产品服务系统的设计评分标准及应用方法

HOS T E D B Y可在www.sciencedirect.com网站上查阅计算设计与工程学报3（2016）112www.elsevier.com/locate/jcde产品服务系统Tuananh Tran，Joon Young Parkn韩国首尔东国大学工业系统工程系接收日期：2015年10月8日;接受日期：2015年10月12日2015年10月22日在线发布摘要本文提出了8组共29个评分标准，以帮助设计者和实践者在设计产品服务系统（PSS）时针对某一问题比较和选择合适的方法。PSS已经研究了十多年，现在在学术界和工业界越来越受欢迎。尽管如此，PSS的采用仍因其潜力而受到限制。主要原因之一是设计PSS本身就是一个挑战。设计人员和开发人员在为他们的项目选择适当的PSS设计方法时面临困难，以便他们能够设计有效的PSS产品。通过提出8组29评分标准，本文使一个“一步一步”的过程，以确定最合适的设计方法，为公司的PSS问题。还介绍了一个例子来说明建议的评分标准的使用，并提供了一个清晰的图片，不同的设计方法可以利用在其最好的应用程序。&2015 年 CAD/CAM 工 程 师 协 会 。 由 Elsevier 制 作 和 主 持 。 这 是 一 个 在 CC BY-NC-ND 许 可 证 下 的 开 放 获 取 文 章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。关键词：产品服务系统; PSS; PSS应用; PSS设计方法选择1. 介绍1.1. 产品服务体系产品服务系统（PSS）是服务化的一个特例[36]，公司向客户提供包括物理产品和非物理服务的产品。这种提供PSS产品的新概念不同于仅销售产品，后者变得越来越难以竞争，特别是在当今经济危机、环境问题日益严重和客户需求多样化的情况下[37，5，36]。如文献所述，PSS的引入可以帮助公司提高竞争力，实现社会、环境和经济目标，以及吸引和留住客户[7，28，27，8]。n通讯作者。电子邮件地址：www.example.commeslab.org @gmail.com（T. Tran）、jypark@dgu.edu（J.Y.Park）。同行评审由CAD/CAM工程师协会负责。形式上，PSS由许多作者定义，包括Goedkoop等人。在这项工作中，PSS被定义为“能够共同满足用户需求的一套可销售的产品和服务。这一系列产品/服务的比率可以在功能实现或经济价值方面有所不同”。这一定义使PSS的概念接近功能经济[22]，即客户为解决方案的“功能”或“使用”付费，而不是为物理产品付费。PSS概念也与Bettencourt和Ulwick [7]提到的“雇用产品完成工作”的思想相匹配，并由Lim等人[17]和Hussain等人进一步讨论。[ 12]第10段。一些研究人员认为，PSS可以被视为一个集成系统，由产品，服务和基础设施组成，为客户提供解决方案以满足某些需求[28，27，36]。PSS的一个例子是在Baines等人的工作中讨论的“文档管理解决方案“。传统上，顾客会购买一种物理产品，即复印机。在“PSS模型”中，客户只会“购买“http://dx.doi.org/10.1016/j.jcde.2015.10.0012288-4300/2015 CAD/CAM工程师协会。&由Elsevier制作和主持。这是一个在CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。T. Tran，J.Y.Park/Journal of Computational Design and Engineering 3（2016）112113文件管理，并留下其余的工作（重新填充，维护，更换零件等）给制造商。PSS相关主题的早期工作进行得更多表1产品服务体系PSS福利十多年前与先驱研究人员合作，如：Goedkoop[10][22][24][25][26][27]正如Vasantha等人[36]所总结的那样，PSS的研究范围从PSS元素的定义、PSS产品的生成、PSS的表示等到PSS产品的评估、可持续发展、产品和服务集成的设计过程等。