互聯網時代下的工程機械車聯網產品設計和研發運營體系建設

趙偉 王志強 陳鵬

摘 要：文中介紹了工程機械車聯網在互聯網時代下的發展路線及趨勢，重點針對產品設計和運營體系進行了詳細的介紹，并對其技術現狀及發展趨勢進行了分析，為車聯網在工程機械行業的發展提供了參考依據。

關鍵詞：互聯網；工程機械；車聯網；產品設計；運營體系

中圖分類號：TP303 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）06-00-06

0 引 言

這是一個什么時代？這是一個互聯網時代。

這個時代要求我們必須按照互聯網時代的思維去思考和生活，按照互聯網時代的要求和標準去開展產品設計和研發運營體系建設。

車聯網（Telematics）作為近幾年非常熱門的技術廣泛應用于工程機械行業中，經過近幾年的發展，目前已經非常成熟，其主要原理是通過具有環境感知能力的各類終端和GPS獲取車輛各類數據，包括傳感信號、位置信息和工況數據等，通過通信技術對數據進行采集、分發、解析和存儲，應用主要包括構建信息管控平臺、設備監控平臺等。

但隨著互聯網技術的發展，工程機械車聯網正經歷一個從粗放到精益、從傳統到現代的過程，以互聯網為主的一整套信息技術（包括互聯網、移動互聯網、云計算、大數據等），在經濟、社會、生活等環節中擴散、應用，互聯網領域中的產品是滿足互聯網用戶需求和欲望的無形載體，是滿足用戶需求而創建的用于運營的功能及服務，是產品功能與服務的集成。互聯網時代的到來，要求工程機械車聯網必須按照互聯網思維去打造產品，按照互聯網市場規則去研發和運營產品，因此，工程機械車聯網的產品設計、研發、運營必須突破原有思維，不拘泥于以往的模式，重新構建思維體系，打造時代的產品，構建時代的研發運營體系，才能保證其一直佇立在時代前沿，不被淘汰。

本文正是基于此，結合了互聯網時代的產品設計和研發運營的特點，希望對工程機械車聯網行業的發展有所裨益。互聯網時代的車聯網總體示意圖如圖1所示。

1 工程機械車聯網生態圈產品設計

1.1 總體介紹

工程機械車聯網的產品設計遵循互聯網行業產品規劃設計原則，提供包括軟件、硬件產品的設計，結合傳感器、GPS、數據中心、云平臺、Docker等技術，倡導平臺產品的平臺化、微服務化，為不同層次、不同領域的客戶提供PaaS/Saas產品，基于Web、iOS、Android等平臺的移動式產品，以及定制和非定制化的車載終端、硬件設備和大數據應用等服務，致力于打造工程機械行業車聯網生態圈。

工程機械車聯網生態圈的產品設計，按照環狀結構，由外而內層層深化，由內而外層層開放，層與層之間相互依賴，互為支撐和擴展，每一層均可為特定用戶提供核心產品，既自成體系又具有高內聚低耦合特性，保證了每層核心功能的獨立性和不可替代性，也為產品的打造提供了真實有效的體系支撐。工程機械車聯網生態圈示意圖如圖2所示。

1.2 數據中心

數據中心作為整個車聯網體系的核心架構，既針對底層進行數據采集、分析、優化和存儲，又為各數據層提供快速有效的實時支撐。數據中心的網關平臺架構如圖3所示。

數據中心采用云計算平臺、分布式架構和模塊化設計，具有可配置性、擴展性、兼容性和持續升級能力，能夠適應用戶規模性增長、新應用配置和新業務需求的不斷變化。

該架構的技術優勢是系統平臺將數據處理和業務處理做了分離，數據的處理放在了PaaS層，業務的處理放在了SaaS層，此架構的設計充分保證了數據安全，提高了平臺的可靠性和穩定性，降低了業務系統的開發/定制成本，多級負載均衡的體系提高了平臺海量數據處理的能力和可伸縮性。

圖4介紹了最新的基于Mongo+Hadoop技術的數據湖，即剛才提到的數據池應用的數據中心建設方案。

1.3 Docker+微服務化

用Docker+微服務化做為架設本層生態圈的主要技術，其主要目的是為真正的互聯網化的服務提供數據支撐接口，不論以何種形式實現（接口、API、PaaS、SaaS化等）。

