智能产品的工业服务设计研究

金　青　张　忠（常州工学院，常州 213022）

智能产品的工业服务设计研究

金青张忠
（常州工学院，常州 213022）

ICT技术和智能产品的广泛应用使工业企业迎来了以提供服务创造更大价值的机会。在分析顾客使用产品“前——中——后”的服务体验行程的基础上，建立了新型的工业服务需求模型；提出了以智能产品为前台、与后台服务支持系统相配合的新服务提供方式；进一步提出了智能产品服务行为设计的主要思路；最后以一个典型案例验证主要观点。

智能产品 服务设计 工业服务 ICT技术 产品服务系统

引 言

尽管服务正在不断扩大其市场份额，但国内服务业仍然以传统劳动密集型为主，不易扩大经济规模，很难满足高标准的质量要求，也达不到高的生产效率和利润率。近年来国内制造业开始涉足服务业务，尝试发展工业服务，试图通过服务来拓展新业务、吸引顾客、创造新价值，但是由于缺乏与顾客之间的共同价值基础以及有效的服务手段和途径，许多企业设计出来的服务模式顾客并不买账，成效不显著。

服务是人、技术和商业价值完全融合的“产物”。随着ICT（Information Communication Technology）技术的飞速发展，人们感受到了与ICT技术密切结合的智能产品所带来的高效能，以及与它相联的知识信息密集型服务活动所创造出的巨大新价值。作为掌握着更加专业的ICT技术和更加丰富的知识、技能的工业企业，迎来了新的机会。凭借长期积累的知识、技能和技术加入到这类新型服务活动中去，创造出新的更大的价值。鉴于此背景，本文以工业4.0三大标志之一的智能产品为对象，分析围绕它的顾客服务体验行程，在共创价值的基础上建立工业服务需求模型，继而确立出服务行为设计的主要思路。

1　文献综述

近年来国内关于工业服务的研究主要呈现以下几个方面:

（1）从制造业转型的角度研究制造业服务化转型升级的路径和对策，如21世纪的先进制造模式服务型制造［1］，推动“两化融合”的战略举措，即从生产型制造到服务型制造［2］，制造业服务化的路线图［3］，OEM从LP到服务型制造的体系升级与实施模式［4］等。

（2）关于工业服务的理论、技术、影响因素、知识体系等基础性研究，如工业服务的理念、价值和方法［5］，制造业服务化的内涵与动力机制探讨［6］，影响工业服务外包的因素分析［7］，装备制造业服务化过程及影响因素研究［8］，服务型制造模式的能力知识体系架构［9］等。

（3）从价值创造的角度研究从单一产品到产品服务系统的发展，如跨国公司对服务型制造价值形成研究［10］，新型产品模式与制造范式［11］等。

（4）从服务开发设计的角度研究服务需求解决方案，主要有关于公共服务设计研究，如顾客体验的综合交通枢纽服务设计研究［12］，图书馆空间和服务设计应用研究［13］；关于网络信息平台和终端设备的服务设计研究，如面向移动平台的消息通讯服务设计［14］，手持移动设备的服务设计［15］；关于服务方法论的研究，如服务设计中服务要素组合方案的方法［16，17］，面向流程的业务服务设计方法［18］；关于工业产品的服务设计研究，如基于服务设计的洗衣机创新设计研究［19］等。

其中，第一、二类文献较多，但无法对特定的工业服务设计产生直接的指导价值；第三、四类则是更有指导价值，但目前国内这方面的文献相对较少，并且国内第四类文献较多地集中在商业服务设计、公共服务设计研究和网络信息平台服务设计研究上，有关工业产品乃至工业产品服务系统的服务设计研究文献很少，然而这恰恰是工业服务的重点，也是广大的工业企业涉足最多的领域。可见，目前国内的研究对指导或引导工业企业开展产品相关联的工业服务创新，缺乏足够的支持力度和深度。

2　基于共创价值的工业服务需求分析

过去顾客创造价值的过程全部是由他自己掌控，工业企业只是产品或零部件的提供者。随着服务理念的不断发展，工业企业开始考虑从“产品或零部件的提供者”向“服务提供者”转变，通过提供服务“介入”到顾客创造价值的过程，并逐渐承担顾客大部分价值的创造工作，如图1所示。