Tukker [34]将PSS分为以下三种类型产品导向型PSS：公司销售的产品附带附加服务，以确保产品的工作条件。产品的所有权转移给客户。服务，如：维护，维修，回收，再填充等。可以归类为这种类型。面向使用的PSS：公司销售不属于客户的产品的使用或可用性这种类型的例子是产品租赁或共享。以结果为导向的PSS：公司销售不属于客户的产品的结果或能力。例如，公司不向客户出售油漆，而是出售粉刷过的房子。1.2. PSS的优点和在工业中采用PSS的挑战Baines等人的调查[6] Beuren et al. [8]显示了PSS对消费者，供应商，环境和社会的好处。该等效益源自更高的满意度、更强的竞争力、更少的环境影响及节省材料。PSS的主要优点是公司的宗旨是不断推动业务改进，质量改进和改善公司表1改编自Beuren等人[8]，显示了PSS如何使消费者，供应商，环境和社会受益。从这个意义上说，PSS与可持续发展和绿色技术密切相关虽然PSS带来了很多好处，但由于其潜力，它在行业中的应用仍然有限。Mont [22]、Baines等人[6]和Beuren等人[8]提出了采用PSS的主要挑战：首先，消费者可能对无主消费不感兴趣;其次，制造商可能关心定价、吸收风险和转移组织;第三，PSS设计和开发本身就是一个挑战。PSS很难设计，因为它是一个由产品、服务和交付基础设施组成的集成系统设计师和开发人员需要一个合适的设计方法来处理每一个设计项目。文献中有几种设计方法，但没有一种是全面的PSS问题的范围广泛的工作，有一个缺乏分析和指导的可能应用每种方法。消费者灵活、个性化的服务;质量和满意度;持续改进产品和服务提供商客户忠诚度和信任度;通过监控使用减少成本和资源;成果最大化;在开发过程中创造的知识作为咨询和培训服务出售;产品与几种不同的服务结合使用环境通过产品的替代使用减少消耗;供应商社会公众对环境问题的压力增加;服务供应增加;新的就业机会2. 文献综述在文献[36，17，8]中提出了许多设计PSS的方法。一些方法是针对具体情况的，这意味着它们是为特定项目量身定制的，包括Luiten等人提出的方法。[18]，Manzini和Vezolli[19]，以及Morelli [23，24]等。这些方法对于广泛的情况并不通用。其他方法适用于设计广泛的PSS。Vasantha等人。[36]总结了文献中的八种方法，这些方法已经详细说明，应用并通过工业实例进行了演示。这些方法可用于受多种因素影响的复杂PSS开发。表2简要介绍了这八种方法。八种方法的细节在Vasantha等人的工作中提供。[36]第30段。Vasantha等人[36]还指出了这些PSS设计方法的主要局限性，由于这些局限性，没有一种方法可以快速解决PSS设计问题。为特定的PSS问题选择适当的方法设计人员和从业人员需要的工具和准则，可以支持选择最合适的方法，他们的PSS设计问题。在文献[35]中可以找到一种称为决策矩阵的众所周知的通用选择工具。这一工具支持从一个“集合“中选出最适当的项目，方法是根据各种标准和各种优先级别对项目进行评分，从而对项目进行相互比较。到目前为止，还没有这样的评分标准。通过分析现有的文献PSS的设计和开发方面的从业者的角度来看，本文旨在提出一套新的评分标准，使一步一步的选择过程中，最合适的这支持●●●114T. Tran，J.Y.Park/Journal of Computational Design and Engineering 3（2016）112表2Vasantha et al. [36]，括号中的黑体字代表本文方法的命名。方法描述服务CAD一种从系统角度设计提高生态效率的商业模式的方法（服务CAD）[33，14-16]服务模式专注于服务工程，设计出从强化服务中获得更高附加值的产品服务探索者Sakao和Shimomura [26];Shimomura等人[30，29];Sakao等人[28，27];Kimita等人[13];Hara等人[11]。（服务浏览器）集成的产品和服务设计流程 开发实物产品和非实物服务之间相互联系的潜力，相应的设计过程。（Integrated PSD）Aurich et al. [ 3、4]。快速通道全面护理设计流程（FTTC）开发创新产品，包括集成的硬件和服务，以提供完整的功能性能Alonso-Rasgado等人【 1、2】PSS设计协助工程师共同开发实体产品和互动服务，以产生更多附加值。