深入工業互聯網領域的的第一知識入口

小松制作所（簡稱小松）是全球排名第二的工程機械及礦山機械制造商，比肩全球工程機械行業領頭羊卡特彼勒（簡稱卡特）的市場地位和實力，在工程機械智能化和智能服務領域經過多年探索和實踐，在工程機械的數字化實踐方面走出了獨特的路子，對國內機械行業工業互聯網的發展，或許能起到它山之石的作用。

一、小松的數字化工業互聯之路

小松的數字化變革之路開始于本世紀初的內外交困之際。2000年美國 IT 泡沫破滅及「9.11」事件，加劇了全球經濟衰退。宏觀經濟層面，日本國內市場也進入了冰河期，從「失去的十年」走向下一個十年！

行業環境方面，泡沫經濟后期市場規模大幅縮水，而工程機械企業未見減少。高研發低售價的投入產出矛盾日漸突出，有段時間利潤真的比不上賣紅薯。此時，小松內外交困：2001年小松集團面臨800億日元赤字虧損，業務多元化帶來龐大的「無益事業或業務」，一些子公司虧損，集團越來越不堪重負。

在這個形勢下，小松董事會前主席坂根正弘上任后提出了絕對優勢工程戰略：將服務和數據運用絕對優勢化。目標是，用產品、服務、信息運用這三步，永遠跑在競爭對手的前面！核心理念見圖1。

第一階段，設備運行管理系統 KOMTRAX

這個階段最有影響的就是 KOMTRAX 系統，通過安裝在建筑機械上的 GPS 和各種傳感器，對機械當前所處位置、工作時間、工作狀況、燃油余量、耗材更換時間等數據進行收集，并使用衛星或移動網絡等通信方式，最終通過互聯網發送到日本小松服務器上。而位于世界各地的經銷商和客戶，則可以通過訪問小松服務器對自己所在區域數據進行查詢，如圖2所示。

KOMTRAX 采集的信息能同時為多方帶來價值：

客戶端：通過手機或短信獲取車輛位置、工況、健康及保養情況等。

經銷商：關注客戶車輛，以提高車輛效用為目標，為客戶提供卓越使用體驗。為經銷商的債權管理提供支持

銀行/保險公司：「可視化」能有效監督融資租賃回款，降低壞賬率。

小松端：監控車輛作業情況，實時掌握和分析來自世界各地的數據，預測市場需求，制定更合理的生產計劃和營銷策略。

第二階段，智能施工解決方案SMART CONSTRUCTION

KOMTRAX 經過多年的優化和擴充之后，逐漸積累了大量的數據和使用體驗。隨著技術的進步和市場對智能化設備與服務的需求，小松基于 KOMCONNECT 平臺搭建智能施工服務系統SMART CONSTRUCTION，能通過小松云將機器和工人連接，優化施工方案、輔助操作施工：

施工對象的三維數據建模：利用無人機和三維激光掃描儀對當前施工對象進行高精確度測量；

完成繪圖并評估工作量：從可視化的 3D 數據的現狀和完工后形狀的對比，準確地了解工程量；

調查和分析可變因素：從施工可行性角度出發，對土壤和地下水等可變因素進行研究；

建設規劃的仿真：通過設立不同施工條件，進行施工方案仿真和優化，確定施工方案；

實時監控建筑過程數據：現場施工數據可以通過信息通信技術發送到KOMCONNECT平臺；

數據利用、快速響應和分析：建立一個新的智能施工技術支持中心，快速響應客戶的任何詢問。

至此，小松的產品不再是傳統機械，而是搭載有先進 ICT 技術及 AI 技術的物聯網裝備。通過小松云平臺（KOMCONNECT）將現場實際數據與施工圖數據進行對比，自動計算出施工土方量和修正量。同時小松后臺強大的服務中心，以各種方式為現場提供遠程支持：不僅提供各類數據查詢，還能教授操作方法；還有設計變更，服務中心會及時對圖紙進行修正，并及時同步給 ICT 建機，避免停工或窩工。智能施工解決方案基本可實現無人施工作業。

同時，經過十幾年持續與 SAP 公司的合作，小松內部的制造、供應鏈通過融合企業內外部的資源，為客戶提供全價值鏈的卓越服務，做到及時感知、快速響應、卓越運營。

第三階段，小松智能施工互聯平臺 LANDLOG

雖然小松通過智能施工解決方案基本實現無人工地，但隨著工業互聯網的發展，尤其是 5G 商用化，行業對工程施工的數字化提出了更高的要求。對建筑活動的研究發現，數字化裝備只是整個建筑過程的一部分，單靠它們并不能顯著提高施工總生產率。還包括：

施工計劃：工程變更與更新

施工管理：完工率與質量

施工現場管理

安全管理，等等

因此，小松提出了通過將整個施工過程與三維數據連接起來，實現施工作業全程可視化管理的思路。利用 IoT 技術將作業現場的所有設備和利益相關方，以及后臺支持的設備、系統和人員通過數字化云平臺聯接起來，實現真正的建筑施工的互聯網化。基于這個理念，聯合 DoCoMo、OPTiM 與 SAP 公司一起創建了智能施工互聯平臺—LANDLOG。將前沿的云計算、物聯網、計算機視覺、邊緣計算等數字化新技術與 SAP 的應用于工程機械，從施工安全、成本、效率等方面實現真正的聯接，這是一個開放的平臺，利用物聯網和大數據來促進建筑生產活動的數字化創新，見圖4。