图1　工业企业在顾客创造价值过程中作用的转变

工业企业在顾客创造价值过程中所创价值的大小，随着它对顾客过程的支持程度的加大而不断增大，如图2所示。工业企业从仅仅提供商品，发展成为提供系统、支持顾客运营、参与技术流程、参与经营活动，给予了顾客愈来愈大的支持；工业企业创造的价值也由售卖产品所得，增大到可以按照服务合约多次收益或持续收益，甚至可以与顾客一起分享经营利润。如此，工业企业的利益就与顾客的利益绑在了一起，具有了共同的价值基础。

图2　工业企业与顾客共同创造价值的方式

工业企业“介入”到顾客创造价值过程的机会，取决于顾客对服务的需求。详细地分析顾客在使用产品前、使用中和使用后的体验行程，可以发现其中存在着的和潜在的与工业企业进行互动和协作的机会，这就是服务需求，如图3所示。在ICT技术的助力下，这种互动和协作正变得愈来愈有效和高效率，因而也越来越被顾客迫切需要。以前，传统工业企业与顾客之间的互动活动大多集中在产品购买前后的一段时间内；ICT技术广泛应用后，互动活动的范围可以扩大到了产品“使用前”、“使用中”和“使用后”全过程，工业企业遂得以将自己创造价值的活动由“使用前”拓展到了“使用中”和“使用后”，与顾客一起协作创造新价值。

从图3可以看出，工业服务的形式将由传统的补充性服务发展成为全生命周期的伴随性服务和代替顾客行使部分使用管理职能的替代性服务，服务需求的个性化程度也将由传统的共性需求转变为大量的个性需求。在这种情况下，如果不能有效地借助于ICT技术等高效率、高效能的手段，单靠传统的人工服务方式，是根本无法实现的；而ICT技术在服务中的具体应用，则是通过智能产品和与之相联的功能强大的网络信息平台及其背后的丰富的数据资源和计算资源来实现的。

图3　顾客服务体验行程（服务需求模型）

3　智能产品对服务提供方式的改变——即基于智能产品的新服务提供系统

所谓智能产品，“就像给智能芯片穿上一件合适的外衣，借助着产品这个有形物体将智能技术的益处带给大众”［20］，可以对外部信息进行自动接收、认知加工、分类处理，对人的思维、构想进行模拟，以一种具有部分人类“智力”的机器实体参与到人类生活中，自觉从事更为复杂的工作。因此，它具有敏锐的环境感知和自身识别能力、智能的处理能力、便携的信息接收和交互方式以及表征信息的载体等特征，能够被识别、可以在任何时候被定位，并能知道它们自己的历史、收集当前状态的数据、进行数据通信；还能够理解自身如何被使用，并能通过寻优确保它在工作范围内发挥最佳作用。在ICT技术高度发达的互联网、物联网环境下，智能产品已不再是单一的实体产品，而是与软件和互联网、物联网等设施高度集成的系统性产品，与传统的产品概念有着很大的区别。

由于具备了这些特征和能力，智能产品可以改变传统的“面对面”接触服务提供方式（该方式一直是传统产品使用的最为广泛的服务方式，弊端在于服务效率与服务个性化两目标难以兼顾），为一种新的“前——后台”服务提供方式提供有力的支持。这种“前——后台”服务提供方式如图4所示，就是:

（1）“前台”是与顾客的接触程度较高的部分，主要由智能产品担当，致力于满足个性化需求。充分利用智能产品的敏锐感知能力和信息采集能力，向用户提供环境讯息，收集用户行为数据；借助智能产品内置的“功能模式”这一形式，充分利用智能产品的智能处理能力来减少或简化用户的操纵行为，且这种内置模式是可以个性化的、可优化的、可及时更新的；充分利用智能产品作为信息载体和作为用户交互接口的能力以及便携的通信能力，向用户呈现所需要的信息、知识和问题解决方案（或问题解决渠道），或者传递远程支援服务。智能产品在服务中扮演了媒介和载体的角色。

