第1章绪论
1.1引言
制造与服务融合逐渐统一了工业与服务业的运作，使得服务逐步渗透到制造业的各个环节，在制造业服务增强的基础上，出现了制造服务化的明显趋势。在新工业革命背景下，制造与服务融合的技术基础不断夯实，大数据、云计算突破了制造与服务融合的海量数据资源管理瓶颈；物联网、5G(5th generation mobile communication technology，第五代移动通信技术)解决了制造与服务融合的海量信息资源共享难题；信息物理融合、边缘计算确定了制造与服务融合的海量知识资源优化模式。新工业革命的颠覆性技术革新还在持续中，这些技术成果不断实践，促进制造业与服务业的融合。制造与服务融合成为新工业革命的核心应用之一，在技术革新的同时，管理创新同样重要。制造与服务融合需要适应市场，适应商业模式，商业生态系统为制造与服务融合的管理创新奠定基础。本书从商业生态系统视角提出制造与服务融合概念及其理论与技术体系。
本章基于制造业升级转型的目标，阐述制造与服务融合的研究背景；结合生产性服务与制造服务化，综述制造与服务融合相关理论与技术的研究现状。在此基础上，提出本书的结构和主要内容。
1.2研究背景
在中国制造业转型升级进程中，制造业与服务业融合成为重要研究课题，特别是《中国制造2025》战略中将“积极发展服务型制造与生产性服务业”列为我国战略发展重点之一，促进了制造与服务融合的深入研究。国内外工程界的制造服务实践，使得制造企业获得了创新之路，提升了企业竞争力；学术界的制造服务研究也呈现多样化局面，从制造业视角研究制造服务化模式，从服务业角度研究生产性服务运作模型，从信息化方向研究产品服务系统，用管理学理论研究制造新模式演化，以智能制造技术研究云制造与制造物联等。这些理论与实践为制造与服务融合研究提供了坚实基础。
1.2.1制造与服务融合研究的重大意义
以工业4.0和工业互联网为代表的新工业革命促进了制造业的全球分工，我国面对新工业革命提出《中国制造2025》，加入到制造业全球化的竞争中。中国应对新工业革命的主攻方向选择在智能制造，是基于国内工业体系比较完整、核心技术掌握不足的现实提出的。未来制造业面临问题的解决途径之一就是在新工业革命背景下，特别是智能制造环境中寻找制造与服务融合的基本路径，因此本书既考虑商业生态系统的理论支撑，也考虑智能制造的实践需求。
由于制造企业、服务企业和终端用户具有分布式、离散型和复杂性特点，在商业生态系统下必须提供制造与服务融合方法以适应个性多变的制造服务需求，制造与服务融合的实现包括横向价值链融合和纵向产业链融合。尽管国内外在商业生态系统和智能制造理论方面已开展过较深入的研究，但在商业生态系统的价值链对制造与服务融合影响方面的研究较少，对智能制造中生产性服务和制造服务化的产业链问题认识不足，这些问题如果不解决，会制约新工业革命中制造服务理论的发展和认识，因此，开展制造与服务融合方面的研究具有重要的学术价值。
在新工业革命背景下，国内企业注重制造与服务的融合，通过提供制造与服务解决方案获得了更多的商业价值，改善了长期处于国际制造业价值链低端的困境。工程界和学术界开始进行制造与服务融合的实践和研究，结合生产性服务业和制造业服务化，提出了服务型制造、云制造、制造物联等新的制造模式。研究表明，制造企业通过服务化提升竞争力，服务企业通过生产性服务获得更多价值，终端用户随着产品和服务的集成供应得到更多实惠，这些工程实践促进了制造与服务的融合，进而促进新工业化的升级转型。然而新工业革命中制造与服务融合的运作管理存在组织不及时、资源不均衡、协作不紧密等问题，这就需要一个商业生态系统来统一配置制造与服务资源，并且协调各方利益以达到价值共享、资源优化和合作共赢的目的。因此，在商业生态系统中引入制造与服务融合的研究具有重要的应用价值。
1.2.2制造与服务融合的相关理论渊源
制造与服务融合研究源于生产性服务研究，针对制造企业提供各种中间性服务开启了制造与服务融合之路，随着制造业与服务业各自发展壮大，制造与服务的界限逐渐淡化，提供生产性服务的公司成为服务企业；制造与服务融合的另一个源头是制造服务化，制造企业在价值分析中发现产品本身价值在商品中占比逐渐缩小，服务价值逐渐扩大，这促使企业提供产品服务系统来满足客户需求，于是出现了制造业服务增强与制造服务化。
