产品/服务体系设计的理解：一个整体性的方法去支持再制造设计外文翻译资料

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产品/服务体系设计的理解：一个整体性的方法去支持再制造设计

摘要

产品/服务系统（PSS）有助于再制造，因此这是文章主体。 本文通过描述性的研究表达了PSS设计案例细节的第一定量分析。 为此，PSS设计案例的开展是基于在市场上使用真实的产品，而这个设计情景是通过作者进一步发展的协议分析进行解析。 分析的结果包括合理的假设：PSS设计以用户需求、为客户带来价值、处理生命周期活动的方案为起点，并以价值为结束点。 此外，生命周期活动占据了设计情景中的30%，在PSS设计中被发现有重要的作用。而且，关于问题的推理，超过了设计的30%，与物理产品相比之下，在PSS设计中似乎是成为了一种新的、重要类型的活动。 本文有助于更好地理解PSS设计定量化的过程，从而为PSS设计开发提供有效的支持。PSS的知识能够使我们用整体的观点去了解再制造设计，从而为再制造功能的最优化创造机会。

关键词：再制造设计; 协议分析; 设计过程; 生命周期活动

背景

再制造是将二手产品带入“新式”功能的过程，通过重建和更换其状态及其零件[1]。一些文章[2-5]指出，它与产品/服务系统（PSS）紧密相连。 PSS，一种新兴的营销理念，原始设备制造商（OEM）将会保留实体产品的所有权，可以定义为“有形产品和无形服务的设计和组合，以至于他们能够共同实现特定客户的需求[6]。 再制造和PSS都不是企业的宗旨。然而，在不断增长的行业中，PSS的确是一种的潜在手段。使用PSS，OEM可以更好地控制旧产品的回收，并且维持更好的产品情况，从而使PSS有助于再制造。 因此，这篇文章采用比再制造更全面的方法去解释了PSS，观察其对再制造的贡献。

在PSS中设计是很重要的，因为它对质量有很大的影响。 但是，在PSS设计中充分的见解是不可用的（例如，参考 [7,8]）。 文献讨论了再制造设计，包括产品设计、服务和配套系统，表明了有相同的趋势。实际上，很少有研究进行了解PSS的设计方式。 从科学的角度详细阐述，PSS设计流程的细节没有被充分的理解。例如，人们不能够回答，随着时间PSS的设计过程发生了什么； 然而，在通常的设计研究中（例如，[10]），这个问题已经被提出来并且回答了很多次。 以设计为基础的信息，作为一个时限性的活动，可用于开发更丰富的设计模型[11]。 如果这些信息在PSS设计中可用，它可以有效地用于开发PSS设计支持的方法和工具。

受到此差距的驱动，本文旨在提出一种分析PSS设计的方法案例，分析使用了这种方法的PSS设计案例的整个过程的细节，从而有助于理解PSS设计流程。 为此，协议分析被用作该方法的基础，并且是PSS设计的一个实例，旨在改善市场上的PSS产品。 PSS设计由三人组成的团体进行开展。 然后，分析了这个设计情节，捕捉PSS设计的一些突出特点。 本文基于扩展以前的工作[12]。

在本文的其余部分的结构如下：再制造和PSS段落阐明了再制造和PSS的关系，文献部分综述了我们的研究动机，研究方法部分介绍了建议和采用的方法，结果部分显示了分析的结果；辩论区段讨论了结果；还有段落结论包括了论文。

再制造和PSS

再制造和PSS之间的关系在文献中没有明确解释（一个早期的论文[13]分析了再制造和销售服务之间的关系）。PSS通常被视为不指定包含服务类型的一种概念，而再制造需要具体的服务，比如收回。 因此，再制造可以视为PSS的具体活动，这已经被不同的作者暗示[2-5]。

设定PSS研究的目标，即在一个比再制造本身更为抽象的层次，在更广泛的行业中，可能会造成支持和传播再制造的最终目的实效。但是，PSS特性的事实（例如，供应商和用户之间的强烈关系）促进了再制造[2]，使这个研究方法是有用的。

这种方法的另一个好处在于PSS整体和跨领域的性质。 研究PSS能够使人们用更全面的观点而不是独立研究再制造，对再制造的了解更加全面，从而提供了一个机会以更好地优化公司的活动。

