一种产品服务全生命周期价值链优化系统及方法

技术领域

本发明属于智能制造技术领域，尤其涉及一种产品服务全生命周期价值链优化系统及方法。

背景技术

产品服务全生命周期价值链的迭代升级是服务型制造企业价值增值的主要来源，利用智能感知以及大数据技术从产品服务价值链中获取业务流程数据，并通过数据挖掘技术对其进行优化处理，进而将优化结果反馈到产品服务全生命周期相对应的增值环节，有助于实现产品服务价值链的优化增值，推动传统制造企业的服务化转型。

目前已有的产品服务价值链的优化方法存在以下方面局限性：当前几乎没有结合大数据思维和相关技术的产品服务价值链优化方法，大部分方法以定性分析为主，缺乏与产品全生命周期价值链产生的大量业务数据进行结合，并开展定量方法的研究；当前方法大多聚焦于价值链的部分环节，产品服务全生命周期各个环节存在“数据孤岛”问题，导致产品服务全生命周期的大量数据不能进行业务流程、时间和空间等方面的深度分析及挖掘，难以实现价值链的整体优化；现有优化方法都是针对特定企业的产品全生命周期价值链展开优化研究，还没有形成适用于所有制造企业的产品全生命周期价值链的通用优化方法及方案。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种产品服务全生命周期价值链优化系统及方法，通过对产品服务数据进行地域空间聚类，构建业务流程网络节点，在业务网络流程节点的基础上进行操作得到预配置业务流程网络结构，并基于挖掘的数据和业务流程网络结构进行产品服务全生命周期的多目标优化，解决了现有产品服务全生命周期价值链优化方案通用性低的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一方面，本发明提供的一种产品服务全生命周期价值链优化系统，包括：

数据管理模块，用于以地理位置作为分片键，存储并管理用户环境数据、设备传感数据、人机交互数据、运维服务数据和产品静态数据，得到以地域空间为聚类依据的若干数据源；

流程规划模块，用于构建业务流程网络节点对象，对业务流程网络节点对象进行可视化控件展示，以及基于各数据源对业务流程网络节点对象增删、编辑和保存操作，得到预配置业务流程网络结构；

算法支撑模块，用于提供产品服务全生命周期进行多目标优化需要的数据挖掘算法组件，并对数据挖掘算法组件进行管理；

价值链优化模块，用于基于选取的数据挖掘算法组件，根据预配置业务流程网络结构，对产品服务全生命周期进行多目标优化，得到业务流程优化方案的帕累托解集。

本发明的有益效果为：本发明提供的一种产品服务全生命周期价值链优化系统，通过数据管理模块实现以地域空间为聚类依据划分到的若干数据源，数据源作为产品服务数据为流程规划模块构建流程网络节点对象提供数据支撑；通过对业务流程网络节点对象进行可视化控制、增删、编辑和保存操作，得到预配置业务流程网络结构，能够为不同企业提供产品服务全周期价值链的业务流程网络构建；通过算法支撑模块，为不同企业根据实际情况提供价值链优化迭代所需的数据挖掘算法组件；通过价值链优化模块，根据企业实际需求选取的数据挖掘算法组件以及预配置业务流程网络结构，对企业产品服务全生命周期进行多目标优化增值，实现了通用性的企业产品服务全生命周期价值链优化增值。

进一步地，所述数据管理模块采用关系型数据库管理系统，并以分布式架构存储并管理所述用户环境数据、设备传感数据、人机交互数据、运维服务数据和产品静态数据。

采用上述进一步方案的有益效果为：采用分布式关系型数据库更适合具有地理分布特性的数据进行局部控制，能够降低产品服务全生命周期价值链相关数据的通信代价，提高响应速度，大大减少网络上的信息传输量，同时使得局部数据的安全性也更好，也更易于扩充拓展。

进一步地，所述数据管理模块以地理位置作为分片键，对用户环境数据、设备传感数据、人机交互数据、运维服务数据和产品静态数据进行分库，得到以地域空间为聚类依据的若干数据源。

采用上述进一步方案的有益效果为：以地理位置作为分片键对用户环境数据、设备传感数据、人机交互数据、运维服务数据和产品静态数据进行分库，即适应分布式关系型数据库的使用机制，也为产品服务过程中的生产业务流程、销售业务流程、物流业务流程、运维业务流程和回收业务流程等价值链的优化提供基础。

