供应链管理驱动下的产品设计策略研究

产品设计；供应链管理；设计策略；设计产业化

引言

随着科技不断发展和经济全球化水平不断提高，企业经营从传统的纵向管理向横向的流程一体化转变。新的时代背景下，产品更新换代加速，小批量，多品种，个性化的需求日益增加。这要求企业紧紧抓住用户需求，准确地把需求转为可制造、便于供应的产品，有一流的采购、制造、物流派送和服务能力，有紧密协同，快速反应的合作伙伴。这也与供应链管理的理念不谋而合，体现了供应链管理的先进性与必要性，还对供应链管理提出了新的诉求。为了实现降本增效，企业需要先进的供应链管理理念以及与之相匹配的产品设计策略。产品作为载体在整条供应链流通，其设计不再仅被视作企业研发的某一个环节。设计师应站在供应链的视角下设计产品，使得产品的结构与特性能匹配整条供应链的流程。唯有实现符合供应链流动特征的产品设计优化，才能使得供应链管理效益最大化，最终实现企业的降本增效。

1.供应链管理下的产品设计

1.1 供应链管理概述

供应链是以客户需求为导向，以提高质量和效率为目标，以整合资源为手段，实现产品设计、采购、生产、销售、服务等全过程高效协同的组织形态[1]。供应链管理就是内外协同控制和优化企业供应链资源与节点的各种活动和过程。

经文献及实践研究得知，供应链管理主要可从以下角度展开[2]：

（1）设计的供应链管理：包含产品设计和品类设计的供应链管理。产品设计的管理需要明确生产所需的配件、辅料、处理工艺的类别、数量及成本范围；品类设计则需要明确采购对象的品种、品牌、数量。

（2）采购的供应链管理：寻找并建立稳定、灵活的供应商合作伙伴体系。

（3）生产的供应链管理：科学匹配交付与合理的生产计划；降低配件、辅料的库存率。

（4）销售的供应链管理：产品与服务销售；采集需求数据并传递给设计、采购、生产、服务环节。

（5）服务的供应链管理：及时、可靠地交付产品与服务。

1.2 供应链管理的特点

供应链管理是一种先进的管理理念，它的先进性主要体现在它的“最终消费者”经营导向上。通过以上对“设计”“采购”“生产”“销售”“服务”等环节的系统调控，以满足顾客和消费者的最终期望来实现生产和供应。这也对企业的需求管理能力、需求转化能力、计划运营能力、与合作伙伴的紧密协同能力等提出了更高的要求。为了高效地协同各个节点，企业需拥有更完善的信息化建设。供应链管理的发展是逐层递进的，依据董安邦等人的研究可知，我国现已基本进入供应链管理的第三个阶段：各企业间虽各有发展差距和侧重点，但总体会更强调合作伙伴关系；更以顾客为中心，信息技术朝敏捷化、虚拟化、全球化、绿色化方向发展。结合近年来人工智能、物联网等技术的发展与研究，2020冠状病毒暴发等社会热点，以及国务院最新出台的相关文件标准，总结出符合我国发展现状的供应链管理主要趋势与特点如下：

（1）用户导向化：供应链管理是通过最终客户导向的方式将供应链节点各部门商家与客户的利益相统一。只有在精准聚焦用户需求的前提下拉动生产，在整体供应成本和订单响应周期之间获得平衡，使推拉平衡点尽可能地靠近客户，才能保证产品的价值，实现供应链的即时流通，控制销售问题，减少浪费，提高用户满意度。

（2）系统协同化：供应链的各个节点既互相独立，又互相关联。供应链管理是把企业所有节点（包含服务，逆向物流等）看作一个整体进行的全过程战略管理：企业间达成战略合作关系，供应链各节点信息都会被归结到一个终端进行统一集成化管理，打破企业与部门隔阂，使得各环节利益同化、风险共担，实现各个节点的宏观调控，实现供应链全局的动态最优管理目标。

（3）精益小库存：JIT采购的发展对供应链管理提出了全新的库存观念即追求稳定但是较少甚至是零库存的管理目标。聚焦价值流，供应链各个环节紧密协同对接，缩短响应时间，只在需要的时候，按需要的量，生产所需的产品，减少内耗，以此实现准时生产和降本增效。