本層的目的是利用數據中心各種類型的數據為上層提供透明式服務，既要求上層調用方便、快速、有效，又要求具備平臺可移植性、快速響應、容器化以及交互公正、明確、無疑，Docker+微服務化的設計是最合適的。

首先，Docker已經為企業和開發者提供了極大地便利。例如，降低系統部署復雜度，使系統維護更加容易，減少不必要的系統開銷，加快企業對業務的反應速度。

其次，微服務是一種架構類型，屬于輕量級的面向服務體系架構，這些服務都專注于嚴格執行同一件事并把它做好，在產品設計中，可以將底層功能設計成由單個微服務來實現。每個微服務都有單獨的運行線程，并且可以獨立于其他微服務進行部署。同樣每個微服務都有自己的專用數據庫，盡管每個微服務都會與其他微服務協作與溝通。分布式微服務設計模式如圖5所示。

Docker的設計和應用可依托分布式開源管理框架進行設計，包括kubernetes、Mesos、OpenStack等。目前行業主流的Docker云平臺大部分都是基于開源平臺進行的二次開發。

此外，使用微服務作為主要架構類型的系統是一個擁有大量協調微服務的分布式系統，每個微服務分管自己的進程。由于微服務之間緊密協作，每個微服務只提供拼圖的一小塊，而系統作為完整的作品存在。協作時，各服務彼此通過一個不綁定具體平臺的輕量級媒介進行溝通。

1.4 客戶化應用

在數據中心的基礎上，對于已經完成微服務的系統架構來說，下一步的工作就是盡可能的開展客戶化應用，針對不同的領域、對象、種類、范圍進行產品功能設計，但針對不同的應用對象不應該打造同質化的產品，要有針對性的設計和開發。客戶化應用結構展示如圖6所示。

客戶化應用平臺按照服務對象類型的不同，將整個系統劃分為主機廠應用服務平臺、大客戶應用服務平臺以及真正的互聯網移動客戶端。

1.4.1 主機廠應用服務平臺

基于車聯網系統的建立，為主機廠的科研機構和營銷機構提供車輛生產過程、運輸、銷售、使用等全生命周期的實時跟蹤監控和數據統計。包括位置監控、軌跡回放、工況參數監控、工作時間統計、報警分析、故障統計等。主機廠應用服務平臺功能模塊如圖7所示。

1.4.2 大客戶應用服務平臺

為工程機械主機廠的終端客戶定制化實施應用服務平臺。為終端客戶企業實時提供所購車輛的車輛位置和工況數據，為企業的生產調度提供數據服務及支撐其ERP等企業信息化系統。大客戶應用服務平臺功能模塊如圖8所示。

1.4.3 真正的互聯網移動客戶端

致力于打造一個真正的互聯網式的移動客戶端App，推出iOS、Android和微信版，為工程機械行業內的各個工作群體提供及時有效的服務，不再局限于車倆本身的監控，更要擴展到各個領域，包括電商、位置服務、社區/社交、金融、新聞和后市場等，此平臺秉承工程機械行業，借助互聯網的產品思維和運營模式，旨在打造一個行業內真正的車聯網移動客戶端。互聯網移動客戶端功能模塊如圖9所示。

真正的互聯網移動客戶端涉及到工程機械行業的諸多方面，是一個真正的互聯網化工具，著力于打造這樣一款產品，是順應行業發展，適應互聯網生態環境的必然要求。

1.5 用戶行為分析及大數據應用

在互聯網時代，要求我們必須盡可能正確、快速、有效地獲取用戶使用信息，對有關數據進行統計、分析，從中發現用戶使用產品的規律，并將這些規律與產品策略等相結合，從而發現目前所使用的產品中可能存在的問題，并為進一步修正或重新制定產品策略提供依據，同時也為客戶提供及時的預知服務和信息推送以及活動預判。

一切用戶行為分析都離不開場景，只有制定出詳盡的用戶使用場景，才能達到以上目的，包括收集客戶位置、購買習慣、個人喜好、訪問周期以及用戶群體和消費習慣等，這個信息的獲取非常重要。

針對大數據應用，按照用戶類型，幾大平臺的大數據應用各有不同，需要打造商業智能分析服務，具體包括出廠車輛在各地區的分布情況（車輛分布）、車輛在各地區的總工作時間統計（熱點工作區域）、故障反饋統計等。最終達到輔助主機廠科研機構提高科研質量，幫助營銷部門管理銷售車輛，從而達到加強主機廠企業競爭力、降低管理成本的目的。此外，應該收集大客戶生產經營活動中的各類重要數據，比如生產資料信息、實驗室數據、車隊管理日志等，一方面可以作為存儲備用，另一方面也可以預判大客戶的行為，從而為銷售提供依據（如客戶數據顯示缺少某材料或者設備，銷售人員就可以開始銷售行為）。

