2016, Vol. 19
当前全球化市场瞬息万变，用户需求越来越个性化，制造企业之间的竞争亦日益激烈。为保持竞争力，制造企业往往通过生产组织变革和转型来适应上述变化：1)向小微化生产架构[1]转型，通过组织结构再造、业务重组与资源整合来提高自身的生产柔性和对细分市场的动态响应能力；2)向服务化转型，通过将服务融合到生产过程及产品中来获取增值；3)向社会化互联转型，通过社会网络等媒介工具，企业与用户、供应商等之间实现高效的互联、协同与交互，以此来推动大规模个性化生产[2-3]。具体体现在：一方面，用户可协同参与产品生命周期不同阶段的活动，将个性化需求赋予其中，以此来满足其价值体现与参与感的提升；另一方面，企业与广泛的社会化制造及服务供应商互联，充分利用其资源能力来为企业的个性化生产服务，并实时跟踪订单状态，参与生产决策，以此来响应动态的市场。社群是不同角色的参与主体进行互联、协同与交互的依托，社群成员之间共享信息与资源，探索开放式创新，并借助于社群的整体能力和社群内领先用户(lead user)的影响力来实现价值共创[4-5]。
从制造模式演变的角度来看，社会环境、经济环境和技术发展推动着制造模式的不断创新。如图 1所示[6]，纵观已有的生产制造模式，其演变规律可归结为：1)由规模化向定制化、个性化演变；2)由企业内协同向跨企业协同、社会化协同演变；3)由企业封闭式创新向开放式创新演变；4)由用户零参与(购买产品)向用户深度参与(设计、生产和使用产品)演变；5)由买卖产品向价值共创、价值输送演变。上述演变规律正催生一种新的制造模式——社群化制造[7-11]。社群化制造模式下，分散的社会化制造及服务资源通过社会网络等媒介建立信息、物理和社交的互联(cyber-physical-social interconnection)，并通过自组织机制形成各类社群。这里的社群可以看作复杂、动态的自治系统。围绕着个性化产品的生产，社群之间和社群成员之间依托生产性服务和产品服务等建立交互关系，并在产品全生命周期内进行动态协同。上述互联、协同与交互具有分散化、动态性、实时性等特点，为主动的生产决策和市场预测提供了支持。本文结合作者前期对社群化制造的组织机理、运行逻辑的研究，进一步对社群化制造模式的驱动力、当前研究现状和未来研究趋势等进行总结和讨论。
1 社群化制造模式的驱动力 1.1 小微化、服务化的制造业环境
全球化市场要求企业具有较强的生产柔性和对市场的动态响应能力。为适应这一要求，传统制造企业正逐步进行业务重组、资源整合和组织结构再造。一方面，在业务上不再覆盖产品设计、制造、装配、销售等全生命周期活动，而是聚焦于核心业务能力，将非核心业务外包/众包，使其能及时响应市场变化并占据领先地位[12-13]。另一方面，“互联网+”环境下，传统企业垂直集中的组织结构已不能适应用户主导、灵活多变的市场需求，正逐渐向“平台型组织”和扁平化生产经营方式变革，企业内的小微团体自主负责不同的业务及创新工作，却又紧密联系。海尔集团的平台化转型和“人单合一”共赢模式即为典型案例[14]。在传统制造企业组织结构小微化的同时，分散的社会化制造及服务资源(个人、微型工厂、中小微企业等)亦不断涌现，它们活跃于各自细分市场，对外提供专业化的生产性服务及产品服务[8]。在功能业务上，它们可以替代传统的大型企业，而在生产组织柔性和适应性上，却更胜一筹。例如，海尔HOPE创客平台上集聚的小微公司和员工、社会个人等“小微主”；为大众、西门子等公司提供专业化配套服务的德国中小企业等。小微化是制造业的社会化分工与大规模协作的结果，亦将带来制造业的规模经济(economy of scale)向范围经济(economy of scope)转变[15]。
制造与服务融合是制造业的发展趋势，亦是制造企业拓展业务、价值和利润的新动力。一方面，服务化使企业的价值链向更具有利润增值空间的产品服务阶段延伸。产品服务系统(product-service systems, PSS)即是一种典型的应用模式。企业将产品及其后端运行服务(product-related services)捆绑，由售卖产品转变为提供“产品+服务”解决方案[16]，陕鼓集团的服务化转型即为成功案例之一；另一方面，服务化还体现在社会化制造及服务资源向其他制造企业提供的专业化生产性服务(production-related services)上[17]。通过上述服务，制造企业与社会化制造及服务资源协同完成产品生产任务。
小微化、服务化的制造业环境使得产品生产组织模式成为一个社群化制造生态圈，如图 2所示。