（4）供应生态圈：利用管理理念和信息技术整合不同区域、不同行业、不同企业、不同类型的优质资源，使供应链各个要素集成为一个开放的网状体系，将传统的供应链链条扁平化和去中心化，让供应链上各环节要素直接对接，实现客户、平台、供应链各个要素之间的无缝信息传递和精准供需匹配。然后，随着各类参与者之间的资源交换和价值共创活动开展，再激发网络效应，吸引更多的参与者，动态维持整个生态圈的持续优化。

（5）敏捷柔性化：以开放式、集成化的供应生态圈信息为依据，企业可以随着动态联盟的形成和解体以及时事热点变化对供应链组成进行快速的重构和调整，敏捷地保障原材料及产品的供应稳定性，实现应急时刻以及生产内容调整时的快速反应。

（6）智能信息化：现代信息技术是供应链管理的基础。互联网平台让推拉平衡点更靠近客户；大数据平台让企业对供应商的选择及评价更为合理，让货物的追踪更为高效；感知技术在制造供应链关键节点的应用促进了全链条信息共享，实现了供应链可视化。在此数据基础上，后续的供应链体系智能化包括人机智能交互、工业机器人、智慧物流等技术和装备的应用将更易推进。供应链管理的精益、敏捷、系统协同还有生态圈构建都建立在信息化的基础上，唯有内外供应链节点信息准确及时地被共享，及时交流和处理问题才有可能，供应链运作的流畅性方能得到保障。

（7）绿色可持续：随着环境压力不断加大，绿色供应链管理GSCM越来越被政府与企业所重视。供应链的绿色监管体系被进一步完善，绿色消费理念被不断引导。企业应调整供应链流程, 从设计开始把环境问题纳入其中,推行产品全生命周期绿色管理，使用节能设备，生产绿色产品，采用绿色物流，建立逆向物流体系，将废物的处理与回收也纳入供应链网络。在降低成本和满足顾客需求的同时, 降低供应链对环境的负面影响，提高资源利用效率，改善企业形象、降低产品成本、形成核心竞争力。

（8）简单标准化：供应链虽复杂但本质上仍属于“链式”系统。“链式”系统具有“牛鞭效应”：纵向上看，链条越长，层级越多，信息和实物传递就越慢，系统协作越难；横向上看，产品越复杂，供应链系统就越复杂，决策变动的考虑因素变多，牛鞭振幅变大，协作越难。通观全局，供应链链条越复杂，环节越多，对于链条的要求也会越高，因为任何一个环节出错都会对整个链条产生影响。所以供应链简化是供应链发展的必然趋势。而标准化建立在简化和收敛的基础上，能让变异和不确定问题变得可控，是提高管理及生产效率的基础手段。（图1）

图1 供应链管理与牛鞭效应

图2 供应链视角下的产品设计策略推导图

1.3 供应链管理与产品设计的关系

纵观供应链管理整个流程可知，供应链管理是面向物资流动全过程的管理。供应链上游的质量、服务、及时性和成本直接决定着下游的各方面表现。简化来看，产品设计可被视作供应链管理最开始的一环，也是不可或缺的一环。产品设计的合理性直接影响着整条供应链的运行效率。设计决定产品构成，而产品则是供应链价值的载体，是企业存在的意义。只有产品才能串联起供应链：产品组成决定着采购方向；产品结构影响着生产流程；产品本身与用户需求息息相关，而用户需求则是销售的根本出发点；产品本身更是服务的主要载体。所以只有在设计阶段就充分考虑到供应链管理的特殊性，才能使得设计出的产品特征与供应链的各个节点相匹配，使得供应链管理的效益最大化，实现企业的降本增效。

2.供应链管理视角下的产品设计策略

供应链管理视角下的产品设计研究本质上是设计产业化的逆向和细化研究。只有站在产业、供应链的角度重新完整思考设计，才能最大程度地发挥出设计在工业生产以及提高企业综合实力上的优势。供应链管理的效率与产品设计密不可分，Marshall L .Fisher 在1997年就曾提出供应链设计应以产品为中心，并提出供应链与产品按类型匹配的方法。Thiam-Soon Gan和Martin Grunow则简要讨论了产品设计与供应链设计的权衡方法，提出了CDA-TOP 概念架构，并针对产品与供应链领域的相互作用提出了更高水平的分类方法。国内纪雪洪、周际等人也提出过一些面向供应链的产品设计协同策略。这些理论虽有参考价值，但相对久远，且主要针对工程领域，与当下发展存在断节。新的时代特征对产品设计与供应链管理的协同提出了新的要求。现结合上文先进供应链管理的主要内容与特征，推导出以下供应链管理视角下的产品设计策略。（图2）