此外，还有更多的公司对PSS感兴趣，而不仅仅是在再制造上。事实上，在美国和芬兰，众多制造商的产品包括了这些服务，产品的这种组合超过所有制造商的50%[14]。 这个比例可以是一个良好目标作为传播PSS的渠道，通过这一点，传播再制造可以被推广。 因此，作为PSS的具体类型，促进再制造可能是一个传播再制造的好的选择。以上提供了设定PSS研究目标的理由，是为了开发和传播有关再制造业的知识。

文献综述

在PSS设计研究中描述性定量研究的需求

如果我们假设设计是可以被教授和学习的过程[15]，那么知识是需要设计师的想法和行动的，它贯穿整个设计过程，需要在各种背景下去创建方法。为了发展知识，从而使工程设计学科中的方法和工具彻底化，在这个领域，Blessing和 Chakrabarti [16] 推荐了一项重要的工作，按照以下顺序：(1)描述性研究（DS-I）来描述相关设计过程和起源，例如，开发设计方法的参考模型。(2)生产规范性研究，例如，规范设计方法。(3)描述性研究（DS-II）来观察应用开发的规范方法的设计流程。 一个描述性研究（DS-I 和DS-II）旨在了解设计现象，与规范性研究[16,17]一起并被认为是设计研究的重要组成部分。

许多PSS设计方法已经被提出了。 其中很多设计方法（例如,[18-20]）基于传统产品设计的理论和方法上（例如，[21]），为PSS进行开发，还有逻辑推理扩展关于“怎样的扩展和修改是将服务与产品结合所需要的？”。 然而，这些方法会有不匹配的风险关于“PSS设计实际上是如何进行的”。 另一方面，很少有PSS设计方法的文献从第一类描述性研究（DS-I）中明确提出PSS实际设计过程。 建立了两篇用更具描述性的风格呈现PSS设计过程的文章[22,23]。Morelli 建立的这个过程基于电信中心设计的案例，按照以下顺序并并且由以下组成：价值主张，市场分析，产品/服务定义，用例分析，临时架构，测试和最终定义。 Alonso-Rasgado和Thompson的另一种方法[23]产生了以下信息，同样也按照顺序：(1)客户的业务野心，(2)重要的业务解决方案，(3)PSS加PSS选项的核心定义, (4)增强潜在PSS的定义，(5)业务案例的风险分析和评估。然而，关于这些过程的信息只是定性书面的，很少提供关于PSS设计流程的定量细节的观点。 通常来说，给定进程的定量数据是作为基本方式去改善过程，因此，定量分析在提供确切的信息方面是有力的。例如，识别流程中最耗时的部分可以放置，以着重于提高整个过程的效率。

缺乏这种理解可能是研究领域的一个问题 – 没有完全理解PSS设计流程，却生产许多设计的方法和工具去支持PSS的设计。 这种理解力的缺乏并不能保证规范性设计支持方法的发展的最佳效率，同时设计过程改进的效率也不能保证。 因此，描述和定量研究将是在最有前景的研究流程中进行更进一步的探索。 这个差距为作者进行研究提供了动机，以便于通过描述性和定量研究，更多地了解PSS详细设计流程。

在PSS设计中要理解什么

在PSS设计研究中定量研究的部分，根据确定的要求研究，接下来要回答的问题是“什么应在PSS设计中被理解”；本节回答了这个问题。 根据Blessing等人[24]，“工程设计的目的是通过支持发展行业的知识、方法和工具，可以提高生产成功产品的机会”。 除此之外，本文主要关注支持开发有效PSS行业的方法。

一般来说，要制定规范性的方法，对于设计过程中依赖关系和活动过程的理解是非常重要的[15]。这篇文章重点关注“活动进程”作为第一步。 例如，目前来说，几乎没有一个PSS设计或再制造设计的文献可以回答下列问题。 这些类型的问题通常在一般的工程设计中可以被回答。（例如，设计模型的类型[25]）：

1. 什么概念是PSS设计过程中最耗时的？
2. 不同PSS之间的活动类型有什么不同设计阶段？
3. 整个PSS设计过程是否遵循瀑布模型（参考，例如[26]）？

即使从实践的角度来看，这些问题都是相关的。 在发展PSS过程中，传统的制造企业面临共同的挑战[27]，包括去发展坚固有效的发展道路。 在不知道答案的情况下，建立和依赖这样的惯例是很困难的。对上述问题。 缺少的是对PSS设计过程的基本了解，包括在设计过程中发生的概念处理和基本过程。 例如，如果PSS设计集有限的概念的讨论，那么对这些概念的详细阐述的支持将是有效的; 然而，解决概念之间的关系是很重要的。除此之外，PSS设计过程的主要类型也将是有效的支持——创建解决方案和分析对象的过程可以分别通过创造性支持软件进行有效地支持（在产品设计中，TRIZ[28]是这种类型的软件示例），还有计算机辅助工程（CAE）类软件的支持。因此，本文旨在回答有关PSS设计的以下内容：

