肖人彬

(1.華中科技大學 人工智能與自動化學院,湖北 武漢 430074;2.大規(guī)模個性化定制系統(tǒng)與技術全國重點實驗室,山東 青島 266100)

1 生產(chǎn)模式的演變

人類生產(chǎn)實踐活動的發(fā)展在宏觀上的主要表現(xiàn)形式是生產(chǎn)模式的演變和進步[1],這里所說的模式一般是指事物的標準形態(tài)或其運作的典型方式[2];它在技術理念與實現(xiàn)層面則主要集中在制造領域的模式創(chuàng)新,表現(xiàn)為各種制造新模式不斷涌現(xiàn),如綠色制造[3]、云制造[4]、服務型制造[5]、社群化制造[6]等。文獻[2]通過對制造新模式的梳理和歸納,將其概括提煉為技術變革驅(qū)動的新模式、適應可持續(xù)發(fā)展的新模式、制造與服務融合的新模式、多因素綜合的新模式等幾個方面,不乏參考價值。本文并不研究具體的制造模式,而是從宏觀層面探討生產(chǎn)模式的演變,進而提煉并探索一種新的生產(chǎn)模式--大規(guī)模個性化定制。

追溯近代以來人類生產(chǎn)實踐活動的發(fā)展情況可以發(fā)現(xiàn),早期生產(chǎn)設備配置簡單,主要依賴工匠制作經(jīng)驗和技術技能,其基本形式采用的是作坊生產(chǎn)。作坊生產(chǎn)效率低、成本高,質(zhì)量難以保證且生產(chǎn)周期較長,但因其完全按照客戶的確定需求進行生產(chǎn),故能充分滿足客戶特定要求,又被稱為手工生產(chǎn)(Craft production,C)。這種生產(chǎn)模式本質(zhì)上是一種客戶化生產(chǎn),主要依靠手工技藝和傳統(tǒng)工具進行單件/小批量產(chǎn)品的制作,體現(xiàn)和反映出范圍經(jīng)濟(economies of scope)的理念[7],而范圍經(jīng)濟旨在強調(diào)生產(chǎn)不同種類產(chǎn)品所獲得的經(jīng)濟性,倡導的是多樣化生產(chǎn)。

“科學管理之父” TAYLOR于1911年發(fā)表的經(jīng)典著作《科學管理原理》標志著一個管理新時代的到來,由此推動企業(yè)實踐的快速發(fā)展。1913年,以福特T型車裝配流水線為代表的標準化作業(yè)應運而生[7],可實現(xiàn)生產(chǎn)效率的大幅度提高,其成本低廉且產(chǎn)品質(zhì)量有可靠保障,在人們生活水平較低且商品緊缺的年代頗受歡迎,獲得了巨大的成功;但是由于產(chǎn)品設計和制造過程均由企業(yè)主導且?guī)缀鯖]有客戶參與,故難以滿足客戶的多樣化需求,它是一種少品種大批量生產(chǎn)方式,稱為大規(guī)模生產(chǎn)(Mass production,M)。作為規(guī)模經(jīng)濟(economies of scale)的產(chǎn)物[7],大規(guī)模生產(chǎn)試圖以大規(guī)模效益和低成本優(yōu)勢來提高競爭力,獲取最大利潤。

總體來看,市場經(jīng)濟下的人類生產(chǎn)實踐活動涉及到的主體是企業(yè)(enterprise)和客戶(customer)兩方。從根本上講,企業(yè)與客戶之間是一種共生共存的相互依賴關系,企業(yè)與客戶只有充分合作,才能實現(xiàn)共贏并創(chuàng)造出充分有效的價值,這就是價值共創(chuàng)(value co-creation)的基本理念[8-9]。根據(jù)這一理念,生產(chǎn)模式的描述需要借助由生產(chǎn)維(代表企業(yè)方)和客戶維(代表客戶方)所構(gòu)成的二維結(jié)構(gòu)來刻畫企業(yè)與客戶的相互關系。

文獻[10]基于價值共創(chuàng)的多元視野,從產(chǎn)品設計的角度,對現(xiàn)有生產(chǎn)模式進行形象的描述,如圖1所示。從該圖縱軸方向來看,手工生產(chǎn)處于圖中上端,該生產(chǎn)模式下的客戶處于完全主導的地位,是一種買方市場;而大規(guī)模生產(chǎn)則處于圖中下端,該生產(chǎn)模式下的企業(yè)處于完全主導的地位,是一種賣方市場。兩者都是企業(yè)和客戶中的某一方完全主導的生產(chǎn)模式,未能形成企業(yè)與客戶共同實現(xiàn)價值共創(chuàng)的態(tài)勢,因此都有明顯不足。

從圖1可以看出,手工生產(chǎn)與大規(guī)模生產(chǎn)處于其中兩個彼此相對的位置,其優(yōu)缺點正好相反,兩者具有明顯的互補性。粗略地看,似乎很難將兩者融為一體。但標準化技術、現(xiàn)代設計方法、信息通訊技術和先進制造技術等現(xiàn)代科學技術的快速發(fā)展,使得手工生產(chǎn)與大規(guī)模生產(chǎn)的融合成為可能,即以類似于大規(guī)模生產(chǎn)的時間和成本提供滿足客戶特定需求的產(chǎn)品及服務,這就是TOFFLER[11]所提出的一種頗有創(chuàng)意的生產(chǎn)模式構(gòu)想。該生產(chǎn)模式被DAVIS[12]首次以大規(guī)模定制(Mass Customization, MC)的概念命名,后來在WOMACK[13]的論著中得到進一步深化研究和應用拓展,其核心要義是從系統(tǒng)整體優(yōu)化的角度出發(fā),充分挖掘和利用現(xiàn)有資源,通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和制造過程的重組,將定制產(chǎn)品的生產(chǎn)從小批量轉(zhuǎn)變?yōu)榇笈?以大規(guī)模生產(chǎn)的低成本、高質(zhì)量和高效率提供滿足客戶定制化需求的產(chǎn)品及服務。隨后關于大規(guī)模定制生產(chǎn)模式的研究與應用迅速開展起來[14-16]。

