逐步拓展數(shù)字化接入與服務(wù) 工程機(jī)械企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之路

深入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的的第一知識(shí)入口

小松制作所（簡稱小松）是全球排名第二的工程機(jī)械及礦山機(jī)械制造商，比肩全球工程機(jī)械行業(yè)領(lǐng)頭羊卡特彼勒（簡稱卡特）的市場地位和實(shí)力，在工程機(jī)械智能化和智能服務(wù)領(lǐng)域經(jīng)過多年探索和實(shí)踐，在工程機(jī)械的數(shù)字化實(shí)踐方面走出了獨(dú)特的路子，對國內(nèi)機(jī)械行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，或許能起到它山之石的作用。

一、小松的數(shù)字化工業(yè)互聯(lián)之路

小松的數(shù)字化變革之路開始于本世紀(jì)初的內(nèi)外交困之際。2000年美國 IT 泡沫破滅及「9.11」事件，加劇了全球經(jīng)濟(jì)衰退。宏觀經(jīng)濟(jì)層面，日本國內(nèi)市場也進(jìn)入了冰河期，從「失去的十年」走向下一個(gè)十年！

行業(yè)環(huán)境方面，泡沫經(jīng)濟(jì)后期市場規(guī)模大幅縮水，而工程機(jī)械企業(yè)未見減少。高研發(fā)低售價(jià)的投入產(chǎn)出矛盾日漸突出，有段時(shí)間利潤真的比不上賣紅薯。此時(shí)，小松內(nèi)外交困：2001年小松集團(tuán)面臨800億日元赤字虧損，業(yè)務(wù)多元化帶來龐大的「無益事業(yè)或業(yè)務(wù)」，一些子公司虧損，集團(tuán)越來越不堪重負(fù)。

在這個(gè)形勢下，小松董事會(huì)前主席坂根正弘上任后提出了絕對優(yōu)勢工程戰(zhàn)略：將服務(wù)和數(shù)據(jù)運(yùn)用絕對優(yōu)勢化。目標(biāo)是，用產(chǎn)品、服務(wù)、信息運(yùn)用這三步，永遠(yuǎn)跑在競爭對手的前面！核心理念見圖1。

第一階段，設(shè)備運(yùn)行管理系統(tǒng) KOMTRAX

這個(gè)階段最有影響的就是 KOMTRAX 系統(tǒng)，通過安裝在建筑機(jī)械上的 GPS 和各種傳感器，對機(jī)械當(dāng)前所處位置、工作時(shí)間、工作狀況、燃油余量、耗材更換時(shí)間等數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并使用衛(wèi)星或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等通信方式，最終通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到日本小松服務(wù)器上。而位于世界各地的經(jīng)銷商和客戶，則可以通過訪問小松服務(wù)器對自己所在區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，如圖2所示。

KOMTRAX 采集的信息能同時(shí)為多方帶來價(jià)值：

客戶端：通過手機(jī)或短信獲取車輛位置、工況、健康及保養(yǎng)情況等。

經(jīng)銷商：關(guān)注客戶車輛，以提高車輛效用為目標(biāo)，為客戶提供卓越使用體驗(yàn)。為經(jīng)銷商的債權(quán)管理提供支持

銀行/保險(xiǎn)公司：「可視化」能有效監(jiān)督融資租賃回款，降低壞賬率。

小松端：監(jiān)控車輛作業(yè)情況，實(shí)時(shí)掌握和分析來自世界各地的數(shù)據(jù)，預(yù)測市場需求，制定更合理的生產(chǎn)計(jì)劃和營銷策略。

第二階段，智能施工解決方案SMART CONSTRUCTION

KOMTRAX 經(jīng)過多年的優(yōu)化和擴(kuò)充之后，逐漸積累了大量的數(shù)據(jù)和使用體驗(yàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場對智能化設(shè)備與服務(wù)的需求，小松基于 KOMCONNECT 平臺(tái)搭建智能施工服務(wù)系統(tǒng)SMART CONSTRUCTION，能通過小松云將機(jī)器和工人連接，優(yōu)化施工方案、輔助操作施工：

