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新材料技術(shù)、通信技術(shù)和云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
?為何業(yè)界會(huì)把把物聯(lián)網(wǎng)的聚焦點(diǎn)放在工業(yè)領(lǐng)域?我認(rèn)為有以下幾個(gè)原因：
1、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模龐大：工業(yè)是國(guó)家財(cái)政收入的主要來(lái)源，其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模不容小覷。2016年，我國(guó)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模為1896億元。中信證券前瞻研究認(rèn)為2020年中國(guó)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)?？梢栽?500億元左右，在我國(guó)整體物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中占比將達(dá)到25%。
2、投資回報(bào)高：在2017年MWC期間一場(chǎng)座談會(huì)上，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案供應(yīng)商Uptake創(chuàng)辦人表示，企業(yè)若能有效使用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，他們上億美元的投資會(huì)有三倍回報(bào)。當(dāng)然這是建立在企業(yè)可以“有效使用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”的條件基礎(chǔ)上，即通過(guò)傳感器收集大量數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果采取對(duì)應(yīng)行動(dòng)。
3、產(chǎn)品和系統(tǒng)性能要求更高：相比于消費(fèi)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，工業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所處的環(huán)境較惡劣。這就要求其具備抵抗高溫、高濕、高腐蝕性等極端環(huán)境的能力，同時(shí)對(duì)其通信能力和電池壽命提出了較高要求。而在系統(tǒng)層面，一套工業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)包含幾十億的數(shù)據(jù)點(diǎn)。未來(lái)在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，會(huì)更多采用邊緣計(jì)算+云計(jì)算的融合方案。
業(yè)界專家看重看好工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，工業(yè)企業(yè)們是否也有共識(shí)呢?
對(duì)于企業(yè)而言，集成工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案更像是順勢(shì)而為。
1、從外部環(huán)境而言，中國(guó)制造業(yè)面臨激烈競(jìng)爭(zhēng)，往日優(yōu)勢(shì)正在逐漸流失。越南、孟加拉等東南亞國(guó)家在低端制造業(yè)領(lǐng)域逐漸侵蝕中國(guó)空間。而高端制造業(yè)方面，德國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家依然保持優(yōu)勢(shì)。
2、從內(nèi)部環(huán)境來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化流程存在勞動(dòng)效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)高等問(wèn)題。隨著國(guó)內(nèi)“缺工”問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，企業(yè)也“不得不”考慮使用技術(shù)手段提高勞動(dòng)生產(chǎn)力，從人口紅利轉(zhuǎn)向人力資本紅利。
德勤預(yù)測(cè)，2020年制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)有所上升的國(guó)家都是高端技術(shù)密集型國(guó)家。不想被動(dòng)挨打，就一定要進(jìn)行技術(shù)和創(chuàng)新轉(zhuǎn)型。發(fā)展智能制造的首要步驟就是借助工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、透明化(當(dāng)然僅依靠工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)一種技術(shù)手段是不夠的，還需要大數(shù)據(jù)、機(jī)器人等技術(shù)的加持)。PwC最新“工業(yè)4.0”調(diào)查發(fā)現(xiàn)，企業(yè)運(yùn)營(yíng)數(shù)字化程度正在逐步提高。33%的調(diào)查企業(yè)表示具有“高水平”的數(shù)字化，這一比例預(yù)計(jì)在5年內(nèi)可以提高至72%。
共識(shí)長(zhǎng)久存在，那緣何在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)重點(diǎn)關(guān)注工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)呢?
1、政策支持：國(guó)家在2016年頒布了《物聯(lián)網(wǎng)“十三五”規(guī)劃》，提出推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模應(yīng)用。2017年工信部下發(fā)了《關(guān)于全面推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)建設(shè)發(fā)展》的通知，目標(biāo)到2017年末實(shí)現(xiàn)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)對(duì)直轄市、省會(huì)城市等主要城市的覆蓋，基站規(guī)模達(dá)到40萬(wàn)個(gè)，這位NB-IoT大規(guī)模商用提供了良好基礎(chǔ)環(huán)境。
2、技術(shù)成熟、成本降低：從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，通訊技術(shù)、云計(jì)算、工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)成熟，分析預(yù)測(cè)能力和安全性能有所保障。從成本角度來(lái)說(shuō)，根據(jù)iotworks大規(guī)模調(diào)查問(wèn)卷，阻礙物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備發(fā)展的主要因素在于成本。高盛數(shù)據(jù)顯示，部分物聯(lián)網(wǎng)底層傳感器成本在過(guò)去十年中下降了50%，帶寬成本下降了近40倍，數(shù)據(jù)處理成本下降了近60倍。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的蛋糕就擺在面前，應(yīng)該如何“下口”呢?