（PSS设计）Maussang et al. [ 20]第20段。异构IPS2概念建模一种基于模型的方法，在产品和服务之间扩散边界，在IPS2开发的早期阶段生成异构（IPS2）工业产品-服务系统（IPS2）概念模型[21，，38，，25].PSS设计的维度能够产生新的PSS概念的PSS的全面描述。（Dimensions）Tan et al. [31、32]。开发集成解决方案开发方法工具，以支持设计师和生成系统的解决方案，包括产品和服务。（综合解决方案）莫雷利[23，24]。设计人员和从业人员有效地处理自己的具体PSS问题，因此，这项工作提供了一个有效的和定量的工具，以优化使用PSS设计方法在各种情况下。3. 方法3.1. 比较设计方法如第2所述，到目前为止，还没有现有的评分标准可用于比较设计方法。如果没有评分标准，设计方法之间的比较在数量上就不会准确和客观。以下分析显示了作者如何提出评分标准。作者提出了准则组的名称和分组3.1.1. 第1组：整体办法Vasantha等人[36]这意味着不同类型的PSS（即面向产品的PSS，面向使用的PSS和面向结果的PSS）的设计方法之间存在差异。例如，一个设计方法，这是有效地用于面向产品的PSS有时不能用于面向使用的PSS。作为一个设计者，人们可能会关心一种设计方法是否适合他的PSS问题。在选择设计方法时，这种“整体方法”成为影响设计师决策的一个因素。因此，需要一组评分标准，称为“整体方法”。该组的评分标准包括：● 面向产品的PSS的可用性，● 面向使用的PSS可用性，以及● 面向结果的PSS的可用性。3.1.2. 第2组：务实办法正如Baines等人[6]、Vasantha等人[36]以及Cavalieri和Pezzotta [9]所指出的，限制PSS在工业中采用的一个因素是缺乏设计方法的实用方法。现有的一些设计方法在其设计过程中不包括“如何“，这意味着它们没有向设计者展示如何以一种逐步的方式在实际情况中使用设计者和实践者高度感兴趣的方法。在某些方法学中，缺少明确的过程流程。对于大多数方法，通过设计过程和设计检查点的详细设计活动，这是实际应用的关键因素也是不可用的。在选择设计方法时，设计者可能会考虑设计方法是否“实用”，因此，需要一组称为“实用方法”的评分标准。如果一种设计方法是实用的，它可以提供一个循序渐进的设计过程，可以帮助有效地设计PSS。该组的评分标准包括：● 工艺流程的可用性，● 设计活动的可利用性，● 设计检查点的可用性，以及● 产品-服务集成细节的可用性3.1.3. 第三组：共同创造方法Luiten等人。[18]暗示，导致成功实施PSS设计方法的一个重要因素是在设计过程中考虑用户的共同创建。如果一种设计方法是共同创造的，它可以促进用户在设计过程中的参与，从而提高T. Tran，J.Y.Park/Journal of Computational Design and Engineering 3（2016）112115结果。但现有的设计方法中，大多缺少协同创造的因素。没有详细说明利益攸关方设计师要准确地选择一种设计方法，就需要一组名为“共同创造方法”的评分标准该组的评分标准包括：● 利益相关者角色和能力的具体化● 详细说明在何处考虑用户参与3.1.4. 第4组：系统方法Tomiyama [33]，Mont [22]，Morelli [23，24]，Baines etal.[6] ， Komoto 和 Tomiyama [14 ， 15] ， Komoto [16] 和Vasantha等人。[36]提到，PSS应在系统层面设计，这意味着考虑所有PSS元素，例如：产品，服务，商业模式，组织结构，交付渠道和利益相关者的存在 in the design设计process处理.这是因为PSS是所有上述元素的集成系统。为了选择正确的PSS问题的设计方法，“系统方法”成为一组重要的标准。该组的评分标准包括：● 商业模式的覆盖面，● 组织结构的覆盖面，● 传递渠道的覆盖，● 产品和服务的覆盖范围，以及● 利益攸关方的存在范围3.1.5. 