（2）“后台”是与顾客的接触程度较低的部分，由服务支持系统（服务平台）担当，致力于采用工业化、标准化、智能化的服务流程来提高服务运行的效率。后台的服务行为更多的是应用已有的能力和数据资源来为另一方提供便利好处［21］，在ICT技术支持下，这种服务行为主要表现为应用KMS（Knowledge Management System）中的知识、模型，和PLM中的丰富数据资源，以及软件等计算资源，进行大数据运算、处理，得出优化方案或预测结果，然后提交给前台。后台服务所需的资源不仅仅是物理资源，知识、信息和软件等计算资源正发挥着越来越大的作用。

（3）前、后台之间的衔接则是通过智能产品与物联网和互联网进行通信来实现。在强大的物联网和互联网络支持下，服务可以来自于多个服务提供者，比如商业活动的参与者，而不再仅局限于本企业。

图4　基于智能产品的“前——后台”服务提供系统

由上可见，智能产品的服务提供方式和服务资源在ICT技术支持下已较传统产品发生很大的改变。服务提供者与接受者之间的服务活动可以是远程进行的，不必非是面对面的；服务提供者可以是本企业，也可以是多个商业过程的参与者；服务可以由一方独立完成，也可以多方协作完成；服务资源亦愈来愈倚重于知识、信息和软件等计算资源。

这种基于智能产品的“前——后台”新服务提供方式有效地解决了提高服务个性化程度和提高服务效率两个目标的统一问题，是传统服务提供方式无法实现的，其关键成功因素是前台服务行为和后台服务行为的合理划分，以及前、后台之间的良好衔接。

4　智能产品及其服务支持系统的服务行为设计思路

智能产品及其服务支持系统的服务行为设计，主要考虑以下5个方面的内容。

4.1以软件、ICT技术为主要行为模式，以信息、知识密集型解决方案为主要服务内容的全方位服务设计

区别于传统服务模式，智能产品及其服务支持系统的主要服务行为模式是用“软件+ICT技术”来递送（执行）服务，而服务的主要内容是以信息、知识为主导的需求解决方案，概括起来，就是“服务解决方案←软件（含APP）←信息知识资源←硬件设施”的行为模式，ICT技术是基础。其中，软件作为一种“执行”技能的体现，在智能产品中扮演了至关重要的角色，不仅可以控制硬件特性和功能、提供满足客户需求的解决方案，还可以递送第三方服务（APP）。通过软件可以提供愈来愈多的新功能，而且不一定非要通过制造商制造新的硬件部件；通过软件可以访问客户、加深客户关系、协助或替代客户应用和管理产品，也由此产生出一种新的盈利模式——软件盈利。

智能产品及其服务支持系统所提供的服务形式是全方位的。除了传统的上门服务、门店服务、电话服务等面对面的活动之外，增加了许多新的服务形式，如图5所示，这些服务形式在ICT技术的支持下都能高效地开展和实施。其中，远程支援服务主要是通过远程操作、控制和指导来给予顾客技术、技能方面的支持，借助于软件来开展；合约服务主要是服务提供者作为承包者来承担顾客价值创造流程中的一些工作并担负相应的责任，是一种长期的伴随性服务，具体如维护保养服务、产品或组件的开发设计服务、定制服务、运营管理服务、租用服务、效用服务（以服务替代产品）以及提供专业性强的监测诊断及对策服务，这些服务的高效开展也都是以软件为基础的；捆绑服务则是捆绑顾客使用行程中由第三方提供的金融支付、物流、安装工程、回收等关联服务，目的是提供“一站式”服务、减少顾客的麻烦，捆绑的方式主要也是通过APP、客户端等软件。

图5　基于ICT技术的全方位的服务形式

4.2“前——后台”一体的“系统”服务行为设计

作为前台的智能产品的服务设计和处于后台的“服务支持系统”（或称“服务平台”）的服务设计是不可分离的，必须将二者作为一个有机的整体、一个“系统”来设计。但两者的分工不同，前台“智能产品”的服务行为主要提供各种用户个性化需求的解决方案（例如各种功能模式）或解决途径（例如APP）；后台“服务支持系统”的服务行为则是对前台的服务请求给予高效能的响应，从前台获取大量用户个性化数据，应用后台强大的数据资源、知识资源以及强大的计算能力，快速而智能地制定出优化的、精准的问题解决方案（或结果），而后提交给前台。前、后台有机结合成统一的“系统”，既能提供针对性很强的个性化的精细服务、精准服务，又能实现高的服务运作效率，这样才能使工业企业服务业务运营的收益得到保障，毕竟工业企业运营的方式不能类同于“手工作坊”。

