和 征， 陈菊红

(1.西安理工大学 经济与管理学院，陕西 西安 710054； 2.西安工程大学 管理学院，陕西 西安 710048)



基于产品服务融合的服务型制造企业服务创新方法研究

和 征1,2， 陈菊红1

(1.西安理工大学 经济与管理学院，陕西 西安 710054； 2.西安工程大学 管理学院，陕西 西安 710048)

为了提升服务型制造企业的服务创新能力，促进企业更好地进行服务创新，本文提出了基于产品服务融合的服务创新方法，分析了产品服务融合的概念，采用关联规则算法识别出能够进行融合的产品或服务模块，在此基础上，开发出新产品服务系统的概念，并通过模块化的方法对这些模块进行相互融合，设计出新产品服务系统。最后，通过一个应用实例说明了该方法的应用过程。该方法能够为客户提供多样化的服务，从而更加灵活地满足不同客户的个性化需求。

服务创新；产品服务系统；产品服务融合；关联规则；服务型制造

0 引言

随着服务经济的兴起和发展，全球制造业正在经历从“生产型制造”向 “服务型制造”的转变。服务型制造是制造价值链的各节点企业通过产品和服务的相互融合、客户全程参与，为客户提供产品服务系统的一种先进制造模式[1]。当前，我国正处在由工业化中级向高级阶段的转变时期，许多制造企业都在进行服务化转型，并在此过程中以客户需求为中心，不断进行服务创新。如何有效地发掘客户需求，采用科学的创新方法开发新的产品服务系统，这是目前服务型制造企业实施服务创新战略时所面临的一个重要问题。

关于服务创新的概念，学者们已经做了许多相关研究。Paton和McLaughlin认为服务创新是指引入一种更有效而尚未被采用过的服务手段或方法，并实现其市场价值的活动过程[2]。王琳等认为服务创新是指通过开发全新服务或对原服务进行功能升级、拆分和重组来实现新服务[3]。Bettencourt认为服务创新是为了顾客而进行的新服务开发、流程改进、营销设计等活动[4]。Byungun Yoon等认为，服务创新就是开发新的服务产品[5]。李雷等认为服务创新是企业为了满足顾客多样化的需求，对现有的产品或服务进行改进，以使企业获得更多的利益[6]。赵益维等认为制造企业的服务创新是围绕整个产品生命周期中服务内容的变化或与客户互动关系的变化而进行的创新活动[7]。综上所述，国内外学者主要从新服务开发的角度来定义服务创新的概念，没有考虑产品和服务的相互影响，而服务型制造模式的主要特点之一就是产品和服务的相互融合[1]，所以本文认为服务型制造企业的服务创新是服务型制造企业为了满足客户多样化的需求，采用先进的方法，实现产品和服务的相互融合，开发出新的产品服务系统。

关于服务创新的方法，学者们也做了很多相关研究。Einspruch提出了质量功能配置法(QFD)[8]。Meyer提出了基于服务平台的服务创新方法[9]。Bullinger从技术方法的服务工程角度探讨了服务创新,他认为服务工程更加强调新服务开发的系统性和可操作性[10]。Chai等提出了基于TRIZ的新服务开发方法[11]。梁文宾提出了基于QFD 和 TRIZ的服务创新方法[12]。蔺雷等提出了将产品和服务作为具有共同功能和性质的对象进行统一整合的服务创新方法[13]。Voss和Hsuan采取服务功能模块化的方法进行服务创新[14]。徐静等(2013)以物流服务企业的服务创新为例，提出了基于产品基因工程与TRIZ理论的服务创新方法[15]。

从国内外有关服务创新方法的研究文献分析得出：国内外学者主要研究如何将产品创新的方法用于制造企业的服务创新，很少研究服务型制造模式下的服务创新方法。本文根据服务型制造模式的特点提出了基于产品服务融合的服务创新方法。首先，通过文献综述分析了产品服务融合的概念；其次，应用关联规则算法对客户需求数据进行挖掘，识别出能够进行融合的产品或服务模块，以此为基础，开发出新产品服务系统的概念;然后，通过模块化的方法对这些模块进行相互融合，设计出新产品服务系统，为服务型制造企业的服务创新奠定了基础。

