趙馨智ZHAO Xin-zhi（天津大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，天津 300072）

人工智能

工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)需求模型構(gòu)建研究

趙馨智
ZHAO Xin-zhi
（天津大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，天津 300072）

工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)是制造服務(wù)化趨勢(shì)下出現(xiàn)的新的價(jià)值交付模式。工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)由于其復(fù)雜結(jié)構(gòu)、行為和多主體參與的特點(diǎn)，其需求也具有復(fù)雜多變的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的需求開發(fā)方法無法保證需求分析的完整性與一致性?；趫?chǎng)景分析方法，面向同一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，來引導(dǎo)需求者、設(shè)計(jì)者和服務(wù)提供者對(duì)整個(gè)系統(tǒng)交付過程和結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和需求識(shí)別。建立了不同視角下的需求要素模型，并通過不同視角之間的需求要素映射關(guān)系，建立需求集成分析過程模型，從而構(gòu)建了完整的工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)需求模型，能夠用于工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的需求識(shí)別和快速設(shè)計(jì)。

工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)；需求模型；場(chǎng)景

0　引言

工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)是制造服務(wù)化趨勢(shì)下出現(xiàn)的新的價(jià)值交付模式。工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)以工業(yè)產(chǎn)品和生命周期服務(wù)為終端交付、以B2B為主要商業(yè)環(huán)境，以多參與者構(gòu)成支撐網(wǎng)絡(luò)和組織結(jié)構(gòu)為主體，滿足工業(yè)品客戶全生命周期個(gè)性化需求為目標(biāo)的價(jià)值交付模式［1］。隨著客戶中心化和個(gè)性化定制的不斷發(fā)展，需求識(shí)別與分析對(duì)于客戶滿意和交付成功與否起到了越來越大的影響。如何從需求的視角解構(gòu)工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)，成為工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的首要環(huán)節(jié)。

工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)由于其復(fù)雜結(jié)構(gòu)、行為和多主體參與的特點(diǎn)，其需求也具有復(fù)雜多變的特點(diǎn)。工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)成要素及其復(fù)雜，包括了對(duì)用戶直接相關(guān)的產(chǎn)品需求、產(chǎn)品服務(wù)需求，還包括交付過程中的各類專業(yè)化服務(wù)需求、設(shè)計(jì)服務(wù)、制造服務(wù)需求，以及內(nèi)部客戶對(duì)交付網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)同服務(wù)需求，需求要素多樣且復(fù)雜。工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的一個(gè)顯著特征是用戶參與產(chǎn)品及服務(wù)設(shè)計(jì)，伴隨用戶、設(shè)計(jì)者和交付供應(yīng)商的參與和交互，在設(shè)計(jì)和交付過程中，內(nèi)外部用戶對(duì)工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的需求理解不斷深入和具體化，對(duì)開始模糊的需求有了新的認(rèn)識(shí)，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)新的需求，或者產(chǎn)生需求變更，因此存在需求多變的情況。面向工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)復(fù)雜的需求特性，需要規(guī)范化的需求開發(fā)方法和程序，進(jìn)行完整的工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)需求建模和分析，從而提高需求的準(zhǔn)確性和需求轉(zhuǎn)化的可控性。

1　當(dāng)前研究評(píng)述

目前對(duì)“需求”還沒有一個(gè)全面的、能夠達(dá)成共識(shí)的定義。文獻(xiàn)［2］認(rèn)為，需求是系統(tǒng)或體系為解決問題或完成目標(biāo)所必須滿足的條件或能力，具體包括功能、性能需求、技術(shù)、設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)約束等。文獻(xiàn)［3］認(rèn)為需求實(shí)際上是一個(gè)對(duì)用戶意圖不斷進(jìn)行解釋和判斷的過程，目的在于細(xì)化產(chǎn)品的作用范圍，確定功能和性能、約束、環(huán)境等。需求是問題信息和系統(tǒng)行為、特征、設(shè)計(jì)和制造約束的描述的集合。不同的角度有不同的需求，從用戶角度，需求是從系統(tǒng)外部發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)所具有的滿足用戶的特點(diǎn)、功能和屬性。從開發(fā)者角度，需求是指明必須實(shí)現(xiàn)什么的規(guī)格說明，描述系統(tǒng)的行為、特性和屬性，是在開發(fā)過程中對(duì)系統(tǒng)的約束。