21世紀以來,隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人們生活水平、健康意識等顯著提升,醫(yī)療、健康器械和裝飾類、康復類穿戴產(chǎn)品大量涌現(xiàn),這類產(chǎn)品的客戶需求具有完全獨特性,產(chǎn)品制造精度或與人體貼合度等要求極高,故其設計與制造的個性化特征日益突出,更加明顯。此外,產(chǎn)品設計與制造很大程度上依賴于客戶高度個性化信息以及顯性、隱性需求的獲取和挖掘分析,故對客戶體驗的深度要求急劇增加,并且呈現(xiàn)出大幅提升的態(tài)勢?，F(xiàn)有大規(guī)模定制不是真正意義上的個性化,而是針對特定細分市場的批量大規(guī)模生產(chǎn),并不能真正體現(xiàn)出客戶獨特的個性化需求和服務體驗,難以充分滿足此類產(chǎn)品的個性化要求[17],由此推動生產(chǎn)模式由大規(guī)模定制向大規(guī)模個性化(Mass Personalization, MP)[18-19]轉(zhuǎn)變,它是面向個人市場(market-of-one)的生產(chǎn)模式。文獻[18]將促成這種轉(zhuǎn)變的根本因素歸結(jié)為6個方面,包括前沿信息技術的發(fā)展、Internet的普遍使用、客戶意愿在產(chǎn)品開放設計和價值共創(chuàng)過程中的融入、現(xiàn)代制造系統(tǒng)的創(chuàng)新、大規(guī)模定制技術的采納和客戶關系管理的有效運用。文獻[20]針對大規(guī)模定制的局限性,將工業(yè)4.0 視為大規(guī)模定制向大規(guī)模個性化轉(zhuǎn)變的途徑,提出一種基于工業(yè)4.0的大規(guī)模個性化框架。

上述4種主要生產(chǎn)模式的演化發(fā)展路徑為:C→M→MC→MP。按照前述對生產(chǎn)模式進行二維結(jié)構(gòu)(客戶維和生產(chǎn)維)描述的觀點,這些生產(chǎn)模式的定位如圖2所示。圖2中的橫軸是客戶維,其基本內(nèi)涵已由關注客戶需求(customer requirement)進一步提升為重視客戶體驗(customer experience)[21],其中客戶需求具有多個不同的層次。就普通民眾而言,在手工生產(chǎn)階段,基本需求(basic requirement)占據(jù)主導地位;在大規(guī)模生產(chǎn)階段,除了基本需求之外,還有某些消費方面的需求,但受到客觀條件的限制和約束,可稱之為受限需求(requirement with constraints);而在大規(guī)模定制和大規(guī)模個性化乃至今后更高級階段,客戶需求逐漸擺脫限制,趨向于自然形態(tài),其發(fā)展趨勢是返璞歸真,尊崇自身內(nèi)在意愿,可稱為自然需求(natural requirement)。同樣,客戶對產(chǎn)品的體驗也有不同的深度,從后驗型體驗(以大規(guī)模生產(chǎn)下的汽車產(chǎn)品為代表)到介入型體驗(以定制化的服裝產(chǎn)品為代表)再到融合型體驗(以醫(yī)療護具等康復產(chǎn)品為代表),客戶的體驗程度在不斷加深。橫軸從左到右,表示客戶需求趨于個性化并且客戶體驗深度趨于加強。圖2中的縱軸是生產(chǎn)維,代表企業(yè)方的經(jīng)濟效益,其基本內(nèi)涵包括生產(chǎn)效率(production efficiency)和產(chǎn)品成本(product cost)兩個方面,其中生產(chǎn)效率主要是指交貨時間迅速、產(chǎn)品質(zhì)量上乘、服務保障充分。生產(chǎn)效率可用定量描述指標來刻畫,例如KUMAR等[17]提出過一種采用效率指標來度量大規(guī)模定制與個性化效率的方法?？v軸從下到上,意味著生產(chǎn)效率在逐步提高,同時(或者是)產(chǎn)品成本在逐漸減少。

手工生產(chǎn)是根據(jù)客戶需求進行特定產(chǎn)品的定制,屬于客戶化生產(chǎn)(customized production),其客戶需求具有個性化特征,處于客戶維的右端;但其生產(chǎn)效率低下,成本昂貴,在生產(chǎn)維的位置處于下方。大規(guī)模生產(chǎn)完全由企業(yè)主導,與手工生產(chǎn)的優(yōu)缺點正好相反(如圖1),它處于客戶維的左端(個性化需求程度很低),而生產(chǎn)高效和成本低下使其在生產(chǎn)維的位置處于上方。大規(guī)模定制和大規(guī)模個性化在生產(chǎn)效率和成本方面均接近于大規(guī)模生產(chǎn),它們在生產(chǎn)維的位置要比大規(guī)模生產(chǎn)稍微低些;而面向細分市場的大規(guī)模定制在個性化程度方面明顯超越了大規(guī)模生產(chǎn),但又不如面向個人市場的大規(guī)模個性化,因此在客戶維,大規(guī)模生產(chǎn)處于左端,大規(guī)模個性化處于右端,大規(guī)模定制則處于兩者之間。

2 大規(guī)模個性化

圖2直觀地表明:大規(guī)模個性化是大規(guī)模定制在客戶維度上的延伸和發(fā)展,兩者在圖中橫向的客戶維所處位置不同,因此在客戶需求方面存在著差別。大規(guī)模定制對應的客戶需求以顯性的需求為主導,主要通過物理產(chǎn)品的預先設置的模塊進行變型組合來滿足[22],據(jù)此要大量借助產(chǎn)品族設計方法與技術的支持[23]。大規(guī)模個性化所對應的客戶需求則以隱形的需求為主,它是在物理產(chǎn)品功能模塊變型的基礎上,強調(diào)通過服務、美學和其他認知來實現(xiàn)客戶獨特的體驗感受[22]。顯然,大規(guī)模定制的客戶需求主要是物理層面,而大規(guī)模個性化的客戶需求更加豐富,還要進一步深入到心理層面,實現(xiàn)起來難度更大。