1 产品服务融合的概念

有关产品服务融合概念，国内外学者主要从“服务融合”、“产品服务系统”等角度来研究。C Grönroos等认为产品服务融合是制造企业从产品主导逻辑向服务主导逻辑转变而将自身的生产运作过程与客户服务过程相匹配的结果[16]。李浩认为制造与服务的融合过程是制造服务与面向服务的制造的形成过程[17]。G.Lay指出制造业服务融合的影响因素为战略服务导向水平和产品类型，其中战略服务导向水平通过企业在提供产品的同时所提供的服务类型的数量来衡量,产品类型则通过批量大小、产品开发的过程和产品的创新水平等来衡量[18]。

关于产品服务系统，Monto在研究英国汽车行业的系统创新时提出了产品服务系统的概念，他认为产品服务系统是原有产品和新增服务的结合体[19]。Tan等认为产品服务系统是整合产品和服务的一种方法，这种方法同时关注客户和产品生命周期活动[20]。Cook MB等和Andrew Williams根据产品服务系统中服务的比重，将产品服务系统划分为产品导向的服务、应用导向的服务和结果导向的服务三类[21～23]。孙林岩等根据竞争优势对产品或服务依赖程度的不同以及交易过程中产权是否发生转移，将产品服务系统划分为面向产品的产品服务系统、面向方案的产品服务系统、面向应用的产品服务系统和面向效用的产品服务系统四种类型[24]。

从国内外的研究现状可知，服务融合是从融合过程角度定义产品服务融合的概念，而产品服务系统是从融合结果角度定义产品服务融合的概念，它们都强调产品和服务的相互整合。本文认为产品服务融合是在制造企业与客户交易过程中，对产品和服务进行整合的一种方法，即当制造企业向客户提供产品的同时也向客户提供服务，是产品与服务相互影响的结果，融合的结果将形成新的产品服务系统。

2 新产品服务系统概念开发

本文首先通过数据预处理对客户需求数据进行抽取、转换，加载，以确保数据的一致性和确定性，并将其转换成适合挖掘的形式；其次，按照客户编号对每个客户订购的产品或服务模块的明细数据进行统计后得到若干条记录；然后，采用简单随机抽样的方法，从这些记录中抽取其中一部分记录进行关联规则分析，识别出产品和服务模块的关联关系，确定哪些产品和服务模块能够进行相互融合，在此基础上开发出新产品服务系统的概念。主要过程如下：

采用专家调查法，由专家结合对企业产品服务化业务的理解，设定一个最小支持度和一个最小置信度，通过记录各专家的反馈来调整最小支持度和最小置信度，最终使得各专家的意见趋向于一致，使得最小支持度和最小置信度的设定趋向于合理[25]。产品和服务模块关联关系识别就是在客户需求数据库中找出所有支持度和置信度分别大于或等于最小支持度和最小置信度的规则。

Apriori算法是关联规则的常用算法之一，Apriori算法数据挖掘分为两个步骤[26,27]：

(1)找出支持度大于或等于最小支持度的所有频繁数据项集(frequent item set)。具体过程如下：第一步，简单统计客户所订购的每个产品或服务模块所出现的频数，并找出那些大于或等于最小支持度的项目集，即一维最大项目集。从第二步开始循环处理直到再没有最大项目集生成。循环过程是：第k步中，根据第k-1步生成的(k-1)维最大项目集产生k维侯选项目集，然后对客户需求数据库进行搜索，得到侯选项目集的项集支持度，与最小支持度进行比较，从而找到k维最大项目集。

(2)利用产生的频繁数据项集生成候选的关联规则，并计算其置信度。若置信度大于或等于最小置信度，那么该候选规则就是要找的产品和服务模块的关联规则，符合该关联规则的这些模块就是能够相互融合的产品或服务模块。

3 新产品服务系统设计

在开发出新产品服务系统概念的基础上，本文通过模块化的方法实现产品和服务模块的相互融合，从而设计出新产品服务系统。新产品服务系统设计过程包括以下三个步骤：

(1)确定各产品或服务模块在新产品服务系统中的地位和作用。

(2)设计新产品服务系统的结构。新产品服务系统的结构主要包括以下三种类型，如图1所示。

图1 新产品服务系统的结构

①总线结构：所有连接在总线结构上的产品或服务模块都采用相似的接口界面，这些接口界面决定了要接入模块的类型和数量，而且这些接口界面具有易扩展的特征，因此可以通过即插即用的方式在此结构上增加模块。一旦某个模块失效，也可从此结构中卸载该模块，而不影响整个结构。