制造与服务融合研究在生产性服务与制造服务化的推动下，以实践带动理论，以产业驱动技术，得到持续发展。1969年，Skinner[1]将制造职能和企业战略相联系，随后制造战略的概念体系和方法论等内容获得深入研究，并且取得大量的成果[2-24]。新技术的出现会催生新的制造战略，新的制造战略也影响着制造业的发展。然而，以往服务业在制造业中的作用没有得到足够的重视。制造业面对的种种压力催生了制造服务[25]，随着制造全球化的发展，各国的制造新战略中逐步将制造服务列入重要任务。
服务型制造是制造与服务相融合的新产业形态，是新的生产模式[26-32]。服务型制造将生产性服务和制造业服务化结合起来为制造与服务融合研究提供了新思路。对于服务创新、现代制造服务运作模式等的研究也是从整体角度的有益尝试。智能制造领域出现的云制造和制造物联等新制造模式，提供了新工业革命的运作环境。新工业革命中5G等技术的突破，使得制造与服务相融合，实现实时的运作与管理。国外对于服务型制造研究的称呼各不相同，如美国是“基于服务的制造”，英国是“产品服务系统”，日本是“服务导向型制造”，澳大利亚是“服务增强型制造”等。中国对服务型制造开展了大量研究，取得了丰硕的成果。
2004年，国际商业机器公司(International Business Machines Corporation，IBM)提出服务科学、管理与工程(service sciences，management and engineering，SSME)的概念，试图从计算机科学角度整合相关学科，形成服务科学学科[33]。其中，服务科学研究服务系统及其自身的运作规律；服务管理研究高效率服务运作、服务需求预测、高质量服务设计、高满意度服务提供等问题；服务工程研究利用互联网技术(internet technology，IT)来支持服务系统的设计、构建和部署；服务运作研究服务的具体执行技术。2007年，哈尔滨工业大学的徐晓飞教授课题组提出一种用以刻画服务系统建模、构建与部署的服务工程概念性框架[34]，该框架是可定义、可实现、可评价的服务模型驱动体系结构；同时还研究了组合Web服务的价值分析方法[35]、支持大规模个性化功能需求的服务网络构建[36]、制造服务及其成熟度模型[37]、基于E3-Value的服务供应链运作管理流程和方法[38]、基于分层超图的服务价值依赖模型[39]、多层次图形化服务价值建模方法[40]、面向双边资源整合的服务创新模式[41]等。
产品服务系统(produce service system，PSS)作为制造服务化的结果，是集成产品与服务提供给终端用户的系统方案[42-44]。一般认为，产品服务系统有面向产品的、面向效用的、面向应用的等[45，46]。剑桥大学制造研究院(Institute for Manufacturing，IFM)的Steve Evans教授所在工业可持续(industrial sustainability)研究组定性研究了产品服务系统相关问题，为产品服务系统的实现提供了有益参考[47-53]，并在企业咨询中获得成功。国内在产品服务系统研究方面也取得了一些成果[54-62]。浙江大学的顾新建教授等[63]通过在杭州汽轮机、海尔家电等企业的制造服务实践，提出了产品服务系统的共性关键技术，既包括面向产品服务的设计技术、产品维修服务技术、面向产品服务的用户需求挖掘技术、产品服务的人性化技术、产品服务信息采集技术等，也包括产品服务系统的组织和过程优化理论、产品服务全生命周期管理理论与方法等。西安交通大学的江平宇教授等[64]对工业产品服务系统的概念及其执行逻辑进行了详细定义，提出工业产品服务系统的分类方法及工业产品服务系统关键技术，并指出关键技术主要包括工业产品服务系统生产能力建模、工业产品服务系统运作模式与过程建模、工业产品服务系统服务价值分析等。
1.2.3制造与服务融合的本质
