工业互联网背景下制造业服务化模式创新影响因素及驱动机理:基于扎根理论的多案例研究

唐国锋，李 丹

(1.重庆工商大学管理科学与工程学院，重庆 400067；2.重庆工商大学重庆现代商贸物流与供应链协同创新中心，重庆 400067；3.西南政法大学经济学院，重庆 401120；4.电子科技大学经济与管理学院，四川成都 611731)

党的十九大报告指出要加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。当前，互联网创新发展与新工业革命正处于历史交汇期，互联网从消费领域向生产领域、从虚拟经济向实体经济快速延伸，工业经济由数字化向网络化、智能化深度拓展，工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，日益成为新工业革命的关键支撑和深化“互联网+先进制造业”的重要基石［1］。党中央国务院高度重视工业互联网建设发展，作出了一系列战略部署，先后制定出台了《深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》《工业互联网发展行动计划（2018—2020 年）》，统筹布局网络、平台、安全三大功能体系建设。工业互联网发展战略实施以来，我国工业互联网发展已经取得了明显成效，工业互联网平台对制造业转型升级的驱动能力正逐渐显现，无论是依托工业大数据分析实现企业价值深度挖掘，还是应用平台云化工具实现两化融合，抑或是基于平台的制造资源优化配置和产融对接等应用模式，无不都在推动我国制造业转型升级。

工业互联网作为新一代信息技术与工业经济深度融合的全新应用模式，通过人、机、物的全面互联，实现了从信息化到网络化、智能化的全覆盖，驱动企业信息服务生态被重构，有效推动了企业经营战略、运营流程和价值创造的创新。从制造企业服务化价值网络实践来看，在工业互联网背景下，信息技术不再仅仅作为提升价值网络节点间信息传导效率的基础设施，已成为价值网络中的使能节点推动网络价值创造主体演变、服务化价值融合，已有建立在以产品为核心的价值网络模型基础上由少数大型企业驱动的制造业服务化模式已难以满足日益多样化的网络形态、应用场景及客户个性化需求，迫切需要建立在开放的应用创新载体上基于价值网络重构的创新型服务化模式。然而，从实践效果来看，尽管各级政府主管部门出台了系列促进工业互联网与实体产业结合的激励政策，但制造企业还存在不愿意实施服务化模式创新，或者实施效果与预期相去甚远的情况。工业互联网背景下，影响制造企业开展服务化模式创新的深层次影响因素和驱动机理是什么？针对此类问题，理论界并未进行深入的探讨。鉴于此，本文拟采用扎根理论分析方法，通过多案例研究分析工业互联网背景下影响制造业服务化模式创新的影响因素，并进一步揭示影响因素对模式创新的驱动机理。

1 相关概念及文献回顾

“制造业服务化”的概念最早是由Vandermerwe等［2］根据“服务化”的概念衍生提出的，认为制造业服务化即是制造企业不再是仅仅提供物品，而是以顾客为中心，提供更完整的包括物品、服务、支持、自我服务和知识等内容的“包”。在此后的研究中，国外学者们对制造业服务化内涵界定大致有三种观点：Fishbein 等［3］、Makower［4］、Toffel［5］认 为，制造业服务化内涵是卖产品的功能或服务，而不是卖产品本身；Szalavetz［6］学者则从服务要素在制造业产出和投入中所占比重的角度对制造业服务化内涵进行探讨；Yang 等［7］、Malerba［8］认为制造业服务化实质是以实现企业价值获取和竞争优势为最终目标，将价值链由以制造为中心向以服务为中心转变的动态过程。国内有关制造业服务化的研究最早起源于1999 年学者郭跃进［9］发表在《中国工业经济》期刊上的“论制造业的服务化经营趋势”一文，文章指出，制造业发展的重要趋势是制造业服务化，而这种趋势是由技术进步、微利竞争和用户需求发展等因素共同决定的。