第5组：生命周期方法通过其生命周期设计PSS的方法很重要，Manzini和Vezolli [19]、Meier和Massberg [21]、Aurich等人[3，4]和Baines等人都强调了这一点。[6]的文件。 他们评论说，PSS需要从第一个想法开始设计，直到退休。设计方法学在设计过程中需要考虑诸如：想法开发、规划、需求分析等阶段。这对PSS的应用是至关重要的。因此，当设计者想要选择一种合适的设计方法时，就需要一组名为“可持续性方法”的评分标准。该组的评分标准包括：● 创意开发的覆盖面，● PSS规划的覆盖范围，● 需求分析的覆盖范围，● 概念开发的覆盖面，● 涵盖设计和集成，● 测试和精炼的覆盖范围，● 执行和支助● 报废和再循环● 反馈环● 可持续设计3.1.6. 第6组：可评价办法评估是PSS设计中的一个重要问题。在正式推出PSS之前对其进行评估可能有助于减少风险和不确定性[36]。但对于大多数现有的设计方法，“评估“方面并没有得到充分的发展，如Baines等人[6]、Komoto[16]和Vasantha等人所述。[36]第30段。 如果设计方法是可评估的，这意味着它包括评估算法和/或测试结果和/或结构良好的设计过程，它可以产生可预测和可评估的结果。由于评估方面的重要性，PSS的设计和实施的成功，选择最合适的设计方法的PSS问题，设计师需要一组评分标准，称为“可评估的方法”。该组的评分标准包括：● 评估算法的可用性● 案例测试和评估结果的可用性● 结构良好的设计过程3.1.7. 第7组：计算机辅助方法如果设计方法得到计算机工具的支持，它可以加速设计人员和开发人员的工作。有几种设计方法提供了计算机工具。在选择适当的设计方法时，“计算机辅助方法“可被视为另一组评分标准。该组的评分标准包括：● 提供计算机工具以协助设计过程3.1.8. 第8组：行之有效的办法从设计者的角度来看，需要多一组评分标准，称为“经验证的方法”。该组包含的标准表明设计方法被证明适用于实际情况。如果一种设计方法的结果得到证明，它可以给设计人员和开发人员使用的信心。该组的评分标准包括：● 成功案例通过以上分析，我们提出了8组共29个评分标准，包括整体法、实践法、合作创新法、系统法、可验证法、可评价法、计算机辅助法和验证法。这些标准反映了从业者从设计方法学中需要的几乎所有方面。使用决策矩阵等工具，根据这些评分标准，将对方法进行比较，并确定最佳方法。3.2. 应用建议的评分标准比较和选择设计方法在本节中，我们提出了一个示例框架，该框架使用建议的评分标准从给定的一组现有设计方法中选择最合适的为了比较设计方法，我们首先确定每种方法在每个标准下的得分。评分规则改编自Vasantha et al. [36]第30段。如果116T. Tran，J.Y.Park/Journal of Computational Design and Engineering 3（2016）112如果在设计方法中没有提到标准，我们给它打“0”分。如果在设计方法中简单地提到了一个标准（但没有详细讨论），我们给它打“1”分。最后，如果在设计方法中详细讨论了一个标准，我们给它打“2”分。一种方法在一组标准中获得的总得分是它在该组标准中获得的得分的总和。每个PSS设计项目都有自己的特点，因此，对于每个项目，设计人员和开发人员可能会对设计方法的不同功能有不同的优先级。这些“特征“由建议的评分标准反映。为了构建一个可以帮助设计人员和开发人员为其PSS问题选择最合适的设计方法的过程，我们在此使用决策矩阵，这是一种用于描述多标准决策分析（MCDA）问题的工具，并用于新产品开发领域以选择最佳产品概念[35]。选择PSS设计方法的步骤如下所示（图1）。①的人。在这一部分中，我们用一个公司的例子来说明如何实施上述选择过程。假设小公司A需要设计一个新的PSS，这是关于租赁技术手册和书籍以及支持服务（讲座，应用研讨会，技术竞赛等）。他们的目标客户是工程人员以及小型技术公司。此乃利基市场，而彼等之PSS因不同客户之不同需求而高度定制。为了设计一个新的PSS，公司A需要使用一种设计方法。他们决定从文献[36]中众所周知的八种现有设计方法（第2节中提到）中选择一种。由于A公司的特点及其PSS问题，他们需要的方法是：共同创造：这很重要，因为A公司可评估：这一点很重要，因为A公司是一家小公司，他们需要在启动PSS之前通过评估结果将风险降至最低。