本文認(rèn)為，完整的系統(tǒng)需求是從不同的領(lǐng)域和視角，定義系統(tǒng)的外部環(huán)境、目標(biāo)和內(nèi)部特征，界定系統(tǒng)所應(yīng)具備的功能、行為、能力和約束，并表征不同的特征之間的相互關(guān)聯(lián)。

當(dāng)前針對(duì)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)需求模型構(gòu)建的研究較少，文獻(xiàn)［4］綜合了產(chǎn)品需求分析方法、軟件工程方法等相關(guān)方法的基礎(chǔ)上，提出了針對(duì)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的需求工程的框架，但未能提出具體的需求建模方法。而對(duì)于需求建模方法的研究，則主要集中于面向產(chǎn)品的需求分析，重點(diǎn)圍繞產(chǎn)品需求獲?。?］、需求優(yōu)先度［6］和需求權(quán)重確定［7，8］等；也有專門針對(duì)服務(wù)系統(tǒng)的需求模型構(gòu)建的研究［9］。而對(duì)于產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的需求分析，主要集中對(duì)產(chǎn)品服務(wù)包的客戶需求獲取和需求優(yōu)先度的研究［10，11］，而未能注意到整個(gè)產(chǎn)品服務(wù)過程需求和能力需求。工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的需求模型，應(yīng)該涵蓋從交付需求到過程需求和能力需求的完整維度，面向不同的場(chǎng)景進(jìn)行需求分析，而不能僅限于產(chǎn)品服務(wù)包的需求。因此，本文基于iPS2完整的應(yīng)用場(chǎng)景，分析不同場(chǎng)景下的需求類型和需求內(nèi)容，從交付需求、過程需求、架構(gòu)需求的角度，構(gòu)建iPS2完整的需求模型。

2　基于場(chǎng)景的iPS2需求分析

2.1場(chǎng)景視角下多視角需求結(jié)構(gòu)模型

傳統(tǒng)建立在訪談法、問答法、調(diào)研法基礎(chǔ)上的需求提問技術(shù)難以保證多用戶、多領(lǐng)域人員的個(gè)性需求表達(dá)一致性，需要采用新的方法來實(shí)現(xiàn)完整需求的獲取。

iPS2場(chǎng)景對(duì)iPS2的系統(tǒng)要素的使用特征進(jìn)行系統(tǒng)描述和實(shí)例化描述，是對(duì)iPS2的整體行為及其環(huán)境特性的描述和界定。場(chǎng)景描述的是客戶使用iPS2完成任務(wù)過程、過程中交互行為以及應(yīng)用環(huán)境的具體特征。由于場(chǎng)景是對(duì)iPS2整體結(jié)構(gòu)和環(huán)境的現(xiàn)實(shí)表達(dá)，用戶和相關(guān)方在同一個(gè)應(yīng)用環(huán)境中，具有統(tǒng)一的背景，因此相較于傳統(tǒng)方法，提供了一個(gè)統(tǒng)一的知識(shí)環(huán)境，能夠支持所有的相關(guān)方的需求描述能夠更加直觀和完整，建立的需求特征模型也能夠更加真實(shí)和完整。因此，基于場(chǎng)景分析能夠保證需求獲取的完整性和一致性。

對(duì)需求的獲取，不能夠僅僅停留在復(fù)制用戶的主觀期望，而應(yīng)該是按需服務(wù)拉動(dòng)與主動(dòng)服務(wù)推動(dòng)的結(jié)合。要在基于客戶需求滿足的基礎(chǔ)上，結(jié)合iPS2本身的戰(zhàn)略目標(biāo)定位，建立供需雙邊的共贏目標(biāo)。理想的服務(wù)需求特征結(jié)構(gòu)，要對(duì)需求端和供給端雙邊的服務(wù)任務(wù)、服務(wù)要素和服務(wù)需求進(jìn)行綜合的分析和表達(dá)，從而能夠真實(shí)、完整、有效、深層次的構(gòu)建iPS2的需求結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)完整的服務(wù)提供的交互場(chǎng)景中，同樣一組服務(wù)行為，涉及到服務(wù)需求求者、服務(wù)提供者、服務(wù)匹配者三個(gè)角色，三者從不同的維度對(duì)iPS2的服務(wù)交互任務(wù)有不同的理解和認(rèn)知。在一個(gè)共同的場(chǎng)景下，立足于不同的服務(wù)參與者，采用不同的視角來挖掘不同類型的需求，并解構(gòu)出各類需求之間的聯(lián)系，以多視角互補(bǔ)來彌補(bǔ)單一角色需求表達(dá)的單一性，能夠最大程度的深化服務(wù)場(chǎng)景任務(wù)需求的表達(dá)。多視角多維度對(duì)任務(wù)需求進(jìn)行識(shí)別，就要求不同的相關(guān)者從各自角度出發(fā)，映射出不同維度的需求認(rèn)知，進(jìn)而通過多視角集成來確定iPS2的完整需求內(nèi)容。如圖1所示是iPS2多視角需求結(jié)構(gòu)模型。