施工對象的三維數(shù)據(jù)建模：利用無人機(jī)和三維激光掃描儀對當(dāng)前施工對象進(jìn)行高精確度測量；

完成繪圖并評估工作量：從可視化的 3D 數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀和完工后形狀的對比，準(zhǔn)確地了解工程量；

調(diào)查和分析可變因素：從施工可行性角度出發(fā)，對土壤和地下水等可變因素進(jìn)行研究；

建設(shè)規(guī)劃的仿真：通過設(shè)立不同施工條件，進(jìn)行施工方案仿真和優(yōu)化，確定施工方案；

實(shí)時(shí)監(jiān)控建筑過程數(shù)據(jù)：現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)可以通過信息通信技術(shù)發(fā)送到KOMCONNECT平臺(tái)；

數(shù)據(jù)利用、快速響應(yīng)和分析：建立一個(gè)新的智能施工技術(shù)支持中心，快速響應(yīng)客戶的任何詢問。

至此，小松的產(chǎn)品不再是傳統(tǒng)機(jī)械，而是搭載有先進(jìn) ICT 技術(shù)及 AI 技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)裝備。通過小松云平臺(tái)（KOMCONNECT）將現(xiàn)場實(shí)際數(shù)據(jù)與施工圖數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，自動(dòng)計(jì)算出施工土方量和修正量。同時(shí)小松后臺(tái)強(qiáng)大的服務(wù)中心，以各種方式為現(xiàn)場提供遠(yuǎn)程支持：不僅提供各類數(shù)據(jù)查詢，還能教授操作方法；還有設(shè)計(jì)變更，服務(wù)中心會(huì)及時(shí)對圖紙進(jìn)行修正，并及時(shí)同步給 ICT 建機(jī)，避免停工或窩工。智能施工解決方案基本可實(shí)現(xiàn)無人施工作業(yè)。

同時(shí)，經(jīng)過十幾年持續(xù)與 SAP 公司的合作，小松內(nèi)部的制造、供應(yīng)鏈通過融合企業(yè)內(nèi)外部的資源，為客戶提供全價(jià)值鏈的卓越服務(wù)，做到及時(shí)感知、快速響應(yīng)、卓越運(yùn)營。

第三階段，小松智能施工互聯(lián)平臺(tái) LANDLOG

雖然小松通過智能施工解決方案基本實(shí)現(xiàn)無人工地，但隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，尤其是 5G 商用化，行業(yè)對工程施工的數(shù)字化提出了更高的要求。對建筑活動(dòng)的研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化裝備只是整個(gè)建筑過程的一部分，單靠它們并不能顯著提高施工總生產(chǎn)率。還包括：

施工計(jì)劃：工程變更與更新

施工管理：完工率與質(zhì)量

施工現(xiàn)場管理

安全管理，等等

因此，小松提出了通過將整個(gè)施工過程與三維數(shù)據(jù)連接起來，實(shí)現(xiàn)施工作業(yè)全程可視化管理的思路。利用 IoT 技術(shù)將作業(yè)現(xiàn)場的所有設(shè)備和利益相關(guān)方，以及后臺(tái)支持的設(shè)備、系統(tǒng)和人員通過數(shù)字化云平臺(tái)聯(lián)接起來，實(shí)現(xiàn)真正的建筑施工的互聯(lián)網(wǎng)化。基于這個(gè)理念，聯(lián)合 DoCoMo、OPTiM 與 SAP 公司一起創(chuàng)建了智能施工互聯(lián)平臺(tái)—LANDLOG。將前沿的云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)視覺、邊緣計(jì)算等數(shù)字化新技術(shù)與 SAP 的應(yīng)用于工程機(jī)械，從施工安全、成本、效率等方面實(shí)現(xiàn)真正的聯(lián)接，這是一個(gè)開放的平臺(tái)，利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)來促進(jìn)建筑生產(chǎn)活動(dòng)的數(shù)字化創(chuàng)新，見圖4。