2.1 产品设计的大规模定制化策略

供应链管理的显著特征之一就是用户导向化，精准地聚焦用户需求，拉动生产，减少浪费。定制化则建立在用户需求细化的基础上。现如今人们的消费水平普遍提高，消费者的消费需求逐渐由物质转向精神，由统一走向个性，市场也逐渐由供方市场转向需求市场。可见产品定制化是产品设计发展的必然趋势。定制设计是根据需求进行的生产计划，故不必考虑后期销售问题，减少了商品库存，有利于资源合理运用。同时客户不会因为没有合适的商品离去，故能形成特有客户群。除此外，由于在定制设计的过程中消费者真正参与到了产品的形成周期中，容易产生满足感，使得整个服务流程更具吸引力[3]。

定制意味着不确定，在这个工业化大批量生产时代，标准化生产的优势不可取代。为了在个性和成本之间获得平衡，大规模定制化即产品配置设计的概念应运而生。产品配置是指预先由设计人员定义好的可以大规模标准化制造的可配置半成品组件。产品配置的行为则发生在销售的过程中：企业接收到客户订单后再按照客户定制需求将配置进行组合，形成完整产品交付给客户。这本质上是研发行为的延伸，属于二次设计即延迟制造。

定制是一种销售倒推机制：首先需要用户通过一个平台（实体店，虚拟网络平台）自由选择并搭建自己期许的产品模型，生成订单；再通过信息系统传递到工厂，展开生产；而用于定制的标准则是设计师制定的产品配置模块。产品配置模块化程度决定了消费者可以按照意愿组合满意产品的自由程度以及供应成本。

图3 Get the hang of it 购物袋

总体而言，产品配置设计的颗粒会随着市场的成熟逐渐由灵活、高成本、高利润的小颗粒走向标准化、低成本、利润合理的大颗粒。设计师要做的则是聚焦用户需求，参考现有配置资源库，在做配置结构设计的时候就考虑其可供性方案，控制好配置设计的颗粒和灵活度，尽量将定制动作延迟使其更靠近客户，缩短制造延迟时间，以在更短的周期内响应客户需求，控制供应链节奏。比如适当收敛定制化需求转变为标准化需求，将又大又重的结构件标准化拆分出来，以在具体供应时通过提前预测驱动将这些标准件用成本更低的物流方式运到区域仓库，而只将个性化定制部分用更快速但高成本的方式运送，减少个性化定制和标准件捆绑带来的成本损耗。戴尔就是通过产品配置和二次设计在个性化和成本方面均取得领先，成为个人电脑行业的佼佼者。汽车行业从福特到丰田也莫不如是。

2.2 产品设计的系统化策略

供应链管理本质上是一种包含供应商、生产商、批发商等的联盟策略，故系统化也是供应链管理视角下产品设计的主要特征。供应链管理要求产品链集成拉通，在聚焦客户需求的前提下，基于产品，拉通整条供应链的所有节点，让供应链上所有关联企业以及部门统一最终目标为客户，使其有共通利益驱使及风险承担，从而消除隔阂，这也是用户需求导向的体现之一。系统化策略要求设计师统筹全局，面面俱到地思考设计。

（1）从产品生命周期全局角度展开产品设计。不仅要满足用户需求，追求成本最低的物料采购清单，考虑企业内加工器械性能以达到高度的可制造性，还要考虑产品的销售可行性，物流运输成本，售后和逆向物流回收，产品的闭环再制造以及生产废料的回收等问题。可利用FMEA失效模式与效果分析等方式评估产品研发风险和价值，追求供应链整体的降本增效。

（2）供应商参与产品开发过程，协同产品设计和供应设计。全球化背景下，许多产品的大量模块或子系统为外购件，制造企业则以产品系统的集成设计为主，其配置产品的成本、质量、准时交货率等很大程度上受供应商的影响。且供应商对相关产品的加工方式，材料要求等会有更专业的了解，设计师做相关设计时需考虑供应商的意见，根据集成多准则供应商评价的产品配置等方法求得产品配置以及供应商选择的最优解，避免多余库存的产生。