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图 2 制造环境对社群化制造模式的驱动作用 Fig. 2 The driver of manufacturing environment to social manufacturing |
共享经济(sharing economy)是指消费者公平有偿地共享和使用分散的社会化资源和服务，提高社会化资源和服务的利用率[18]。例如，Uber等提供的社会化专车服务[19]，AirBnB等提供的社会化租房服务[20]。共享经济环境下，企业整合内部和外部的创新资源并进行协同共享，实现封闭式创新向开放式创新(open innovation)转变[21]。网络众包和创客是开放式创新的两种模式[22]。波音787飞机、FIAT 500汽车等即是依靠网络众包，利用社会化智力资源设计出来的产品。海尔HOPE交互式创新平台聚集了全球300多万创新资源，通过众包设计诞生了天樽、帝樽等创新空调产品。将开放式创新理念应用到产品的生产制造中，形成了开放式生产[23]。开源软硬件产品(如Linux, Android, RepRap 3D打印机等)即是在特定的开源协议下，以开放式生产理念生产的产品[23]。开放式生产通过将分散的社会化资源集中使用，来提升产品创新和价值创造的效率。共享经济与开放式创新激励着制造业向社会化协同方向发展。
社群经济(socialnomics)下，借助于社会网络等媒介工具，用户围绕产品、兴趣等属性形成用户社群，通过相互交流和协作，达到特定目标并实现用户价值[24]。小米MIUI系统即是充分利用用户社群的力量不断完善的产品[4]。同时，社会化制造及服务资源亦可根据其业务相关性、合作关系等构建资源社群，社群成员之间彼此相关，在社群管理机制下协作、交互与共享，以社群的整体资源能力对外提供服务。社群的组织形式使中小微的社会化资源更易于被发现与共享，同时，社群的整体性提升了各资源个体在议价合作中的主动权，使得供需双方在均等地位的前提下进行合作博弈。
共享经济下的开放式创新依赖于社交媒介(如Facebook、QQ/微信、Quirky、InnoCentive等)集聚的各类社群，社群内资源的开放与共享是基础。同时，共享经济和社群经济使企业从仅了解用户的部分需求转变成拥抱用户的全面个性化需求。提供广泛的用户参与是满足用户全面个性化需求的手段，亦是企业实施开放式创新的途径。随着网络和社交媒介的发展，用户开始介入产品全生命周期活动，通过与企业交互来获取参与感和价值体现[18]。用户、企业及其供应商等不同角色的参与主体构成了价值共创网络，在网络中通过动态协作来提高业务效率和价值增值，最终实现向用户的价值输送。广泛的用户参与也为企业积累产品及服务经验、挖掘潜在用户需求、预测动态市场等提供了支持。
共享经济和社群经济促使制造模式向社会化互联、共享与协作方向发展，其对社群化制造模式的驱动作用如图 3所示。
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图 3 共享经济与社群经济对社群化制造模式的驱动作用 Fig. 3 The drivers of sharing economy and socialnomics to social manufacturing |
技术的发展是制造模式演变的核心驱动力。从制造技术的角度来看，3D打印作为一种新兴制造技术，使产品的生产制造更具柔性，减少了原材料浪费，同时缩短了产品上市时间[25]。同时，诸如柔性制造、智能制造、机器人等技术的发展，使产品的生产制造变得越来越多样、智能，聚焦于该类技术和服务的社会化资源已开始涌现。
从信息技术的角度来看，物联网(internet of things, IoT)、信息物理融合系统(cyber-physical systems, CPS)[26]、移动互联网(mobile internet)、云计算(cloud computing)和大数据分析(big data analytics)等新兴信息技术为社会化的信息互联与计算提供了基础。通过互联与大规模协作来完成设计、研发、生产、销售等各个环节，形成具有实时感知、多维交互、优化决策、动态执行等功能的新制造模式。通过处理实时的社交与工业大数据，实现对商务和生产过程的主动决策和分析[8]。不同角色、不同规模的生产参与者互联、交互与协作的紧密度亦得以提升。进一步地，根据大数据分析结果来预测用户需求，可实现预测性制造(predictive manufacturing)。