进一步地，所述流程规划模块包括：

网络节点构建子模块，用于根据产品服务全生命周期的业务流程，构建业务流程网络节点对象；

可视化控件子模块，用于通过拖拽式的可视化控件展示业务流程网络节点对象，其中，业务流程网络节点对象为与业务流程相关的静态参数和数据处理记录；

网络节点操作子模块，用于基于各数据源对业务流程网络节点对象进行增删、编辑和保存操作，得到预配置业务流程网络结构。

采用上述进一步方案的有益效果为：通过基于各企业的产品服务全生命周期中业务流程的需求，构建业务流程网络节点对象，对业务流程网络节点对象进行可视化控制展示，并在与以地域空间为聚类依据的数据源建立关联的基础上，对业务流程网络节点对象进行增减、编辑和保存，最终得到适应企业实际需求的预配置业务流程网络结构，使得所有企业都能构建满足其实际需求和情况的预配置业务流程网络结构。

进一步地，所述业务流程网络节点对象覆盖产品服务全生命周期，其种类包括：

生产业务流程网络节点对象单元，用于存储包括与产品制造相关的原材料采购、零部件生产和产品组装的静态参数和数据处理记录；

销售业务流程网络节点对象单元，用于存储包括企业向客户提供产品和服务过程中的价格标定、销量预测、市场营销和广告投放的静态参数和数据处理记录；

物流业务流程网络节点对象单元，用于存储包括投放产品在各地域空间流动过程中的运输、仓储和配送的静态参数和数据处理记录；

运维业务流程网络节点对象单元，用于存储包括企业在产品售出后向客户提供的运维服务和增值服务的静态参数和数据处理记录；

回收业务流程网络节点对象单元，用于存储包括企业对废旧产品回收过程中的收购、拆解和处理的静态参数和数据处理记录。

采用上述进一步方案的有益效果为：本发明提供的业务流程网络节点对象是覆盖了产品服务全生命周期的，分别涉及生产业务流程、销售业务流程、物流业务流程、运维业务流程和回收业务流程，能够从全方位针对企业的产品服务需求，对业务流程网络节点对象进行操作，为得到合适的预配置业务流程网络结构提供基础。

进一步地，所述数据挖掘算法组件为寻优算法、预测算法、特征提取算法和聚类算法中的一种或任意组合；所述数据挖掘算法组件的管理内容包括组件上传、组件编辑、远程调用、本地调用、参数配置、动态插拔、原理说明和性能分析。

采用上述进一步方案的有益效果为：本发明提供的数据挖掘算法组件，既可以是根据企业自身业务需求开发匹配的算法组件，也可以是远程调用公共算法组件库中的已有算法组件，能够适应匹配不同企业的实际产品服务全周期价值链优化需求，为产品服务全生命周期进行多目标优化提供了数据挖掘基础，进行了整体和局部的双重优化。

进一步地，所述价值链优化模块包括：

经济效益优化模块，用于通过经济效益目标模型对产品服务全生命周期的经济效益进行统计，得到经济效益统计结果；

所述经济效益目标模型的计算表达式如下：

f

其中，f

服务时长优化模块，用于通过服务时长目标模型对产品服务全生命周期的服务时长进行统计，得到服务时长统计结果；

所述服务时长目标模型的计算表达式如下：

f

其中，f

环境保护优化模块，用于通过环境保护目标模型对产品服务全生命周期的环境保护进行统计，得到环境保护统计结果；

所述环境保护目标模型的计算表达式如下：

其中，f

多目标优化模块，用于基于经济效益统计结果、服务时长统计结果和环境保护统计结果，利用多目标优化模型对产品服务全生命周期进行优化，得到业务流程优化方案的帕累托解集；

所述多目标优化模型的计算表达式如下：

minF(x)＝{f

其中，min表示求最小，F(x)表示多目标优化集合，minF(x)表示多目标优化模型。

采用上述进一步方案的有益效果为：本发明提供的价值链优化模块构建的多目标优化模型，兼顾了业务流程在时间上的依赖关系和空间上的制约关系，求解后可得到业务流程优化方案的帕累托解集，采用解集中的优化方案可以实现各环节业务流程的价值增值和整条产品服务价值链的增值。