通過基于小松云的工業(yè)互聯(lián)平臺(tái)完成工程作業(yè)的現(xiàn)場智能排程與作業(yè)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)前后臺(tái)一體化管理，達(dá)到堪與工業(yè)制造管理相比的水準(zhǔn)。尤其是實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場作業(yè)的智能化排程與實(shí)時(shí)管理：

二、小松數(shù)字化工業(yè)互聯(lián)實(shí)踐的啟示

大家知道，「工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)」的概念最早由通用電氣于2012年提出，隨后美國五家行業(yè)龍頭企業(yè)聯(lián)手組建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）。GE 于2013年推出 PREDIX 平臺(tái)，本想將PREDIX打造成為面向所有工業(yè)領(lǐng)域的通用平臺(tái)，卻忽視了「工業(yè)不同行業(yè)、不同企業(yè)間個(gè)體性的差異非常顯著、相同行業(yè)但不同企業(yè)的應(yīng)用場景千差萬別」這一現(xiàn)實(shí)，導(dǎo)致其已經(jīng)研發(fā)的100萬個(gè)數(shù)字孿生和上百個(gè)工業(yè) APP 只適合航空、電力、醫(yī)療等領(lǐng)域，而面對全世界幾百個(gè)行業(yè)數(shù)以千萬計(jì)的應(yīng)用場景，束手無策。幾年下來，一直沒有找到成功的商業(yè)模式。

對照公認(rèn)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三種發(fā)展路徑：

面向企業(yè)內(nèi)部，提升生產(chǎn)效率—智能工廠：實(shí)現(xiàn)研發(fā)、采購、制造、物流、銷售、安裝各個(gè)環(huán)節(jié)中的產(chǎn)品、設(shè)備、產(chǎn)線、運(yùn)營系統(tǒng)數(shù)字直連，提質(zhì)增效，優(yōu)化決策；

面向企業(yè)外部，延伸價(jià)值鏈—智能產(chǎn)品/服務(wù)/協(xié)同：采用數(shù)字化技術(shù)，貫通企業(yè)內(nèi)外部價(jià)值鏈，實(shí)現(xiàn)營銷、產(chǎn)品、生產(chǎn)和服務(wù)的創(chuàng)新；

面向開放共享的生態(tài)平臺(tái)運(yùn)營—工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)：匯聚協(xié)作企業(yè)、產(chǎn)品、用戶等產(chǎn)業(yè)鏈資源，實(shí)現(xiàn)向平臺(tái)運(yùn)營的轉(zhuǎn)變。

小松從開始就沒有打造「XX 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)」這種豪情壯志，只專注于為建筑施工行業(yè)服務(wù)，從數(shù)字化設(shè)備（KONTRAX）到智能施工解決方案（SMART CONSTRUCTION），最近聯(lián)合 SAP 等公司開發(fā)智能施工互聯(lián)平臺(tái)（LANDLOG）。這幾步幾乎是教科書式地按照上面的三步走：聯(lián)接、打通企業(yè)內(nèi)外部資源，不斷加強(qiáng)各關(guān)聯(lián)方之間的數(shù)字化聯(lián)系；用數(shù)據(jù)打通流程，用流程增強(qiáng)內(nèi)外融合，進(jìn)而通過互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)針對建筑施工場景的所有關(guān)聯(lián)方的互聯(lián)、互通。始終都有明確的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)，沒有離開自己的產(chǎn)品和主業(yè)?？伤阋粋€(gè)參照。深思之下，對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)地發(fā)展有如下啟發(fā)：