從市場的角度來看,不同生產(chǎn)模式所顯示出來的市場特征有所不同。大規(guī)模生產(chǎn)是賣方市場,它將客戶視為同質(zhì)性的個體,忽略了客戶需求之間的差異性,其面向的是大眾市場。大規(guī)模定制則根據(jù)客戶的需求特點,按照一定的標準將某種產(chǎn)品市場上的客戶劃分成若干個客戶群,每一個客戶群構(gòu)成一個子市場;而在不同的子市場之間,需求存在著明顯的差別。通過對產(chǎn)品客戶進行細分,大規(guī)模定制面向的是所謂的細分市場(segmented market)而非大眾市場,從而可以有效滿足細分市場內(nèi)的顧客需求,實現(xiàn)定制化生產(chǎn)。與大規(guī)模生產(chǎn)截然不同,大規(guī)模個性化是買方市場,基于客戶至上的理念,它重點關注客戶需求的差異性,面向的是個人市場[24],旨在實現(xiàn)以個人市場為核心的高度個性化。生產(chǎn)規(guī)模主要由品種數(shù)和單一品種批量共同決定,大規(guī)模生產(chǎn)的品種少但批量很大,大規(guī)模定制的批量較小但品種頗多,大規(guī)模個性化的批量極小甚至單件但品種極其之多,這三種生產(chǎn)模式都是規(guī)?；a(chǎn)。而手工生產(chǎn)面向的也是個人市場,但批量很小并且品種也少,生產(chǎn)缺乏規(guī)模,其效率低下,成本高昂,并非適宜的生產(chǎn)模式,只是不得已而為之。

按照時間發(fā)展順序,圖2中的4種主要生產(chǎn)模式的演化路徑為:C→M→MC→MP。因此大規(guī)模個性化與大規(guī)模定制在發(fā)展過程中直接銜接起來,表現(xiàn)為鄰接關系。下面進一步從價值共創(chuàng)角度,闡述兩者之間的邏輯關系。

價值共創(chuàng)的本質(zhì)是通過客戶與企業(yè)之間的有效互動來共同創(chuàng)造產(chǎn)品生產(chǎn)與服務的價值,作為一種新的價值創(chuàng)造方式,它得到了廣泛關注,已有多方面研究[9]。圖1直觀地顯示出,手工生產(chǎn)完全由客戶掌控和主導,大規(guī)模生產(chǎn)完全由企業(yè)掌控和主導,這兩種生產(chǎn)模式下都有一方處于被動接受的狀態(tài),在互動過程中沒有起到實質(zhì)性作用,因此客戶與企業(yè)之間的不平等關系導致兩者之間難以形成有效互動,也就不存在具有實質(zhì)性意義的價值共創(chuàng)空間。從圖2的二維結(jié)構(gòu)描述來看,手工生產(chǎn)在生產(chǎn)維的取值很低,而大規(guī)模生產(chǎn)在客戶維的取值很低,兩者的二維結(jié)構(gòu)描述實際上都已退化成為一維結(jié)構(gòu)(手工生產(chǎn)處于客戶維的單一維度,大規(guī)模生產(chǎn)處于生產(chǎn)維的單一維度),它們的維度在邏輯層面具有一致性。

就大規(guī)模定制而言,客戶與企業(yè)之間是平等互利關系,共同的利益引導雙方趨向合作,可以通過有效互動實現(xiàn)價值共創(chuàng);大規(guī)模個性化的情形與大規(guī)模定制相類似,同樣存在價值共創(chuàng)的空間。一般情況下,由于需求因素的驅(qū)動作用,大規(guī)模個性化的互動程度相對大規(guī)模定制來說,表現(xiàn)得更加充分一些。由此可見,大規(guī)模定制和大規(guī)模個性化的客戶維和生產(chǎn)維都有實質(zhì)性意義,兩者都必須采用二維結(jié)構(gòu)才能有效描述,它們在邏輯層面是相通的,具有統(tǒng)一性,因此有時也采用大規(guī)模定制與個性化(mass customization and personalization)的表述[17, 25]。

3 大規(guī)模個性化定制

3.1 個性化需求與個性化產(chǎn)品

客戶的個性化需求(personalized requirement)是一種自然需求,其在表現(xiàn)形態(tài)上以隱性為主,一般要借助需求挖掘方法和技術才能獲取得到。個性化需求反映的是客戶的多樣化要求,隱含著客戶的獨特偏好,表達的是一種主觀意愿。將這種邏輯空間中的主觀意愿映射到現(xiàn)實世界加以實現(xiàn)就是個性化產(chǎn)品(personalized product)。

個性化產(chǎn)品是企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)物,是一個物化過程,具有客觀性。將物化產(chǎn)品加以拓展,文獻[26]明確了廣義產(chǎn)品(generalized product)的概念,它是指在產(chǎn)品銷售階段根據(jù)客戶的需求層次,企業(yè)配置出多種形式的服務包,以滿足客戶的個性化需求,產(chǎn)品的具體形式為“物理產(chǎn)品+增值服務”的服務包。根據(jù)物理產(chǎn)品和服務在服務包中所占比例的不同,可以將廣義產(chǎn)品分為純物理產(chǎn)品、“物理產(chǎn)品+服務”、純服務三大類[27-28]。按照廣義產(chǎn)品的界定,可以形成一個個性化產(chǎn)品的譜系--個性化產(chǎn)品譜,其左端產(chǎn)品個性化程度較低,右端產(chǎn)品則個性化程度較高。一般來說,純物理產(chǎn)品處于該譜系的左端,視為產(chǎn)品的純服務(如圖書館的信息檢索)則處于該譜系的右端。