此后，国内外学术界分别基于资源理论、核心能力理论和交易成本理论对制造业服务化的模式类型、模式创新、动因、特征、实现路径等方面展开研究。其中，在制造业服务化模式类型方面，Kastalli 等［10］在考察制造业服务化对价值增值影响基础上，将服务化模式划分为服务质量增强、功能外包和价值衍生三种类型；Rymaszewska 等［11］提出了包含设计、制造、维护3 种基本形态的全生命周期的制造业服务化网络模式；李天柱等［12］从价值共创视角分析了制造业服务化模式内涵，并从典型案例分析基础上提炼出产品延伸服务化、产品增强服务化、主导产品服务化、业务单元服务化及核心能力服务化五种典型服务化模式。在制造业服务化模式创新方面，崔海明［13］将制造业服务化划分为基于产品的服务（SSP）和基于客户的服务（SSC）两种类型，并分别从企业研发投入水平、员工受教育程度、行业竞争程度及资源约束程度四个方面探究模式创新影响因素；王宗水等［14］基于价值创造视角，比较了制造业服务化与商业模式创新在目标、内涵、影响以及研究趋势上的异同，并结合商业模式创新的相关理论与组成要素,针对制造业服务化不同阶段特征，提出与之相匹配的商业模式创新策略；李靖华等［15］以资源基础观为研究视角，选取我国两家装备制造企业开展双案例研究，揭示制造企业服务化商业模式创新的机理；杨水利等［16］以16 个服务化转型的制造企业案例为样本，运用扎根理论研究方法，挖掘制造企业服务化转型创新的影响因素。然而，现有关于制造业服务化相关研究中，除以童有好［17］、简兆权等［18］为代表的少量文献关注“互联网+”与制造业服务化融合发展方面的研究问题外，大部分文献的研究背景都局限于传统工业时代，缺乏工业互联网时代背景下的分析。已有为数不多的关于工业互联网背景下制造业服务化的研究最早始于2012年，北京大学陈刚教授在《创意传播管理——数字时代的营销革命》一书中首次提出，工业互联网时代需要企业服务化转型，这种转型不同于工业时代制造业服务化。在后续研究中，在工业互联网背景下以服务化模式创新为主题进行的研究，仅见唐国锋等［19］指出，受工业应用云端迁移、跨组织知识协同的推动作用，制造业服务化创新演进出能力交易导向型、应用集成导向型、知识交易导向型、知识创新引领型四种模式。然而，学术界尚未有关于工业互联网背景下制造业服务化模式创新影响因素的研究。

2 研究方法与案例来源

2.1 研究方法

扎根理论研究法最早是由Glaser 等［20］学者共同提出的一种研究方法，其本质上是一种从下往上建立实质理论的方法，研究开始之前一般没有理论假设，研究者在系统性收集资料的基础上充分挖掘反映事物现象本质的核心概念与范畴，然后通过这些概念与范畴之间的联系建构相关的社会理论［16,21］。此外，扎根理论在运用中需要有经验证据的支撑，但是其主要特点不在其经验性，而在于它从经验事实中抽象出了新的概念和思想［17］。

当前，对于工业互联网背景下制造业服务化研究领域来说，还未有成熟的理论假设、变量范畴及测量量表。调研发现，不同类型制造企业对于开展服务化模式创新的理解及态度不尽相同，个别企业甚至因为实施服务化进程中所出现的“悖论”问题而对服务化存在误解，若采用传统实证研究方法设计无差异结构化问卷对制造企业开展服务化模式创新现状进行调研未必有效，更适合采用基于扎根理论的研究方法进行质性研究。近年来，在工业互联网背景下，我国制造企业为提升在全球价值链体系中的地位，纷纷采用服务化战略，也涌现出了一批成功典型案例，积累了一些宝贵实践经验。基于此，本文拟在没有理论假设的情况下，采用质性研究方法扎根理论对工业互联网背景下制造业服务化进程中涌现的典型案例进行分析，从中分析和探究服务化模式创新的影响因素和驱动机理。本文的具体研究步骤如下：首先，对工业互联网背景下制造业服务化进程中的典型案例进行整理和挖掘以提炼出核心概念和范畴；随后，通过使用开放式编码、主轴编码和选择编码等方法构建理论模型；最后，持续比较不断提炼和修正理论模型，直至达到理论饱和。

