingyu，ZHANG Fuqiang，et al.Framework and key enabling technologies for social manufacturing［C］／／Proceedings of the 2nd International Conference on Electrical Information and Mechatronics.Zuerich，Switzerland：Trans Tech Publications Inc.，2013，312：498-501.

［20］ CAO Wei.Service capability evaluation based order generating and service procedures tracking for social manufacturing［D］.Xi'an：Xi'an Jiaotong University，2013（in Chinese）.［曹伟.服务能力评估驱动的社群制造订单创成与服务过程跟踪研究［D］.西安：西安交通大学，2013.］