②星型结构：选择某个关键模块作为中心模块，它能够被其它模块调用或共享，其它模块以星状的方式连接到中心模块，且其它模块之间的联系必须经过中心模块。在星型结构中，除了中心模块外，增加或删除某个模块都不会影响整个结构，但是一旦中心模块失效，则会影响整个结构。

③树形结构：树形结构是模块之间存在“一对多”关系的结构，是模块层次的递归结构。在树形结构中，存在一个作为根节点的模块，该模块没有前驱节点，其它模块有且仅有一个前驱节点和有一个或多个后续节点，但作为叶子节点的模块没有后续节点。

此外，由总线结构、星型结构、树形结构组合形成混合结构。

(3)设计新产品服务系统。本文给出两种新产品服务系统的设计方式[28]:

①在已有产品服务系统结构的基础上，各产品或服务模块按照一定的规则进行组合，构造出一种新的产品服务系统结构，从而形成新产品服务系统。

②根据客户需求改进现有的产品或服务模块或者设计出新模块，并根据这些模块与已有产品服务系统的接口界面要求，决定需要插入的模块数量，并在已有产品服务系统的结构上插入这些模块，从而形成新产品服务系统。

4 应用实例

4.1 应用背景

基于产品服务融合的服务创新方法已经在一个大型装备制造企业的服务创新过程中得到应用。该企业是我国最早实施服务型制造战略的企业之一。通过服务化转型，企业实现了两个转变：一方面，从提供单一产品的供应商转变为提供一系列集成解决方案的系统服务商；另一方面，从产品经营转变为服务运营。

近年来，该企业不断加强服务创新，转变经济增长方式，抛弃低附加值业务,聚焦服务所带了的利润增长点,进行产品与服务的相互融合，为客户提供各种产品服务系统，主要包括：产品售后服务、设备升级改造服务、备品备件服务、产品全生命周期服务、工程成套服务等。其中，产品售后服务是围绕该企业的产品，为客户提供技术咨询、安装调试、维修检修、技术培训等售后服务。设备升级改造服务是企业对客户的设备进行升级，使得老设备能够继续为客户创造价值。备品备件服务是企业为客户提供备品备件的零库存管理服务。产品全生命周期服务是为客户的设备提供安装调试、维修检修、升级改造、技术培训以及二手设备回收再制造等全生命周期的服务。工程成套服务是将企业产品与工业流程技术和设备相结合，通过先进的项目管理和技术服务，为客户提供工程设计、设备集成、采购配套、建筑安装、调试投产、技术培训等全过程服务，以多种合作服务模式为客户提供交钥匙工程和系统解决方案。

4.2 企业新产品服务系统概念开发

本文在分析了该企业的客户需求订单数据后，对数据进行预处理，抽取10个记录进行关联规则分析，识别出产品和服务模块之间的关联关系。交易事务数据库的数据样本表如表1所示。表1中的第一列是客户编号，用来表示客户订单数据库的交易事务的标识，第二列表示客户所订购的产品或服务模块，用它们的模块编号来表示，产品和服务模块的组合表示项目集。新产品服务系统概念开发过程中的产品模块包括：M1产品1、M2产品2、M3产品3、M4产品4；服务模块包括：M5设备集成、M6工程设计、M7安装调试、M8技术培训、M9技术咨询、M10升级改造、M11维修检修、M12二手设备回收再制造、M13备品备件服务。

表1 交易事务数据库的数据样本表

选取服务型制造、服务管理领域的专家、企业业务管理人员和客户组成专门的小组，采用专家调查法，由各专家结合对该企业的产品服务化业务的理解，设定最小支持数为5，最小置信度为75%。