2.2 案例来源

本文按照如下两个步骤确定案例及文献来源：首先，确定备选制造企业。以“工业互联网、制造企业、服务化转型、模式创新、价值网重构”等为关键词在案例数据库及互联网络检索案例，确定在工业互联网背景下实施服务化模式创新的备选企业名单。

其次，遴选案例。案例的选择要求具有较强的理论引导取向，通常采用目的抽样。本文研究中，案例选择的标准为：（1）基于工业互联网平台实施服务化转型战略的创新型试点制造企业或者具有典型代表性的制造企业；（2）制造业涉及行业众多，按照张志醒等［22］采用的分类方法，将制造业分为劳动密集型、资本密集型和技术密集型3 种类型，共16 个细分产业、95 个细分行业，因此要求所选的案例覆盖行业范围尽可能广泛；（3）服务化战略实施的相关资料充足，能够通过资料提炼核心概念和范畴。基于以上三个标准，本文最终遴选了在工业互联网背景下实施制造业服务化的18 个典型案例作为研究样本。具体如表1 所示。

表1 工业互联网背景下制造企业服务化案例样本

表1 （续）

以上典型案例中，从覆盖范围来讲，共涉及制造业中16 个不同行业；从企业规模来看，按照国家统计局2017 年发布的《统计上大中小微型企业划分标准》，所选择的案例中的制造企业均属于大型企业；从提供的服务内容来看，均是以工业互联网平台为基础，提供包括用户交互定制、在线分析诊断、智能运维、决策支持、智能品质管理、远程诊断及系统管理、数据采集及设备管理等服务内容。此外，为保证研究信度，本文将18 个案例划分为建模组和检验组，其中建模组共13个案例，检验组共5个案例。

2.3 数据收集与整理

本研究所需数据主要来源可分为一手数据和二手数据，其中一手数据主要来自项目组电话访谈、网络咨询及实地调研的结果；二手数据主要来源于与前述案例相关的访谈记录、主流媒体报道、企业官方网站、企业年报、行业分析报告以及学术论文等。

3 数据分析

3.1 开放式编码

通过开放式编码对收集到的案例进行分类分析、标签化处理、形成初始概念并确定所属范畴。首先，采用迭代化方法对建模组13 个案例中涉及服务化模式创新影响因素的描述按照序号进行顺序编码，编码规则为：案例编号-资料数据来源编号-页码，如E-1-1 表示建模组案例中编号为E 的“大唐集团”一手数据来源中第一页；其次，尽量使用原资料表达作为标签提取初始概念，并将关联重复的概念聚集在一起，以实现概念的范畴化（表2 展示了建模组中案例大唐集团的开放式编码过程）；最后，将第一个案例编码形成的概念和范畴作为模版，与第二个案例编码形成的概念和范畴进行比较，以修正形成新的模版，以此类推，完成整个概念化、范畴化编码过程。通过对建模组案例的开放式编码，获得了104 个概念，并提取了20 个范畴（见表3）。

表2 建模组案例大唐集团开放式编码分析（E）

表3 建模组案例开放式编码形成的范畴

3.2 主轴性编码

在得到开放式编码形成的20 个范畴之后，为进一步发掘不同范畴之间的关联关系，需要对范畴进行主轴性编码归类，进一步归纳总结提取主范畴。经过编码，20 个副范畴可归纳总结为5 个主范畴，分别是：模式创新前期基础、模式创新外部环境、模式创新内在需求、平台支撑能力、服务化模式创新(见表4)。