制造与服务融合的本质是制造服务活动，制造服务活动是在制造产品与提供服务过程中产生的各种业务，这些业务部分是生产性服务，部分是制造服务化。制造与服务融合一方面在产品制造中外延服务要素，另一方面在服务提供中内含制造要素，而提供给终端用户的是产品服务系统，淡化了制造与服务的界限。为了便于研究，可以假设服务企业、制造企业、终端用户作为制造服务主体来组织制造服务活动，在三个制造服务主体之间组成商业生态系统，应用新工业革命技术来实现制造服务活动的信息化与智能化。
制造与服务融合一般通过生产性服务与制造服务化来实现，生产性服务是服务企业与制造企业之间的制造服务活动，制造服务化是制造企业与终端用户之间的制造服务活动，以此为基础可以生成更为复杂的制造服务活动，一般采用模块化方法来实现。将制造与服务融合过程中的部分业务组成制造服务模块，确定这些模块之间的关系，以制造服务方案来调度这些制造服务模块，就可以生成满足终端用户个性化需求的制造服务系统。新工业革命背景下基于商业生态系统的制造与服务融合基本概念如下。
(1)服务企业。服务企业是为制造企业提供服务的企业，服务可以是配套产品，也可以是生产性服务。服务企业以服务创新为主，从制造企业处获得业务，然后分析制造企业需求，与制造企业互动，共同规划产品服务系统，承担其中的服务要素。
(2)制造企业。制造企业是为终端用户提供服务的企业，服务可以是产品，也可以是产品服务系统。制造企业以产品创新为主，从终端用户处获得业务，需要分析终端用户的个性化需求，与服务企业互动，共同规划产品服务系统，承担其中的产品要素。
(3)终端用户。终端用户是产品或服务的最终使用者，通过支付价值实现产品或服务流通。终端用户以订单选择为主，可以选购企业提供的服务或产品，也可以提出个性化需求驱动企业制造产品或提供服务。
(4)生产性服务。生产性服务是服务企业和制造企业之间进行制造与服务融合，服务企业提供各类制造企业需要的服务，或者制造企业将部分服务业务外包给服务企业。生产性服务以服务要素参与制造服务活动，创造价值并分配价值。
(5)制造服务化。制造服务化是在制造企业和终端用户之间进行制造与服务融合，制造企业通过不断增强产品的服务特性来满足终端用户的个性化需求，最后形成产品服务系统。制造服务化以产品要素和服务要素参与制造服务活动，创造价值并分配价值。
1.3制造与服务融合的相关理论与技术研究现状
制造与服务融合研究是一个多学科交叉的系统工程，机械工程学科提供了产品设计与制造的核心技术以及制造系统的实现模式；计算机科学与技术学科提供了制造业信息化的核心技术以及服务工程的平台架构；管理科学与工程学科提供了服务系统运作与管理的核心技术以及制造融合服务的概念特征；其他学科也为制造服务研究提供了专门知识。工程界的制造服务主要是企业针对个性化顾客需求进行服务创新，以产品服务系统改进单纯产品来实现价值增值。学术界的制造服务研究的主要是生产性服务和制造服务化理论，国内学者立足制造，提出现代制造服务、服务型制造、产品服务系统等概念，同时基于新工业革命技术，提出云制造、制造物联等制造服务模式。宏观层面，在美国提出振兴先进制造计划之后，德国、英国、中国等国也都制定了制造业发展新战略，其中涉及制造服务的内容，为制造服务研究提供了明确导向。
1.3.1生产性服务与制造服务化
20世纪60年代，国外制造服务研究开始于生产性服务，而后出现了对应的制造服务化研究。21世纪初，国内研究服务业的学者开始关注并将生产性

目录
“博士后文库”序言
前言
第1章绪论 1
1.1引言 1
1.2研究背景 1
1.2.1制造与服务融合研究的重大意义 1
1.2.2制造与服务融合的相关理论渊源 2
1.2.3制造与服务融合的本质 4
1.3制造与服务融合的相关理论与技术研究现状 5
1.3.1生产性服务与制造服务化 5
1.3.2新工业革命与商业生态系统 7
1.3.3国外再工业化与中国制造新战略 9
1.4本书结构与主要内容 12
1.5本章小结 14
第2章制造与服务融合的理论与技术体系框架 15
2.1引言 15
2.2商业生态系统理论 15