圖1　iPS2多視角需求結(jié)構(gòu)模型

服務(wù)需求者視角從需求方應(yīng)用角度出發(fā)，側(cè)重關(guān)注iPS2的功能交付特征，從這個(gè)視角上來定義iPS2應(yīng)具備何種交付功能。服務(wù)需求者視角所定義的需求，定義了iPS2中產(chǎn)品與服務(wù)連續(xù)體應(yīng)用場(chǎng)景的基本需求特征。

服務(wù)設(shè)計(jì)者視角從iPS2的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和需求/供給匹配的角度出發(fā)，關(guān)注iPS2的功能結(jié)構(gòu)、過程能力、資源配置，通過產(chǎn)品服務(wù)交付過程網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，來實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)以及供需平衡的匹配，尤其是供給過程中的能力需求的分析。

服務(wù)提供者視角從服務(wù)實(shí)現(xiàn)的角度出發(fā)，關(guān)注供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的資源結(jié)構(gòu)和服務(wù)交付規(guī)則和體系架構(gòu)。

不同領(lǐng)域的人員從不同視角關(guān)注iPS2的系統(tǒng)需求，針對(duì)不同的需求維度，選擇相應(yīng)的研究模式，突出不同的需求內(nèi)容，并根據(jù)需求的主題進(jìn)行劃分。三個(gè)維度不是孤立的，分別從交付價(jià)值、系統(tǒng)機(jī)制和服務(wù)資源考慮，并且是存在相互關(guān)聯(lián)。三個(gè)視角分別定義了iPS2的一個(gè)維度的需求內(nèi)容，三個(gè)維度視角的集成，能夠構(gòu)建出完整的iPS2需求模型。

2.2iPS2需求模型構(gòu)建

2.2.1單維度需求要素

對(duì)應(yīng)于三個(gè)維度視角，iPS2的需求包括應(yīng)用場(chǎng)景功能要求、過程能力需求和資源體系架構(gòu)要求。應(yīng)用場(chǎng)景視圖要求從服務(wù)需求者對(duì)iPS2的應(yīng)用場(chǎng)景中各種交互任務(wù)的視角，對(duì)工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用功能提出了要求，從而定義了iPS2的交付目標(biāo)。能力需求視圖則從服務(wù)設(shè)計(jì)者的視角，對(duì)工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)所應(yīng)具備的對(duì)外交付能力和為了保證交付而應(yīng)具有的過程實(shí)現(xiàn)能力提出了設(shè)計(jì)需求。而體系架構(gòu)視圖則是從服務(wù)提供者的系統(tǒng)架構(gòu)和組織形態(tài)視角，定義了應(yīng)該構(gòu)建什么樣的能力載體和能力運(yùn)作規(guī)則，來實(shí)現(xiàn)能力組合，來滿足最終的應(yīng)用功能需求。

1）應(yīng)用場(chǎng)景需求要素

復(fù)雜工業(yè)產(chǎn)品的物理實(shí)體、產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)服務(wù)、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)融匯成一個(gè)基本場(chǎng)景，客戶、最終操作者、服務(wù)人員、服務(wù)提供商等相關(guān)者在同一個(gè)環(huán)境中，與iPS2本體及其外部環(huán)境進(jìn)行交互。應(yīng)用場(chǎng)景定義了iPS2的技術(shù)性能要求、客戶投資目的、運(yùn)行使用成本、實(shí)際服務(wù)要求，同時(shí)通過環(huán)境分析和場(chǎng)景設(shè)計(jì)，來定義iPS2的使用者、提供者、使用時(shí)間、使用地點(diǎn)、產(chǎn)品及服務(wù)形式等基本要素。通過對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，能夠定義iPS2的功能要求，進(jìn)而確定設(shè)計(jì)邊界。

