《Proceedings of the Design Society》：Digital product passports and the challenge of product structure granularity: a decision-making framework for the level of DPP integration
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政治目标、欧盟新兴可持续性法规以及工业数字化转型共同推动了数字产品护照（Digital Product Passport, DPP）的引入，以提升产品全生命周期的透明度、可追溯性和合规性。然而，DPP集成适用的产品结构粒度仍未明晰。该研究提出了一种结构化的、面
政治目标、欧盟新兴可持续性法规以及工业数字化转型共同推动了数字产品护照（Digital Product Passport, DPP）的引入，以提升产品全生命周期的透明度、可追溯性和合规性。然而，DPP集成适用的产品结构粒度仍未明晰。该研究提出了一种结构化的、面向决策的框架，将产品结构、法规相关性与信息深度相联结，以界定一致的DPP层级，从而支撑产业实施与未来的标准化工作。
该研究聚焦于数字产品护照（DPP）在复杂工业产品中的集成层次问题，以汽车行业为典型案例展开深入探讨。研究背景源于欧盟循环经济转型与可持续性法规的密集出台，包括《可持续产品生态设计法规》（Ecodesign for Sustainable Products Regulation, ESPR）等政策驱动，以及CIRPASS、Catena-X等产业倡议的技术推动。DPP作为提升产品全生命周期透明度、可追溯性与合规性的核心政策工具，其实施面临一个根本性挑战：在产品架构的哪个结构层级上应集成DPP数据。现有标准如ISO 9000:2025和VDI 2221:2018虽对产品、模块、组件和零件提供了形式定义，但实际应用中存在频繁的重叠与模糊性，例如电动机在备品市场中作为独立产品销售，而在整车中则作为模块存在。
该研究的主要方法包括五个关键步骤。第一步，研究人员进行了系统的文献与标准审查，分析了ISO、VDI、DIN、VDMA、CIRPASS及Catena-X等组织的定义、标准与白皮书。第二步，基于规范并适应工业实践，研究人员开发了参考产品架构，包括个体零件（Individual Part）、不可分离组件（Non-separable Assembly）、可分离组件（Separable Assembly）、模块（Module）和产品（Product）五个层级，作为DPP集成决策的结构基础。第三步，定义了DPP集成的五个成熟度层级（L0–L4）：L0无文档记录、L1聚合文档、L2目标文档、L3详细独立DPP、L4全生命周期嵌套DPP，该框架源自欧盟资助项目Digi4Circular的研究，并借鉴了Petrik等人（2025）提出的DPP成熟度模型，将其过程成熟度逻辑应用于结构信息粒度。第四步，从标准、实践和可持续性文献中推导出一套包含七项标准的准则目录：市场相关性、循环性、法规要求、安全与责任相关性、经济可行性、知识产权保护/保密性、访问与可见性。第五步，将上述准则操作化为决策逻辑，结合淘汰性标准（knock-out criteria，如法规、安全、市场相关性）和修饰性标准（modifier criteria，如循环性、可修复性、IP保护），设计了决策框架。
研究结果部分，该研究首先建立了参考产品架构模型。从过程视角看，每个架构元素都可能成为产品；但一旦存在附加结构，有效的产品定义倾向于向层级上方移动，较低层级的元素则被重新归类为子系统或组成部分。这一区分模型反映了实践中观察到的复杂性、嵌套性和模糊性。其次，研究详细阐述了五个DPP集成层级的定义：L0为无文档记录，适用于即弃即无的低价值零件；L1为聚合文档，适用于C零件或批量追踪的标准件；L2为目标文档，适用于具有特定循环性或法规关注点的组件；L3为详细独立DPP，适用于作为独立产品销售或具有重大安全/法规影响的模块；L4为全生命周期嵌套DPP，适用于受ESPR等法规约束的完整产品。研究特别指出，当前欧盟电池法规（Regulation (EU) 2023/1542）要求自2027年起对电池实施DPP，因此在现行法规框架下，动力电池在提出的架构中被视为"产品"（L3详细独立DPP）；然而，一旦车辆在未来ESPR授权法案下成为完整DPP的对象，电池将被重新归类为上层车辆级DPP（L4）中的"模块"（子通行证）。这体现了产品层级随法规演进而动态变化的特性。第三，研究制定了准则目录，每项准则均配有明确的问题导向和层级分配逻辑：市场相关性询问元素能否独立销售、维修或追溯；循环性相关性关注关键材料或生态热点；法规要求识别法律义务；安全与责任相关性评估故障是否触发安全、功能或召回风险；经济可行性作为边界条件，在无监管要求时允许聚合数据，但不可凌驾于环境或法规义务之上；可修复性要求可独立维修、翻新或再制造的组件至少达到L2；IP保护通过受控访问限制高层级DPP中的字段；访问与可见性则根据利益相关方需求决定信息呈现方式。第四，研究将准则操作化为决策框架，区分了淘汰性标准（直接定义最小DPP层级）和修饰性标准（调整文档深度），并以汽车行业的典型应用场景（如螺丝、焊接车身部件、控制单元、电池包、整车等）说明了决策表的运用。
讨论部分，研究人员指出DPP层级无法统一定义，而必须依据市场相关性、法规义务、安全性和循环性考量进行差异化配置，从而实现基于风险的文档工作量分配，在透明度、可追溯性与适度行政经济成本之间取得平衡。与当前仅讨论终端产品层级DPP的实践相比，该框架提供了更系统的方法论，将ISO 9000（2025）和VDI 2221（2018）的概念定义转化为反映可分离与不可分离组件差异、模块与零件不同角色的实践决策逻辑。该框架解决了行业中观察到的模糊性，例如电池或安全气囊等组件同时作为独立产品和更大系统中模块的双重角色。研究同时坦陈了若干局限性：该框架为概念性模型，基于规范性来源和说明性案例，尚缺乏工业试点的实证验证；作为设计导向的概念模型，尚未充分考虑工业过程或数据治理现实的全部多样性；主观解释可能影响DPP层级分配；边界案例如软件或混合系统仍难以用经典产品结构表示；ESPR下不断演变的法规框架可能重新定义产品分类和数据要求，需要对该方法进行持续调整。
研究结论部分指出，产品结构粒度方面概念性清晰度的缺乏构成了DPP有效且可行实施的主要障碍。通过综合标准、实践和文献的见解，该研究开发了一套差异化的产品架构、包含淘汰性和修饰性标准的准则目录，以及将结构元素系统分配给五个DPP集成层级（L0-L4）的决策树。该框架对学术讨论做出了贡献，解决了一个尚未解决的研究空白，同时为工业实践提供了透明的、面向决策的工具以指导集成深度。在持续进行的项目中，下一步将通过对工业合作伙伴的案例研究和试点实施来实证验证该框架。初步准备工作已经完成，该决策逻辑极有可能在汽车行业的真实条件下得到应用和检验，从而考察其在复杂产品架构中的适用性，基于实证发现精炼准则，并支持与欧洲层面标准化和法规工作的进一步协调。