1. 哪些概念在不同阶段经常使用？
2. 哪些基本过程发生在不同的阶段？
3. 使用哪些概念和过程的组合？

研究方法

一般的协议分析

这个研究采用协议分析是为了定量描述，结构，并分析PSS设计情节的过程。 协议分析的开发分析了技术问题解决的过程，主要是来源于Gero和Cross

的小组[11,29]。 协议分析是基于引入Ericsson和 Simon[30]的“思考”方法，和 van Someren等人[31]的进一步发展。

协议分析有助于详细检查给定的所有协议数据，这具有丰富的信息有关过程中发生的事情。 不同于常规的内容分析方法，它的重点是一个人或一组人进行任务理解认知的过程，因此，这更适合于这项研究的目的。 这符合Carley[32]的观点，Carley指出，内容分析程序是适当的，在重点是广泛的文化观念的宏观层面上，工作运行良好，但在微观层面似乎效果不佳，心理或认知现象需要被测试。 协议分析是使用于不同的活动，例如团队[33]，还有在各种领域，如心理学[34]和软件工程[35] 。 这是设计准则的一个成熟的方法（如所示，例如，[11,29]）。 一般来说，它按照以下顺序进行[11,30]：(1)设置设计任务，(2)开展和记录设计，(3)攥写设计情节，(4)分割（将协议分析划分为话语）和编码

话语，(5)数据分析。

每个作者根据他们的不同兴趣采用编码方案的类别。 例如，在建筑设计[36]使用的类别是用于行为认知：物理（例如，移动笔），感知（例如，注意形状），功能性和概念性。 再比如说[11]，使用了物理产品设计的三个专栏的情节：第一列是从设计对象的角度出发，并通过“功能”，“行为”和“结构”以及不同级别的抽象化进行编码。第二和第三是分别是微观和宏观战略。微观战略类别是“提出解决方案”，“分析解决方案”和“显性的策略”，而宏观战略类别是“自上而下”，“自下而上”，“分解问题”，“追溯”和“机会主义”。 术语“策略”可以

被理解为，在目标是如何如何实现中，表明每个过程的有效性指示，因为设计是一个目标性的活动。 微型策略在描述基本的过程中是有效的，而宏观策略是有利于链接到设计模型（例如，[25]）。

任何编码方案中的协议分析都可以获得非常丰富、定量和客观的信息，如利用概念和时间维度的基本过程，因为它可以遵循某个预定义框架，去捕获“设计师如何面对和处理一个问题” [11]。因此，它是一个强大的并且适合于本研究的工具。 这个功能无法由其他方法获得; 例如，对设计案例的回顾性访谈研究-主要方法之一-就是这里显然不可能产生相同的信息特点。

然而，在文献中几乎没有发现在PSS设计中应用协议分析的尝试。 在一些现有的实际产品设计[11]的研究中， “功能”，“行为”和“结构” 在协议中被用来去编码一个解决问题的方面，这可以解释为设计对象的概念的识别。

如何表示设计对象是本研究中应用协议分析的一个问题，因为PSS设计中的设计对象与实体产品设计不同[37]，本研究采用的解决方案将在下一节进行描述。

PSS中的设计参数

问题是在PSS的情况下，哪一组参数表示出设计对象是必要和充分的。 虽然PSS研究社团似乎没有同意，但是基于PSS层方法[38]的各种PSS概念可以被用作解决方案。 这项研究采用了此方法的九个方面。

这种方法采用九个方面，反映了不同PSS参与者的有分歧性的观点，以及不仅仅涉及实体产品，并且也关于产品的商业模式。 包括以下的九个方面： “需求”（第1部分），被“客户价值”（第2部分）所满足，这是一种客户感知。 “需求”涉及到捕获非面向解决方案的需求，例如，获得广播信息的需求。 “客户价值”是通过PSS获得的好处，可以分为四类：经济，环保，心理，社会和技术。 这种价值必须由“交付物”（第3部分）创建，这对客户有价值。 交付物是一种传递

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