江平宇，丁 凱，冷杰武，曹 偉

（1.西安交通大學 機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室，陜西 西安 710054；2.華僑大學 機電及自動化學院，福建 廈門 361021）

1 問題的提出

當前，制造業(yè)正向著信息化、服務化和社會化的方向發(fā)展，企業(yè)與各類資源的云端互聯(lián)、個性化生產、制造服務化正成為激發(fā)制造業(yè)活力和價值增值的催化劑［1－2］。從新興產品開發(fā)模式的角度看，大規(guī)模定制和個性化DIY使用戶能廣泛參與到產品設計、制造到交付服務的全過程活動中，客戶需求和市場前景的不斷變化對制造企業(yè)的生產組織提出了新挑戰(zhàn)。用戶甚至僅提出產品需求就可以通過在線的眾包設計社區(qū)或產品開發(fā)公共平臺完成概念設計，進而通過線上眾籌等方式募集資金，組織制造外包社區(qū)中的制造資源開展產品制造，實現近“零生產線投資”的產品生產［3－4］，并通過及時的跨企業(yè)協(xié)同管控與信息共享，提高對市場的即時動態(tài)響應能力，使得創(chuàng)新產品快速進入市場（如圖1）。在此背景下，傳統(tǒng)制造企業(yè)的生產組織結構逐漸啞鈴化，企業(yè)將制造活動大量外包，而將核心聚焦于前端設計和后端運行服務，以提高服務增值和對市場的響應能力［5］；更進一步，眾包設計社區(qū)、中小型制造服務企業(yè)（manufacturing service provider）不斷涌現，并在社交網和物聯(lián)網環(huán)境下互聯(lián)，形成圍繞特定制造服務的社會化群體，即分布式制造服務資源得到有效整合，為用戶提供更廣泛的、專業(yè)化的生產性服務，并通過信息與知識共享的集群效應實現群體競爭力與議價權的提升［6］。

網絡技術、信息通信技術、網格計算／云計算／服務計算等信息計算技術，為企業(yè)間的信息表達與共享、實時互聯(lián)與協(xié)作生產提供了技術支持。近年來，隨著這些技術與工具的發(fā)展，國內外諸多學者提出了 敏 捷 制 造［7－8］、虛 擬 企 業(yè)［9－10］、應 用 服 務 提 供商［11－12］、制造網格［13］、云制造［14－15］等先進制造模式，以應對制造業(yè)信息化、服務化的發(fā)展方向。這些制造模式的共同特點是結合先進的網絡技術與信息技術等，實現企業(yè)間的協(xié)同和社會資源的共享與集成，提供客戶所需的產品和服務。然而，在以物聯(lián)網（Internet of things）、大 數 據 （big data）、云 計 算（cloud computing）以及社交網絡技術（social networking）為代表的新興信息技術環(huán)境下，產品開發(fā)與生產組織模式存在以下四方面的新特征：

（1）海量社會化服務資源互聯(lián)協(xié)作的廣度、深度加強

網絡技術的飛速發(fā)展（Web 2.0向 Web 3.0邁進）促進海量的、離散的社會化服務資源在社交和物聯(lián)環(huán)境下實現互聯(lián)。不同類型、不同功能的資源更加廣泛地協(xié)作，共同完成產品的開發(fā)與生產任務。智能商務和社交網絡技術使跨企業(yè)協(xié)作過程更加深入、即時和有效。

（2）資源組織與服務配置社區(qū)化、自治化

現有制造模式中由公共平臺運營商統(tǒng)一進行資源管控和調度的方式積聚并放大了平臺運營商的責、權、利，不利于解決資源海量互聯(lián)環(huán)境下的異構社會化服務資源的組織和運行及利益共贏問題。而當前中小型服務提供商通過社交網絡工具形成圍繞特定服務能力或服務任務的社區(qū)集合，依托自主自治的服務配置，形成離散資源的集聚與共享，提高了企業(yè)的參與度和積極性。

（3）核心能力與議價主導權向社區(qū)集群轉移

少數企業(yè)的核心能力不斷被社區(qū)集群取代，社區(qū)作為成員企業(yè)的利益共同體，通過大范圍的資源與信息共享、協(xié)作等實現核心能力的整體提升。隨著核心能力不斷向社區(qū)集群轉移，終端用戶越來越信任和依賴于各社區(qū)的服務能力；另一方面，傳統(tǒng)制造企業(yè)也“不得不”將任務外包給相應的社區(qū)完成。由此帶來議價主導權逐漸向社區(qū)集群傾斜，并帶來了企業(yè)間的多元化利益博弈。

