本文献是由Claudio Sassanelli、Giuditta Pezzotta、Fabiana Pirola、Monica Rossi和Sergio Terzi等五位学者共同完成的原创性研究成果，发表于2019年的学术期刊《J. Design Research》第17卷2/3/4期。其中，Claudio Sassanelli（通讯作者）和Monica Rossi、Sergio Terzi来自意大利米兰理工大学经济学、管理与工业工程系，Giuditta Pezzotta和Fabiana Pirola则来自意大利贝尔加莫大学管理、信息与生产工程系。该项研究的主题是提出并验证一个名为“PSS设计专家方法”（PSS Design Guru Methodology）的系统性方法论，旨在支持制造企业从详细设计阶段开始，就将服务特性整合到产品的物理设计中，以成功应对向服务化转型的挑战。
学术背景与目标 本研究立足于制造业服务化（Servitisation）和产品服务系统（Product-Service System, PSS）设计的广阔学术领域。随着制造业与服务业界限日益模糊，越来越多的制造商被迫从单纯销售产品转向提供集成的产品与服务组合，即产品服务系统（PSS），以期获得竞争优势。然而，许多公司在服务化转型中面临“服务悖论”的困境，即服务投入增加却未能带来相应的收益增长。一个重要原因是现有的PSS设计方法存在显著空白。通过对现有文献的综述分析（如表1所示），作者指出，尽管已有不少PSS开发方法论被提出，但大多数都聚焦于战略层面的概念设计阶段，而严重忽视了后续的详细设计（embodiment/detail design）阶段。在产品导向的PSS设计中，如何将服务需求系统地融入产品详细设计过程，实现产品与服务组件的早期集成，是一个尚未解决的挑战。
在此背景下，研究团队引入了面向产品服务可支持性的设计（Design for Product Service Supportability, DfPSSu）作为理论基石。DfPSSu是一个将传统的面向X的设计（Design for X, DfX）方法与定性精益设计指南相结合的概念。DfX提供了一系列旨在优化产品特定生命周期属性（如可制造性、可维护性等）的设计实践指南。而DfPSSu的创新之处在于将其应用于PSS语境，并建立了两个层次的设计知识：指导方针 和 设计规则。指导方针是通用的、非公司专属的、面向生命周期的建议；而设计规则则是从指导方针派生出来的、具体的、量化的、适用于特定公司和解决方案的操作指令。然而，现有研究未能提供如何生成这些定制化DfPSSu指南和规则的系统方法。因此，本研究的目标就是填补这一理论与应用之间的鸿沟，开发一套结构化的“PSS设计专家方法”，为实践者提供生成新DfX指导方针和设计规则的具体步骤，从而在详细设计阶段有效地将服务特性整合到PSS的产品设计中。
研究方法与详细流程 本研究采用了整合设计与系统开发的研究方法论，其设计遵循了设计研究方法论（DRM）框架，涵盖理论构建、工具开发和实践验证等多个阶段。整个研究过程并非单一的线性实验，而是通过多轮迭代与应用案例逐步完善方法论的过程。其核心工作流程即“PSS设计专家方法”本身，该方法论包含四个主要部分和六个详细阶段，旨在引导设计团队从PSS概念出发，最终生成具体的DfPSSu指导方针和设计规则。
第一，初步设定阶段。 此阶段是方法论应用前的准备工作。研究团队首先通过对DfX文献的深入回顾，并结合实践手册、最佳设计实践以及公司内部知识（如设计师访谈、用户投诉分析），识别和汇总了适用于PSS开发的一系列潜在“能力”及其相关的通用设计指导方针。这些能力源自DfX方法，代表PSS或其组件需要实现或优化的特性（如可安装性、可维护性等）。该阶段的输出是一个作为灵感数据库的能力与初步指导方针清单，为后续定制化工作奠定基础。
