用户企业物联网商业模式维度构思:一个建筑企业的探索性案例研究

胡保亮，朱国平

(1.杭州电子科技大学管理学院，浙江 杭州 310018；2.浙江省工业经济研究所，浙江 杭州 310012)

1 引言

物联网技术为企业开启了获取竞争优势的新机会窗口。然而物联网应用在理想图景与相关实践之间存在着巨大的鸿沟:尽管它具有直观的吸引力且日渐成熟，但由于缺乏如何从它的应用中获取价值的理解，许多企业仍在质疑它的价值，使得它在企业中的应用比预期的慢。而且许多早期的采纳者也呈现出一些问题，如停留在较低的应用水平、无法获取它的投资回报等。因此，如何从物联网的应用中获取价值，成为那些打算和已经应用物联网的企业必须要解决的重要问题之一。

物联网技术具有巨大的潜在价值。Fleusch［1］指出对于用户企业而言，物联网技术可以被作为工具去自动化简单的工作，如更新存货记录、触发补货流程、发送报警信号等;它也可被用于变革业务流程、产品或服务。Miorandi 等［2］指出用户企业应用物联网技术不仅能够提升在现有市场中的竞争力，也能创造新的商业机会，如开发新的产品进入新的市场。Bucherer 和Uckelmann［3］指出物联网技术具有高水平的可视和控制机能，不仅优化了用户企业的产品流、信息流和收入流，而且作为一种方法能够协同这些不同的流程。Atzori等［4］指出企业引入物联网技术后最显著的结果是自动化以及制造、物流、业务、流程等领域中的可感知性。

基于技术创新的商业模式研究指出:解决如何从创新中获取价值是商业模式设计的主要任务［5-7］。对于企业来说，物联网应用也是一种创新行为。因此，可以从商业模式的角度探讨企业如何从物联网的应用中获取价值。现有研究已经关注到了物联网商业模式问题，如:Kamoun［8］提出了基于RFID 技术的12 类商业模式(如基础设施供应商、数据销售者);张云霞［9］识别出了网络运营商的4 类物联网商业模式——通道型、合作型、自营型、定制型。可以看出，这些研究主要关注的是物联网产业链上游企业(如设备制造商、网络运营商)的商业模式，对于指导这些上游企业如何获取物联网的价值具有重要的意义，但尚未涉及产业链终端用户企业的物联网商业模式，难以指导终端用户企业如何从物联网的应用中获取价值。

因此，需要加强用户企业物联网商业模式研究。本文将用户企业物联网商业模式定义为“描述了企业应用的物联网技术所能提供的价值以及企业如何创造、实现这些价值并产生利润”。对于用户企业来说，物联网商业模式的作用就是将物联网的技术能力转化为物联网的商业价值。物联网技术能力作为价值创造来源，可被视作物联网商业模式的输入;物联网商业价值作为价值获取结果，可被视作物联网商业模式的输出。因此，可以将物联网技术能力(输入)与物联网商业价值(输出)进行组合从而识别物联网商业模式的维度。

2 研究方法

2.1 方法选择

对于用户企业来说，物联网还是相对较新的技术，相应的概念和理论极其有限。案例研究适合用于研究的早期阶段。根据研究目的不同，案例研究可以分为探索性案例(用于产生理论)、验证性案例(用于验证理论)、描述性案例(用于精确描述)、评价性案例(用于提出研究者的看法)等类型［10］。本文旨在探索物联网商业模式的维度构思，即研究目的在于产生理论，因此最终选择探索性案例研究方法。

2.2 案例选择

建筑业不仅是劳动密集型产业，也是信息密集型产业。每天发生着大量的数据和信息交换是建筑项目的一大特点。因此，各种实时信息技术成为建筑项目管理的重要工具，它们中的一个代表就是物联网技术，如RFID、GPS、各种传感器等。与此同时，越来越多的学者也开始关注物联网技术在建筑业中的应用［11］。因此，本文选择建筑业中的物联网应用进行案例分析。最终，本文选择A 企业作为案例企业(应企业要求隐去企业名称)。A 企业是一家大型国有控股建筑企业，年施工面积3000 万平方米以上。

2.3 数据收集

对案例企业进行了半结构化的访谈。为了提高效度，访谈了多位相关人员，包括A 企业信息中心的负责人和一名员工以及来自技术供应商的咨询顾问和项目负责人各一名。这些访谈主要涉及A 企业应用的物联网技术类型与能力、应用领域与效果以及物联网技术未来应用趋势。每次访谈持续1～2 小时。在访谈的过程中，通过录音记录受访者的观点。还观察了A 企业总部视频监控中心，以及搜集和整理了来自A 企业网站、宣传手册、行业期刊等的公开信息，从而帮助我们更深入地理解、证实和补充访谈内容。