（4）新興信息技術環(huán)境下協(xié)同過程控制全面化、實時化

協(xié)作過程控制模式逐漸由面向少數企業(yè)的生產控制轉變?yōu)槊嫦虍a品全生命周期供應鏈的多企業(yè)協(xié)同生產控制。在新興信息技術的支持下，供應鏈上下游的服務提供商企業(yè)在服務過程中，生成面向該產品的工業(yè)大數據（設計數據、制造數據、運行數據等），并存儲于云端供用戶或產品制造企業(yè)分析和共享。通過對產品全生命周期的工業(yè)大數據進行分析，實現供應鏈的實時、協(xié)同控制與決策。

上述四個新特征帶來了社會化服務資源的社區(qū)化自組織、企業(yè)商務社交協(xié)同、產品開發(fā)生產全生命周期服務過程管控等新問題。文獻［1］和文獻［3］指出了社會化制造的趨勢，并探討了借助3D打印和社交媒體將個性化產品需求轉化為產品實體的制造模式，由此提出了社群化制造（Social Manufacturing，SocialM）的概念。文獻［16-17］對基于云的設計與制造模式進行了研究，并討論了社交網絡在云設計與制造系統(tǒng)中的應用。但上述文獻更多地從平臺運營者提供服務的角度進行研究，甚少從服務提供商的角度討論社會化服務資源的組織機理與利益均衡、服務需求商和提供商的商務社交關系問題以及產品開發(fā)生產全生命周期服務活動的運行管控問題等。本文在分析上述文獻和作者前期研究［5－6，18－20］的 基 礎 上，結 合 新 興 信 息 技 術、智 能 商 務和社交網絡技術，提出一種服務驅動的網絡化制造新模式——SocialM，分析了社群化制造的概念、服務資源的社區(qū)化自組織機理、工具化服務平臺的體系架構和服務邏輯，并討論了社群化制造的關鍵使能技術。需要指出的是，資源的社區(qū)化組織是筆者將SocialM拓展為社群化制造而非社會化制造的出發(fā)點和依據。

2 社群化制造的提出

2.1 相關概念與定義

為便于理解社群化制造的內涵，本文對社群化制造相關概念術語進行了定義，并圖示了各術語之間的關系（如圖2）。

定義1 社會化服務資源（Socialized Resource，SR）。指圍繞產品全生命周期供應鏈／產業(yè)鏈活動所涉及的各類服務資源的總和，包括設計資源、制造資源、運維資源、輔助資源等。這些資源具有海量化、社會化、離散化、專業(yè)化等特點，以外包服務的方式對外提供所擁有的服務能力。以制造資源為例，社會化制造服務資源是指以加工設備為中心并配有人員、工具、知識等輔助資源的分布式單元體，通過集成與封裝實現服務知識共享，并向其他企業(yè)提供制造服務能力。

定義2 社群化社區(qū)（Social Community，SC）。指由相互聯(lián)系的企業(yè)依據資源類型和能力的相似性自組織形成的利益共同體，如設計資源社區(qū)、制造資源社區(qū)、運行服務資源社區(qū)等。社區(qū)在利益分配均衡機制下，通過自治方式協(xié)調和共享各成員的資源服務能力。社區(qū)成員之間相互協(xié)作，提高整體競爭力和議價主動權。

定義3 商務社交關系（Social Business Relationship，SBR）。指圍繞海量社會化服務資源的企業(yè)在社區(qū)化組織的基礎上建立起來的內在和外在聯(lián)系，包括全局的社交互聯(lián)關系、服務外包關系、社區(qū)內協(xié)作關系、社區(qū)間協(xié)作關系、商友／競爭關系等。根據關系的不同穩(wěn)定程度，可分為穩(wěn)態(tài)、動穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)的商務社交關系。

定義4 社群化制造（Social Manufacturing，SocialM）。指專業(yè)化服務外包模式驅動的、構建在社會化服務資源自組織配置與共享基礎上的一種新型網絡化制造模式，依托云計算／服務計算、物聯(lián)網與大數據等新興信息技術來處理社交網絡環(huán)境下的企業(yè)業(yè)務流程優(yōu)化、服務需求與服務能力對接、服務過程監(jiān)控等復雜協(xié)同交互，并在產品全生命周期的供應鏈上下游進行信息共享、服務規(guī)劃與管控，使企業(yè)僅通過在線的外包服務就能實現從產品設計到產品交付的運行全過程。社群化制造具有企業(yè)社交化、集成化協(xié)作、實時化響應、用戶高度參與等特點。