核心能力：是企業(yè)在行業(yè)的核心知識(shí)與資源，同時(shí)也是競爭壁壘；

價(jià)值導(dǎo)向：從客戶需求出發(fā)，從客戶的場景中找到行業(yè)的內(nèi)生價(jià)值；

發(fā)展基礎(chǔ)：基于企業(yè)信息化、智能化實(shí)踐和應(yīng)用基礎(chǔ)，用數(shù)據(jù)、聯(lián)接來實(shí)現(xiàn)降本增效和價(jià)值創(chuàng)造；

通用型平臺(tái)的陷阱：每家企業(yè)在領(lǐng)域知識(shí)、資源和管理水準(zhǔn)的深度需求，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的通用性、標(biāo)準(zhǔn)化和連接性的廣度供給之間的差距。折衷方法就是專注于行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域的深度數(shù)字化、智能化。

三、工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展工業(yè)互聯(lián)的思路

最近幾年國內(nèi)房地產(chǎn)、基建投資等帶動(dòng)了工程機(jī)械行業(yè)大發(fā)展，積累了巨大的市場保有量和服務(wù)需求，客觀上為互聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了很好的氛圍，業(yè)內(nèi)的幾家主要主機(jī)廠都在推進(jìn)這方面的應(yīng)用，甚至參照 GE 的思路成立了「工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)」公司。但深入調(diào)研、分析發(fā)現(xiàn)，幾家代表性企業(yè)的「工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)」公司基本是走PREDIX的路子，當(dāng)下的狀態(tài)從經(jīng)濟(jì)上說：叫好不叫座。那么，工程機(jī)械領(lǐng)域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從小松的實(shí)踐能學(xué)到什么呢？

首先，產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。這個(gè)數(shù)字化不是簡單地增加一個(gè)「盒子」—智能模塊，而是從客戶使用和價(jià)值創(chuàng)造的角度出發(fā)，重新思考產(chǎn)品及其應(yīng)用場景，讓數(shù)字化技術(shù)滲入產(chǎn)品的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，讓工程機(jī)械產(chǎn)品軟件化，就像當(dāng)下的智能手機(jī)、iPAD 那樣，所謂「富軟件化」的機(jī)電設(shè)備。隨著 AI 和 5G 的深入應(yīng)用，工程機(jī)械越來越像一個(gè)智能終端。

其次，要深入研究設(shè)備在用戶那里的使用場景，目標(biāo)是如何為客戶創(chuàng)造更好的作業(yè)便利性和價(jià)值空間。小松在這方面做得很好，譬如無人礦山車隊(duì)、無人施工現(xiàn)場等等。因應(yīng)安全性、惡劣作業(yè)環(huán)境和熟練機(jī)手缺乏等困境，為客戶著想。回報(bào)自然而來。

再次，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要少喊多做。雖然很多「平臺(tái)」宣傳聯(lián)接了多少萬臺(tái)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了多少多少流量，但是，除了自己母公司及關(guān)聯(lián)企業(yè)的設(shè)備，有哪些同行企業(yè)愿意接入你的平臺(tái)呢？為了兌現(xiàn)投資者對所謂「流量」的期望，勢必不惜代價(jià)接入其他行業(yè)的設(shè)備，但接入過多其他行業(yè)的設(shè)備，自身對此又沒有足夠的行業(yè)知識(shí)鋪墊，而這些「流量」數(shù)據(jù)又需要行業(yè)知識(shí)才能變現(xiàn)。這不是矛盾么！

最后，還是要從內(nèi)到外一步步來，首先解決自己內(nèi)部從訂單、研發(fā)、采購、制造到服務(wù)的信息化，然后針對產(chǎn)品全生命周期的價(jià)值需求，逐步拓展到為作業(yè)現(xiàn)場所有相關(guān)者提供整體的數(shù)字化接入與服務(wù)，從而把價(jià)值鏈真正地延伸到每個(gè)環(huán)節(jié)。

這才是發(fā)展工業(yè)互聯(lián)的初衷吧？