表4 主轴性编码构建的主范畴

3.3 选择性编码

选择性编码是分析开放性编码所提取的各个概念类属即范畴之间关系的过程，其主要任务是通过对主轴性编码所形成的主范畴的分析挖掘、提炼核心范畴，分析核心范畴与主范畴、副范畴之间的关联关系，并将其关系结构表现出来，发展形成理论框架［23］。本文通过对5 个主范畴与104 个概念、20 个副范畴间关系的分析，提炼出“工业互联网背景下制造业服务化模式创新影响因素”核心范畴，形成了能反映影响因素对制造业服务化模式创新驱动机理的典范模型，并得到如下故事线：

面临激烈的行业竞争压力，服务化是制造企业获取比较竞争优势的主要来源。然而，我国制造业服务化水平普遍不高，面临低端锁定、价值创造能力不强、跨领域价值共创难以实现等瓶颈问题［24］。当前，制造业正处于由数字化阶段向网络化阶段转型的关键时期，以大数据、人工智能、物联网、云计算等为代表的新兴技术正加速向制造业渗透融合，不断推动制造业数字化基础重塑、传统制造模式重塑、服务化模式重塑。新形势下，制造企业迫切需要新的能够实现海量数据管理、工业应用创新与深度业务协同等功能的平台工具支撑制造业服务化发展模式创新性变革，以获取新的价值增长点。以工业经验知识提炼和封装、大数据及机器学习技术、工业数据建模与分析技术等为核心技术，以工业PaaS、多源异构系统、容器技术等为支撑而建构的工业互联网平台是新型制造系统的中枢神经系统。工业互联网平台所拥有的工业大数据汇聚分析、工业知识深度挖掘、全流程系统性优化与协作等核心能力，能帮助企业实现智能化生产与管理，并创新生产方式、商业模式及产业体系，在制造业服务化发展模式变革中具有核心支撑作用。在服务型制造、工业互联网等有关政策支持下，具有一定行业领导地位的制造企业先行先试，结合自身研发能力、前期工业知识及数据积累，通过企业领导层制定工业互联网实施战略规划，确定服务化模式创新实施路径。工业互联网在制造业中的应用，可以划分为基于平台的信息化应用、基于平台大数据能力的深度优化、基于平台协同能力的资源调配和模式创新三个层次，其应用场景涵盖面向工业现场的生产过程优化、面向企业运营的管理决策优化等方面。在此背景下，制造业服务化模式大致呈现出能力交易导向型、集成应用导向型、知识交易导向型、知识创新引领型四种模式，服务成效显著。本文把以上范畴之间的关系概括为工业互联网背景下制造业服务化模式创新驱动机理典范模型，如图1 所示。

图1 工业互联网背景下制造业服务化模式创新驱动机理典范模型

3.4 理论饱和度检验

扎根理论要求在理论构建完成后检验理论是否饱和，如果未饱和要继续扩充资料寻找新的概念与范畴来修正理论。本文从检验组5 个案例中提取了84 条资料作为原始资料，采用开放式编码方法对资料进行编码，并提炼概念与范畴，与建模组提炼的概念与范畴相对比，以此检验理论饱和度。经过对检验组案例的分析，共得到46 个概念、9 个范畴，并且所得到的范畴均包括在建模组分析提炼的范畴之中，无新范畴及关系产生。据此可以认为，通过扎根理论所得到的“工业互联网背景下制造业服务化模式创新影响因素及驱动机理典范模型”理论饱和度较高。