4.3面向全用户需求的服务行为设计

智能产品及其服务支持系统的服务行为设计，必须是面向产品全生命周期的所有利益相关者的需求，而不仅仅是产品的直接用户。这些利益相关者既包括产品商业过程的参与者，还包括代表公众利益的组织如环境管理组织、公共安全管理组织等。以汽车为例，其使用过程中的利益相关者如表1所示。

表1　智能产品“使用中”主要利益相关者（以汽车为例）

续表

由于ICT技术带来的便利，使得“直接用户”之外的利益相关者与智能产品之间的联系变得更加频繁、紧密，故而在智能产品服务系统设计时不得不考虑他们的需求，增加面向他们的服务模块，否则就会被边缘化、被逐渐淘汰。

4.4纵深的服务行为设计

所谓纵深的服务行为，是指能深入地介入到顾客（客户）创造价值的过程中去的服务行为，如参与其技术流程并担负部分责任，甚至参与其经营活动并分享利润，力争成为顾客（客户）的性能合伙人、价值合伙人，而不是仅仅是物料供应商。这种服务行为对于B2B工业企业尤其重要。为此，除了进行响应需求的服务行为设计之外，还需要进行深度的、主动的服务行为设计。

这种作为客户的性能合伙人、价值合伙人介入到客户创造价值过程的服务行为，主要有:主动跟踪最新技术动态和竞争动手的动态、主动了解和分析客户需求、主动研发新品或持续改进产品、主动与客户交流相互促进创新、主动协同协作客户的研发创新等工作。以汽车零部件或器件制造商为例，如图6所示。

图6　B2B纵深服务行为（以汽车零部件制造商为例）

为了提高这种纵深服务行为的效率和效能，建立M2M数据通信通道（实现工业互联）、共享产品数据资源、共享或有条件的共享软件等计算资源，是缩短企业研发端到客户需求端“距离”的有效途径。

4.5开放的服务行为设计

从表1还可以发现，围绕智能产品的服务除了本企业提供的之外，还有其他利益相关者所提供的服务，也应一并放入到“服务框架”中去，从而拓展服务业务的范围、增强服务功能，变单一的围绕产品功能的服务为围绕产品应用的服务，甚至于围绕效用的服务。因此，在智能产品及其服务支持系统的服务设计中，应考虑面向所有可能存在的可信服务提供者的开放式的服务行为设计，也就是允许随时添加其他服务者提供的服务APP、客户端等，或者提供这些可信服务的直接链接，提前是必须先进行“可信”安全资格认定。开放的服务行为设计是智能产品与传统产品的显著差别所在。

5　案例印证——英飞凌围绕汽车安全开展的产品及服务设计

总部位于德国Neubiberg的英飞凌公司是全球顶尖汽车电子半导体芯片厂商，1996年在无锡投资建立了第一家中国企业，目前英飞凌（无锡）工厂已成为国内实现工业4.0智能制造的典范［22］。它围绕汽车安全设计和生产系列智能产品，并且与合作伙伴一起致力于汽车安全环境服务系统（设施）的构建，有着较为先进和系统的服务设计理念，非常值得分析。主要体现为以下几点:

（1）“系统”发展的观念——秉行“从产品到系统”和“从系统到市场”的发展策略。英飞凌围绕汽车安全开发和设计智能产品，形成了一个完整的产品体系，提供整套的汽车安全应用解决方案，不仅包括汽车自身驾驶安全系列的产品，还包括汽车使用（应用）中的安全及环境系列产品，如可信平台模块、车对车通信安全模块、e-Call通信模块、调校保护系统、防盗锁止系统和板上安全通信系统等，如图7所示。可见，英飞凌是从系统层面理解客户需求。