1.6 智能化設備

工程機械車聯網的實現離不開相關智能化硬件，這些智能化硬件如GPS設備、行車記錄儀，或是針對某一工業領域的傳感器，可以起到采集車輛位置信息、工況信息和傳感器數據的作用，通過移動通信網絡（GPRS/GSM）等方式傳輸至后臺，在這個過程中，智能設備是基礎設備，其耐受性、安全性和抗干擾性等特性非常重要，一般使用工業級產品。下面介紹幾款常用的工業級智能化設備。

1.6.1 通用型無接線隱藏式GPS終端

此設備的特點十分突出，安裝、調試和維護非常容易，只定位和上傳數據，電池一般可用三年，可通過終端上配置的唯一二維碼，結合車輛編號、車牌號、發動機編號進行綁定入網，且非常適合搭配移動App，打造真正的互聯網化產品。通用型無接線隱藏式GPS終端如圖10所示。

1.6.2 接入型CAN/串口GPS終端及配件

此設備通過與車輛底盤發動機或控制器對接（CAN/串口），獲取工況數據，通過GPRS網絡傳輸到數據中心，主要用于車輛定位和獲取工況。接入型CAN/串口GPS終端及配件如圖11所示。

1.6.3 雙模雙協議雙存儲行車記錄儀

目前國家要求所有貨運車輛必須安裝行車記錄儀，但許多主機廠也有物聯網/車聯網管控的需求，許多主機廠的解決方案就是在設備上安裝GPS與行車記錄儀，此設備可以完成這些功能并達到要求，實現了雙模雙協議雙存儲空間，實現了降低成本，優化高效的目的。雙模雙協議雙存儲行車記錄儀如圖12所示。

1.6.4 工程機械車載屏

車載屏作為車聯網重要的設備，承載了數據傳輸、信息交互的作用，功能清單展示如圖13所示。

1.6.5 其他相關智能化傳感器

其他傳感器作為與整車相關的傳感器，將其安裝于車輛上來獲取車輛的傳感信號，并通過智能終端設備傳輸至數據中心，下面介紹幾款常見的傳感器。相關智能化傳感器展示如圖14所示。

2 工程機械車聯網生態圈研發運營體系建設

2.1 總體介紹

互聯網時代下的研發運營體系是一個非常重要的課題，如何正確、快速和高效地搭建研發運營體系，并適應這個時代的需求，是產品能否快速響應、能否快速適應市場的關鍵所在。

傳統的軟件組織將開發、IT運營和質量保障設為各自分離的部門。在這種環境下如何采用新的開發方法（例如敏捷軟件開發），這是一個重要的課題。按照從前的工作方式，開發和部署不需要IT支持或者QA深入的、跨部門的支持，但卻需要極其緊密的多部門協作。

因此，在互聯網時代，我們倡導開發運營一體化，DevOps技術是必然的選擇。DevOps結構展示如圖15所示。

DevOps是Develop與Operations的縮寫，它是企業內開發、技術運營和質量保障的融合，用于促進開發、技術運營和質保部門之間的溝通、協作與整合。有研究顯示，在那些引入了DevOps概念的企業中，開發與運營人員在設計、構建、測試工作中共同在內部應用上進行協作之后，可以將產品開發的效率提升20%。

DevOps實施路線如下：

（1）明確DevOps的定義，調動開發和運營部門之間的協作，鼓勵運營人員采納軟件開發方法，并利用云計算基礎設施來完成真實的測試和代碼部署。

（2）在軟件開發、測試、質量保證（QA）、集成、預生產和生產部署等方面的任何舊小團隊必須打散，因為每個小團隊都可能拖延開發周期并且帶來不可預料的問題。

上述策略能更好地整合開發和運營，通過整合團隊成員來產生效益。

2.2 研發體系建設

產品是否適應市場的變化，是否能夠滿足客戶的需求，是否能夠快速響應等，這些都是考驗研發體系的標準，因此需要構建一套適用于互聯網時代需求的產品研發體系。產品設計結構圖如圖16所示。