第二，DfPSSu指导方针创建（阶段1与阶段2）。 该部分开始进入正式方法论流程。 * 阶段1：定义待开发PSS的能力。 设计团队从已确定的DfX能力列表（例如，设计可用性、设计可制造性与装配、设计可维护性等）中，根据当前待设计的PSS解决方案（其概念通常由更上层的PSS精益设计方法论输出）的具体需求，筛选出需要重点增强的一项或多项核心能力。例如，在一个与安装服务集成的PSS中，核心能力可能包括“安装速度”、“安装简易性”等。 * 阶段2：定义设计与技术要求并形式化指导方针。 针对选定的每一项能力，设计团队需要确定实现该能力所需的具体设计与技术要求。这些要求是面向设计师和工程师的实践与技术指令。通过使用功能转换矩阵（Function Transformation Matrix， FTM），团队评估并量化每项能力与各个技术要求之间的关联强度（通常用1-5的数字表示）。关联强度达到一定阈值（如≥3）的链接，就意味着需要一条对应的设计指导方针。每条指导方针都需要被形式化地记录下来，包括其针对的能力、适用的产品或服务、重要性程度以及关键词标签，形成公司可重用、可管理的显性知识。
第三，设计规则创建（阶段3与阶段4）。 此部分的目标是将上一步生成的、相对通用的指导方针，转化为与公司具体上下文紧密结合的、可操作的设计规则。 * 阶段3：定义PSS特征，并链接指导方针到PSS特征及生命周期。 设计团队需要识别出与指导方针相关的具体PSS特征。PSS特征是PSS或其组件的具体属性（例如，“用于标识进/出水口的贴纸”或“电气接线的端子”）。通过一系列的功能转换矩阵，团队执行以下关键链接：1）评估指导方针与PSS特征之间的关联强度；2）分析每个PSS特征对PSS整个生命周期各阶段（从设计到报废）的影响（可能是正面或负面，用正负值表示）；3）识别出影响每个PSS特征的“过程变量”。过程变量是需要在生命周期各阶段被监测、控制或管理的具体参数（例如，“贴纸在长期高湿度下的耐久性”、“每个端子最多容纳的电线数”）。 * 阶段4：选择检测到的过程变量并形式化为设计规则。 基于阶段3的分析，对于每个关键的PSS特征，设计团队从其关联的多个过程变量中选择最具影响力的一或多个，并将其转化为具体的设计规则。这些规则是明确的、量化的指令，旨在通过对PSS特征或过程变量的控制，来实现DfPSSu能力。每条规则都与其来源的指导方针、对应的能力、具体定义、重要性程度和标签相关联。
第四，结果一致性检查（阶段5）。 这是方法论的最后一步，旨在验证整个过程中生成的所有元素（能力、技术要求、指导方针、PSS特征、生命周期过程、规则）之间的一致性和协调性。研究团队引入了改良的自“方针管理矩阵”（Hoshin Kanri X-Matrix）演化而来的可视化工具——两个X矩阵。第一个矩阵用于检查从解决方案到指导方针生成的过程（涵盖部分1和2），评估能力、技术要求与指导方针之间的对齐情况。第二个矩阵则用于检查从指导方针到规则生成的过程（涵盖部分3和4），可视化指导方针、PSS特征、生命周期过程和规则之间的复杂关系网络。通过分析矩阵中的权重和连接，设计团队可以发现冗余、缺失或不一致的指导方针/规则，从而进行优化、删除或补充，确保最终设计知识的有效性和完整性。
研究对象与验证过程 为了开发并验证“PSS设计专家方法”，研究采用了多案例、迭代式的研究设计。研究团队与来自三个不同欧洲国家、不同工业领域的B2B制造公司进行了互动研究。这些公司均以产品设计制造为主营业务，但有意向服务化转型。方法论的概念首先在第一个应用案例中形成雏形，随后在另外两个应用案例中持续应用、测试和改进（如表2所示）。在每个案例中，研究人员与公司内部的多学科团队（包括研发经理、产品设计师、工程师、服务人员等）合作，通过为期一至两天的研讨会形式，应用该方法论解决特定的PSS设计问题。
本文详细报告了在意大利Carel S.p.A.公司（HVAC&R市场领导者）的应用案例。研究选取了该公司的一款加湿器产品“Humifog”，并设定了为其集成一项基于增强现实技术的安装支持服务这一PSS场景。Carel的设计团队遵循上述方法论流程： 1. 初步设定与能力选择：基于DfPSSu能力列表，团队针对“安装服务”选定了四项核心能力：安装速度、安装简易性、防错设计和安装过程测试简易性。 2. 生成指导方针：通过构建能力-技术要求FTM，团队确定了7条新的设计指导方针，例如“使用标准连接以提高安装速度”。 3. 生成设计规则：团队识别了与指导方针相关的具体PSS特征（如“标识进水/出水口的贴纸”、“电气接线端子”），分析了这些特征对生命周期各阶段的影响，并确定了关键过程变量（如“贴纸在100%湿度下的长期耐受性”、“每个端子最多容纳一根电线”）。最终，这些被转化为了13条具体的设计规则，例如规则3：“每个用于接线和电气连接的端子最多只能容纳一根电线”。 4. 一致性检查：使用第二个X矩阵对生成的规则和指导方针进行可视化分析（如图15、16所示）。矩阵分析帮助团队发现了一些指导方针（如GU4， GU6， GU7）未被规则覆盖或权重较低，提示这些可能是冗余或不重要的知识，从而在最终版本中予以剔除，确保了知识库的精简和高效。