第1章中提及客戶需求的高端形態(tài)--自然需求,它屬于具有某些特定偏好要求的非常規(guī)需求(non-routine requirement),既包括日常所見的定制化需求,又包括獨特性更充分的個性化需求。常規(guī)需求(routine requirement)作為非常規(guī)需求的對偶概念,乃是大眾化需求;其個性化程度低,容易得到滿足,相應的產(chǎn)品易于實現(xiàn)。這種情況下的客戶主觀層面的愿望(個性化需求)與企業(yè)客觀層面的實現(xiàn)(個性化產(chǎn)品)在步調(diào)上基本一致,整體上處于同步狀態(tài)。對于非常規(guī)需求,需求多樣化在快速發(fā)展,但由于技術水平等方面的發(fā)展受到各種制約而產(chǎn)生延遲,相應的產(chǎn)品難以充分滿足客戶的真實自然需求,存在著滯后延遲現(xiàn)象,這在個性化需求的情形下表現(xiàn)得更為明顯。對此現(xiàn)象加以概括,可將其提煉成為非常規(guī)自然需求超前規(guī)律(簡稱需求超前律);需求超前律(requirement in advance law)針對的是規(guī)模生產(chǎn)(包括大規(guī)模生產(chǎn)、大規(guī)模定制和大規(guī)模個性化),在規(guī)模生產(chǎn)的范圍內(nèi)適用。對于手工生產(chǎn),其需求是個性化的,相應的產(chǎn)品實現(xiàn)也能滿足個性化需求,表現(xiàn)為個性化產(chǎn)品,即兩者同步,并不存在著滯后現(xiàn)象;但手工生產(chǎn)不是規(guī)模生產(chǎn),不在需求超前律的適用范圍內(nèi),所以不滿足需求超前律。非常規(guī)自然需求超前規(guī)律的直觀描述如圖3所示。

下面闡述的大規(guī)模個性化定制生產(chǎn)模式在大規(guī)模個性化的基礎上,旨在針對需求超前律的現(xiàn)實情景,通過引入精準服務的理念,致力于化解個性化產(chǎn)品與個性化需求之間非同步的不一致性。

3.2 大規(guī)模個性化定制的概念內(nèi)涵

為了提升個性化產(chǎn)品與個性化需求的一致性,使之趨于同步,有必要在圖2對生產(chǎn)模式二維結(jié)構(gòu)描述的基礎上,增加一個新的第三維,即服務維,代表企業(yè)方通過服務獲得的增值收益,其基本內(nèi)涵包括優(yōu)質(zhì)服務(high quality service)和精準服務(targeted service)兩個方面。面對個性化需求的動態(tài)多變和隱含表達的特點,服務的重點轉(zhuǎn)向準確性,精準服務成為實現(xiàn)由個性化需求出發(fā)到個性化產(chǎn)品落地的關鍵所在。第三軸從外向內(nèi),表示服務的優(yōu)質(zhì)性和精準化程度在逐步提升。

在三維結(jié)構(gòu)下,生產(chǎn)模式可用一個五元組來描述:

PM:={Ω, C, P, S, V}。

(1)

式中:Ω代表生產(chǎn)模式所處的社會環(huán)境,C表示客戶方,P表示企業(yè)方的生產(chǎn),S表示企業(yè)方的服務,V代表客戶方與企業(yè)方共同創(chuàng)造的價值。

在這種三維結(jié)構(gòu)下,一種新的生產(chǎn)模式--大規(guī)模個性化定制(Massive Personalized Customization,MPC)應運而生。該模式所處的社會環(huán)境是VUCA時代,即不穩(wěn)定(Volatile)、不確定(Uncertain)、復雜(Complex)、模糊(Ambiguous)的時代[29];其在客戶維、生產(chǎn)維、服務維均有優(yōu)秀表現(xiàn),因此可以創(chuàng)造出豐厚的價值。

第2章從價值共創(chuàng)角度的分析表明,手工生產(chǎn)和大規(guī)模生產(chǎn)不存在價值共創(chuàng)的空間,它們在圖2的二維結(jié)構(gòu)描述中已退化為一維結(jié)構(gòu)(手工生產(chǎn)只需要用客戶維來描述,大規(guī)模生產(chǎn)只需要用生產(chǎn)維來描述)。而大規(guī)模定制和大規(guī)模個性化均可通過有效互動實現(xiàn)價值共創(chuàng),它們都應采用二維結(jié)構(gòu)才能有效描述。針對需求超前律的現(xiàn)實狀況,大規(guī)模個性化定制通過精準服務,可以有效實現(xiàn)個性化需求,它是大規(guī)模個性化的新發(fā)展,具有更加充分的價值共創(chuàng)能力,必須采用生產(chǎn)模式三維結(jié)構(gòu)描述(大規(guī)模對應生產(chǎn)維,個性化對應客戶維,定制對應服務維)。文獻[2]將未來制造模式(生產(chǎn)模式的具體化)的創(chuàng)新歸納為定制化、協(xié)同化、服務化三個方面。MPC在服務維強調(diào)定制的作用,契合了定制化和服務化的發(fā)展方向;同時進一步體現(xiàn)出價值共創(chuàng)的理念,順應了協(xié)同化的發(fā)展方向,因此大規(guī)模個性化定制與文獻[2]所述正好一致。

列入MPC后的5種主要生產(chǎn)模式的演化發(fā)展路徑為:C→M→MC→MP→MPC,要直觀地考察它們在三維結(jié)構(gòu)中的定位,可將生產(chǎn)模式的三維結(jié)構(gòu)分解為平視、俯視、側(cè)視下的三個二維結(jié)構(gòu)。圖2即為平視下的二維結(jié)構(gòu),圖中C、M、MC、MP的定位(所處的位置)已經(jīng)標明,MPC相對于MP來說,是在服務維進行了拓展,所以它在圖2中的位置與MP重疊。