通過對(duì)場(chǎng)景構(gòu)成要素的分解，根據(jù)需求知識(shí)性質(zhì)的不同，對(duì)場(chǎng)景交互中產(chǎn)生的不同需求進(jìn)行分類。如圖2所示，功能場(chǎng)景的需求可以劃分使命要求、目標(biāo)要求以及功能要求。

（1）使命要求包含了iPS2的外部用戶的價(jià)值期望、功能期望；以及內(nèi)部對(duì)iPS2的戰(zhàn)略定位和盈利模式要求。通過內(nèi)外部要求的合并，從而界定iPS2所力求實(shí)現(xiàn)的使命。同時(shí)，使命要求也定義了iPS2的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)沖突的解決原則。當(dāng)后期設(shè)計(jì)和運(yùn)行發(fā)生沖突問題時(shí)，可以根據(jù)使命要求來排定問題和對(duì)策的優(yōu)先級(jí)別。

（2）目標(biāo)要求主要是在iPS2使命的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步精確化，界定iPS2的價(jià)值目標(biāo)和客戶關(guān)系目標(biāo)。

（3）功能要求包括產(chǎn)品需求、服務(wù)需求和商務(wù)需求。

產(chǎn)品需求是關(guān)于裝備的物理實(shí)體的功能要求集合，包括應(yīng)用工況、技術(shù)性能要求、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)功能、可靠性要求等各類標(biāo)準(zhǔn)化和個(gè)性化的功能要求。

服務(wù)需求是圍繞產(chǎn)品的服務(wù)過程和服務(wù)結(jié)果的功能要求集合，包括服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)內(nèi)容、服務(wù)流程等各類標(biāo)準(zhǔn)化和個(gè)性化的功能要求。

商務(wù)需求是圍繞產(chǎn)品和服務(wù)交付過程中的涉及到交付條件、專業(yè)服務(wù)（法律、金融）等為促進(jìn)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移交付的各類標(biāo)準(zhǔn)化和個(gè)性化的功能要求。

三類需求的綜合，界定了iPS2的基本功能需求框架。

2）能力需求要素

能力需求視圖則從服務(wù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的視角分析了iPS2的設(shè)計(jì)要求。從需求內(nèi)容上，如圖3所示，定義了iPS2面向需求側(cè)的交付能力，以及供給側(cè)的過程能力。

（1）交付能力主要是“產(chǎn)品+服務(wù)”集成方案的設(shè)計(jì)要求。即產(chǎn)品、服務(wù)以及產(chǎn)品服務(wù)組合的設(shè)計(jì)要求。交付能力要求是從需求者視角的功能要求轉(zhuǎn)化而來，需求分析的產(chǎn)物不是客戶角度的功能，而是設(shè)計(jì)者角度的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的具體需求。

（2）過程能力主要是產(chǎn)品服務(wù)過程網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)要求。是為了分析能夠交付設(shè)計(jì)產(chǎn)品和服務(wù)，所需要的供給平臺(tái)和供給網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)特性。也就是說，為了能夠?qū)ν饨桓懂a(chǎn)品和服務(wù)，需要設(shè)計(jì)何種過程活動(dòng)、配置何種資源、由何種角色來執(zhí)行。過程能力的需求來自于交付能力要求與當(dāng)前供給資源之間的匹配分析。

3）體系架構(gòu)需求要素

體系視圖從服務(wù)提供者的角度來定義iPS2的組織設(shè)計(jì)要求。如圖4所示，提出對(duì)iPS2的組織結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)和運(yùn)行規(guī)則的要求。