主要结果与逻辑贡献 本研究的主要成果体现在方法论本身及其应用案例的输出上。首先，研究成功开发并形式化了“PSS设计专家方法”，这是一个包含六个清晰阶段、结合了FTM和改良X矩阵等工具的、可操作的系统性流程。其次，通过在Carel公司的真实案例中应用该方法，研究团队成功地为一款具体的产品（Humifog）及其集成服务（安装支持）生成了7条DfPSSu指导方针和13条具体的设计规则。这些规则直接对应着提高安装服务效率和质量的具体产品设计修改建议。
应用案例的结果验证了方法论的有效性。X矩阵的分析不仅帮助输出设计知识，更重要的是提供了一个强大的验证和优化工具。它使得设计团队能够直观地看到：1）哪些规则对目标生命周期阶段（如安装）有最强的正面影响；2）哪些规则可能对其他阶段产生负面影响，需要权衡；3）指导方针与规则之间是否存在覆盖缺口或冗余。例如，分析发现规则RU11（提供柔性联轴器以消除泵与发动机之间的振动）不仅对安装阶段有益，也对使用阶段有积极影响，这提升了其实施优先级。同时，通过矩阵分析剔除了三条低关联或冗余的指导方针，使最终的知识体系更加精炼和聚焦。
这些具体的设计规则是将抽象的PSS服务需求（如“易于安装”）转化为具体、可执行的产品工程设计指令的关键桥梁。它们构成了公司内部可复用、可追溯的宝贵设计知识资产。研究结果表明，该方法论能够切实地指导设计团队在产品详细设计阶段，系统地考虑并嵌入服务交付所需的产品特性。
结论与价值 本研究得出结论，“PSS设计专家方法”是一个行之有效的结构化工具，能够支持企业在日常设计活动中，从初始阶段就将服务特性纳入产品考量。从理论角度看，该研究通过引入DfPSSu并将其扩展至PSS语境，丰富了DfX研究领域；它提出了一套完整的参考模型，填补了PSS设计中从概念到详细设计、从理论到实践的知识空白，特别是强调了在产品详细设计阶段进行产品服务集成的具体路径。从实践与管理角度看，该方法论帮助企业设计团队更好地理解集成PSS设计的价值与流程，显著提升了公司的创新能力、问题解决能力和知识管理能力。通过将设计过程中产生的解决方案（规则）进行编码和管理，企业能够建立一个不断增长的设计知识库，避免重复劳动和错误，从而更顺畅地开启服务化转型之路，提升客户忠诚度和公司绩效，有助于避免陷入“服务悖论”。
研究亮点 本研究的亮点主要体现在以下几个方面：第一，研究视角新颖：它精准地瞄准了PSS设计研究中长期被忽视的“详细设计阶段”，提出了一个以产品设计为核心、服务整合为目标的具体方法论。第二，方法论的系统性与创新性：创造性地将DfX、功能转换矩阵和精益管理中的X矩阵等工具整合到一个连贯的六阶段流程中，不仅指导知识生成，还提供了有效的知识验证与优化工具。第三，理论与实践紧密结合：研究采用迭代式、多案例的互动研究方法，将方法论在三个不同的工业环境中进行应用、测试和 refine，确保了其工业相关性和实用性。第四，知识管理的显性化贡献：该方法论的核心输出——结构化的指导方针和设计规则——为企业将隐性设计知识转化为显性、可复用资产提供了清晰的路径和工具，具有重要的知识管理价值。
其他有价值的内容 研究还坦诚地讨论了该方法的局限性及未来研究方向。局限性包括：1）行业对采用新的PSS设计方法可能存在抵触情绪，且需要员工再培训和改变日常工作惯例；2）当前方法主要应用于产品导向的PSS和B2B场景，在其他类型的PSS（如使用导向、结果导向）和B2C场景中的有效性有待验证；3）对于需求非常庞大的设计项目，全面应用该方法可能耗时较多。未来研究应致力于将该方法论应用于更广泛的行业和PSS类别，并进一步开发配套的知识管理IT工具（如文中提到的“精益设计规则工具”），以降低应用门槛，促进知识的长期维护和有效利用。