从管理技术的角度来看，人在社群化制造中担任监控、交互、管理等角色，因此，人的行为因素影响企业间的商务社交和生产协同。行为运筹管理(behavioral operation management)[27]为社交环境下的协同生产规划与运作管理提供了支持。基于社交媒介的客户关系管理技术(social customer relationship management, Social CRM)[28]开辟了客户关系管理的新途径。相较于以往的CRM技术，Social CRM通过向用户输送价值和参与感，提高用户对企业及其产品的黏度和忠诚度。借助于Facebook、LinkedIn、QQ/微信等公共社交平台可实现Social CRM。
当前新兴制造、信息、管理技术的应用为制造模式向社群化制造演变提供了支撑作用，其对社群化制造模式的驱动作用如图 4所示。
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图 4 新兴技术对社群化制造模式的驱动作用 Fig. 4 The driver of emerging technologies to social manufacturing |
“social manufacturing”(简称SocialM)一词最先由《经济学人》杂志在2012年的专题报告“第三次工业革命”中提出，意指提供3D打印和其他生产性服务的在线社区使得人人都可以参与产品的生产制造[29]。当前参与SocialM相关研究的学者主要有：中科院王飞跃、Shang、Xiong等、芬兰Aalto大学Mohajeri、韩国Inha大学Park和Kim、西安交通大学江平宇团队等。
王飞跃等将social manufacturing译为社会制造，指出在3D打印技术和社会计算的驱动下，社会需求与社会生产能力将实时有效地结合，实现“所想即所得(from mind to product)”[25]；Shang等研究了SocialM模式下，消费者如何通过网络、智能交互终端、3D打印机等参与服装产品的生产过程[30]；Xiong等提出了SocialM模式的框架，并指出人人参与产品生产是其主要特征[31]；Mohajeri等从价值链模型的角度，讨论了SocialM与传统制造模式在价值创造方式上的区别[32]；Park和Kim讨论了SocialM的技术基础，如Social media、PLM、众包、R&D等[33]；江平宇等自2012年开始探讨SocialM模式，从概念辨析、组织架构、配置与运行机理以及关键技术等方面进行了较为系统的研究[7-12, 34-35]。
此外，未来研究院(Institute for the Future, IFTF)发布了一项SocialM的研究计划，旨在探讨SocialM对未来发展的深刻影响[36]；芬兰Aalto大学自2015年起开展了SocialM与智能系统的研究项目[37]；2015年11月1-4日在西班牙召开的Global Cleaner Production & Sustainable Consumption国际会议，特别设立了“Social Manufacturing and Sustainability”的专题讨论[38]；2015年江平宇团队申请的“一种新的社群化制造模式及其网络配置机理研究(编号：71571142)”项目获国家自然科学基金委资助。SocialM正逐渐成为国内外学者研究的热点之一。
需指出的是，本文作者将social manufacturing一词译为社群化制造，而非社会化制造或社会制造。主要依据在于：社会化制造或社会制造的核心是利用广泛的社会化资源来实现产品生产，其英文描述准确来说应是socialized manufacturing；社群化制造一词中的“social”不仅体现在上述核心特点上，还体现在其他两个方面：
1) 社群(social community)是社会化资源的自组织形态，建立在社会化互联基础上的社群使社会化资源的发现与共享更高效；
2) 社交媒介(social media)和社交网络(social network)等开放式平台与工具是社群的依托，为社会化资源在信息、社交与服务等方面的互联、协同与交互提供场所。