实用：这一点非常重要，因为A公司计算机辅助：这是相当重要的，因为雇员可以得到支持，以简化设计任务。答：这是必须的，但不太重要。公司A希望有效地管理其产品和服务的生命周期。方法不需要是：整体性：由于公司A只处理一种类型的PSS，因此不需要。系统性：这是不需要的，因为由公司A提供的PSS不需要复杂的网络和基础设施。已证明：这是不需要的，因为这种租赁PSS在公司A的市场上是相当新的图1.一、为PSS问题选择设计方法的步骤问题是，在现有的八种设计方法中，哪一种是设计A公司PSS问题的最合适的方法。利用提出的八组评分标准，我们对该案例实施了上述过程。有关步骤的详情如下：3.2.1. 准备阶段第1步：准备一份可能/可用的PSS设计方法列表。实施情况：我们准备了八种PSS设计方法，它们是：服务CAD，服务浏览器，集成PSD，FTTC，PSS设计，IPS2，维度和集成解决方案。● 第2步：根据所有评分标准对方法进行实现：我们使用3.2节中提到的评分规则对这八种方法进行评分。评分结果见表3。3.2.2. 选择阶段第3步：定义一个感兴趣的评分标准列表（对于PSS问题）。●●●●●●●●●●T. Tran，J.Y.Park/Journal of Computational Design and Engineering 3（2016）112117表3八种方法的评分结果。组评分标准服务CAD服务浏览器集成PSDFTTC PSS设计IPS2 尺寸集成解决方案综合办法面向产品的PSS可用性面向使用的可用性PSS2012212021121101面向结果的PSS01001112总分24324433实际工艺流程可用性22222222方法设计活动22221202穿过峡谷设计检查点22000202产品-服务可得性22222212集成细节总分88665838共同创造方法利益相关者角色和能力的具体化详细说明在何处引入2121002222111111帐户用户参与总分33044222系统性商业模式11021122方法组织覆盖面00001001结构传递渠道12111211产品和服务22222222利益攸关方的覆盖面22022122存在总分67377678生命周期创意发展00220220方法PSS规划00220222需求分析02222222概念发展02222222设计覆盖面和22222212一体化测试范围和20220222精炼执行范围和00000200支持退休保障和00000000回收反馈环20000000可持续设计00001000总分6612127141110可评价方法评估算法的可用性测试的可用性，2200001000000000案例评价结果结构良好的22222202设计过程总分62232202计算机辅助提供计算机工具，22000000辅助设计过程总分22000000证明成功案例02202202方法总分02202202118T. Tran，J.Y.Park/Journal of Computational Design and Engineering 3（2016）112表4选择A公司的决策矩阵评分标准方法Service CAD Service Explorer PSS设计重要性（%）评分加权分数评分加权分数评分加权分数综合办法0204040Practical approach1581.281.250.75共同创造方法3030.930.941.2并从制度上进一步0607070生命周期方法1060.660.670.7可评价方法3061.820.620.6计算机辅助方法1520.320.300行之有效的办法0002020最终得分4.83.63.25实施：由于上述关于方法学要求的分析，“共同创造”、“可评价”需要分配最高重要性因子。“实用“和“计算机辅助“需要被赋予第二高的重要性因素。““需要分配一个中等重要性因子。A公司设计小组成员讨论后，将重要因素分配给标准，如表4所示。步骤3b：修剪明显不合适的方法。根据PSS问题的特点，用重要性因子（即权重）对每个评分标准进行优先级排序。实施：从表3的评分结果中，我们可以看到五种方法，即：综合PSD，FTTC，IPS2，维度和综合解决方案可以从列表中删除，因为它们在“共同创造”，“可评估”和“计算机辅助”方面得分最低。