2.2.1 設計原則及規劃

完整的流程應分層次設計，自下而上去完成。

（1）策略層：定義產品使命、價值、目標人群；

（2）愿景/功能層：定義核心場景、功能列表；

（3）結構層：做流程圖、信息架構，確定主導航、主菜單；

（4）框架層：梳理每一個主界面的內容、布局；

（5）表現層：視覺設計，涉及圖標、配色及切圖。

2.2.2 設計研發流程

設計研發流程遵循一般互聯網公司產品設計流程，其整體結構非常適合打造互聯網式的工程機械車聯網相關產品。產品設計研發流程如表1所示。

2.2.3 敏捷開發

敏捷開發（Agile Development）是一種以人為核心，迭代、循序漸進的開發方法。

眾所周知，瀑布開發模型以文檔為驅動，究其原因，是因為在瀑布的整個開發過程中，要寫大量的文檔，把需求文檔寫出來后，開發人員都根據文檔進行開發，一切以文檔為依據；而敏捷開發只寫有必要的文檔，或盡量少寫文檔，其注重的是人與人之間面對面的交流，所以它強調以人為核心。敏捷開發模型如圖17所示。敏捷開發任務看板如圖18所示。

敏捷開發方法強調以人為本，專注于交付對客戶有價值的軟件。在高度協作的開發環境中，使用迭代方式進行增量開發，經常使用反饋進行思考、反省和總結，不停地進行自我調整和完善。

2.3 運營體系建設

運營體系的建立離不開數據中心的運維和產品的運維，其中數據中心的運維遵循一般性云平臺的運維思路，提供包括數據中心、客戶、IaaS、PaaS、SaaS等運維，為上層產品應用化提供必要支持。產品運營-改變-創新模型如圖19所示。

2.3.1 運營思路

世界上的任何物體，若發生相互之間的傳遞、轉化時，一定會導致損耗，換言之，投入的資源不可能完全轉化為想要得到的東西。產品設計也一樣，再先進的產品也不可能達到100%的轉化率。

漏斗模型普遍適用于互聯網產品，如網站、App、客戶端，用戶從剛進入到完成產品經理設計的產品目標，中間步驟肯定會發生很大的損耗。比如，用戶進入一家電商網站，從瀏覽商品，到把商品放入購物車，直至最后支付，每一個環節都有很多的用戶流失損耗，沒有哪樣產品能夠做到100%的轉化。漏斗模型如圖20所示。

因此，產品運營人員要對用戶群體進行有目的的組織和管理，增加用戶粘性、用戶貢獻和用戶忠誠度，有針對性地開展用戶活動，增加用戶的積極性并提高參與度，配合市場運營需要策劃活動方案。對產品和市場數據進行分析，并以此為依據推進產品改進，始終保持敏銳的用戶感覺。

2.3.2 運營方法與運營手段

產品運營方法劃分示意圖如圖21所示。其運營手段可分為以下幾點：

（1）拉新：即為產品帶來新用戶。

（2）留存：即通過各種運營手段確保用戶被拉到指定的產品和站點上之后，最終愿意留下來使用該產品。

（3）促活：即“促進用戶活躍”，讓用戶愿意更頻繁、更開心、更長時間的使用該產品。

運營方法還可細分為如下幾點：

（1）發現用戶。為用戶畫像，開展調查、需求分析等工作，需要深刻理解自己的產品，并能夠找到相應產品的用戶群。

（2）以合理的成本發展用戶，讓其使用自己的產品。可以通過開展市場投放、渠道拓展、商務合作、內容編輯、社會化媒體策劃等活動來發展，也可以找專業的第三方機構去推廣和運營。

（3）保持用戶持續使用自己的產品。可開展用戶運營、社交運營、社區運營等。

（4）保持用戶在不用產品時的聯系。可開展產品召回、微博微信運營，持續關注反饋，并且與別的產品展開商務合作等活動。

3 結 語

互聯網時代如何進行產品設計和研發運營體系建設，是一個歷久彌新的課題，對于身處傳統工程機械行業之中的我們更需要好好研究，工程機械車聯網秉承“互聯網+”的東風正逐漸成為行業的關注焦點，基于互聯網時代的工程機械車聯網的產品設計和研發運營體系建設將具有重要的研究價值。

本文介紹了在互聯時代下用互聯網的思路和方法設計工程機械車聯網產品，并就時代發展和行業特點開展研發運營體系建設的討論和研究，希望對工程機械物聯網和車聯網行業的發展有所裨益。

參考文獻

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