因此，社群化制造一词包含了社会化制造的内涵，且有其特定的含义。根据本文作者前期的研究[7-13, 34-35]，社群化制造可拓展定义为：一种构建在分散化/社会化资源自组织配置、社交媒介驱动的互联、大规模协作与共享等基础上的新型网络化制造模式；通过自组织配置，分散的社会化资源集聚形成各类分布式社群；在利益协调及商务社交机制下，以社群为主体进行分散的制造服务；社群化制造依托集成于社交媒介中的云计算/服务计算、大数据分析等新兴信息技术来处理社交网络环境下资源服务匹配、业务流程优化、服务过程监控等复杂的协同交互问题，并在产品全生命周期供应链上下游进行信息共享、服务规划与管控。社群化制造模式的目标是用户无需投资任何设备，仅提出个性化的产品需求，通过与各类资源、社群进行协同交互，即可完成产品全生命周期活动[12]。社群化制造模式的相关术语及其关系可由图 5表示，关于社群化制造模式概念的详细论述可参考文献[8]。
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图 5 社群化制造模式的相关术语及其关系 Fig. 5 Social manufacturing terms and their relationships |
除了对概念和机理的分析以外，国内外关于社群化制造模式的研究还聚焦于以下4个方面。
1) 社群的自组织与配置。
用户、企业、供应商等不同角色的参与主体通过社交媒介建立关系，以自组织的方式形成不同类型的社群。Wu等采用社交网络分析方法，对基于云的设计制造系统平台中的不同参与者之间的交互关系进行分析，发现系统中参与者自组织形成的社群结构[39]；Xia和Ma建立了一种由人和物共同组成的智能社群，社群中的人和物通过信息物理融合系统CPS进行协同交互，实现创新性的应用和服务[40]；Ding等研究了社群化制造下不同层级的个性化社群空间的配置问题，企业在权限和接口控制下在不同层级的社群空间内进行协同交互[10]；Ding等采用复杂网络理论建立了社群化制造的企业关系网络和社群划分，并对围绕某产品生产的交互关系网络的拓扑和物理属性进行了分析[34]。
对社群自组织与配置的研究有助于发现社群化制造模式下用户、企业、供应商三者之间大规模的动态交互和协同演化机理，为社群化制造的供需匹配、交互关系分析、生产过程监控管理等提供支持。需指出的是，社群与社区的概念不同，社群更强调群体成员之间频繁的社交和协作；而社区更强调提供给社区成员活动的场所，成员之间的联系与交互较为松散。
2) 交互关系的分析与管理。
社群化制造下参与主体之间建立一系列交互关系(如社交关系、服务关系、供应关系等)来实现高效协同。由于交互关系的社会化、复杂、动态多样等特性，因此对交互关系的分析与管理成为实施社群化制造的关键。Xiong等采用AHP和模糊评价方法，综合考虑定性和定量指标，对社群化制造下的供应商关系选择进行了研究[31]；Izvercian和Potra提出了5种概念模式，用于管理企业与用户之间的关系，培养用户的创新智力在企业协同创新中的应用[3]；Trainor等人指出Social CRM是通过社交媒介来实现企业与用户交互、提升客户关系的一种活动，提出了对企业的Social CRM能力进行评估的方法，并对社交媒介工具如何影响企业的客户关系管理能力进行了分析[28]；Jiang等提出一种半监督式学习方法来提取社群化制造网络中参与主体的社交历史和交互上下文中隐含的模式与关系，为供需匹配和需求预测提供决策依据[11]。
对参与主体之间的复杂动态交互关系的分析与管理，有助于指导供需匹配决策、提升多主体协同效率、增强与用户的紧密度。同时，对社会化交互关系的分析有利于预测用户需求、发现关键合作因素等。
3) 协同生产运行与管控。
社群化制造下参与主体之间生产协同与交互的广度和深度逐渐增强。社交媒介工具和新兴信息技术的应用为实时协同与交互、交互过程中的数据采集与处理、实时监控和管理、分析与决策等提供了支持。Andreadis提出了一种应用社交媒介和实时流媒体技术进行协同制造的实现框架，在此框架下多主体协同参与产品的设计制造决策，如根据生产现场实时情况确定切削参数[2]；考虑全球化生产协同下的物流能力约束，Ehm等研究了基于图理论的集成生产与运输调度问题[41]；Zhong等采用大数据分析方法对RFID采集的智能工厂生产性物流数据进行处理，挖掘物流小车运输路径的时空轨迹[42]；Frazzon等考虑生产网络协同时的信息共享、物理交互以及参与者的社交行为因素，研究了信息物理社交融合系统(cyber-physical-social systems, CPSS)，并分析了社交上下文对生产协同的影响[43]。
研究新兴信息技术在协同生产运行与管控中的应用有利于解决协同与交互过程的实时性、可控性等问题，亦将对满足复杂多样的用户需求提供数据支持。
4) 社群化制造开放式服务平台。