如圖4所示為生產(chǎn)模式三維結(jié)構(gòu)在俯視下的二維結(jié)構(gòu),對于生產(chǎn)模式而言,由于服務維與客戶維存在著正相關關系,在該圖中的各種生產(chǎn)模式基本上處于一條直線上。在生產(chǎn)維-服務維的二維結(jié)構(gòu)下,各種生產(chǎn)模式的定位如圖5所示,該圖顯示的是生產(chǎn)模式三維結(jié)構(gòu)在側(cè)視下的二維結(jié)構(gòu)。

3.3 大規(guī)模個性化定制的關鍵技術

支持大規(guī)模個性化定制的關鍵技術主要體現(xiàn)在設計和制造兩個方面。就設計而言,其中的關鍵技術隸屬于數(shù)據(jù)驅(qū)動的大規(guī)模個性化設計(data-driven design for mass personalization)[30]這一部分,它力圖依托數(shù)據(jù)驅(qū)動來提升大規(guī)模個性化設計的定制服務水平;就制造而言,相應的關鍵技術處于面向大規(guī)模個性化定制的韌性制造系統(tǒng)(resilient manufacturing systems for massive personalized customization)[31]范圍之內(nèi),它旨在借助制造韌性來提升大規(guī)模個性化定制的生產(chǎn)水平。下面針對兩者分別進行簡明扼要的闡述。

3.3.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動的大規(guī)模個性化設計

數(shù)據(jù)驅(qū)動是大規(guī)模個性化設計的關鍵支撐技術,應用數(shù)據(jù)挖掘方法(如聚類、分類、預測、關聯(lián)規(guī)則等)準確提煉面向個性化產(chǎn)品需求分析、設計和制造的相關規(guī)律,是實現(xiàn)大規(guī)模個性化定制設計的重要途徑。據(jù)此提煉出以流程為導向的數(shù)據(jù)驅(qū)動的大規(guī)模個性化設計框架,如圖6所示。該框架涉及的主要關鍵技術覆蓋數(shù)據(jù)端、數(shù)據(jù)處理端、設計端、設計方案展示和平臺端等方面。

從數(shù)據(jù)來源來看,數(shù)據(jù)端的客戶數(shù)據(jù)主要包括基本數(shù)據(jù)、偏好數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)和生理數(shù)據(jù),其中客戶行為又分為物理行為、商業(yè)行為和網(wǎng)絡行為。常用的數(shù)據(jù)獲取方式有問卷調(diào)查、網(wǎng)絡爬取、第三方獲取和傳感器檢測。個性化數(shù)據(jù)類別與獲取方式的關聯(lián)如圖7所示。

數(shù)據(jù)處理端涉及預處理技術、數(shù)據(jù)關聯(lián)和數(shù)據(jù)推薦等方面,其中預處理的流程一般包括缺失填充、噪聲清洗、格式規(guī)范、維度規(guī)約等步驟。就數(shù)據(jù)關聯(lián)而言,無論是粗糙集還是深度學習,往往把對象之間的關聯(lián)關系視為單一的關系;事實上這種關聯(lián)關系可能是多元關系。近年來,隨著圖技術的發(fā)展,已有一些研究利用知識圖譜網(wǎng)絡方法對不同對象之間進行關聯(lián)分析,通過對象節(jié)點以及邊的建模,進而構(gòu)建多元關系模型,并結(jié)合度量算法對不同節(jié)點進行歸類。關于數(shù)據(jù)推薦,目前推薦算法主要分為基于內(nèi)容的推薦算法、協(xié)同過濾推薦算法和混合推薦算法。

設計端主要需要考慮數(shù)據(jù)驅(qū)動設計、設計理論融合和個性化設計方案評價三個方面內(nèi)容,其中數(shù)據(jù)驅(qū)動設計分為少數(shù)據(jù)驅(qū)動大規(guī)模個性化設計、局部數(shù)據(jù)驅(qū)動大規(guī)模個性化設計和全數(shù)據(jù)驅(qū)動大規(guī)模個性化設計。少數(shù)據(jù)驅(qū)動大規(guī)模個性化設計又可稱

為經(jīng)驗驅(qū)動的大規(guī)模個性化設計,主要是指那些依賴工程師自身行業(yè)經(jīng)驗知識開展的設計模式,具有一定的通用性和專業(yè)性;但少數(shù)據(jù)驅(qū)動大規(guī)模個性化設計對客戶的理解一般是基于低維度、粗粒度及趨于靜態(tài)的需求信息,且屬于單向開環(huán)設計,無法實現(xiàn)設計的有效反饋,難以滿足多樣化以及快速更新產(chǎn)品的高效設計要求,適合信息化水平較低的中小企業(yè)單一類型產(chǎn)品設計。局部數(shù)據(jù)驅(qū)動大規(guī)模個性化設計主要是指在工程師經(jīng)驗基礎上融合所在企業(yè)內(nèi)部歷史數(shù)據(jù)開展的設計模式,其中歷史數(shù)據(jù)包括設計、制造、銷售、物流以及維護等數(shù)據(jù),適合具有較高信息化水平的規(guī)模以上制造企業(yè)的少量類型產(chǎn)品設計。該設計模式在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化產(chǎn)品的開發(fā),同時具有設計反饋跟蹤能力。由于只是基于企業(yè)少量類型產(chǎn)品制造數(shù)據(jù)以及消費人群的事后數(shù)據(jù)特征,局部數(shù)據(jù)驅(qū)動大規(guī)模個性化設計在把握客戶的潛在需求以及小眾需求方面存在欠缺,同時難以對需求的變化進行及時的跟蹤和預測,由此導致對市場變化的反應存在滯后,會直接影響方案設計及其后續(xù)的制造及物流環(huán)節(jié)。