（3）增强产品的服务特性，创建完美用户体验供应链。好的产品是不会脱离服务而存在的。企业通过不断优化供应链全过程服务能力可极大地提升消费者的满意度，产生良好的经济和社会效益。设计师则需以统一的品牌化思维去创造用户体验接触点。希腊设计公司DEDE曾为某商场时装店设计过一款带有衣架的手提纸袋 — Get the hang of it 购物袋：在袋子提手处嵌有一个上下颠倒的衣架，消费者购买服装，到家后可将衣架从纸袋上拆下用于挂新衣服，整个过程顺其自然又十分便利。这款袋子不仅融入了品牌特点而且还考虑到了用户将衣物带回家后的后续服务，产生了极大的效益。这样的案例还有很多。苹果有封闭独家的iOS操作系统，有iTunes和APP Store，有成功的品牌效应，周到的旗舰店服务，有学生优惠和质量保障；2019年，苹果还针对iPad推出了iPad Os系统以更好地匹配iPad用户的需求。这些都是产品服务特性和完美用户体验供应链增强的成功案例[4]。（图3）

2.3 产品设计的智能化策略

互联网平台和信息技术的发展让供应链的发展更深了一个层次，云计算、大数据、物联网、人工智能等新技术的不断发展更是让供应链管理朝着智慧化深化，面向供应链管理的产品设计也带上了智能化色彩。

图4 美国联合航空的波音777-200

图5 3D打印珠宝

（1）供应链数据赋能产品设计。供应链管理是通过各节点信息可视和数据累积实现更优的管理效率的。产品设计过程需要市场、材料、供应商、流程工艺、技术测试等信息作为辅助参考，而供应链管理的基础信息化配置，正好能极大地满足设计信息需求。数据赋能产品设计，就是将这些信息通过采购、生产、销售、服务等供应链节点的基础信息化配置实现数字化、可视化，从而及时为设计决策提供依据。

（2）通过智能方法进行设计辅助。巧用供应链平台累积的数据基础，将人工智能、大数据等前沿技术运用到设计辅助的过程中。如利用大数据预测性分析，对数据进行整理、找出数据特点进行总结、建立模型，预测效果并通过数据信息可视化展现给设计师，辅助其进一步分析；再借助人工智能辅助设计师作图，生成结构，减少重复性“体力工作”，使其快速做出设计决策；然后通过虚拟化设计模拟设备工况及产品效果，帮助设计者从功能上了解所设计产品的可行性，降低产品开发成本。美国波音公司在生产波音777飞机的过程中就成功应用了CATIA等虚拟技术，控制了整体的成本。智能化设计能极大地提升设计师设计效率，缩短设计周期，且通过智能化方式设计出来的产品往往具有较高的性能和可靠的质量，拥有极高的市场竞争能力。（图4）

（3）产品设计匹配智能生产流程。供应链的智能化要求感知技术在生产制造环节全面应用，全链条信息可视共享、工业机器人等自动化装备及3D打印等快速成型设备全面普及，这也对产品设计提出了更多的要求。以3D打印为例，它是一种以数字模型文件为基础，运用塑料、金属等可黏合材料，采用分层加工、叠加成型的方式来构成三维物体的技术。这对产品单体成型零件的材料、结构、体积等都添加了限制。其他技术也莫不如是，唯有产品设计匹配智能化生产流程，才能让智慧生产线与智慧供应链发挥最大的优势。（图5）

君珀珠宝就是依托虚拟交互、3D打印等智能手段满足客户珠宝个性化定制需求，省去了传统的手工蜡模雕刻环节，缩短了产品整体制造周期，获得了“互联网+”珠宝定制的成功。

2.4 产品设计的绿色化策略

供应链管理的绿色化趋势促使了产品设计的绿色化。这要求设计者从产品设计之初就充分考虑环境因素，减少产品生命周期每一个阶段对环境的影响，不仅让产品本身尽量地符合环保理念，更将节能减排贯穿于设计流程中。绿色化设计不单是政府的政策导向，还有利于企业降低成本、提高形象，更是企业对于自然环境和公众的负责表现。

（1）采购角度的绿色设计。为了实现资源利用最大化和环境污染最小化，设计师做产品设计时应尽量选择生产过程符合环保标准的供应商，选用无毒无害的绿色材料，并充分考虑材料的循环性与回收性，提高供应链企业的材料使用率，减少不必要的有害物质投入，降低后期环境治理成本，进而提高企业绩效，促进企业良好运营。

（2）生产角度的绿色设计。绿色生产摒弃了传统意义上的“原料—产品—废物”线性模式，转为追求“原料—产品—再生资源”的循环模式。产品设计时需考虑生产相关零件所需工艺，尽量采用绿色少污染的工艺流程；在生产的过程中尽量减少人力、资金以及能源方面的投入；提前预思好生产废料的处理方式，尽可能将废料循环再利用。

