工業互聯網背景下制造業服務化模式創新影響因素及驅動機理:基于扎根理論的多案例研究

唐國鋒，李 丹

(1.重慶工商大學管理科學與工程學院，重慶 400067；2.重慶工商大學重慶現代商貿物流與供應鏈協同創新中心，重慶 400067；3.西南政法大學經濟學院，重慶 401120；4.電子科技大學經濟與管理學院，四川成都 611731)

黨的十九大報告指出要加快發展先進制造業，推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合。當前，互聯網創新發展與新工業革命正處于歷史交匯期，互聯網從消費領域向生產領域、從虛擬經濟向實體經濟快速延伸，工業經濟由數字化向網絡化、智能化深度拓展，工業互聯網作為新一代信息技術與制造業深度融合的產物，日益成為新工業革命的關鍵支撐和深化“互聯網+先進制造業”的重要基石［1］。黨中央國務院高度重視工業互聯網建設發展，作出了一系列戰略部署，先后制定出臺了《深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》《工業互聯網發展行動計劃（2018—2020 年）》，統籌布局網絡、平臺、安全三大功能體系建設。工業互聯網發展戰略實施以來，我國工業互聯網發展已經取得了明顯成效，工業互聯網平臺對制造業轉型升級的驅動能力正逐漸顯現，無論是依托工業大數據分析實現企業價值深度挖掘，還是應用平臺云化工具實現兩化融合，抑或是基于平臺的制造資源優化配置和產融對接等應用模式，無不都在推動我國制造業轉型升級。

工業互聯網作為新一代信息技術與工業經濟深度融合的全新應用模式，通過人、機、物的全面互聯，實現了從信息化到網絡化、智能化的全覆蓋，驅動企業信息服務生態被重構，有效推動了企業經營戰略、運營流程和價值創造的創新。從制造企業服務化價值網絡實踐來看，在工業互聯網背景下，信息技術不再僅僅作為提升價值網絡節點間信息傳導效率的基礎設施，已成為價值網絡中的使能節點推動網絡價值創造主體演變、服務化價值融合，已有建立在以產品為核心的價值網絡模型基礎上由少數大型企業驅動的制造業服務化模式已難以滿足日益多樣化的網絡形態、應用場景及客戶個性化需求，迫切需要建立在開放的應用創新載體上基于價值網絡重構的創新型服務化模式。然而，從實踐效果來看，盡管各級政府主管部門出臺了系列促進工業互聯網與實體產業結合的激勵政策，但制造企業還存在不愿意實施服務化模式創新，或者實施效果與預期相去甚遠的情況。工業互聯網背景下，影響制造企業開展服務化模式創新的深層次影響因素和驅動機理是什么？針對此類問題，理論界并未進行深入的探討。鑒于此，本文擬采用扎根理論分析方法，通過多案例研究分析工業互聯網背景下影響制造業服務化模式創新的影響因素，并進一步揭示影響因素對模式創新的驅動機理。

1 相關概念及文獻回顧

“制造業服務化”的概念最早是由Vandermerwe等［2］根據“服務化”的概念衍生提出的，認為制造業服務化即是制造企業不再是僅僅提供物品，而是以顧客為中心，提供更完整的包括物品、服務、支持、自我服務和知識等內容的“包”。在此后的研究中，國外學者們對制造業服務化內涵界定大致有三種觀點：Fishbein 等［3］、Makower［4］、Toffel［5］認 為，制造業服務化內涵是賣產品的功能或服務，而不是賣產品本身；Szalavetz［6］學者則從服務要素在制造業產出和投入中所占比重的角度對制造業服務化內涵進行探討；Yang 等［7］、Malerba［8］認為制造業服務化實質是以實現企業價值獲取和競爭優勢為最終目標，將價值鏈由以制造為中心向以服務為中心轉變的動態過程。國內有關制造業服務化的研究最早起源于1999 年學者郭躍進［9］發表在《中國工業經濟》期刊上的“論制造業的服務化經營趨勢”一文，文章指出，制造業發展的重要趨勢是制造業服務化，而這種趨勢是由技術進步、微利競爭和用戶需求發展等因素共同決定的。