定義5 社群化制造服務網絡（Social Manufacturing Network，SMN）。指由參與產品全生命周期供應鏈活動的各類企業(yè)及其商務社交關系形成的、具有方向性和動態(tài)性的復雜異構拓撲網絡。網絡中潛在的眾包設計社區(qū)、產品生產社區(qū)、產品運行服務社區(qū)等形成了眾包設計社區(qū)子網絡、產品制造社區(qū)子網絡、產品運行服務社區(qū)子網絡等的抽象。

定義6 社群化制造服務平臺（Social Manufacturing Platform，SMP）。指一種支撐社群化制造實現的工具化的開放式服務平臺（而非集中式服務平臺），可以提供資源形式化描述與封裝、資源／用戶的社區(qū)化自組織、需求與能力匹配、商務協(xié)同與社交網絡工具、服務過程管控與服務質量評價等功能。需要指出的是，該平臺提供者僅提供或掛接相關的第三方公共社交與商務、專業(yè)工程與技術等軟件工具支持，而平臺使用者利用平臺的工具自組織地搭建由第二方控制與管理的社群化服務環(huán)境，并決定著平臺的服務功能與性能。

2.2 社群化制造的社區(qū)分類與組織機理

依據社區(qū)內企業(yè)的不同關系屬性，社群化社區(qū)可分為：

（1）由具有相似資源和服務能力的企業(yè)組成的橫向資源社區(qū)（Horizontal SC，H-SC）。

（2）由圍繞某產品全生命周期供應鏈上下游的服務任務形成的縱向產品生產社區(qū)（Vertical SC，VSC），V-SC是從某具體產品的視角出發(fā)，社群化制造服務網絡實例化的一個子集。

上述兩類社區(qū)在服務對象、管理機制、利益分配機制、位置分布等屬性上存在異同。需要指出的是，同一企業(yè)往往隸屬于多個不同類型的H-SC或V-SC（社區(qū)之間可交叉），取決于該企業(yè)的制造服務能力和業(yè)務范圍。

從服務對象的角度來看，H-SC可分為設計資源社區(qū)、制造資源社區(qū)、運維資源社區(qū)等，同時每一類資源社區(qū)（如制造資源社區(qū)）包括多個社區(qū)對象（如車削加工資源社區(qū)、銑削加工資源社區(qū)等）；V-SC可分為發(fā)動機生產社區(qū)、手機生產社區(qū)、葉片生產社區(qū)等，根據不同的分類粒度可繼續(xù)劃分到零部件生產社區(qū)。

從社區(qū)管理機制的角度來看，存在聯(lián)邦式和盟主式兩種管理機制。聯(lián)邦式機制由公平選舉出的均等實力企業(yè)組建社區(qū)理事會對社區(qū)進行管理，以整個社區(qū)的制造服務能力對外提供統(tǒng)一的制造服務，對內將訂單任務分解到各企業(yè)，各企業(yè)之間分工明確，共同完成生產任務；盟主式機制由社區(qū)內的一個或多個龍頭企業(yè)對所在社區(qū)進行管理，對外承接制造服務訂單（或對社區(qū)中的產品生產任務協(xié)同管控），社區(qū)企業(yè)之間通過實時信息共享，確保服務執(zhí)行過程的進度和質量。一般地，H-SC為聯(lián)邦式或盟主式機制，由理事會或盟主對社區(qū)內的制造資源和制造服務能力進行統(tǒng)一管理和調配，成員企業(yè)之間存在動穩(wěn)態(tài)的商務社交與協(xié)作關系；而V-SC為盟主式機制，成員企業(yè)之間的協(xié)作關系為暫態(tài)關系，產品生產任務結束，則V-SC解散。

從利益分配的角度來看，兩種管理機制下的制造資源社區(qū)H-SC均依據社區(qū)內成員企業(yè)的制造服務能力、動態(tài)產能、任務歷史和服務質量等因素進行資源與任務的博弈優(yōu)化，以達到各成員企業(yè)的利益分配均衡；而產品生產社區(qū)V-SC由服務需求商領導，旨在解決訂單執(zhí)行過程中的信息共享、服務進度反饋與管控等問題，暫不涉及社區(qū)內企業(yè)的利益分配問題。