4 模型阐释

4.1 环境变化是模式创新的外在动因

随着全球新一轮科技革命和产业革命深入推进，制造业转型成为全球经济发展的焦点。以德国、美国、法国、日本等为代表的世界主要发达国家推行的新型制造战略，其核心均是通过构建新型生产方式与服务化模式，推动制造业转型升级。同时，数字经济浪潮席卷全球，新一代信息技术正与制造业加速渗透融合，以云计算、大数据、物联网等信息技术与工业知识集成创新为核心的工业互联网平台正支撑传统制造业数字化转型。我国高度重视工业互联网建设发展，作出了系列战略部署、制定出台了促进工业互联网与制造业深度融合发展的系列政策、措施，为促进工业互联网的发展提供了创新动力和制度保障，现已取得明显成效。在此背景下，作为制造业转型升级重要方向和途径的服务化战略，其实施环境发生了深刻变化，直接推动传统工业化时代以产品价值链为核心的制造企业服务化模式向以“产品+服务”价值网为核心的服务化模式进行转变，如何构建适应市场变化、面向消费者个性化需求的创新型服务化模式，成为当前服务化实施进程中亟待解决的现实问题。如在新一轮科技革命和产业变革的时代趋势下，华能集团针对电力、钢铁、煤炭等流程型制造行业长期存在的趋势预警、故障诊断、数据安全和优化运行等技术痛点和难题，将先进的云计算、物联网大数据及人工智能技术与行业机理模型相结合，搭建以大数据核心的流程型行业工业互联网平台AIdustry，基于平台行业内的隐性知识与经验的有效集成与串联，构建能满足企业行业应用、制造资源交互共享、数据交互服务及价值释放需求的新型服务化模式。

4.2 内在需求是模式创新的潜在动力

制造企业面对快速变化和激励竞争的市场环境时，制造本身在产品附加值构成中的比例越来越低，增值性服务逐渐成为制造企业竞争的焦点，越来越多的制造企业开始实施服务化战略，围绕产品全生命周期的各个环节，不断融入能够带来商业价值的增值服务，实现从提供单一产品向提供“产品+服务”系统转变。然而，我国制造企业实施服务化战略进程中，普遍存在效率不高、水平较低的问题，究其原因在于服务化瓶颈问题的制约。为快速提升制造企业市场竞争能力、缓解服务化瓶颈问题带来的不利影响，制造企业间在研发、生产、管理等领域进行资源协同及并行组织间的合作日趋频繁，要求制造企业内部的设计、生产和管理系统都能更好支持与合作企业的业务交互，这就迫切需要一个能实现不同主体、系统间高效集成的交互工具。具有海量数据管理、深度业务协同及工业应用创新等核心功能的工业互联网平台应运而生，其通过人、机、物的全面互联，实现业务与资源的智能管理，促进知识和经验的积累和传承，驱动制造企业构建全新的生产制造体系、创新服务化模式，创造出差异化的产品并提供增值服务，从而有效提升制造企业的市场竞争力、突破服务化发展瓶颈制约［19］。如随着锻造行业的发展，锻件的定制化生产与精密加工需求对企业协同设计、协同生产、协同供应链提出了越来越高的要求，传统锻造企业现有生产管理模式已无法满足企业发展需求，恒跃集团作为锻造行业典型代表，结合行业发展特点，以特色制造业和产业聚集区为载体，基于设备联网、数据采集技术搭建锻造行业工业互联网平台，基于平台恒跃集团既结合客户瓶颈工位与关键问题，深度挖掘数据价值与用户行为分析，有效提升自身制造效率和速度，同时又积极开展服务化模式创新，为行业内锻造企业提供数据仿真模拟、数据存储、大数据分析等服务。

4.3 前期基础是模式创新的必要条件

与传统工业经济时代背景相比，工业互联网背景下制造业服务化模式创新的价值创造逻辑、价值创造动因均发生了变化，强调基于工业机理的理解和提炼、平台大数据汇聚分析、全流程系统性能优化，要求开展服务化模式创新的制造企业具有一定前期基础。应用企业研发能力是企业开展服务化模式创新的核心优势，研究发现具有较强研发能力的应用企业，往往也是具有较高行业地位的企业，越来越重视对工业知识和数据的挖掘利用、提炼、封装，并将其作为创新服务模式满足用户个性化服务化需求的核心能力。

此外，制造企业在长期的发展过程中，积累了大量面向不同行业、场景、学科的工业知识和数据，这些知识和数据会渗透到产品设计、建模、工艺、维护等生命周期全过程，以及企业生产、运营、管理、服务各环节，成为制造企业数字化转型的重要生产要素和前提条件，同时也为催生制造业服务化新模式奠定基础。