第4步：准备决策矩阵并计算每个方法的最终得分（考虑每个评分标准的重要性）。实施情况：根据第二步的评分结果、第三步的设计兴趣定义，以及第三步b的修剪或不适当方法，A公司的设计团队为设计评分标准分配重要性因素，并准备表4所示的决策矩阵。● 第5步：指定得分最高的设计方法实施：我们计算3种方法的加权得分包括：Service CAD、Service Explorer和PSS设计和结果见表4。根据表4，对于A公司的设计兴趣，收益 的最高 最终的评分的 4.8 这似乎是最合适的方法。服务CAD将 为A公司的设计问题选择的方法。3.2.3. 改进阶段第6步：考虑得分较低的设计方法，以利用其实现：从表4中，我们看到，名为“PSS设计“的方法对于“共同创造”表现最好。公司A可能想尝试将“PSS设计”方法的这一积极点应用到所选方法中（即：e.服务CAD），以形成更有效的方法论。为了在更高级别的细节中进行比较，公司A可以将29个标准中的任何标准放入决策矩阵中。4. 讨论通过应用建议的评分标准和比较方案，通过一步一步的过程，A公司可以有效地和定量地确定最适合其特定PSS问题的设计方法。一般来说，任何公司都可以将这种方法应用于任何设计方法的集合，以确定哪种方法最适合某个PSS设计问题。八种方法的比较结果表明，对于A公司的PSS问题，最合适的方法是“服务CAD”。如果A公司使用随机的“试错法“选择策略，选择不合适方法的可能性为87.5%（即，7/8）。本文的主要贡献是提出了8组29个评分标准，沿着这些标准可以对方法进行评分、比较，并可以识别出对某个PSS问题最合适的方法。这些评分标准是选择PSS设计方法的有利因素。在未来，将会有越来越多的PSS设计方法被提出，这些准则可以用来支持设计人员选择最合适的设计●●●T. Tran，J.Y.Park/Journal of Computational Design and Engineering 3（2016）112119任何一套设计方法。此外，本文还介绍了使用决策矩阵作为工具的选择PSS的设计方法，这是不同的产品概念，在传统的情况下。所提出的标准的主要优点是能够帮助设计人员从各个方面比较PSS设计方法，因此，比较结果是明确的和重要的。从这个意义上说，这些标准是正在考虑的方法的要求。因此，选择过程侧重于设计师的选择）。本文的研究方法存在一定的局限性。这些标准是从现有文献的分析中检索出来的。可能需要调查研究人员和设计人员的意见，以确保准确性和充分性。此外，也有一个缺乏的方法来帮助设计师分配的重要性，正是在评分步骤。除了决策矩阵之外，可能还有其他方法来比较PSS设计方法。其中一种可能的方法是加权雷达图，其中使用加权分数而不是原始分数。这种加权雷达图增强了比较结果的可视性，并能够快速发现可能的改进（5. 结论在本文中，作者提出了8组29个评分标准，以实现一个循序渐进的过程，可以专门帮助设计师和从业者选择适当的设计方法，为他们的PSS问题。我们还包括一个例子，以说明公司如何使用建议的八组评分标准和比较方案，从一组八种流行的现有设计方法中确定最适合其特定PSS问题的设计方法。未来的工作可能包含的主题是开发一个新的PSS设计方法，这是“ 可 定 制 的 ” 和 “ 自 适 应 ” ， 使 它可 以 转 变 本 身 ， 有 效 地 解 决 了 广 泛 的 PSS 设 计 问题 。利益冲突这项工作没有利益冲突确认本 研 究 由 韩 国 教 育 部 资 助 的 韩 国 国 家 研 究 基 金 会（NRF ）基础研 究计划（No. 2013R1A1A2013649 ）资助。引用[1] Alonso-Rasgado T，Thompson G，Elfström B.功能性（全面护理）产品的设计。 J. Eng. Des. 2004; 15（6）515-40.[2] 放大图片作者：Alonso-Rasgado T，Thompson G.一个快速的设计过程，用于创建全面护理产品。工程学报2006 ; 17（6）509-31.[3] 作者：J. C.面向生命周期的技术产品服务系统设计。 J. 干净Prod.2006; 14（17）1480-94.[4] 作者：J. 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