根据Aprior算法生成产品与服务模块的关联规则的过程如图2所示。

图2 Apriori算法的计算过程

对项集{ M3, M7,M8,M11}给出关联规则如表2所示。

对项集{ M7,M8,M11,M13}给出关联规则如表3所示。

表2 项集{ M3, M7,M8,M11}的关联规则

表3 项集{ M7,M8,M11,M13}的关联规则

关联规则置信度关联规则置信度M7∧M8∧M11⇒M1375%M7∧M11∧M13⇒M8100%M8∧M11∧M13⇒M7100%M7∧M8∧M13⇒M11100%M7∧M8⇒M11∧M1366.6%M7∧M11⇒M8∧M1375%M7∧M13⇒M8∧M11100%M8∧M11⇒M7∧M1375%M8∧M13⇒M7∧M11100%M11∧M13⇒M7∧M8100%M7⇒M8∧M11∧M1366.67%M8⇒M7∧M11∧M1360%M11⇒M7∧M8∧M1375%M13⇒M7∧M8∧M11100%

在项集{ M3, M7,M8,M11}的关联规则表(表2)中选出置信度大于或等于最小置信度的关联规则，并对由符合这些关联规则的产品和服务模块组成的新产品服务系统进行命名，形成新产品服务系统的概念。如表4所示。

表4 由项集{M3, M7,M8,M11}形成的新产品服务系统概念

在项集{M7,M8,M11,M13}的关联规则表(表3)中选出置信度大于或等于最小置信度的关联规则，并对由符合这些关联规则的产品或服务模块组成的新产品服务系统进行命名，形成新产品服务系统的概念。如表5所示。

表5 由项集{M7,M8,M11,M13}形成的新产品服务系统概念

4.3 企业新产品服务系统设计

(1)由项集{ M3, M7,M8,M11}形成的新产品服务系统(产品3安装维修服务包)设计过程如下：

①确定模块M3(产品3)、M7(安装调试)、M8(技术培训)、M11(维修检修)在新产品服务系统中的地位、作用。其中，M3在新产品服务系统中处于核心地位，M7、M8、M11都是附加在M3上的服务，形成面向产品的产品服务系统。

②确定由M3、M7、M8、M11组成的新产品服务系统的结构。对于产品3安装维修服务包Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的结构设计，选择M3作为中心模块，它能够被M7、M8、M11调用或共享，M7、M8、M11以星状的方式连接到M3，且M7、M8、M11之间的联系都经过M3，从而形成星型结构模块，如图3所示。

对于产品3安装维修服务包Ⅳ的结构设计，首先，选择M3作为中心模块，M7以星状的方式连接到M3，从而形成星型结构模块M′;其次， M8、M11采用相似的接口界面连接到总线结构上，从而形成总线结构模块M″;最后，M″以星状的方式连接到M′，从而形成混合结构模块，如图4所示。

图3 产品3安装维修服务包Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的结构

图4 产品3安装维修服务包Ⅳ的结构

同理，对于产品3安装维修服务包Ⅴ、Ⅵ的结构设计，也可由星型结构和总线结构组合形成混合结构。

③新产品服务系统设计方式

本文根据客户需求的变化选择不同的新产品服务系统设计方式。

当客户需要提供产品3的安装调试和技术培训及维修检修服务时，采用第一种新产品服务系统设计方式。首先，选择M3作为中心模块，其它模块以星状的方式连接到M3，从而形成星型结构模块M′；其次，M7、M8、M11采用相似的接口界面连接到总线结构上，从而形成总线结构模块M″;最后，M″以星状的方式连接到M′，从而形成新的面向产品的产品服务系统，即产品3安装维修服务包Ⅶ，如图5所示。

当客户需要对产品3进行运行监测、故障诊断时，采用第二种新产品服务系统设计方式，设计出产品3运行监测及故障诊断的服务模块，即开发了基于Internet的设备运行监测及故障诊断系统，对产品3的运行过程进行全程监测。最后，将该服务模块增加到以产品3为中心的星型结构模块上，从而形成新的面向产品的产品服务系统。

(2)由项集{M7,M8,M11,M13}形成的新产品服务系统(产品的安装维修及备品备件服务包)设计过程如下：

①确定M7(安装调试)、M8(技术培训)、M11(维修检修)、M13(备品备件服务)在新产品服务系统中的地位、作用。其中，M7、M8、M11都是附加在产品上的服务，形成面向产品的产品服务系统；在M13(备品备件服务)中，该企业为客户管理产品的备品备件，企业拥有备品备件所有权，而客户拥有备品备件的使用权和收益权，形成面向应用的产品服务系统。