通過基于小松云的工業互聯平臺完成工程作業的現場智能排程與作業執行，實現前后臺一體化管理，達到堪與工業制造管理相比的水準。尤其是實現施工現場作業的智能化排程與實時管理：

二、小松數字化工業互聯實踐的啟示

大家知道，「工業互聯網」的概念最早由通用電氣于2012年提出，隨后美國五家行業龍頭企業聯手組建了工業互聯網聯盟（IIC）。GE 于2013年推出 PREDIX 平臺，本想將PREDIX打造成為面向所有工業領域的通用平臺，卻忽視了「工業不同行業、不同企業間個體性的差異非常顯著、相同行業但不同企業的應用場景千差萬別」這一現實，導致其已經研發的100萬個數字孿生和上百個工業 APP 只適合航空、電力、醫療等領域，而面對全世界幾百個行業數以千萬計的應用場景，束手無策。幾年下來，一直沒有找到成功的商業模式。

對照公認的工業互聯網的三種發展路徑：

面向企業內部，提升生產效率—智能工廠：實現研發、采購、制造、物流、銷售、安裝各個環節中的產品、設備、產線、運營系統數字直連，提質增效，優化決策；

面向企業外部，延伸價值鏈—智能產品/服務/協同：采用數字化技術，貫通企業內外部價值鏈，實現營銷、產品、生產和服務的創新；

面向開放共享的生態平臺運營—工業互聯網平臺：匯聚協作企業、產品、用戶等產業鏈資源，實現向平臺運營的轉變。

小松從開始就沒有打造「XX 工業互聯網平臺」這種豪情壯志，只專注于為建筑施工行業服務，從數字化設備（KONTRAX）到智能施工解決方案（SMART CONSTRUCTION），最近聯合 SAP 等公司開發智能施工互聯平臺（LANDLOG）。這幾步幾乎是教科書式地按照上面的三步走：聯接、打通企業內外部資源，不斷加強各關聯方之間的數字化聯系；用數據打通流程，用流程增強內外融合，進而通過互聯網和數據實現針對建筑施工場景的所有關聯方的互聯、互通。始終都有明確的使用價值和經濟性目標，沒有離開自己的產品和主業。可算一個參照。深思之下，對工業互聯網地發展有如下啟發：

核心能力：是企業在行業的核心知識與資源，同時也是競爭壁壘；

價值導向：從客戶需求出發，從客戶的場景中找到行業的內生價值；

發展基礎：基于企業信息化、智能化實踐和應用基礎，用數據、聯接來實現降本增效和價值創造；

通用型平臺的陷阱：每家企業在領域知識、資源和管理水準的深度需求，與工業互聯網平臺的通用性、標準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細分領域的深度數字化、智能化。

三、工程機械行業發展工業互聯的思路

最近幾年國內房地產、基建投資等帶動了工程機械行業大發展，積累了巨大的市場保有量和服務需求，客觀上為互聯網在行業的發展創造了很好的氛圍，業內的幾家主要主機廠都在推進這方面的應用，甚至參照 GE 的思路成立了「工業互聯網」公司。但深入調研、分析發現，幾家代表性企業的「工業互聯網」公司基本是走PREDIX的路子，當下的狀態從經濟上說：叫好不叫座。那么，工程機械領域的工業互聯網從小松的實踐能學到什么呢？

首先，產品要實現數字化。這個數字化不是簡單地增加一個「盒子」—智能模塊，而是從客戶使用和價值創造的角度出發，重新思考產品及其應用場景，讓數字化技術滲入產品的關鍵環節，讓工程機械產品軟件化，就像當下的智能手機、iPAD 那樣，所謂「富軟件化」的機電設備。隨著 AI 和 5G 的深入應用，工程機械越來越像一個智能終端。

其次，要深入研究設備在用戶那里的使用場景，目標是如何為客戶創造更好的作業便利性和價值空間。小松在這方面做得很好，譬如無人礦山車隊、無人施工現場等等。因應安全性、惡劣作業環境和熟練機手缺乏等困境，為客戶著想。回報自然而來。

再次，工業互聯網要少喊多做。雖然很多「平臺」宣傳聯接了多少萬臺設備，實現了多少多少流量，但是，除了自己母公司及關聯企業的設備，有哪些同行企業愿意接入你的平臺呢？為了兌現投資者對所謂「流量」的期望，勢必不惜代價接入其他行業的設備，但接入過多其他行業的設備，自身對此又沒有足夠的行業知識鋪墊，而這些「流量」數據又需要行業知識才能變現。這不是矛盾么！

最后，還是要從內到外一步步來，首先解決自己內部從訂單、研發、采購、制造到服務的信息化，然后針對產品全生命周期的價值需求，逐步拓展到為作業現場所有相關者提供整體的數字化接入與服務，從而把價值鏈真正地延伸到每個環節。

這才是發展工業互聯的初衷吧？