全數(shù)據(jù)驅(qū)動大規(guī)模個性化設計是在上述兩種數(shù)據(jù)基礎上,借助傳感器、交互界面、物聯(lián)網(wǎng)及云存儲等信息化技術,進一步融合客戶的消費、生理、心理、在線、人因等多層次和多維度的信息而開展的一種新的設計模式。相較前面兩種設計模式,全數(shù)據(jù)驅(qū)動大規(guī)模個性化設計的優(yōu)勢在于:一方面通過全面分析客戶的顯性及隱性信息,對產(chǎn)品的使用過程進行實時跟蹤,將市場反饋進一步前移,使得產(chǎn)品設計方案可以提前進行調(diào)整,有助于進一步降低市場風險;另一方面支持關于特定客戶的描繪,可以實現(xiàn)精準畫像,并結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術對消費人群進行合理劃分,為產(chǎn)品大規(guī)模個性化設計奠定基礎。以上述兩方面優(yōu)勢為基礎,全數(shù)據(jù)驅(qū)動大規(guī)模個性化設計結(jié)合柔性制造/配送工藝實現(xiàn)產(chǎn)品的智能調(diào)整,在滿足客戶個性化定制需求的同時確保產(chǎn)品制造成本以及生產(chǎn)效率的優(yōu)秀,從而明顯提高產(chǎn)品的市場競爭力。關于全數(shù)據(jù)驅(qū)動大規(guī)模個性化設計的概念描述如圖8所示。

設計方案展示包括虛擬樣機可視化和物理樣機實現(xiàn)兩個層面。平臺端主要表現(xiàn)為一個開放式設計平臺,它與傳統(tǒng)設計平臺不同,具有多通道數(shù)據(jù)接口并具有以導航形式的通用交互框架和以自助或設計師輔助的專屬交互框架,支持多工具多模塊協(xié)作并集成多樣化創(chuàng)新設計工具,能夠生成多種適用于當前人機交互場景的產(chǎn)品設計并選擇綜合評價最優(yōu)的產(chǎn)品設計進行推薦。

3.3.2 面向大規(guī)模個性化定制的韌性制造系統(tǒng)

大規(guī)模個性化定制所處的社會環(huán)境是VUCA時代[29],不確定性是其根本特征,它也意味著確定性的終結(jié)[32]。而打造系統(tǒng)韌性是應對不確定性的有效途徑,例如文獻[33]針對百年變局與世紀疫情交織疊加,提出我國全球供應鏈韌性體系建設路徑,在全球碎片化趨勢下部署中國方案。為了清晰地描述制造系統(tǒng)在破壞性事件激勵下的響應過程,構(gòu)建制造系統(tǒng)韌性過程模型如圖9所示,其中橫軸表示時間,縱軸表示制造系統(tǒng)性能,分別包含初始性能p0,恢復性能ps以及最低性能pl。根據(jù)制造系統(tǒng)應對破壞性事件的響應過程,將制造系統(tǒng)韌性過程劃分為預防階段(或穩(wěn)定運行階段)、準備階段、響應階段、恢復階段和適應階段。其中,破壞性事件發(fā)生前為制造系統(tǒng)穩(wěn)定運行階段,可以理解為預防制造系統(tǒng)發(fā)生破壞性事件的階段。

面向大規(guī)模個性化定制的韌性制造系統(tǒng)必須為一種開放式智能制造系統(tǒng)[34],主要關鍵技術有開放式設計[1]、數(shù)字孿生[35]、3D打印和智能控制等。在開放式設計方面,客戶參與產(chǎn)品價值共創(chuàng)是滿足客戶個性化需求、實現(xiàn)積極客戶體驗的重要途徑,主要途徑包含客戶參與設計的網(wǎng)絡交互平臺和開放式體系結(jié)構(gòu)產(chǎn)品平臺,前者涉及數(shù)據(jù)收集與挖掘分析、物聯(lián)網(wǎng)與交互可視化等關鍵技術,后者定義模塊化體系結(jié)構(gòu)和通用接口,實現(xiàn)不同設計人員或團隊的設計方案集成以有效且高效地滿足客戶個性化需求。開放式設計方法基于客戶參與價值共創(chuàng)過程,通過挖掘和滿足客戶的顯性和潛在需求、獲取客戶體驗數(shù)據(jù)等優(yōu)化個性化產(chǎn)品設計方案,有利于吸收客戶需求變化對制造系統(tǒng)的干擾。數(shù)字孿生技術面向物理世界中制造系統(tǒng)、工藝流程、產(chǎn)品和/或服務的全生命周期,通過智能感知和工業(yè)以太網(wǎng)等實現(xiàn)相關大數(shù)據(jù)采集,將物理實體和系統(tǒng)的屬性、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、性能、功能和行為等映射到信息世界,構(gòu)建高保真的動態(tài)多維/多尺度/多物理量模型,為觀察、認識、理解、控制乃至改造物理世界提供有效手段。基于數(shù)字孿生技術的模擬仿真、監(jiān)控、評估、預測、優(yōu)化和控制等功能,可有效實現(xiàn)縮短產(chǎn)品設計周期、提高制造系統(tǒng)運行效率、適應環(huán)境變化和實時響應擾動等目標。

關于3D打印(也稱為增材制造)和智能控制,國內(nèi)外已有很多研究,在此不作贅述。

3.4 精準服務

大規(guī)模個性化定制的提出突顯出服務的重要性,其描述引入了服務維,形成了生產(chǎn)模式的三維結(jié)構(gòu),其中服務維的基本內(nèi)涵包括優(yōu)質(zhì)服務和精準服務兩個方面,這里與精準服務并列的優(yōu)質(zhì)服務是狹義的,其實兩者都屬于廣義的優(yōu)質(zhì)服務范疇。從根本上講,市場經(jīng)濟的精髓是以客戶為中心,以客戶為中心就是要為客戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品服務,但不同類別產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)服務內(nèi)涵不同,例如有的突出產(chǎn)品的性能指標,有的看重客戶的心理感受。對于醫(yī)療、健康器械和裝飾類、康復類穿戴產(chǎn)品而言,服務的優(yōu)質(zhì)性主要體現(xiàn)在滿足客戶的獨特的個性化需求,強調(diào)的是服務的精準化,這種精準化的服務形態(tài)稱為“精準服務”。