Shang等搭建了一套面向服装定制的社群化制造平台，用户通过平台提供的定制工具，自主设计满足其个性化需求的服装，进而交由制造商通过3D打印或其他方式生产出来[30]。然而该平台由服装制造商运营，限制了平台的社会化应用范围。Wu等开发了一套基于云的设计制造系统平台，设计制造服务的提供方与需求方在系统内进行信息共享、技术交流，共同完成产品的开发[39]。
事实上，社群化制造依赖于广泛的社会化资源、企业、用户等，参与主体之间借助平台提供的社交、协同、信息共享等功能自主进行交互和运作。因此社群化制造平台一定是公共、开放式、工具化和面向服务的。平台的运营者应为第三方的软件服务提供商，对参与主体不构成管理与支配[8, 15]。随着移动互联网的普及应用，上述平台功能以APP的形式呈现，实现交互过程随时随地、实时透明。基于此，江平宇等提出了一种社群化制造的工具化开放式服务平台，其体系架构分为四个层次：服务资源层、服务支撑层、服务保障层和社交应用层，并指出平台的功能组件可通过第三方API接口扩充[8]。
3 社群化制造模式的研究趋势目前国内外对社群化制造模式的研究尚处于初始阶段，一些关键使能技术还有待进一步讨论。分析当前的研究现状，本文初步列举了社群化制造模式的三个研究趋势。
3.1 基于CPS/CPSS和移动互联网的社会化互联社会化互联是实现社群化制造的基础，是各参与主体之间进行信息共享和协同交互的前提。需从信息空间、物理空间和社交空间三个维度实现全面深度互联。CPS/CPSS和移动互联网为参与主体之间的社会化互联提供了技术支撑。CPS/CPSS旨在建立人-机-物三者之间的信息、物理、社交互联，通过实时数据采集与处理、智能数据计算与分析等实现生产与交互过程的自组织、自主控制与智能主动决策。移动互联网的普及使得更多的社会化资源和用户能够参与到社群化制造中，通过智能移动终端实现广泛的、实时的、透明化的协同交互。
未来需在如何实现社会化互联上做大量研究。例如，智能可穿戴设备、智能移动终端、RFID/传感网络/CPS等硬件如何在用户端、智能工厂中应用；基于云的普适信息计算基础架构如何搭建；基于SaaS或PaaS的软件应用服务如何应用；各参与主体之间的权限与接口控制如何实现等。
3.2 复杂社交协同与交互关系的挖掘与分析社群化制造下各参与主体之间依靠复杂、动态、多样的交互关系联系在一起，形成广泛的社群化制造网络。对该网络的分析将有助于管理交互关系、挖掘用户倾向、预测市场动向并服务于协同生产。复杂网络理论和大数据分析技术是解决上述问题的主要手段。
该研究趋势下的主要内容可包括：采用复杂网络动力学分析社群化制造网络动态演变机理；采用深度学习算法挖掘社交上下文，发现历史的和潜在的交互关系；采用大数据分析方法分析协同交互过程中的社交与工业大数据，预测生产扰动和市场动向；根据数据分析结果进行个性化的制造服务组合和推荐等。
3.3 考虑社交行为因素的运筹管理与决策社群化制造下各参与主体的社交行为因素影响商务决策、生产规划和运作管理。而社交行为受参与主体的文化背景、意识形态、知识水平等条件的影响，因此，需要规范化描述不同参与主体的社交行为与社交内容，进而对社交行为影响下的运筹管理与决策进行研究。行为运筹管理即是考虑组织与个人行为因素的运筹理论，博弈论方法则处理参与主体之间协同的利益均衡、合作选择决策等问题。
该研究趋势下的主要内容可包括：社交行为与社交上下文的语义规范化描述；基于行为运筹理论的生产计划与运作管理；考虑多参与主体协同时的设计、制造决策；考虑生产与运输过程集成的协同规划与调度；基于Stackelberg博弈均衡的供应商选择决策等。
4 结论本文从制造企业转型和制造模式演变的背景引出一种社群化制造模式。从制造业环境、共享与社群经济环境、新兴技术环境等三个角度，分析了社群化制造模式的驱动力。从概念辨析、社群自组织与配置、交互关系的分析与管理、协同生产运行与管控、开放式服务平台等5个方面综述了社群化制造相关研究的国内外现状。基于此，讨论了社群化制造的若干研究趋势。
社群化制造模式在社会、经济、技术的综合驱动下产生，亦将反过来推动社会、经济、技术的发展。社群化制造的最终目标是通过社会化资源、用户的广泛参与和基于社群的复杂协同交互，实现面向大规模个性化用户需求的完全定制。然而，当前社群化制造模式的实施应用还面临诸多难题和挑战，例如：社群的权限管理与信任机制问题、社会化资源开放与共享下的知识产权保护问题、处理大规模个性化用户需求时企业复杂的生产规划与运作管理等问题。可以预见，社群化制造将是适应未来制造业发展方向的制造模式，解决上述难题和挑战将有助于形成人人参与生产的制造业局面。
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