此后，國內外學術界分別基于資源理論、核心能力理論和交易成本理論對制造業服務化的模式類型、模式創新、動因、特征、實現路徑等方面展開研究。其中，在制造業服務化模式類型方面，Kastalli 等［10］在考察制造業服務化對價值增值影響基礎上，將服務化模式劃分為服務質量增強、功能外包和價值衍生三種類型；Rymaszewska 等［11］提出了包含設計、制造、維護3 種基本形態的全生命周期的制造業服務化網絡模式；李天柱等［12］從價值共創視角分析了制造業服務化模式內涵，并從典型案例分析基礎上提煉出產品延伸服務化、產品增強服務化、主導產品服務化、業務單元服務化及核心能力服務化五種典型服務化模式。在制造業服務化模式創新方面，崔海明［13］將制造業服務化劃分為基于產品的服務（SSP）和基于客戶的服務（SSC）兩種類型，并分別從企業研發投入水平、員工受教育程度、行業競爭程度及資源約束程度四個方面探究模式創新影響因素；王宗水等［14］基于價值創造視角，比較了制造業服務化與商業模式創新在目標、內涵、影響以及研究趨勢上的異同，并結合商業模式創新的相關理論與組成要素,針對制造業服務化不同階段特征，提出與之相匹配的商業模式創新策略；李靖華等［15］以資源基礎觀為研究視角，選取我國兩家裝備制造企業開展雙案例研究，揭示制造企業服務化商業模式創新的機理；楊水利等［16］以16 個服務化轉型的制造企業案例為樣本，運用扎根理論研究方法，挖掘制造企業服務化轉型創新的影響因素。然而，現有關于制造業服務化相關研究中，除以童有好［17］、簡兆權等［18］為代表的少量文獻關注“互聯網+”與制造業服務化融合發展方面的研究問題外，大部分文獻的研究背景都局限于傳統工業時代，缺乏工業互聯網時代背景下的分析。已有為數不多的關于工業互聯網背景下制造業服務化的研究最早始于2012年，北京大學陳剛教授在《創意傳播管理——數字時代的營銷革命》一書中首次提出，工業互聯網時代需要企業服務化轉型，這種轉型不同于工業時代制造業服務化。在后續研究中，在工業互聯網背景下以服務化模式創新為主題進行的研究，僅見唐國鋒等［19］指出，受工業應用云端遷移、跨組織知識協同的推動作用，制造業服務化創新演進出能力交易導向型、應用集成導向型、知識交易導向型、知識創新引領型四種模式。然而，學術界尚未有關于工業互聯網背景下制造業服務化模式創新影響因素的研究。

2 研究方法與案例來源

2.1 研究方法

扎根理論研究法最早是由Glaser 等［20］學者共同提出的一種研究方法，其本質上是一種從下往上建立實質理論的方法，研究開始之前一般沒有理論假設，研究者在系統性收集資料的基礎上充分挖掘反映事物現象本質的核心概念與范疇，然后通過這些概念與范疇之間的聯系建構相關的社會理論［16,21］。此外，扎根理論在運用中需要有經驗證據的支撐，但是其主要特點不在其經驗性，而在于它從經驗事實中抽象出了新的概念和思想［17］。

當前，對于工業互聯網背景下制造業服務化研究領域來說，還未有成熟的理論假設、變量范疇及測量量表。調研發現，不同類型制造企業對于開展服務化模式創新的理解及態度不盡相同，個別企業甚至因為實施服務化進程中所出現的“悖論”問題而對服務化存在誤解，若采用傳統實證研究方法設計無差異結構化問卷對制造企業開展服務化模式創新現狀進行調研未必有效，更適合采用基于扎根理論的研究方法進行質性研究。近年來，在工業互聯網背景下，我國制造企業為提升在全球價值鏈體系中的地位，紛紛采用服務化戰略，也涌現出了一批成功典型案例，積累了一些寶貴實踐經驗。基于此，本文擬在沒有理論假設的情況下，采用質性研究方法扎根理論對工業互聯網背景下制造業服務化進程中涌現的典型案例進行分析，從中分析和探究服務化模式創新的影響因素和驅動機理。本文的具體研究步驟如下：首先，對工業互聯網背景下制造業服務化進程中的典型案例進行整理和挖掘以提煉出核心概念和范疇；隨后，通過使用開放式編碼、主軸編碼和選擇編碼等方法構建理論模型；最后，持續比較不斷提煉和修正理論模型，直至達到理論飽和。