目前與精準服務相關的文獻主要在圖書館情報領域,所關注的是提供特定類型的精準服務--信息精準服務[36],對作為科學概念層面的精準服務尚缺乏學理上的界定。一般意義下的精準服務內(nèi)涵應該包含兩方面的基本內(nèi)容:從客體層面講,是指產(chǎn)品對象物理結(jié)構(gòu)上的精準性,強調(diào)的是服務對產(chǎn)品尺度性能等方面的嚴格要求;從主體層面講,是指客戶主觀心理上的精準性,突出的是服務對客戶心理感受等方面的高契合度。但這兩方面內(nèi)容的發(fā)展路徑彼此分離,互不相關,前者主要屬于精密測量與加工的研究領域,后者則可歸結(jié)到精準營銷的研究范疇[37],它是精準服務的前奏和基礎。迄今關于精準營銷的研究在通用的科學理論體系建構(gòu)方面還存在著比較明顯的欠缺,現(xiàn)有文獻基本上是以實務研究為主,大多是針對某一類產(chǎn)品,探討精準營銷的有關策略,如農(nóng)產(chǎn)品的精準營銷策略[38]。

關于精準服務的研究主要是在概念與技術兩個層面展開。在概念層面,需要圍繞產(chǎn)品對象物理結(jié)構(gòu)上的精準性與客戶主觀心理上的精準性進行溝通,借助其“物理-心理”二維結(jié)構(gòu)的融合,提煉形成精準服務的概念內(nèi)涵。針對精準服務概念內(nèi)涵,從產(chǎn)品物理實體嚴格滿足客戶對產(chǎn)品功能、性能和結(jié)構(gòu)尺寸等需求,客戶在參與產(chǎn)品價值共創(chuàng)全過程(包含需求交互、設計制造、使用維護、物流售后等)中體驗專享優(yōu)質(zhì)精準服務,以及產(chǎn)品服務系統(tǒng)隨著客戶所處內(nèi)外環(huán)境演化而動態(tài)優(yōu)化升級等三個方面展開剖析;應用“物理(功能)-心理(體驗)”二維結(jié)構(gòu)對產(chǎn)品服務系統(tǒng)精準服務客戶個性化需求的過程進行描述;基于客戶在線評價、面對面訪談等方式,應用主成分分析、因子分析等方法挖掘影響精準服務的關鍵因素,構(gòu)建精準服務滿意度評價體系。

在技術層面,一方面針對面向特定客戶采集其社交網(wǎng)絡、行為習慣和消費歷史等多源異構(gòu)數(shù)據(jù),應用特征提取、行為檢測等技術將確定用戶基礎屬性標簽(靜態(tài)標簽)和行為屬性標簽(動態(tài)標簽),并從運算層級角度將用戶標簽分為事實標簽、模型標簽、預測標簽。其中,事實標簽通過對于原始數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析而來;模型標簽以事實標簽為基礎,通過構(gòu)建事實標簽與業(yè)務問題之間的關系模型,進行模型分析得到;預測標簽則是基于模型進行預測。另一方面融合用戶多渠道信息、產(chǎn)品多渠道信息、用戶數(shù)據(jù)實時采集和用戶信息挖掘建模,建立用戶標簽體系結(jié)構(gòu),應用面向?qū)ο蟮慕７椒?gòu)建客戶精準畫像模型以精準描述特征,并動態(tài)跟蹤客戶狀態(tài)以不斷豐富完善客戶信息;基于客戶畫像,應用數(shù)據(jù)挖掘算法(如Apriori關聯(lián)分析算法、K-Means聚類算法等)挖掘客戶隱性需求以及興奮性需求,并在生命周期各個階段采用精準營銷模式提供精準服務。

生產(chǎn)模式三維結(jié)構(gòu)中每個維度的基本內(nèi)涵已經(jīng)明確,形象地講,客戶維追求的是個性化需求和體驗,生產(chǎn)維追求的是高效率和低成本,服務維追求的是優(yōu)質(zhì)化和精準性,各個維度取值大的方向代表其追求的目標達成度高。將客戶維的表征指標從定性上分為小、中、大三個區(qū)間,其他兩個維度的表征指標分為小和大兩個區(qū)間,則5種主要生產(chǎn)模式的區(qū)間取值如表1所示,其中大規(guī)模個性化定制是唯一在三個維度的區(qū)間取值都為大的生產(chǎn)模式,代表了今后的發(fā)展方向。

表1 生產(chǎn)模式的區(qū)間取值

表1的15個區(qū)間取值中,只有大規(guī)模定制存在一個不確定的取值。大規(guī)模定制在客戶維的表現(xiàn)介于大規(guī)模生產(chǎn)與大規(guī)模個性化之間,區(qū)間取值為中;它在生產(chǎn)維的表現(xiàn)力求接近大規(guī)模生產(chǎn),所以區(qū)間取值與大規(guī)模生產(chǎn)一致;而在服務維上,其區(qū)間取值并不確定,小或者大都有可能,而取值從小到大的轉(zhuǎn)換則依賴于精準服務的實現(xiàn)。下面通過分析中國海爾集團的人單合一模式對此加以說明。