從社區(qū)企業(yè)的地理位置來看，H-SC和V-SC可以由地理位置較集中的制造企業(yè)組成，形成集聚型社區(qū)（Aggregated SC，A-SC），也可以由地理位置分散的制造企業(yè)組成，企業(yè)間通過網絡互聯(lián)，形成網絡化的分布式社區(qū)（Distributed SC，D-SC）。其中，ASC目前主要體現在工業(yè)園區(qū)的組織上；D-SC則以網絡化制造社區(qū)為主。為體現社群化制造的云互聯(lián)特性，本文討論的H-SC、V-SC聚焦于網絡化的DSC，而A-SC可以通過簡化社群化制造模式得以驗證。

依據社區(qū)的不同屬性和劃分粒度，可對社區(qū)進行不同的子集分類。社區(qū)化是當前海量社會化服務資源最合適的一種組織形態(tài)，隨著新興信息技術和社交網絡技術的發(fā)展，資源組織形態(tài)可能向更有效的方式升級。

2.3 企業(yè)商務社交關系分析

基于企業(yè)商務社交關系的產品生產可視為一種新形式的協(xié)作生產線，是產品創(chuàng)新設計和生產協(xié)作效率提升的源泉。通過商務社交網絡，企業(yè)之間分享大量的知識、挖掘用戶的需求與創(chuàng)造力、提高需求響應速度、促進以用戶為中心的創(chuàng)新實現。社群化制造模式下企業(yè)之間存在多種商務社交關系（如圖3）。從宏觀角度來看，海量的社群化服務資源之間、資源與用戶之間存在全局的互聯(lián)社交關系（信息交互、利益博弈等）；從社區(qū)角度來看，社區(qū)之間、社區(qū)與零散的服務資源之間存在服務外包關系、協(xié)作關系、商友／競爭關系；從社區(qū)內的服務資源角度來看，各服務資源之間存在協(xié)作關系。顯然，存在服務外包關系和協(xié)作關系的社區(qū)、零散服務資源節(jié)點之間必然存在互聯(lián)社交關系。依據上述幾類企業(yè)商務社交關系，構建社群化制造服務網絡。該網絡具有異構性、動態(tài)性和復雜性等特點，通過建立企業(yè)社交關系模型，定義網絡節(jié)點關系的重要度、從屬度、連接度和信息熵等指標屬性，結合復雜網絡理論和大數據挖掘各類關系和市場的動態(tài)演變機理，發(fā)現企業(yè)社交、協(xié)作／競爭的行為特征。對關系和市場的演變趨勢進行分析，有利于輔助企業(yè)進行產品開發(fā)與生產的動態(tài)決策以及開展預測性制造（predictive manufacturing），發(fā)現新興市場動向并快速響應。

根據當前互聯(lián)網環(huán)境下用戶（企業(yè)／個人）參與性的倒金字塔模型（如圖4），上述商務社交關系體現在企業(yè)社交類需求，而企業(yè)社交類網絡化應用和服務處于最薄弱的底端，但同時也是企業(yè)較易從中獲得服務增值的利益增長點。未來隨著企業(yè)在網絡化商務社交的參與度逐漸提高，倒金字塔模型將演變?yōu)樘菪谓Y構，商務社交在企業(yè)中的應用逐漸增強。社群化制造下的社交網絡環(huán)境為企業(yè)業(yè)務拓展和競爭力提升提供了基礎。

2.4 與其他制造模式的對比分析

社群化制造與已有的制造模式相比，存在以下異同（詳細對比如表1［20］）：

（1）敏捷制造或虛擬企業(yè)以核心企業(yè)發(fā)起的產品設計、制造或其他攻關項目為導向，動態(tài)組織形成跨學科的集中控制型企業(yè)聯(lián)盟，核心企業(yè)仍作為主要的任務承擔者。項目完成后聯(lián)盟自動解散，參與的中小型服務提供商的議價主動權較弱，且同類型提供商之間未形成資源聚集優(yōu)勢，導致服務能力的選擇匹配較難。在社群化制造模式下，中小型服務提供商形成集聚的資源社區(qū)，相互之間形成動穩(wěn)態(tài)的協(xié)作關系，由于制造社區(qū)組織管理機制的存在，使得這些中小型服務提供商具有較高的議價主動權和產能利用率。

（2）應用服務提供商模式通過網絡提供軟件應用（企業(yè)資源規(guī)劃（Enterprise Resource Planning，ERP）／供 應 鏈 管 理 （Supply Chain Management，SCM）／客戶關系管理（Custome Relationshan Management，CRM）等）和企業(yè)信息管理服務的托管或租用、資源發(fā)布和檢索等功能，解決中小企業(yè)的信息化軟件需求與投入成本平衡的問題。該模式以信息軟件資源為主，服務種類和應用范圍較窄。而社群化制造拓展了應用服務提供商的理念，將資源的集成與共享服務范圍拓展到物理的制造服務資源。

