日本小松公司(Komatsu)与美国Aim智能机械公司(Aim Intelligent Machines)达成战略合作,共同开发并商业化面向推土机和液压挖掘机的自主作业解决方案。该方案目前已在美国客户工地投入实际运行,计划于2027年正式导入日本市场,目标直指缓解施工一线人力短缺、提升现场作业安全与效率。
合作主体包括小松全资子公司Earthbrain——专注数字施工管理平台开发,以及Aim智能机械——一家深耕工程机械物理AI平台的企业。三方将小松在工程机械整机设计与制造上的百年积累、Earthbrain在Smart Construction数字施工管理系统中的工程数据建模能力,与Aim的物理AI(Physical AI)平台深度耦合。该平台并非单纯依赖云端算法,而是通过高精度惯性导航单元(IMU)、多模态传感器融合及边缘计算模块,在设备本地实时解析地形点云、施工图纸坐标与任务优先级,实现从路径规划、姿态控制到铲装/推平动作的闭环执行。
技术落地的关键在于兼容性设计。Aim的自主控制系统采用模块化硬件架构,支持对小松现有PD系列推土机及PC系列液压挖掘机进行原厂级 retrofit改造,无需更换整机即可加装感知套件(含GNSS-RTK定位模块、激光雷达、3D摄像头)、车载计算单元及线控执行接口。这意味着施工企业可在不中断现有设备服役周期、不增加资本性支出的前提下,分阶段升级自主能力。据公开信息,首批商用部署集中在北美大型基建项目现场,涉及土方平整、路基填筑等重复性高、环境结构化程度较高的工况,单台设备日均自主作业时长已稳定超过6小时。
该方案的数据流贯穿施工全周期:Smart Construction系统生成的BIM模型与土方量计算结果,自动转化为Aim平台可识别的任务指令集;设备执行过程中实时回传位置精度(<±2cm)、铲斗载荷、发动机工况及障碍物识别日志;管理人员通过统一Web端界面,同步查看作业进度热力图、效率KPI(如每小时实方量、燃油消耗率)及异常事件告警。这种端到端数字工作流,使传统依赖人工测量、纸质派工、经验判断的土方作业,转向基于毫米级空间数据驱动的精准调度。
对国内采购与工程商而言,需重点关注三点:一是该方案目前仅适配小松特定机型(如PD650推土机、PC490LC液压挖掘机),尚未开放第三方品牌兼容接口,意味着设备选型必须前置锁定;二是物理AI平台对现场通信基础设施要求较低,但需确保GNSS信号覆盖稳定性——在隧道、深基坑或密集钢结构环境下,需额外部署UWB或SLAM辅助定位基站;三是 retrofit套件由Aim提供,但硬件集成、标定与售后支持由小松渠道体系承接,国内代理商若希望提供该服务,需完成Earthbrain平台操作认证及Aim边缘计算模块调试培训。
美国市场率先商用有其现实基础:当地大型承包商普遍采用按方计价模式,对土方精度与工期刚性要求极高,且熟练操作手持续紧缺,2023年美国土木承包商协会(AGC)报告显示,超62%的企业将“自动化设备替代”列为未来三年核心投资方向。而日本市场延迟至2027年导入,则与当地严格的《劳动安全卫生法》修订进程相关——现行法规要求自主设备必须配备双冗余制动系统及本地急停物理按钮,相关型式认证预计2026年完成。小松选择此时官宣,实质是为国内供应链预留至少18个月的硬件适配窗口期。
该方案未采用纯视觉或纯激光SLAM方案,而是以GNSS-RTK为主定位源,辅以IMU航迹推算与激光雷达局部建图,兼顾成本与鲁棒性。其物理AI平台强调“任务理解”而非“路径跟踪”,例如能根据坡度设计值自动调整推土角度与行进速度,而非简单复现预设轨迹。这种能力对国内矿山、水利枢纽等大型土方场景具有直接迁移价值,但需结合本土BIM标准(如GB/T 51296)重新校准Smart Construction的数据输入协议。
目前,Aim的物理AI平台已通过ISO 13849-1 PLd级功能安全认证,小松设备本体则满足JIS B 8370系列工程机械电磁兼容标准。双方正推动将Earthbrain的施工进度预测算法嵌入Aim平台决策层,下一步将试点动态调整多机协同作业序列——当某台推土机因物料含水率变化导致效率下降时,系统自动重分配邻近挖掘机的挖运任务。这一演进方向,或将重塑国内大型EPC项目中土方机械集群的调度逻辑。