如大唐集团作为电力行业的领军企业，高度重视科技创新，在行业内具有较强的研发能力，持续运用数字技术提升资产性能，开展服务化模式创新，针对行业内电厂大量数据未被深度挖掘、有效利用，存在严重数据壁垒，进而影响发电机组性能和可靠性的现状，采用边缘-中心计算等数据科学方法，在工业互联网平台基础上搭建燃机机组检测诊断分析平台为行业内电厂设备故障预警和厂级性能优化提供支持服务。

4.4 平台能力是模式创新的支撑条件

工业知识和数据的丰富为制造企业开展精细化管理创造了前提条件，但工业场景高度复杂，行业知识千差万别，传统由少数大型企业驱动的服务化创新模式难以满足不同企业的差异化服务需求，迫切需要一个开放的应用创新载体，通过工业知识、工业数据和平台功能的开放调用，降低服务化模式创新门槛。工业互联网平台具有海量数据管理、工业应用创新与深度业务协同等核心能力，以平台为基础，制造企业能够有效集成海量工业设备与系统数据，实现业务与资源的智能管理，驱动应用服务开放创新。制造企业通过平台一方面可实现对产品售后使用环节的数据打通，提供设备健康管理、产品增值服务等新型业务模式，从而实现从卖产品到卖服务的转变，进而实现价值提升；另一方面，企业间可通过平台进行信息交互，实现跨企业、行业的资源和能力集聚，进而打造更加高效的协同服务体系。如中化工业互联网平台是中化能源科技公司面向石油化工企业，利用人工智能、区块链、云计算、大数据、物联网等新兴技术手段，搭建的全流程、“一站式”、开放型互联平台，基于平台沉淀的机理模型、数据驱动、多元统计、行业知识等强大的核心基础能力，公司积极开展服务化模式创新，面向行业内企业提供设备智能诊断、智能工业仿真、炼化企业智能安防等创新服务产品。

4.5 工业知识和数据是服务化模式创新的核心

传统制造业价值链中以产品延伸性服务化模式、外包性服务化模式、知识性服务化模式为代表的服务化模式已不能满足现阶段制造业价值网络形态、多元化应用场景及客户个性化的需求，迫切需要建立在工业互联网平台基础上、以工业知识和数据为核心的创新型服务化模式，具体可划分为能力交易导向型、集成应用导向型、知识交易导向型、知识创新引领型几种模式［19］。其中，能力交易导向型服务化模式下，制造企业通过工业互联网平台对外开放空闲制造能力，实现制造能力的在线租用和利益分配；集成应用导向型服务化模式下，价值网络内的各制造企业基于工业互联网平台在研发、设计、生产等领域开展业务交互、应用集成，实现组织和资源的高度协同，并结合个性化的用户服务需求，形成满足用户需求的个性化解决方案，从而提升产品价值，增强用户黏性；知识交易导向型服务化模式下，制造企业依托工业互联网平台将长期工业实践中积累的工业经验知识作为核心能力和竞争优势进行提炼和封装，并转化为专业服务能力以在线云服务形式向价值网络内用户进行提供；知识创新引领型服务化模式下，基于工业互联网平台，制造企业在大数据深度学习能力支撑下，对各类工业知识进行充分挖掘和创新性利用，同时价值网内的节点企业基于工业互联网功能开放、资源调用两大功能不断开展知识协同创新以实现价值创造体系实时感知、柔性生产目标。如北京索为系统技术股份有限公司打造的SYSWARE 平台，是一个工业资源汇聚的工业互联网平台，平台可以同时将工业设备数据、工业基础知识以及第三方服务商和供应商接入平台，并对汇聚的各类知识经验、工业机理、算法模型具有管理和优化功能，所提炼形成的工业知识和数据以知识交易形式正广泛用于支撑飞行器设计行业中的研发设计和生产制造等领域。