另一方面，本发明还提供一种基于产品服务全生命周期价值链优化系统的优化方法，其特征在于，包括如下步骤；

S1、获取用户环境数据、设备传感数据、人机交互数据、运维服务数据和产品静态数据，并将获取到的数据作为产品服务数据；

S2、以地理位置作为分片键对产品服务数据的进行存储和管理，得到以地域空间为聚类依据的若干数据源；

S3、根据产品服务全生命周期的业务流程，构建业务流程网络节点对象；

S4、对业务流程网络节点对象进行可视化控件展示，并基于各数据源对业务流程网络节点对象进行增删、编辑和保存操作，得到预配置业务流程网络结构；

S5、选取产品服务全生命周期进行多目标优化需要的数据挖掘算法组件；

S6、基于选取的数据挖掘算法组件，根据预配置业务流程网络结构，对产品服务全生命周期进行多目标优化，得到业务流程优化方案的帕累托解集；

S7、基于业务流程优化方案的帕累托解集，对产品服务全生命周期业务流程进行管理和配置，实现产品服务全生命周期价值链的优化。

本发明的有益效果为：本发明提供的一种基于产品服务全生命周期价值链优化系统的优化方法，利用分布式数据库存储不同地区的产品服务数据，利用可拖拽式空间实现了产品服务网络节点对象的可视化，利用数据挖掘算法对产品服务价值链进行整体以及局部优化，本发明可对制造企业的产品服务价值链进行迭代优化；相比于其他方法，本发明能够对产品服务全生命周期各个环节进行整体优化，优化过程考虑多个冲突目标，并采用面向对象的思想使该方法能够适配各类制造企业，使企业可以根据自身实际需求完成价值链优化迭代。

针对于本发明还具有的其他优势将在后续的实施例中进行更细致的分析。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1中一种产品服务全生命周期价值链优化系统的框图。

图2为本发明实施例2中一种基于产品服务全生命周期价值链优化系统的优化方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，在本发明的一个实施例中，本发明提供一种产品服务全生命周期价值链优化系统，包括：

数据管理模块，用于以地理位置作为分片键，存储并管理用户环境数据、设备传感数据、人机交互数据、运维服务数据和产品静态数据，得到以地域空间为聚类依据的若干数据源；

所述数据管理模块采用关系型数据库管理系统，并以分布式架构存储并管理所述用户环境数据、设备传感数据、人机交互数据、运维服务数据和产品静态数据。

所述数据管理模块以地理位置作为分片键，对用户环境数据、设备传感数据、人机交互数据、运维服务数据和产品静态数据进行分库，得到以地域空间为聚类依据的若干数据源。

流程规划模块，用于构建业务流程网络节点对象，对业务流程网络节点对象进行可视化控件展示，以及基于各数据源对业务流程网络节点对象增删、编辑和保存操作，得到预配置业务流程网络结构；

所述流程规划模块包括：

网络节点构建子模块，用于根据产品服务全生命周期的业务流程，构建业务流程网络节点对象；

所述业务流程网络节点对象覆盖产品服务全生命周期，其种类包括：

生产业务流程网络节点对象单元，用于存储包括与产品制造相关的原材料采购、零部件生产和产品组装的静态参数和数据处理记录；

销售业务流程网络节点对象单元，用于存储包括企业向客户提供产品和服务过程中的价格标定、销量预测、市场营销和广告投放的静态参数和数据处理记录；

物流业务流程网络节点对象单元，用于存储包括投放产品在各地域空间流动过程中的运输、仓储和配送的静态参数和数据处理记录；

运维业务流程网络节点对象单元，用于存储包括企业在产品售出后向客户提供的运维服务和增值服务的静态参数和数据处理记录；

回收业务流程网络节点对象单元，用于存储包括企业对废旧产品回收过程中的收购、拆解和处理的静态参数和数据处理记录。

可视化控件子模块，用于通过拖拽式的可视化控件展示业务流程网络节点对象，其中，业务流程网络节点对象为与业务流程相关的静态参数和数据处理记录；

网络节点操作子模块，用于基于各数据源对业务流程网络节点对象进行增删、编辑和保存操作，得到预配置业务流程网络结构。

算法支撑模块，用于提供产品服务全生命周期进行多目标优化需要的数据挖掘算法组件，并对数据挖掘算法组件进行管理；

所述数据挖掘算法组件为寻优算法、预测算法、特征提取算法和聚类算法中的一种或任意组合；所述数据挖掘算法组件的管理内容包括组件上传、组件编辑、远程调用、本地调用、参数配置、动态插拔、原理说明和性能分析。