3 案例描述

目前，A 企业应用的物联网技术主要包括视频监控技术、传感器技术与RFID 技术。接下来，本文主要描述这些物联网技术所能提供的价值以及A企业如何创造、实现这些价值。

3.1 视频监控应用

在建筑行业，为确保工程质量和施工安全，一套有效的视频监控系统是非常有必要的。A 企业部署了工地可视化远程监控管理系统。该系统监控内容主要包括:安全，如人员安全、施工安全等;技术，如基坑支护施工方案实施、塔机安全操作方案实施等;质量，如混凝土分项工程质量、砌体质量等。以砌体质量远程监控为例。位于A企业总部的监控人员若通过视频发现砌体平整度不符要求，将抓拍问题图像并将图像上传至项目管理系统，在此基础上生成整改单。施工现场相关责任人收到整改通知后，进入项目管理系统查看整改信息和问题图像，然后进行整改并上传整改图像到整改单的回执里。最后，总部监控人员将对比整改前后的图像，判断是否整改到位。

费用结算是A 企业施工现场远程视频监控系统新的功能拓展。建筑行业常常按照进度付款给相应的承包商。以往，由于款项巨大，按照企业付款流程，A 企业财务人员付款之前需要到施工现场核实项目实际进度，然后决定付款额度。若是施工项目距离总部较近，这种现场核实的方法还算经济。若是施工项目距离总部较远或是同时施工项目过多，这种方法不仅耗时费力，而且很不经济。施工现场远程视频监控不仅可以用于监控施工项目的安全与质量，也可以用于监控施工项目的进度，可以较好地解决这个问题。如今，A 企业位于总部的财务人员通过施工现场远程视频监控系统实时复核项目进度，然后进行付款。

3.2 传感器应用

塔式起重机(简称塔机)是施工中必不可少的关键设备。但是，由于塔机体积较庞大并伴有高空作业，所以容易产生安全事故。A 企业将各类传感器应用于塔机安全监控，如风速传感器、力矩传感器、重量传感器等。该系统实时显示塔机工作参数，如重量、幅度、力矩等，改变了以往靠操作者经验估计的操作。该系统同时实现声、光、图像等综合报警方式，如达到额定载荷的90%时，系统发出报警;超过额定载荷时，系统自动终止违规操作。又如能够在碰撞发生前先报警提示，若继续前行则根据算法对要碰撞的方向进行制动，停止前进，从而避免危险发生。

建筑工程结构安全施工实时监测包括对建筑工地环境、支撑轴力、位移大小、表面应力、浇筑温度等参量的实时监测。以往，A 企业主要是聘请检测机构人工现场监测，监测数据准确性、及时性较低，且人工费用高、不能集中监测。目前，A 企业根据被监测施工现场实际环境及监测点个数安装各类传感器(如温度传感器、位移传感器、应力传感器)。该系统采用无线传感网技术将分布式布置的各个监测点信息汇总后，上传到监控中心管理软件。后者实时分析监测点的状态信息并根据预设的控制值实现报警，用来保证施工安全，同时也可检查施工过程是否合理。

随着传感器寿命的延长，上述无线传感网也能为用户方提供建筑安全监测服务。以该企业承建并交付使用的某火车站为例，重量传感器能够实时监控该火车站中的所有承重柱。当承重柱承重量超出范围时，重量传感器就会报警。A 企业认为，未来应用的一个重要方向就是将传感器网络与建筑信息模型(BIM)关联起来，为用户方提供更加智能、更加综合的安全监测服务，如建筑安全、设备管理、能源管理、应急管理等。以消防应急事件为例，如果传感器感应到着火事件，在该建筑BIM 界面中，就会自动进行火警报警，着火三维位置立即被定位显示，控制中心可以及时查询周围情况和设备情况，为及时疏散和处理提供信息。

3.3 射频技术应用

跟踪和管理钢筋、水泥等大宗原料是很多建筑企业非常关心的问题。A 企业已经开始应用RFID 技术对这些原料进行跟踪和管理。以钢筋为例，A 企业订购钢筋之后，会接收到含有交货日期和购买数量等信息的电子通知单。当汽车载着嵌有RFID 标签的钢筋接近建筑工地入口时，标签信息(数量、批次等)被读取并被传输到A 企业总部与电子通知单进行比对。若发现问题，则后台系统将会报警并显示问题所在。当钢筋到达指定位置堆放之后，RFID 标签被加入位置、使用等信息，方便跟踪这些钢筋，并大大减少丢失、放错或错拿的可能性。