（3）制造網格通過網絡提供一個基礎平臺，匯聚分布式制造服務資源并優(yōu)化配置，多種資源以透明的方式集中為一個用戶提供服務，實現資源共享、集成和協(xié)同工作。而社群化制造環(huán)境下資源社區(qū)可自主選擇擁有的資源同時為多個需求商提供服務，形成多對多的資源與任務映射關系，社區(qū)中的資源動態(tài)協(xié)同完成制造任務。

（4）云制造利用網絡和云服務平臺，由平臺運營商對資源池中的制造資源進行集中運營管理、調度和配置，按需提供各類制造服務。然而，平臺運營商的最高控制權限帶來了責、權、利的高度集中，可能引發(fā)利益與產能分配的不均衡（尤其是中小型服務提供商）、服務執(zhí)行過程未知與不可控等問題。而社群化制造模式在實現分散資源集中使用、集中資源分散服務的同時，兼顧服務資源選擇與配置自主化、中小企業(yè)利益均衡和平臺運營商風險規(guī)避合理化。從某種意義上說，社群化制造是一種細分的云制造。

（5）社群化制造本質上是網絡化制造的一種延伸或新形態(tài)。因此，它具備網絡化制造的大多數特征，同時強化了資源的社區(qū)化組織、企業(yè)商務社交關系管控、中小企業(yè)議價能力及利益博弈、制造服務機理和服務過程管控等方面的新特征。

表1 社群化制造與已有先進制造模式對比

續(xù)表1

3 社群化制造的工具化開放式服務平臺

本質上，社群化制造的工具化開放式服務平臺是海量社會化服務資源、對應的企業(yè)／個人用戶以及一組服務工具和組件的總和。企業(yè)／個人注冊用戶以自組織的方式，通過商務社交關系形成社群化社區(qū)、構建社群化制造服務網絡，并利用該工具化服務平臺提供的功能組件為其自身服務。可比對的案例如某網民群體使用QQ聊天工具、QQ空間、微信等構建其自身的人際交流環(huán)境。

社群化制造的工具化開放式平臺僅提供軟件服務，是企業(yè)／個人用戶商務社交和生產性服務的信息入口，不具有對社會化服務資源管理與運營、服務任務調配等權限。企業(yè)／個人或社區(qū)自身擁有對其服務資源管理與配置的權限，以開放式共享、自組織的方式與其他企業(yè)進行商務社交、服務過程管控、服務評價選擇等。同時，平臺支持第三方的二次開發(fā)應用程序接口（Application Programming Interface，API），使其服務功能組件得以不斷擴充。開放式服務平臺可借鑒QQ、微信平臺等在社區(qū)自組織、社交、電子商務等方面的功能架構，將其應用到制造企業(yè)互聯(lián)協(xié)作的環(huán)境中。

3.1 平臺體系架構

本文從生產性服務的實現和服務執(zhí)行機制的角度構建了社群化制造開放式服務平臺的體系架構（如圖5），分為以下四個層次：

（1）服務資源層 提供服務資源形式化描述、資源準入接口并封裝成Web應用，便于構建廣義的服務資源集合，并通過動態(tài)自組織形成具有相似服務能力特征的資源社區(qū)，由社區(qū)統(tǒng)一對外提供服務并對服務執(zhí)行過程進行反饋和調配。

（2）服務支撐層 提供社群化制造服務平臺Web服務的云端數據庫、服務器、網絡等硬件支撐環(huán)境，其中企業(yè)社交數據和工業(yè)數據等在數據安全加密機制下存儲于云端數據庫，平臺應用與服務組件部署于云端服務器，并在云計算環(huán)境下保證高效訪問。

（3）服務保障層 通過一系列服務保障機制和輔助工具實現平臺的安全、高效運行與管理。其中，網絡信息安全機制是屏蔽風險的保障，分級權限機制和社區(qū)管理機制保證企業(yè)間無縫合作和利益均衡，有效的結構化／非結構化數據處理機制實現商務社交信息的分析與挖掘，開放式API使得企業(yè)級服務功能組件不斷擴充。