价值链优化模块，用于基于选取的数据挖掘算法组件，根据预配置业务流程网络结构，对产品服务全生命周期进行多目标优化，得到业务流程优化方案的帕累托解集。

所述价值链优化模块包括：

经济效益优化模块，用于通过经济效益目标模型对产品服务全生命周期的经济效益进行统计，得到经济效益统计结果；

所述经济效益目标模型的计算表达式如下：

其中，f

服务时长优化模块，用于通过服务时长目标模型对产品服务全生命周期的服务时长进行统计，得到服务时长统计结果；

所述服务时长目标模型的计算表达式如下：

f

其中，f

环境保护优化模块，用于通过环境保护目标模型对产品服务全生命周期的环境保护进行统计，得到环境保护统计结果；

所述环境保护目标模型的计算表达式如下：

其中，f

多目标优化模块，用于基于经济效益统计结果、服务时长统计结果和环境保护统计结果，利用多目标优化模型对产品服务全生命周期进行优化，得到业务流程优化方案的帕累托解集；

所述多目标优化模型的计算表达式如下：

minF(x)＝{f

其中，min表示求最小，F(x)表示多目标优化集合，minF(x)表示多目标优化模型。

实施例2

如图2所示，在实施例1的基础上，在本发明的另一个实施例中，本发明还提供一种基于产品服务全生命周期价值链优化系统的优化方法，包括如下步骤：

S1、获取用户环境数据、设备传感数据、人机交互数据、运维服务数据和产品静态数据，并将获取到的数据作为产品服务数据；

S2、以地理位置作为分片键对产品服务数据的进行存储和管理，得到以地域空间为聚类依据的若干数据源；

所述S2包括如下步骤：

S21、根据业务信息分析软件工程需求，建立UML模型图，并根据软件工程分析结果和构建的模型图建立数据表，其中，模型图包括用例图、ER图、类图等；

S22、基于数据表建立关联数据库，并对关联数据库的服务器设置数据库管理系统；所述数据库管理系同用于对关联数据库中的产品服务数据进行增、删、改、查等操作；

S23、将地理位置信息作为分片键将产品服务数据分库存储到关联数据库中，并利用关联数据库对产品服务数据进行管理，得到以地域空间为聚类依据的若干数据源。

S3、根据产品服务全生命周期的业务流程，构建业务流程网络节点对象；构建的业务流程网络节点对象的过程，确定了其对应产品服务环节的静态参数、输入输出类型以及数据处理记录；

S4、对业务流程网络节点对象进行可视化控件展示，并基于各数据源对业务流程网络节点对象进行增删、编辑和保存操作，得到预配置业务流程网络结构；基于各数据源能够得到企业的实际需求，并根据企业实际需求对业务流程网络数据节点对象进行操作，得到的预配置业务流程网络结构；所述预配置的业务流程网络结构建立了业务流程与数据空间之间的关联；

S5、选取产品服务全生命周期进行多目标优化需要的数据挖掘算法组件；所述数据挖掘算法组件既可以是企业自己开发编写的数据挖掘算法构成的私有算法组件，也可以是公共算法库中远程调用的公共算法组件；企业可根据实际业务自行配置业务流程网络结构以及数据挖掘算法，分别以可视化的业务流程网络节点对象和数据挖掘算法组件的形式在前端界面呈现；方法所涉及系统前端采用Web架构，界面友好美观；后端采用Springboot框架，使用Java语言，实现产品服务全生命周期价值链优化过程中的信息管理、数据处理、算法调用和可靠运行。

S6、基于选取的数据挖掘算法组件，根据预配置业务流程网络结构，对产品服务全生命周期进行多目标优化，得到业务流程优化方案的帕累托解集；所述业务流程优化方案的帕累托解集是企业业务流程预期最接近的优化方案。

S7、基于业务流程优化方案的帕累托解集，对产品服务全生命周期业务流程进行管理和配置，实现产品服务全生命周期价值链的优化。

基于业务流程优化方案的帕累托解决对产品服务全生命周期业务流程中的各类资源活动进行配置，并生成产品服务各阶段的业务工单与一体化在线管理，实现产品服务价值链增值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，例如在业务流程划分等方面还可以进一步细化，或者根据企业的产品进行差异化配置；当需要更为先进的算法实现企业数据分析时，可以对算法组件进行更新，使其更符合企业实际需求。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。