用户方也非常关心建筑所使用的材料，如材料的品质、材料使用量等。A 企业认为RFID 技术的应用可以为用户方提供他们所关切的信息。这是未来RFID 技术在建筑行业应用的一个趋势，即将RFID 标签嵌入到大理石、预制构件等建筑材料中，进行防伪及跟踪。在RFID 标签中不仅可以含有材料的生产厂家、生产批次等溯源信息，也可以含有材料使用数量、技术规格等质量信息。用户方可以很方便地读取标签中的这些信息。A 企业认为RFID 技术在建筑材料溯源和防伪中的应用具有优势。因为相比建筑成本，RFID 的成本是微不足道的。

4 案例讨论

4.1 物联网的商业价值

A 企业应用的物联网技术涉及两类商业价值——效率与新颖(见表1)。效率可以是操作效率，此时通过基于物联网技术的业务流程改进、优化或自动化来实现。例如A 企业借助视频技术通过“远程发现问题——现场解决问题”的业务流程对施工现场进行监控，优化了原有“现场发现问题——现场解决问题”的业务流程，工作效率显著提高。又如A 企业借助传感器实现了对建筑工程结构安全施工与塔机的自动化监测。效率也可是财务效率，此时通过基于物联网技术的产品功能改进或产品品质提升来实现。例如A 企业借助视频技术对施工项目质量进行监控，可以高效地发现和消除质量隐患，进而降低因质量问题所产生的成本，最终提高投资回报等财务效率指标。

表1 A 企业应用的物联网的商业价值

新颖可以体现为引入基于物联网技术的新流程。A 企业借助视频技术远程核对项目进度然后按进度付款给承包商，引入了新的按进度付款流程。A 企业又借助RFID 技术引入远程验收原料的业务流程替代了以往现场验收原料的业务流程。新颖也可指基于物联网技术的新产品或新服务。A 企业认为在不远的未来可以将传感器网络与BIM 关联起来，为用户方提供更加智能、更加综合的安全监测服务。A 企业认为未来可以借助RFID 技术为用户方提供建筑所用材料的溯源和防伪信息，这意味着为用户方提供了新的服务和附加价值。

4.2 物联网的技术能力

A 企业应用的物联网技术涉及两类技术能力——感知与智能(见表2)。感知是指物联网技术自动识别和获取信息的能力，智能是指物联网技术自动分析和运用信息的能力。A 企业在施工现场监控、费用结算中主要运用到了视频监控技术的感知能力，在原料溯源防伪中主要运用到了RFID 技术的感知能力。在施工现场监控中，A 企业主要通过视频监控技术识别和获取施工安全、技术方案实施以及施工质量等方面的信息，而对这些信息的分析和运用并不是由视频监控系统自动完成，而是依靠人工完成。在原料溯源防伪上，用户方未来也仅能通过嵌入到原料中的RFID 标签感知建筑所使用原料的生产厂家、数量质量等信息。

表2 A 企业应用的物联网的技术能力

与以上感知能力不同，A 企业在塔机监控、结构安全施工监测与建筑使用安全监测中主要运用到了传感器技术的智能能力，在施工原料管理中主要运用到了RFID 技术的智能能力。如在塔机监控中，A 企业应用的传感器不仅能够自动识别和获取角度、幅度、风速、力矩、重量、高度等信息，也能按照预先设置的规则自动对这些信息进行分析和应用——报警或制动。在施工原料管理上，A企业不仅能够自动识别和获取RFID 标签中的原料数量与生产批次等信息，总部应用系统也能自动对这些信息进行分析和应用，即:自动对比这些信息与电子通知单中的信息，若发现问题，则系统将会自动报警并显示问题所在。

4.3 物联网商业模式维度

企业物联网商业模式的核心是价值创造与价值获取。A 企业的实践表明:感知与智能作为物联网的技术能力，是价值创造的来源;效率与新颖作为物联网的商业价值，是价值获取的结果。由此，可以对它们进行组合从而识别物联网商业模式的维度，包括基于感知的效率、基于感知的新颖、基于智能的效率、基于智能的新颖(见图2)。

基于感知的效率侧重运用物联网技术的感知能力提升现有流程、产品或服务。在基于视频技术的施工现场监控中，A 企业借助视频技术自动识别和获取施工现场信息，如施工安全、技术方案实施以及施工质量等信息，不仅优化了原有“现场发现问题——现场解决问题”的施工现场监控流程，也因有助于消除质量隐患提升了建筑产品品质。