2.2 案例來源

本文按照如下兩個步驟確定案例及文獻來源：首先，確定備選制造企業。以“工業互聯網、制造企業、服務化轉型、模式創新、價值網重構”等為關鍵詞在案例數據庫及互聯網絡檢索案例，確定在工業互聯網背景下實施服務化模式創新的備選企業名單。

其次，遴選案例。案例的選擇要求具有較強的理論引導取向，通常采用目的抽樣。本文研究中，案例選擇的標準為：（1）基于工業互聯網平臺實施服務化轉型戰略的創新型試點制造企業或者具有典型代表性的制造企業；（2）制造業涉及行業眾多，按照張志醒等［22］采用的分類方法，將制造業分為勞動密集型、資本密集型和技術密集型3 種類型，共16 個細分產業、95 個細分行業，因此要求所選的案例覆蓋行業范圍盡可能廣泛；（3）服務化戰略實施的相關資料充足，能夠通過資料提煉核心概念和范疇。基于以上三個標準，本文最終遴選了在工業互聯網背景下實施制造業服務化的18 個典型案例作為研究樣本。具體如表1 所示。

表1 工業互聯網背景下制造企業服務化案例樣本

表1 （續）

以上典型案例中，從覆蓋范圍來講，共涉及制造業中16 個不同行業；從企業規模來看，按照國家統計局2017 年發布的《統計上大中小微型企業劃分標準》，所選擇的案例中的制造企業均屬于大型企業；從提供的服務內容來看，均是以工業互聯網平臺為基礎，提供包括用戶交互定制、在線分析診斷、智能運維、決策支持、智能品質管理、遠程診斷及系統管理、數據采集及設備管理等服務內容。此外，為保證研究信度，本文將18 個案例劃分為建模組和檢驗組，其中建模組共13個案例，檢驗組共5個案例。

2.3 數據收集與整理

本研究所需數據主要來源可分為一手數據和二手數據，其中一手數據主要來自項目組電話訪談、網絡咨詢及實地調研的結果；二手數據主要來源于與前述案例相關的訪談記錄、主流媒體報道、企業官方網站、企業年報、行業分析報告以及學術論文等。

3 數據分析

3.1 開放式編碼

通過開放式編碼對收集到的案例進行分類分析、標簽化處理、形成初始概念并確定所屬范疇。首先，采用迭代化方法對建模組13 個案例中涉及服務化模式創新影響因素的描述按照序號進行順序編碼，編碼規則為：案例編號-資料數據來源編號-頁碼，如E-1-1 表示建模組案例中編號為E 的“大唐集團”一手數據來源中第一頁；其次，盡量使用原資料表達作為標簽提取初始概念，并將關聯重復的概念聚集在一起，以實現概念的范疇化（表2 展示了建模組中案例大唐集團的開放式編碼過程）；最后，將第一個案例編碼形成的概念和范疇作為模版，與第二個案例編碼形成的概念和范疇進行比較，以修正形成新的模版，以此類推，完成整個概念化、范疇化編碼過程。通過對建模組案例的開放式編碼，獲得了104 個概念，并提取了20 個范疇（見表3）。

表2 建模組案例大唐集團開放式編碼分析（E）

表3 建模組案例開放式編碼形成的范疇

3.2 主軸性編碼

在得到開放式編碼形成的20 個范疇之后，為進一步發掘不同范疇之間的關聯關系，需要對范疇進行主軸性編碼歸類，進一步歸納總結提取主范疇。經過編碼，20 個副范疇可歸納總結為5 個主范疇，分別是：模式創新前期基礎、模式創新外部環境、模式創新內在需求、平臺支撐能力、服務化模式創新(見表4)。