（2）紧扣与ICT技术密切结合的智能汽车、汽车物联网等最新发展趋势开展产品及服务设计。例如可信平台模块、车对车通信和车对设施通信安全模块、eCall通信模块等。

（3）全用户的服务。不仅细分了汽车制造企业这一用户群体，针对每一种不同成本需求的汽车用户开发设计了不同的安全系统产品组合，而且还考虑了汽车安全及环境服务机构、车联网服务平台的需求。针对汽车安全及环境开发了面向交通拥堵和防事故监测、收费控制、优先紧急救护等机制的C2I（Car-to-Infrastructure）车对基础设施通信产品模块和eCall车载紧急呼叫系统；针对车联网开发了可信平台模块（TPM）保障通信链路的安全。

（4）深度服务。①帮助有需要的汽车制造企业设计特殊的安全应用解决方案、定制安全模块，直接参与汽车产品的开发设计工作，提供安全模块的设计及制造服务，并且承担部分技术责任，成为这些汽车制造企业的“性能合伙人”。②凭借其作为安全微控制器全球市场中连续15年的领军者资历、加上汽车领域所积累的40多年经验、专业知识和技能，积极参与汽车安全行业标准和规范的制定，成为了汽车行业协会和组织的“价值合伙人”。

（5）强大的后台服务支持能力。主要体现在:①智能制造，英飞凌（无锡）工厂成为国内先进的工业4.0智能制造的典范，能接受从平板电脑上下达的订单，在生产流程中接入用户数据，进行高度智能化、自动化、数字化地生产、物流，实现了个性化定制和高效率的统一；②PLM产品数据管理，工厂生产的每一件产品都带芯片，内含自己的ID数据信息，该数据在研发、生产、物流、商业流程的各环节中不断被丰富，实时保存在统一的PLM数据平台中，可供产品“使用中”的维护环节和“使用后”的回收废弃环节追溯利用。

图7　英飞凌针对汽车安全服务系统的产品系列

6　结 论

（1）工业企业的服务是从产品使用（应用）体系扩展而来的。详细分析顾客在使用产品前、使用中和使用后的体验行程，发现提供者与接受者之间互动、协作机会亦即服务需求，特别是在ICT技术支持下日益增多的信息、知识、技能密集型服务。

（2）智能产品对工业企业的服务提供方式产生了大的改变，其敏锐的感知和识别能力、智能的处理能力、通信能力和信息载体能力，与后台强大的资源相配合，使得“前——后台”分离的新服务提供方式得以高效和有效地实现。

（3）智能产品的服务设计应将智能产品和后台的服务支持系统作为“一体”进行系统化设计，并且面向全用户需求进行全方位的、有纵深的、开放式的服务设计。

注释:

①http:∥www.infineon.com/

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［22］工信部电子工业标准化研究院——信息安全研究中心考察英飞凌无锡智能工厂［EB/OL］.http:∥www.infineon.com/ cms/cn/about-infineon/press/press-releases/2015/China-Local-New-20150818.html，2016-01-05

Research on the Industrial Service Design of Intelligent Products

Jin Qing Zhang Zhong
（Changzhou Institute of Technology，Changzhou 213022，China）

The wide application of ICT technologies and intelligent products made the industrial enterprises had opportunities to provide service to create more values.By analyzing the customer’s product experience trip consist of during using，before using and after using，this paper established a new industrial services demand model；put forward a new service delivery mode in which a intelligent product is as front desk and is matched with the background service support system；further proposed the main idea of intelligent product service behavior design.Finally a typical case was used to verify the main points.

intelligent product；service design；industrial service；information communication technology（ICT）；product service system

10.3969/j.issn.1004-910X.2016.11.014

F424；F719

A

2016—05—19

江苏省社会科学基金项目研究成果“苏南地区制造业向‘服务型制造’转型的路径及对策研究”（项目编号:13ZHD013）；江苏省教育厅高校哲学社会科学基金项目研究成果“制造业服务化价值链重构及优化机制研究”（项目编号:2014SJD500）。

金青，常州工学院经济与管理学院副教授，硕士。研究方向:服务型制造、生产系统工程、工业工程等。张忠，常州工学院经济与管理学院硕士研究生。研究方向:系统工程。

（责任编辑:王 平）