基于感知的新颖侧重运用物联网技术的感知能力引入新的流程、产品或服务。在基于视频技术的费用结算中，A 企业借助视频技术自动识别和获取施工项目进度信息，引入新的按进度付款流程——远程核对项目进度然后按进度付款给承包商。在基于RFID 的原料溯源防伪中，用户方未来能够通过A 企业嵌入到原料中的RFID 标签自动识别和获取建筑原料信息，这是A 企业提供的新服务。

基于智能的效率侧重运用物联网技术的智能能力提升现有流程、产品或服务。在基于传感器技术的塔机监控中，A 企业借助传感器技术自动分析和运用风速、力矩、重量等塔机工作信息，自动化了塔机监控流程。又如在基于传感器技术的结构安全施工监测中，A 企业借助传感器技术自动分析和运用位移大小、表面应力、浇筑温度等来自监测点的信息，自动化了建筑工程结构安全施工监测流程。

图2 物联网商业模式的维度结构

基于智能的新颖侧重运用物联网技术的智能能力引入新的流程、产品或服务。在基于传感器技术的建筑使用安全监测中，传感器网络与BIM关联起来能够自动分析和运用建筑工作状态信息进行设备管理、应急管理等，相应地，传统建筑升华为智能建筑。在基于RFID 的施工原料管理中，A 企业借助RFID 技术自动识别和应用数量、规格、批次等原料信息，引入了远程验收原料这种新流程。

5 结论与启示

针对用户企业如何从物联网技术的应用中获取价值，本文通过一个探索性案例探讨了用户企业物联网商业模式的维度，主要取得了三个方面的研究结论:首先，物联网具有两个方面的商业价值——效率与新颖;其次，物联网具有两个方面的技术能力——感知与智能;第三，用户企业物联网商业模式包括四个维度——基于感知的效率、基于感知的新颖、基于智能的效率、基于智能的新颖。

本文研究具有两个方面的理论贡献。一是不同于以往聚焦物联网产业链上游企业商业模式的研究，本文结合一个建筑企业的案例对产业链终端用户企业物联网商业模式进行了剖析。二是从价值创造和价值获取结合角度初步打开了用户企业物联网商业模式的维度黑箱，发现用户企业物联网商业模式是个四维结构，为后续相关研究提供了初步基础。

本文实践意义在于加深用户企业如何从物联网技术的应用中获取价值的认识。对于打算应用物联网技术的企业，可以采纳四个维度的一个或多个来设计它们的物联网商业模式，从而有效地获取物联网技术的价值。对于已经应用物联网技术的企业，可以基于这四个维度来评估、提升和创新自身的物联网商业模式，从而更好地获取物联网技术的价值。

本文研究只是通过一个案例初步探讨用户企业物联网商业模式的维度结构，这种方法可能限制了本文结论的概化能力。此外，本文研究虽然提出了用户企业物联网商业模式的四维结构，但尚未开发出它们的测量题项，限制了对后续实证研究的支撑。因此，未来的研究应开发用户企业物联网商业模式维度的测量题项，并借助问卷收集大样本的数据，验证这些维度及其测量题项的合理性。

［1］Fleusch E.What is the internet of things:An economic perspective［J］.Economics，Management，and Financial Markets，2010，5(2):125-157.

［2］Miorandi D，Sicari S，De Pellegrini F，Chlamtac I.Internet of things:Vision，applications and research challenges［J］.Ad Hoc Networks，2012，10(7):1497-1516.

［3］Bucherer E，Uckelmann D.Business models for the internet of things ［A］.In:Uckelmann D，Harrison M，Michahelles F.Architecting the internet of things［M］.Berlin Heidelberg:Springer-Verlag，2011:253-277.

［4］Atzori L，Iera A，Morabito G.The internet of things:A survey［J］.Computer Networks，2010(54):2787-2805.

［5］Björkdahl J.Technology cross-fertilization and the business model:The case of integrating ICTs in mechanical engineering products［J］.Research Policy，2009(38):1468-1477.

［6］Chesbrough H，Rosenbloom R.S.The role of the business model in capturing value from innovation:Evidence from Xerox corporation's technology spin-off companies［J］.Industrial and Corporate Change，2002，11(3):529-555.

［7］Teece D.J.Business models，business strategy and innovation［J］.Long Range Planning，2010，43(2/3):172-194.

［8］Kamoun F.Rethinking the business model with RFID［J］.Communications of the Association for Information Systems，2008，22(35):635-658.

［9］张云霞.物联网商业模式探讨［J］.电信科学，2010，(4):6-11.

［10］Eisenhardt K.Building theories from case study research［J］.Academy of Management Review，1989，14(4):532-550.

［11］Lee J.H，Song J.H，Oh K.S，Gu N.Information lifecycle management with RFID for material control on construction sites［J］.Advanced Engineering Informatics，2013，27(1):108-119.