（4）商務社交與應用層 結合商務社交，提供企業(yè)級、社區(qū)級兩層社交協(xié)同空間和應用工具集。其中，社交協(xié)同應用提供企業(yè)更新動態(tài)信息（如資源與服務能力）、即時通訊、協(xié)同中心、服務監(jiān)控等功能；社區(qū)級／企業(yè)級APP應用替代傳統(tǒng)的應用軟件系統(tǒng)，為社區(qū)和企業(yè)提供信息化處理與管理工具；大數據分析應用提供社交數據、工業(yè)數據等的分析與挖掘。需要特別指出的是，傳統(tǒng)應用軟件系統(tǒng)的APP化將催生制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）／ERP／產品全生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）等企業(yè)信息化軟件系統(tǒng)的新架構的出現，且它們能以制造APP的形式集成到社群化制造服務平臺上，隨時隨地在固定和移動終端進行服務過程管控和數據管理。

3.2 平臺服務邏輯

社群化制造服務平臺的服務執(zhí)行邏輯可分為以下六個步驟（如圖6）：

（1）將分散的服務資源通過接口封裝成Web應用，形成廣義的服務資源集合。同時將各類中小型服務提供商和服務需求商接入平臺。

（2）通過社交網絡，服務提供商動態(tài)自組織形成資源社區(qū)（社區(qū)可重疊），社區(qū)對服務資源進行統(tǒng)一管理，并通過社區(qū)級商務社交中心進行信息、資源的共享和協(xié)作。

（3）服務需求商通過平臺發(fā)布需求，服務提供商和制造資源社區(qū)根據擁有的資源和能力提供相應的制造服務。通過規(guī)則推理和本體匹配等手段推薦資源社區(qū)，并考慮社區(qū)企業(yè)利益均衡等博弈因素，選出社區(qū)成員企業(yè)，實現需求與能力的對接。

（4）圍繞產品物料清單（Bill of Material，BOM）的所有服務訂單的提供商形成產品生產社區(qū)，該社區(qū)內的服務提供商均與需求商存在服務外包關系。通過物聯(lián)與傳感網絡感知提供商企業(yè)內的各類基礎數據并進行云端存儲，進而將云端數據處理形成訂單執(zhí)行狀態(tài)信息，由接口反饋至平臺，供需求商實時跟蹤和監(jiān)控。

（5）服務執(zhí)行過程中，各關聯(lián)企業(yè)間利用平臺社交網絡工具（類似于QQ、LinkedIn等）進行協(xié)同交互與服務過程動態(tài)控制。

（6）利用平臺提供的管理與分析工具，對企業(yè)間協(xié)同交互產生的結構化和非結構化數據進行分析和挖掘，為企業(yè)的服務決策改進提供支持。

4 社群化制造關鍵使能技術

4.1 理論體系框架

社群化制造的理論研究體系如圖7所示，包括服務與運行模式研究、社群化制造運行的關鍵使能技術以及社群化制造服務平臺研究三大模塊。

其中，服務與運行模式研究主要聚焦于服務模式、服務標準及機理、運行邏輯等方面，為社群化制造提供理論基礎；社群化制造的關鍵使能技術由社會化服務資源組織與配置、服務運行跟蹤與管控、服務分析與改進三方面構成，是支撐社群化制造運行實現的技術保障；社群化制造服務平臺研究主要是基于上述理論基礎和技術保障，從平臺架構、業(yè)務邏輯、平臺功能及平臺運行管理等方面對社群化制造服務平臺進行研究，以提供社群化制造的工業(yè)應用示范。限于篇幅，本文僅列舉社群化制造運行的若干關鍵技術，詳細研究將另文描述。

4.2 關鍵使能技術

本部分從服務資源的組織與配置、服務過程跟蹤與質量管控、制造服務分析與改進等三個方面對社群化制造的關鍵使能技術進行闡述。

（1）服務資源的組織與配置 將離散的社會化服務資源進行本體形式化描述，通過 Web封裝接入平臺并進行多粒度分類，通過自組織方式形成社區(qū)，實現社區(qū)內資源的安全共享。在此基礎上，采用服務搜索與服務計算技術實現需求與能力的匹配，通過企業(yè)多樣化博弈進行服務外包決策，形成圍繞產品生產任務的動態(tài)產品生產社區(qū)。服務資源的組織與配置技術涉及社區(qū)化生產組織架構的實現和服務提供商的議價權提升，是社群化制造模式運行的基礎。

從資源組織的角度，關鍵技術包括資源本體建模、資源形式化描述與Web服務封裝技術、企業(yè)／資源自組織分類技術、資源全局安全共享機制等；從資源配置的角度，關鍵技術包括基于服務搜索的需求與能力匹配技術、企業(yè)多樣化博弈與外包服務決策、基于服務計算／云計算的商務社交關系表征、動態(tài)產品生產社區(qū)的創(chuàng)成技術等。各關鍵技術之間的使能邏輯如圖8所示。

