产品同质化竞争、可持续的需求、用户体验的日益重视等因素,迫使制造企业从单一的产品设计生产模式转向为顾客提供包含产品和服务的系统解决方案模式。产品服务系统(Product Service Systems,PSS)已从理论研究层面上升到了众多企业的战略实施层面。PSS的设计对象包含了产品和服务具有复杂性,其实施需要企业投入大量的人力、物力和资源,会给企业带来较大的转型压力。本文从制造业实施的角度对PSS设计理论进行了理论和实证研究,分析现有PSS概念设计方法不利于中小制造业实施的问题,从宏观的设计师角度和微观的方案设计角度总结现有PSS概念设计方法的两个不足:(1)设计师角度-设计框架的通用性不足:现有PSS设计框架对产品设计师和服务设计师不通用,往往在初步的设计目标划分后,由产品设计师完成结构方案,由服务设计师完成服务方案,最后两者组合构建系统解决方案,这种相对独立的设计框架容易产生冗余、缺失、相互制约等问题;(2)方案设计角度-设计模型的适用性不足:现有PSS设计模型大多由顾客需求驱动提出全新的系统解决方案,忽略了对企业已有资源的利用及逐步发展的客观规律,企业难以直接对PSS设计方案进行实施。针对上述问题,本文从设计理论框架、方案设计方法、方案评价方法三方面开展从产品到产品服务系统的演化设计研究。1、针对设计理论框架的通用性问题,本文分析了知识交换对PSS方案设计的影响,确定了知识交换的目的、背景和过程直接影响PSS的设计质量。提出能够被产品设计师和服务设计师通用的PSS设计框架,解决设计师之间的交流障碍。提出从顾客需求分析-设计目标转化-系统方案求解三个方面构建顾客价值-系统性能-系统方案的设计框架,给出了顾客价值、系统性能和系统方案的流程模型,为产品设计师和服务设计师提供通用的知识交流背景和流程,从而提高设计质量。通过知识交流评价方法验证本设计框架对知识交流的强化作用。2、针对方案设计方法的适用性问题,提出了一种基于现有产品逐步演化升级的方案设计方法,在此基础上提出从产品到PSS的螺旋式演化设计模型,通过渐进式的设计方式解决PSS方案脱离企业服务水平的问题。结合基于DFX的产品模块化和基于DSM的服务模块化方法提出PSS模块化方法。基于模糊层次分析法提出系统性能权重的排序模型。基于灰色关联度提出系统性能模块与产品模块的相关性模型。基于系统性能权重排序及其与产品模块和服务模块的相关性排序构建系统演化链。在系统演化链的引导下产品模块和服务模块以满足系统性能单元为目的在系统共生环中集成并螺旋式升级。从产品模块满足系统性能单元、产品模块与服务模块结合满足系统性能单元、产品与服务模块结合无法满足系统性能单元三个方面提出了系统共生环的运行机制。3、提出基于顾客接受度的PSS方案评价方法。分析现有产品和服务评价方法在PSS方案评价上的不足,提出以顾客接受度作为PSS方案的评价准则,通过顾客接受产品的前后的感知变化来衡量PSS的方案质量。基于顾客价值、个性化需求特征、供求关系构建顾客接受度评价模型,对PSS方案进行量化评价。