“人單合一”模式由時任海爾集團CEO張瑞敏于2005年首次提出[39],其宗旨是以人為本,提倡人的價值最大化,突顯客戶的體驗和企業(yè)與客戶的交互。海爾集團的理念是將客戶作為用戶(User)看待,通過產(chǎn)品的迭代,海爾集團不斷地與用戶進行著交互。關于人單合一模式的內(nèi)部運作原理在理論層面有多種不同的解讀,如自組織涌現(xiàn)[40]、波粒二象的量子特性[41]、量子管理的零距離[42]等。從生產(chǎn)模式的角度,文獻[43]的研究發(fā)現(xiàn):物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+和大數(shù)據(jù)等為人單合一精準識別客戶需求提供了技術支持,人單合一模式可實現(xiàn)場景需求與系統(tǒng)服務解決方案之間的精準匹配。由此可見,人單合一是大規(guī)模定制模式在物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+和大數(shù)據(jù)等新技術驅(qū)動下的創(chuàng)新,它通過精準服務使得大規(guī)模定制在服務維的區(qū)間取值從小到大的轉(zhuǎn)換得以實現(xiàn)。與此相通,大規(guī)模個性化定制作為大規(guī)模個性化的發(fā)展,依托精準服務,推動大規(guī)模個性化在服務維的區(qū)間取值由小提升為大,可實現(xiàn)生產(chǎn)模式三個維度的整體優(yōu)化。

4 結(jié)束語

4.1 研究結(jié)論

本文回顧了生產(chǎn)模式演變的歷程,在大規(guī)模定制和大規(guī)模個性化的基礎上,發(fā)展出一種新的模式--大規(guī)模個性化定制,研究得到的主要結(jié)論和貢獻如下:

(1)提出描述生產(chǎn)模式的三維結(jié)構(gòu),包括客戶維、生產(chǎn)維和服務維;明確每個維度的基本內(nèi)涵,客戶維主要是指客戶需求和客戶體驗,生產(chǎn)維主要是指生產(chǎn)效率和產(chǎn)品成本,服務維主要是指優(yōu)質(zhì)服務和精準服務;基于對個性化需求與個性化產(chǎn)品的分析,發(fā)現(xiàn)兩者之間存在非同步的不一致性,進而提煉出非常規(guī)需求超前規(guī)律;針對此規(guī)律,在大規(guī)模個性化的基礎上,通過引入精準服務,提升個性化產(chǎn)品與個性化需求的一致性,形成大規(guī)模個性化定制的新的生產(chǎn)模式。該模式包含數(shù)據(jù)驅(qū)動的大規(guī)模個性化設計和面向大規(guī)模個性化定制的韌性制造系統(tǒng)兩個核心部分,并對其關鍵技術進行闡述。

(2)基于生產(chǎn)模式的三維結(jié)構(gòu)描述,從價值共創(chuàng)的角度分析從手工生產(chǎn)到大規(guī)模個性化定制的5種主要生產(chǎn)模式,結(jié)果表明:手工生產(chǎn)和大規(guī)模生產(chǎn)不存在價值共創(chuàng)的空間,它們已退化為一維結(jié)構(gòu);而大規(guī)模定制和大規(guī)模個性化都屬于二維結(jié)構(gòu),兩者均可通過有效互動實現(xiàn)價值共創(chuàng);大規(guī)模個性化定制通過精準服務,可以有效實現(xiàn)個性化需求,具有更加充分的價值共創(chuàng)能力,必須采用三維結(jié)構(gòu)描述。

(3)針對醫(yī)療、健康器械和裝飾類、康復類穿戴產(chǎn)品,明確服務的優(yōu)質(zhì)性主要體現(xiàn)在滿足客戶的獨特的個性化需求,強調(diào)的是服務的精準化,將這種精準化的服務形態(tài)界定為“精準服務”。對中國海爾集團的人單合一模式進行分析,表明人單合一是大規(guī)模定制模式在新技術驅(qū)動下的創(chuàng)新,它通過精準服務使得大規(guī)模定制在服務維的區(qū)間取值從小到大的轉(zhuǎn)換得以實現(xiàn)。而大規(guī)模個性化定制依托精準服務,可實現(xiàn)生產(chǎn)模式三個維度的整體優(yōu)化。

4.2 分析展望

生產(chǎn)模式的三維結(jié)構(gòu)描述對5種主要生產(chǎn)模式進行了清晰明確的區(qū)分,手工生產(chǎn)和大規(guī)模生產(chǎn)本質(zhì)上是一維結(jié)構(gòu),手工生產(chǎn)只需要用客戶維來描述,大規(guī)模生產(chǎn)只需要用生產(chǎn)維來描述;大規(guī)模定制和大規(guī)模個性化都可采用二維結(jié)構(gòu)進行有效描述;大規(guī)模個性化定制是唯一在三個維度的表現(xiàn)俱佳的生產(chǎn)模式,其描述采用的是真正的三維結(jié)構(gòu),代表了今后的發(fā)展方向。

基于上述維度說明,與手工生產(chǎn)和大規(guī)模生產(chǎn)相比,大規(guī)模個性化定制與大規(guī)模定制和大規(guī)模個性化接近一些,但仍然存在著根本性的區(qū)別。大規(guī)模定制中的“定制”處于客戶維,是指定制化需求,具有主觀性;而大規(guī)模個性化定制中的“定制”處于服務維,是指精準服務,帶有客觀性。大規(guī)模個性化定制與大規(guī)模個性化從客戶維來講更為接近,但由于非常規(guī)需求超前規(guī)律在起作用,必須借助服務維中的精準服務,才能使得個性化產(chǎn)品與個性化需求趨于同步。因此,大規(guī)模個性化定制的提出是生產(chǎn)模式演進發(fā)展的必然。

本文論述了大規(guī)模個性化定制的產(chǎn)生背景和演化邏輯,針對目前普遍存在的關于大規(guī)模個性化定制的誤用(如文獻[44]作為國家標準,將大規(guī)模個性化定制與英文mass customization視為等同),對其概念內(nèi)涵和關鍵技術進行了深度闡釋和細致解讀,旨在從學理上給出大規(guī)模個性化定制的明確界定,正本清源。下一步將在此基礎上探討大規(guī)模個性化定制的基本原理(如平臺生態(tài)系統(tǒng)的價值共創(chuàng)與價值涌現(xiàn)[45-46]),揭示其內(nèi)在機制,建立相應的理論框架。