（2）服務過程跟蹤與質量管控 圍繞產品的生產制造任務，在服務外包過程中需對服務進度、狀態(tài)、質量等進行跟蹤與管控。該關鍵技術涉及新的產品生產模式下企業(yè)協(xié)同交互、制造質量保證與服務關系管控等內容，是社群化制造運行的核心。關鍵技術包括：基于智能商務和社交網絡的企業(yè)協(xié)同交互、面向單提供商的服務跟蹤與質量管控、跨企業(yè)的服務跟蹤與質量管控、服務過程沖突感知與消解技術等。各關鍵技術之間的使能邏輯如圖9所示。

（3）制造服務分析與改進 在社群化制造運行的基礎上，對服務質量進行評估、處理企業(yè)商務社交信息中的結構化／非結構化數據，采用復雜網絡理論和大數據分析方法對企業(yè)商務社交關系演變進行分析，以利于發(fā)現企業(yè)服務外包偏好、服務關鍵因素并預測市場動向和潛在合作。關鍵技術包括基于服務感知的服務質量評估、企業(yè)商務社交與服務過程大數據處理、基于復雜網絡理論的企業(yè)商務社交關系分析、社群化制造服務網絡分析技術等。各關鍵技術之間的使能邏輯如圖10所示。

5 案例研究

5.1 實證應用案例

四種典型的生產企業(yè)案例為社群化制造模式的提出與理論研究提供了實證基礎，包括：

（1）以無錫透平葉片公司為核心領導者形成的專業(yè)化葉片制造資源社區(qū)：眾多中小型葉片制造企業(yè)與無錫透平葉片公司共同協(xié)作完成上汽、哈汽等的葉片制造任務。

（2）無核心領導者的溫州打火機產品生產社區(qū)：每個企業(yè)分別承擔不同的零部件制造任務，分工明確、協(xié)作緊密，共同完成打火機的生產制造。

（3）以美國Apple公司為核心的iPhone產品生產社區(qū)：Apple公司僅負責前端設計，生產制造部分外包給由富士康、聯(lián)建科技等代工巨頭組成的制造社區(qū)，由代工巨頭領導其他制造服務提供商完成產品生產。

（4）圍繞開源產品設計和DIY產品設計形成的產品生產社區(qū)：如RepRap桌面級開源3D打印機制造項目，依據個人定制選擇最優(yōu)服務供應商協(xié)同完成產品生產制造任務。

5.2 仿真運行案例

以某設計公司設計的開源硬件桌面級3D打印機產品的生產為例，驗證社群化制造服務平臺的運行邏輯。該產品的生產總量為100臺，依據其生產BOM展開形成36個零部件制造外包任務需求，并通過需求與能力的匹配在平臺中優(yōu)選22個制造服務提供商分別承接上述制造外包任務，其中有9個制造服務提供商承接了該產品的多個零部件制造外包任務。優(yōu)選的22個企業(yè)分別來自13個制造資源社區(qū)（如齒輪加工社區(qū)、鈑金加工社區(qū)等），形成一個圍繞該3D打印機產品制造外包任務的產品生產社區(qū)。在該社區(qū)內，各制造服務提供商與設計公司通過社交網絡工具進行無縫化協(xié)作，高效完成該產品的生產任務。具體實現如下：

首先，制造服務提供商發(fā)布企業(yè)擁有的資源及其制造服務能力；需求商根據產品BOM分解制造任務，并據此發(fā)布制造服務需求（如圖11a）。針對每個制造服務需求，通過資源搜索匹配發(fā)現候選資源集，查看候選提供商的企業(yè)詳細信息，如圖11b所示。在綜合考慮資源能力、企業(yè)行為運籌和歷史商務社交信息的前提下進行資源選擇決策，進而形成圍繞產品BOM制造任務的產品生產社區(qū)（如圖11c），產品生產社區(qū)中的企業(yè)利用商務社交網絡工具進行生產過程協(xié)作與交互（如圖11d）。在制造服務執(zhí)行過程中，需求商實時跟蹤進度、質量、物流等狀態(tài)，如圖11e所示?；趶碗s網絡和大數據分析，對企業(yè)商務社交過程中的結構化和非結構化數據進行分析挖掘，發(fā)現提供商004與需求商的聯(lián)系最緊密，是桌面級3D打印機生產的核心制造服務提供商（如圖11f），在后續(xù)的服務執(zhí)行和訂單分配上將重點考慮供應商004。