②确定由M7、M8、M11、M13组成的新产品服务系统的结构。产品的安装维修及备品备件服务包Ⅰ-Ⅺ可形成总线结构模块, 即M7、M8、M11、M13都可采用相似的接口界面连接到总线结构上，从而形成总线结构模块。

③新产品服务系统设计方式

当客户需要企业提供安装调试、技术培训、维修检修、升级改造、备品备件服务以及二手设备回收再制造等产品全生命周期服务时，首先采用第二种新产品服务系统设计方式，即根据客户需求提供M10(产品的升级改造)、M12(二手设备回收再制造)等服务模块，并根据它们与总线结构模块的接口界面要求，将这些模块增加到总线结构模块上，从而形成新产品服务系统(产品全生命周期服务包)。其次，采用第一种新产品服务系统设计方式，即将产品全生命周期服务包增加到以产品为中心的星型结构模块，从而形成新的面向产品的产品服务系统，如图6所示。

图5 产品3安装维修服务包Ⅶ的结构

图6 新的面向产品的产品服务系统的结构

4.4 应用效果

该企业通过实施基于产品服务融合的服务创新，为客户提供多种不同形式的产品服务系统，获得更多的营业收入。根据该企业2013年半年度报告发布的数据可知，该企业在2013年上半年的主营业务收入是35.58亿元，比上年同期增长15.20%。其中，各类产品服务系统的营业收入是7.01亿元,占主营业务收入的19.71%。此外，由该企业官方网站公布的数据可知，2013年全年，企业在产品服务系统销售方面获得的客户订单收入达到39.57亿元，占企业当年总订单收入的近一半。同时，客户通过使用该企业提供的产品服务系统，不仅降低了成本和风险，而且提高了生产效率和质量，从而也获得了很大的收益。最终，该企业通过服务创新实现了与客户的双赢局面。

5 结语

服务型制造企业为了从服务中获得更大的利润，不断进行服务创新，通过产品服务融合开发出新产品服务系统来满足客户多样化的需求。本文通过关联规则算法对客户需求进行分析和挖掘，识别出能够进行相互融合的产品或服务模块，并采用模块化的方法对这些模块进行相互融合，开发出新产品服务系统。通过产品服务融合开发的新产品服务系统不仅更能满足客户的需求，而且为企业和客户都带来了很大的收益。基于产品服务融合的服务创新方法有利于服务型制造企业为客户提供可定制化的各种产品服务系统，能够提高客户满意度和忠诚度。

今后的研究方向是将客户参与引入到基于产品服务融合的服务创新过程中，分析每个阶段参与客户的类型、客户参与的方式和程度等。

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Research on the Method of Service Innovation of Service-oriented Manufacturing Enterprise Based on Product and Service Fusion

HE Zheng1,2, CHEN Ju-hong1

(1.School of Economics and Management, Xi’an University of Technology, Xi’an 710054, China; 2.School of Management, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048, China)

In order to improve the service innovation capability of service-oriented manufacturing enterprise, promote the enterprise to make better service innovation, the method of service innovation based on product and service fusion is put forward, the concept of product and service fusion is analyzed, and the product or service modules are identified by association rule algorithm, On this basis, the concept of new product service system is developed, these modules are mutually fused through modularity, and the new product service system is designed. Finally, an application example is given to illustrate the application process of the method. The method can provide various services for customers, which is more flexible for meeting the individual needs of different customers.

service innovation; product service system; product and service fusion; association rule; service-oriented manufacturing

2013-10-13

国家自然科学基金资助项目(71272117);陕西省高校重点学科建设资助项目(107- 00X902);陕西省社科联2013年度重大理论与现实问题研究项目(2013Z023)

和征(1978-)，男，陕西省澄城县人，博士研究生，讲师。研究领域为服务型制造、供应链及物流管理；陈菊红(1964-)，女，陕西省富平县人，管理学博士，教授，博士生导师，研究领域为服务型制造、供应链及物流管理。

F270.7

A

1007-3221(2015)03- 0240- 08