表4 主軸性編碼構建的主范疇

3.3 選擇性編碼

選擇性編碼是分析開放性編碼所提取的各個概念類屬即范疇之間關系的過程，其主要任務是通過對主軸性編碼所形成的主范疇的分析挖掘、提煉核心范疇，分析核心范疇與主范疇、副范疇之間的關聯關系，并將其關系結構表現出來，發展形成理論框架［23］。本文通過對5 個主范疇與104 個概念、20 個副范疇間關系的分析，提煉出“工業互聯網背景下制造業服務化模式創新影響因素”核心范疇，形成了能反映影響因素對制造業服務化模式創新驅動機理的典范模型，并得到如下故事線：

面臨激烈的行業競爭壓力，服務化是制造企業獲取比較競爭優勢的主要來源。然而，我國制造業服務化水平普遍不高，面臨低端鎖定、價值創造能力不強、跨領域價值共創難以實現等瓶頸問題［24］。當前，制造業正處于由數字化階段向網絡化階段轉型的關鍵時期，以大數據、人工智能、物聯網、云計算等為代表的新興技術正加速向制造業滲透融合，不斷推動制造業數字化基礎重塑、傳統制造模式重塑、服務化模式重塑。新形勢下，制造企業迫切需要新的能夠實現海量數據管理、工業應用創新與深度業務協同等功能的平臺工具支撐制造業服務化發展模式創新性變革，以獲取新的價值增長點。以工業經驗知識提煉和封裝、大數據及機器學習技術、工業數據建模與分析技術等為核心技術，以工業PaaS、多源異構系統、容器技術等為支撐而建構的工業互聯網平臺是新型制造系統的中樞神經系統。工業互聯網平臺所擁有的工業大數據匯聚分析、工業知識深度挖掘、全流程系統性優化與協作等核心能力，能幫助企業實現智能化生產與管理，并創新生產方式、商業模式及產業體系，在制造業服務化發展模式變革中具有核心支撐作用。在服務型制造、工業互聯網等有關政策支持下，具有一定行業領導地位的制造企業先行先試，結合自身研發能力、前期工業知識及數據積累，通過企業領導層制定工業互聯網實施戰略規劃，確定服務化模式創新實施路徑。工業互聯網在制造業中的應用，可以劃分為基于平臺的信息化應用、基于平臺大數據能力的深度優化、基于平臺協同能力的資源調配和模式創新三個層次，其應用場景涵蓋面向工業現場的生產過程優化、面向企業運營的管理決策優化等方面。在此背景下，制造業服務化模式大致呈現出能力交易導向型、集成應用導向型、知識交易導向型、知識創新引領型四種模式，服務成效顯著。本文把以上范疇之間的關系概括為工業互聯網背景下制造業服務化模式創新驅動機理典范模型，如圖1 所示。

圖1 工業互聯網背景下制造業服務化模式創新驅動機理典范模型

3.4 理論飽和度檢驗

扎根理論要求在理論構建完成后檢驗理論是否飽和，如果未飽和要繼續擴充資料尋找新的概念與范疇來修正理論。本文從檢驗組5 個案例中提取了84 條資料作為原始資料，采用開放式編碼方法對資料進行編碼，并提煉概念與范疇，與建模組提煉的概念與范疇相對比，以此檢驗理論飽和度。經過對檢驗組案例的分析，共得到46 個概念、9 個范疇，并且所得到的范疇均包括在建模組分析提煉的范疇之中，無新范疇及關系產生。據此可以認為，通過扎根理論所得到的“工業互聯網背景下制造業服務化模式創新影響因素及驅動機理典范模型”理論飽和度較高。