（3）销售角度的绿色设计。企业在与顾客日常沟通中，应及时洞悉客户的环境要求，并传递给设计部门，以便于设计者在设计过程中妥善处理环境纠纷，并且合理地在产品设计中融入绿色环保理念。产品设计不仅要注重产品的销量，同时还要注重产品的使用年限，以及向消费者传导的环保意识，树立绿色的企业形象。

（4）服务角度的绿色设计。在做产品设计时，需从产品结构和包装的角度考虑物流运输的便利性，减少运输成本。其次在产品设计阶段就应采取可再制造的产品设计方法，如模块化设计、可拆解性设计等，以便于后续服务中有效判断废旧产品零件的回收价值，使有循环利用可能的废物得以再配置，减少浪费，提高产品的可再制造水平以及使用寿命，提高资源利用率，减少环境污染。

2.5 产品设计的简单化策略

简单化是供应链实现高效管理的必然趋势。供应链简单化意味着产品链节点关系即产品物料、供需关系、生产流程、生产设备等的简单化。故为了简化供应链，产品本身的简单化设计必不可少。

（1）精准的用户需求。用户需求的提炼在于精准而不在多，不同用户会对同一件事物产生不同的需求描述。设计者应用专业的做法找出需求群的差异性和统一性，将这些杂乱的需求收敛归一，层层深挖，排除不必要需求找出用户真实需求，最终通过用户需求的简化，简化产品本身的功能结构，减少产品及其零件种类。

（2）简单的物料关系。简单的物料关系意味着简单的供需关系和简单的加工工艺，即精、少、稳定可靠的供应商选择和原料选择，以及标准且高效成熟的物料加工模式。设计师应尽可能地使得所设计产品的配件材料少且精、加工方式简单成熟，通过降低人与人、人与物还有物与物之间的关联性，降低生产成本、缩短响应时间。

（3）标准化与模块化。好的通用标准和模块化构件可以用有限的数量更精准地对接用户多变的需求，减少产品在设计或生产过程中循环的次数，进而增强复杂产品管理能力，缩短产品开发时间，增加产品柔性。模块化和标准化的直接目标是通过产品结构优化，增加产品整体的适应性，延长其生命周期，最终提高供应链稳定性和企业经济效益。其效益主要体现在生产制造、销售交付以及可维护性改善方面。由德国奔驰与瑞士Swatch公司的合资企业MCC开发的Smart汽车在装配上实现了产品构造设计的五大模块拆分，生产装配时间明显缩短，平均仅用4.5小时就能生产一辆汽车，且大大提高了产品的选择范围。借助模块化与标准化，企业同时具备了快速响应和满足多样化产品需求的能力，极大地提升了竞争力。

3.结语

供应链管理作为企业实现降本增效的有效途径，是企业发展的必然趋势。产品设计作为供应链管理不可或缺的一节，需要融入新的设计策略以适配供应链管理的新需求。基于供应链管理的产品设计研究本质上也是设计产业化研究，只有站在产业化的角度完整思考设计，才能最大程度地发挥出设计在工业生产以及提高企业综合实力上的优势。本文从现有的研究和理论开始，找出供应链管理和产品设计之间的联系，并融入当下时代发展特征。基于供应链管理的核心理念以及“用户导向化”“系统协同化”“精益小库存”“供应生态圈”“敏捷柔性化”“智能信息化”“绿色可持续”和“简单标准化”8大基本特征，推导出产品设计适配供应链管理的5大基本策略：“大规模定制化”“系统化”“智能化”“绿色化”“简单化”，为设计师基于供应链管理展开产品设计提供了新的视角。生产是供应链的一环，工业产品设计作为工业化生产的衍生物其研究与理论都脱离不了工业化生产的需求，故工业设计与供应链有着千丝万缕的关系。从文中不难看出，现有的一些先进设计理念包括极简设计、服务设计、生态设计、可持续设计、系统设计等都与供应链管理密不可分。这里仅给出宽泛的设计策略参考，深挖每个策略皆可作更多的设计方法、体系还有案例研究。

注释:

[1]国务院办公厅：《国务院办公厅关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》，《居业》2017年第12期，第1-3页。

[2]湖北省供应链管理协会：《供应链管理体系标准》，团体标准，2019年，第4页。

[3]陈正凯：《产品设计的新模式——定制设计》，《西部皮革》2018年第40卷第1期，第40-41页。

[4]童慧明：《创建完美用户体验供应链》，《设计》2015年第9期，第29-33页。