6 分析與討論

社群化制造模式是在企業(yè)商務社交化、產品開發(fā)／生產服務化、中小企業(yè)議價博弈均衡和新興信息技術支持全面化等趨勢下提出來的。該模式的發(fā)展可以從以下三方面進行分析：

（1）產品開發(fā)的視角

產品開發(fā)者不再局限于傳統(tǒng)的核心制造企業(yè)，具有智力資源的群體／個人均可以成為產品開發(fā)者和相關知識產權所有人，產品開發(fā)模式變得多元化。如圖12所示，其包括：①傳統(tǒng)核心制造企業(yè)既可進行擁有自主知識產權的設計，亦可向用戶提供定制式設計；②設計公司／個人擁有自主知識產權的設計；③設計公司／個人進行開源產品設計；④設計公司／個人根據需求提出眾包設計等。應該指出的是，產品知識產權所有機制的多樣化必將帶來對產品制造與運行服務的新需求，如社會化服務資源在產品全生命周期活動中的組織與利用、多企業(yè)間的無縫社交與協(xié)同生產、產品運行維護的服務支持等，而社群化制造模式恰恰能在這種情況下發(fā)揮其巨大的優(yōu)勢。

圖12也從另一個角度詮釋了在當前產品知識產權所有機制框架下對社群化制造的依賴程度。即擁有高端產品核心知識產權的企業(yè)，其知識產權約束被最大程度地強化了。在運用社群化制造模式時，會更多地從非核心零部件的外協(xié)生產、非核心業(yè)務流程的外包等方面著手，但蘋果公司的iPhone制造則說明了高端產品利用社會化資源從事制造活動的另一種極端案例；而如開源和眾籌等那樣的產品知識產權的大眾共享和開放式使用，會加速推進社群化制造的普及。因此，社群化制造的推廣會促進有關知識產權保護機制的更新。

（2）社會化服務資源的視角

在社群化制造模式下，中小型制造服務企業(yè)的離散制造資源互聯(lián)形成了分布式的集團化與集群化優(yōu)勢，推動了服務外包議價博弈機制的變更，議價主導權向由中小企業(yè)組成的社區(qū)傾斜。中小企業(yè)議價權的提升、制造與服務的融合使得“微笑曲線”在制造階段的走勢獲得了改善（如圖13）。同時，通過社區(qū)化的資源共享和知識傳播，智力資源得到了有效整合利用，促進了產品設計創(chuàng)新以獲取“微笑曲線”的前端利益；再者，多元化產品開發(fā)模式亦催生了大量的產品服務提供商集群地介入到產品運行服務階段，以獲取“微笑曲線”的后端利益。

（3）新興信息技術支持的視角

新興信息技術為社群化制造模式提供了計算方面的技術支持（如圖14）。社交網絡與電子商務平臺、智能商務社交技術等為企業(yè)間的協(xié)作交流、服務過程管控等提供了基礎；物聯(lián)網與云計算技術解決產品全生命周期過程的基礎數據采集、云存儲、數據處理和安全共享等問題，實現了生產過程實時控制；網絡化環(huán)境下的服務計算／社會計算等技術促進了社群化制造模式的社區(qū)化組織、配置和運行管控新方法的實現；大數據分析技術為用戶行為分析、市場動態(tài)分析等提供了手段，據此可實現動態(tài)生產決策和預測性制造。應該指出的是，德國工業(yè)4.0技術會從專業(yè)化的物理互聯(lián)計算和服務兩個角度促進社群化制造活動的實時化，并使得社群化制造能達到一個新高度。

7 結束語

本文基于當前制造業(yè)服務化、社會化及生產組織模式轉變等背景，提出了一種服務驅動的網絡化制造新模式——社群化制造，并對社群化制造服務平臺體系架構和執(zhí)行邏輯、關鍵使能技術等進行了探討和研究。由于目前國內外尚未對社群化制造進行系統(tǒng)化研究，許多理論方法還不夠完善，但社群化制造在揭示當前制造環(huán)境下的企業(yè)生產組織模式、解決中小型服務提供商競爭力的提升以及企業(yè)智能商務社交等方面，已經展現出了一定的潛力，后續(xù)將進一步研究社群化制造的實際應用。社群化制造模式與新興信息技術的結合，會迸發(fā)出更加旺盛的生命力，并在組織形態(tài)、運行邏輯等方面帶來更有效的機制變化。對社群化制造的研究將促進工業(yè)4.0愿景下物聯(lián)和服務兩個核心內容的實現。

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