4 模型闡釋

4.1 環境變化是模式創新的外在動因

隨著全球新一輪科技革命和產業革命深入推進，制造業轉型成為全球經濟發展的焦點。以德國、美國、法國、日本等為代表的世界主要發達國家推行的新型制造戰略，其核心均是通過構建新型生產方式與服務化模式，推動制造業轉型升級。同時，數字經濟浪潮席卷全球，新一代信息技術正與制造業加速滲透融合，以云計算、大數據、物聯網等信息技術與工業知識集成創新為核心的工業互聯網平臺正支撐傳統制造業數字化轉型。我國高度重視工業互聯網建設發展，作出了系列戰略部署、制定出臺了促進工業互聯網與制造業深度融合發展的系列政策、措施，為促進工業互聯網的發展提供了創新動力和制度保障，現已取得明顯成效。在此背景下，作為制造業轉型升級重要方向和途徑的服務化戰略，其實施環境發生了深刻變化，直接推動傳統工業化時代以產品價值鏈為核心的制造企業服務化模式向以“產品+服務”價值網為核心的服務化模式進行轉變，如何構建適應市場變化、面向消費者個性化需求的創新型服務化模式，成為當前服務化實施進程中亟待解決的現實問題。如在新一輪科技革命和產業變革的時代趨勢下，華能集團針對電力、鋼鐵、煤炭等流程型制造行業長期存在的趨勢預警、故障診斷、數據安全和優化運行等技術痛點和難題，將先進的云計算、物聯網大數據及人工智能技術與行業機理模型相結合，搭建以大數據核心的流程型行業工業互聯網平臺AIdustry，基于平臺行業內的隱性知識與經驗的有效集成與串聯，構建能滿足企業行業應用、制造資源交互共享、數據交互服務及價值釋放需求的新型服務化模式。

4.2 內在需求是模式創新的潛在動力

制造企業面對快速變化和激勵競爭的市場環境時，制造本身在產品附加值構成中的比例越來越低，增值性服務逐漸成為制造企業競爭的焦點，越來越多的制造企業開始實施服務化戰略，圍繞產品全生命周期的各個環節，不斷融入能夠帶來商業價值的增值服務，實現從提供單一產品向提供“產品+服務”系統轉變。然而，我國制造企業實施服務化戰略進程中，普遍存在效率不高、水平較低的問題，究其原因在于服務化瓶頸問題的制約。為快速提升制造企業市場競爭能力、緩解服務化瓶頸問題帶來的不利影響，制造企業間在研發、生產、管理等領域進行資源協同及并行組織間的合作日趨頻繁，要求制造企業內部的設計、生產和管理系統都能更好支持與合作企業的業務交互，這就迫切需要一個能實現不同主體、系統間高效集成的交互工具。具有海量數據管理、深度業務協同及工業應用創新等核心功能的工業互聯網平臺應運而生，其通過人、機、物的全面互聯，實現業務與資源的智能管理，促進知識和經驗的積累和傳承，驅動制造企業構建全新的生產制造體系、創新服務化模式，創造出差異化的產品并提供增值服務，從而有效提升制造企業的市場競爭力、突破服務化發展瓶頸制約［19］。如隨著鍛造行業的發展，鍛件的定制化生產與精密加工需求對企業協同設計、協同生產、協同供應鏈提出了越來越高的要求，傳統鍛造企業現有生產管理模式已無法滿足企業發展需求，恒躍集團作為鍛造行業典型代表，結合行業發展特點，以特色制造業和產業聚集區為載體，基于設備聯網、數據采集技術搭建鍛造行業工業互聯網平臺，基于平臺恒躍集團既結合客戶瓶頸工位與關鍵問題，深度挖掘數據價值與用戶行為分析，有效提升自身制造效率和速度，同時又積極開展服務化模式創新，為行業內鍛造企業提供數據仿真模擬、數據存儲、大數據分析等服務。

4.3 前期基礎是模式創新的必要條件

與傳統工業經濟時代背景相比，工業互聯網背景下制造業服務化模式創新的價值創造邏輯、價值創造動因均發生了變化，強調基于工業機理的理解和提煉、平臺大數據匯聚分析、全流程系統性能優化，要求開展服務化模式創新的制造企業具有一定前期基礎。應用企業研發能力是企業開展服務化模式創新的核心優勢，研究發現具有較強研發能力的應用企業，往往也是具有較高行業地位的企業，越來越重視對工業知識和數據的挖掘利用、提煉、封裝，并將其作為創新服務模式滿足用戶個性化服務化需求的核心能力。

此外，制造企業在長期的發展過程中，積累了大量面向不同行業、場景、學科的工業知識和數據，這些知識和數據會滲透到產品設計、建模、工藝、維護等生命周期全過程，以及企業生產、運營、管理、服務各環節，成為制造企業數字化轉型的重要生產要素和前提條件，同時也為催生制造業服務化新模式奠定基礎。