圖2　功能場(chǎng)景視圖的需求要素屬性

圖3　能力視圖下的需求要素

圖4　架構(gòu)視圖下的需求要素

圖5　需求要素關(guān)系模型

2.2.2需求要素關(guān)系分析

三種需求視圖分別建立在不同的相關(guān)者視角上，能夠反映對(duì)應(yīng)的相關(guān)者的需求和愿望，形成對(duì)iPS2需求模型的某一視角需求信息的描述。三種需求視圖之間存在關(guān)聯(lián)映射關(guān)系，如圖5所示，應(yīng)用場(chǎng)景視圖是能力需求和體系架構(gòu)需求的基礎(chǔ)，只有明確了iPS2需要應(yīng)用的最終使用環(huán)境和任務(wù)目標(biāo)，才能夠考慮需要如何獲取能力資源來實(shí)現(xiàn)的問題。能力需求視圖是設(shè)計(jì)需求的核心，只有規(guī)范的能力要求被清晰的定義，才能夠明確具體的設(shè)計(jì)任務(wù)，從而定義設(shè)計(jì)的范圍。體系架構(gòu)需求視圖則是能力需求視圖的形式化載體，通過將能力視圖中對(duì)內(nèi)外能力的功能指標(biāo)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)架構(gòu)，才能夠更加直觀的體現(xiàn)能力之間的關(guān)系，從而進(jìn)一步深化能力需求。

2.2.3基于關(guān)系模型的需求分析過程

圖6　需求分析過程

三個(gè)視圖之間實(shí)際上也是整個(gè)iPS2需求逐級(jí)映射演化過程，三個(gè)視圖的不同需求分析過程之間，具有相應(yīng)的分解和映射關(guān)系?；谛枨笠氐年P(guān)聯(lián)關(guān)系，如圖6所示，可以建立需求分析過程模型。

iPS2的基本邏輯是面向客戶的拉動(dòng)服務(wù)邏輯。因此，需求分析首先從服務(wù)功能場(chǎng)景分析開始，通過獲取客戶對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用功能的期望，定義iPS2的使命、目標(biāo)，建立完整的應(yīng)用場(chǎng)景。并通過對(duì)場(chǎng)景中交互行為的分解，提取iPS2的應(yīng)用任務(wù)，從而明確iPS2的功能需求。

通過用戶的功能需求與產(chǎn)品服務(wù)設(shè)計(jì)要求之間的映射關(guān)系，建立需求者視圖與設(shè)計(jì)者視圖之間的關(guān)系。從功能需求轉(zhuǎn)化為具體的產(chǎn)品和服務(wù)的設(shè)計(jì)要求特性。進(jìn)而通過結(jié)果與過程的映射關(guān)系，建立交付過程的能力要求結(jié)構(gòu)。

通過對(duì)交付過程中的活動(dòng)、資源和角色要求的特征提取，建立過程模型與組織結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)規(guī)則之間的映射關(guān)系，從服務(wù)提供者的角度，提出iPS2應(yīng)具備的組織形態(tài)和運(yùn)作機(jī)制。并進(jìn)而反饋到需求者和設(shè)計(jì)者，通過反復(fù)迭代，最終形成滿意的iPS2的需求結(jié)構(gòu)。

2.2.4需求模型構(gòu)建

不同視圖下對(duì)iPS2的需求內(nèi)容不同，根據(jù)不同視圖下的需求建立需求內(nèi)容模型，然后根據(jù)需求要素關(guān)系建立不同視圖下的需求結(jié)構(gòu)模型，用于不同的iPS2設(shè)計(jì)目的，是iPS2需求模型構(gòu)建的基本方法。根據(jù)功能場(chǎng)景分析，建立功能服務(wù)需求清單（Bill of Service oriented to Function，F(xiàn)BOS）；根據(jù)能力要求，建立過程服務(wù)需求清單（Bill of Service oriented to Process，PBOS）；根據(jù)體系架構(gòu)分析，建立服務(wù)組織需求清單（Bill of Service oriented to Organization，OBOS）。

FBOS用于“產(chǎn)品+服務(wù)”解決方案的設(shè)計(jì)任務(wù)輸入。PBOS和OBOS用于產(chǎn)品服務(wù)過程網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)任務(wù)輸入?！癋BOS-PBOS-OBOS”的映射轉(zhuǎn)化過程中，包含了iPS2運(yùn)作機(jī)制的應(yīng)用。

1）FBOS

FBOS以物料名或服務(wù)名稱表征功能需求，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)具有各自的功能屬性要求。根據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系，構(gòu)成如圖7所示的FBOS。