2.2.1商业生态系统的组成与特征 16
2.2.2商业生态系统的健康性 16
2.2.3商业生态系统的竞争与治理 18
2.3新工业革命技术 20
2.3.1新工业革命的内涵与特征 20
2.3.2新工业革命的技术经济范式与政策 21
2.3.3中国新工业革命的路径与内容 22
2.4面向新工业革命的制造与服务融合研究框架 23
2.4.1制造业的服务外延 23
2.4.2服务业的制造内涵 24
2.4.3新工业革命背景下的制造与服务融合理论技术体系 25
2.5本章小结 27
第3章基于新工业革命的制造与服务融合大数据环境构建 28
3.1引言 28
3.2新工业革命驱动的制造与服务融合大数据感知 28
3.2.1制造与服务融合大数据 29
3.2.2基于工业物联网的制造与服务融合大数据采集 30
3.2.3基于工业云的制造与服务融合大数据存储 32
3.3制造与服务融合大数据的智能分析 34
3.3.1智能工厂中的制造与服务融合大数据分析 34
3.3.2智能生产中的制造与服务融合大数据分析 38
3.3.3智能服务中的制造与服务融合大数据分析 41
3.4制造与服务融合大数据的智能决策 45
3.4.1面向服务企业的制造与服务融合大数据决策 45
3.4.2面向制造企业的制造与服务融合大数据决策 48
3.4.3面向终端用户的制造与服务融合大数据决策 51
3.5本章小结 54
第4章基于商业生态系统的制造与服务横向价值链融合 56
4.1引言 56
4.2商业生态系统视角的制造与服务横向融合价值链模型 56
4.2.1制造与服务的横向融合 57
4.2.2制造与服务的横向融合价值链 58
4.2.3制造与服务的横向融合价值链设计 59
4.3制造与服务横向融合的价值创造机理 60
4.3.1制造与服务横向融合的价值识别 61
4.3.2制造与服务横向融合的价值主张 68
4.3.3制造与服务横向融合的价值交付 76
4.4制造与服务横向融合的价值分配策略 82
4.4.1面向服务企业的横向融合价值分配策略 82
4.4.2面向制造企业的横向融合价值分配策略 88
4.4.3面向终端用户的横向融合价值分配策略 93
4.5本章小结 100
第5章基于工业智能的制造与服务纵向产业链融合 101
5.1引言 101
5.2工业智能支撑的制造与服务纵向融合产业链模型 101
5.2.1制造与服务的纵向融合 102
5.2.2制造与服务的纵向融合产业链 103
5.2.3制造与服务的纵向融合产业链设计 104
5.3面向生产性服务的制造与服务纵向集成融合 106
5.3.1生产性服务产业链的纵向集成 106
5.3.2制造与服务纵向集成的功能融合方法 121
5.3.3制造与服务纵向集成的流程融合方法 126
5.4面向制造服务化的制造与服务纵向协同融合 132
5.4.1制造服务化产业链的纵向协同 132
5.4.2制造与服务纵向协同的功能融合方法 135
5.4.3制造与服务纵向协同的流程融合方法 140
5.5本章小结 146
第6章制造与服务融合管理平台模型 147
6.1引言 147
6.2制造与服务融合管理平台的总体设计 147
6.2.1制造与服务融合管理平台分析 148
6.2.2制造与服务融合管理平台架构 149
6.2.3制造与服务融合管理平台基础设施 151
6.3制造与服务融合管理平台的功能模型 152
6.3.1制造与服务融合管理平台的功能分析 153
6.3.2制造与服务融合管理平台的功能定义 154
6.3.3制造与服务融合管理平台的功能设计 155
6.4制造与服务融合管理平台的流程模型 160
6.4.1制造与服务融合管理平台的流程分析 160
6.4.2制造与服务融合管理平台的流程定义 161
6.4.3制造与服务融合管理平台的流程设计 163
6.5本章小结 164
第7章总结与展望 166
7.1制造与服务融合的理论技术总结 166
7.2制造与服务融合的研究难点探讨 167
7.3制造与服务融合的应用前景展望
168
参考文献
169
编后记 183