如大唐集團作為電力行業的領軍企業，高度重視科技創新，在行業內具有較強的研發能力，持續運用數字技術提升資產性能，開展服務化模式創新，針對行業內電廠大量數據未被深度挖掘、有效利用，存在嚴重數據壁壘，進而影響發電機組性能和可靠性的現狀，采用邊緣-中心計算等數據科學方法，在工業互聯網平臺基礎上搭建燃機機組檢測診斷分析平臺為行業內電廠設備故障預警和廠級性能優化提供支持服務。

4.4 平臺能力是模式創新的支撐條件

工業知識和數據的豐富為制造企業開展精細化管理創造了前提條件，但工業場景高度復雜，行業知識千差萬別，傳統由少數大型企業驅動的服務化創新模式難以滿足不同企業的差異化服務需求，迫切需要一個開放的應用創新載體，通過工業知識、工業數據和平臺功能的開放調用，降低服務化模式創新門檻。工業互聯網平臺具有海量數據管理、工業應用創新與深度業務協同等核心能力，以平臺為基礎，制造企業能夠有效集成海量工業設備與系統數據，實現業務與資源的智能管理，驅動應用服務開放創新。制造企業通過平臺一方面可實現對產品售后使用環節的數據打通，提供設備健康管理、產品增值服務等新型業務模式，從而實現從賣產品到賣服務的轉變，進而實現價值提升；另一方面，企業間可通過平臺進行信息交互，實現跨企業、行業的資源和能力集聚，進而打造更加高效的協同服務體系。如中化工業互聯網平臺是中化能源科技公司面向石油化工企業，利用人工智能、區塊鏈、云計算、大數據、物聯網等新興技術手段，搭建的全流程、“一站式”、開放型互聯平臺，基于平臺沉淀的機理模型、數據驅動、多元統計、行業知識等強大的核心基礎能力，公司積極開展服務化模式創新，面向行業內企業提供設備智能診斷、智能工業仿真、煉化企業智能安防等創新服務產品。

4.5 工業知識和數據是服務化模式創新的核心

傳統制造業價值鏈中以產品延伸性服務化模式、外包性服務化模式、知識性服務化模式為代表的服務化模式已不能滿足現階段制造業價值網絡形態、多元化應用場景及客戶個性化的需求，迫切需要建立在工業互聯網平臺基礎上、以工業知識和數據為核心的創新型服務化模式，具體可劃分為能力交易導向型、集成應用導向型、知識交易導向型、知識創新引領型幾種模式［19］。其中，能力交易導向型服務化模式下，制造企業通過工業互聯網平臺對外開放空閑制造能力，實現制造能力的在線租用和利益分配；集成應用導向型服務化模式下，價值網絡內的各制造企業基于工業互聯網平臺在研發、設計、生產等領域開展業務交互、應用集成，實現組織和資源的高度協同，并結合個性化的用戶服務需求，形成滿足用戶需求的個性化解決方案，從而提升產品價值，增強用戶黏性；知識交易導向型服務化模式下，制造企業依托工業互聯網平臺將長期工業實踐中積累的工業經驗知識作為核心能力和競爭優勢進行提煉和封裝，并轉化為專業服務能力以在線云服務形式向價值網絡內用戶進行提供；知識創新引領型服務化模式下，基于工業互聯網平臺，制造企業在大數據深度學習能力支撐下，對各類工業知識進行充分挖掘和創新性利用，同時價值網內的節點企業基于工業互聯網功能開放、資源調用兩大功能不斷開展知識協同創新以實現價值創造體系實時感知、柔性生產目標。如北京索為系統技術股份有限公司打造的SYSWARE 平臺，是一個工業資源匯聚的工業互聯網平臺，平臺可以同時將工業設備數據、工業基礎知識以及第三方服務商和供應商接入平臺，并對匯聚的各類知識經驗、工業機理、算法模型具有管理和優化功能，所提煉形成的工業知識和數據以知識交易形式正廣泛用于支撐飛行器設計行業中的研發設計和生產制造等領域。