圖7　FBOS

FBOS可以形式化定義為四元組：

其中P表示產(chǎn)品模塊集；S表示產(chǎn)品服務(wù)模塊集；R表示產(chǎn)品模塊與服務(wù)模塊的結(jié)構(gòu)關(guān)系集；Q表示模塊之間的數(shù)量關(guān)系集。

進(jìn)一步：

其中，Pc表示產(chǎn)品構(gòu)成的零部件；Rp表示零部件之間的構(gòu)成關(guān)系，Qp表示零部件之間的數(shù)量關(guān)系。

其中，Sc表示產(chǎn)品服務(wù)組件，Rs表示服務(wù)之間的交互關(guān)系，Qs表示所需的服務(wù)組件需求量。

2）PBOS

根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)所需的活動(dòng)和資源，對(duì)FBOS進(jìn)行服務(wù)對(duì)應(yīng)、拆分和組合，按照時(shí)序關(guān)系到向分解，構(gòu)建過程服務(wù)需求清單，如圖8所示。

PBOS中以服務(wù)名表示服務(wù)需求，每一節(jié)點(diǎn)涵蓋了服務(wù)實(shí)現(xiàn)所需的活動(dòng)、資源，根據(jù)實(shí)際所需建立。

PBOS可以形式化定義為：

其中Ps表示制造服務(wù)模塊集；Sp表示產(chǎn)品服務(wù)模塊集；Rps表示制造服務(wù)模塊與產(chǎn)品服務(wù)模塊的結(jié)構(gòu)關(guān)系集；QPS表示制造服務(wù)模塊與產(chǎn)品服務(wù)模塊之間的數(shù)量關(guān)系集；RA表示制造服務(wù)之間的關(guān)系集；QA表示制造服務(wù)之間的數(shù)量關(guān)系；CA表示制造服務(wù)的服務(wù)成本；TA表示制造服務(wù)的服務(wù)周期。

3）OBOS

根據(jù)PBOS服務(wù)所需的活動(dòng)-角色的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立OBOS，如圖9所示。不同節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)線不是上下關(guān)系，而是業(yè)務(wù)交付關(guān)系。

OBOS可以形式化定義為二元組：

圖8　PBOS

其中，O表示角色對(duì)象，R表示角色關(guān)系。

2.2.5需求模型的應(yīng)用

通過“FBOS-PBOS-OBOS”的構(gòu)建和映射轉(zhuǎn)化，iPS2的相關(guān)者能夠在同一的語義信息下獲得不同視角下的完整的需求信息，需求者、設(shè)計(jì)者和服務(wù)提供者能夠圍繞一致的需求信息進(jìn)行溝通，不同的相關(guān)者也可以在相應(yīng)的視圖下開展相應(yīng)的需求分析和設(shè)計(jì)。同時(shí)集成的需求模型也為并快速復(fù)用提供了可能，通過對(duì)“FBOSPBOS-OBOS”模型語義的相似性推理，能夠快速的匹配相似案例，為iPS2的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供快速應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。

圖9　OBOS

3　結(jié)論

工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)需求復(fù)雜多變，傳統(tǒng)的需求分析方法無法保證需求獲取的完整性和一致性。基于場(chǎng)景的方法通過分析iPS2的運(yùn)行場(chǎng)景，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景特征來逐項(xiàng)分解iPS2的各種行為和目標(biāo)，來引導(dǎo)客戶、設(shè)計(jì)者和服務(wù)提供者對(duì)整個(gè)系統(tǒng)交付過程和結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和需求識(shí)別，能夠引導(dǎo)并提煉出完整的系統(tǒng)信息。

本文從服務(wù)需求者-服務(wù)設(shè)計(jì)者-服務(wù)提供者視角對(duì)同一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行需求識(shí)別，并建立需求要素模型，通過不同視角之間的映射關(guān)系，建立需求集成分析過程模型，從而構(gòu)建了完整的工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)需求模型。能夠用于工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)的需求識(shí)別和快速設(shè)計(jì)。

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Research on the construction of demand model of industrial product service system

C931；TH39

A

1009-0134（2016）06-0006-07

2016-03-16

科技部創(chuàng)新方法工作專項(xiàng)（2012IM040500，2013IM030100）；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研（20120032110035）

趙馨智（1982 -），男，山東臨清人，博士研究生，研究方向?yàn)楣I(yè)產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)、管理創(chuàng)新、現(xiàn)代工業(yè)工程理論與方法。