最基本的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)主要包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。感知層主要負(fù)責(zé)連接設(shè)備，以及獲取多維數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸，和設(shè)備的控制。平臺(tái)層是以云計(jì)算為核心，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和處理。應(yīng)用層位于最頂層，是面向客戶的各類應(yīng)用。
現(xiàn)在看來(lái)，每一層均有機(jī)會(huì)點(diǎn)。
1、感知層，高端傳感器的研發(fā)，以及MEMS封測(cè)和軟件的研發(fā)：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知層涉及較多的數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括傳感器、MEMS和RFID。但中國(guó)傳感器市場(chǎng)70%的份額被博世、意法半導(dǎo)體、霍尼韋爾、飛思卡爾、日立等傳統(tǒng)電子行業(yè)巨頭企業(yè)占據(jù)，高端傳感器則主要依靠進(jìn)口。
MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈包括研發(fā)、設(shè)計(jì)、代工、封測(cè)到應(yīng)用等環(huán)節(jié)。根據(jù)截至2014年底的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)MEMS 傳感器企業(yè)已經(jīng)有190家，其中做MEMS產(chǎn)品設(shè)計(jì)的有143家。不過(guò)研發(fā)和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)大企業(yè)更有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)镸EMS傳感器行業(yè)品種眾多，單品種的銷量很難放大，多品種產(chǎn)品的研發(fā)投入非常大。工藝、制造是技術(shù)核心，也是中國(guó)MEMS產(chǎn)業(yè)的“硬傷”。封裝和測(cè)試環(huán)節(jié)占MEMS傳感器生產(chǎn)成本的30%左右，中國(guó)企業(yè)可以將關(guān)注重點(diǎn)放在新型封裝測(cè)試技術(shù)開發(fā)上。同時(shí)隨著傳感器進(jìn)一步集成，軟件使得多種數(shù)據(jù)融合成為可能。新型公司可以關(guān)注下MEMS軟件領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)機(jī)會(huì)。
2、網(wǎng)絡(luò)層，通用網(wǎng)關(guān)的開發(fā)：在自動(dòng)化系統(tǒng)和IT系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)起到承上啟下的作用。但由于工業(yè)場(chǎng)景比較復(fù)雜，網(wǎng)關(guān)廠家會(huì)布局各自的細(xì)分場(chǎng)景和產(chǎn)品層次。這就意味著目前網(wǎng)關(guān)廠家的產(chǎn)品很難覆蓋所有的應(yīng)用，再加上對(duì)接協(xié)議和對(duì)接方式的不統(tǒng)一，整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)搭建的成本依然居高不下。從市場(chǎng)需求來(lái)看，定位于通用市場(chǎng)的網(wǎng)關(guān)需求最強(qiáng)烈，即可以針對(duì)常見的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，采集控制器數(shù)據(jù)。除了擁有豐富的對(duì)上對(duì)下接口，還需要預(yù)置多種通訊協(xié)議，支持二次開發(fā)。
圍繞NB-IoT通訊技術(shù)方面，最上游的芯片領(lǐng)域華為海思和高通進(jìn)展最快。傳統(tǒng)半導(dǎo)體廠商RDA、英特爾等廠商也在進(jìn)入市場(chǎng)，未來(lái)也會(huì)分得一杯羹。通訊模組方面，我國(guó)主要參與者為中小企業(yè)，市場(chǎng)分散競(jìng)爭(zhēng)激烈。代表企業(yè)包括芯訊通、廣和通、中興物聯(lián)、移遠(yuǎn)通信、有方科技等傳統(tǒng)無(wú)線模組廠商，和中移物聯(lián)網(wǎng)、中興通訊、聯(lián)想、新華三等其他領(lǐng)域廠商。中游的連接管理服務(wù)則主要還是被三大運(yùn)營(yíng)商掌握。
不過(guò)單一一種無(wú)線連接技術(shù)是無(wú)法滿足所有工業(yè)場(chǎng)景的，未來(lái)終端通信方式必然是多技術(shù)融合方案。
3、平臺(tái)層，向垂直細(xì)分行業(yè)提供定制化服務(wù)：集成工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，需要將工業(yè)系統(tǒng)與IT系統(tǒng)深度融合。這要求服務(wù)商對(duì)工業(yè)有較深的理解，工業(yè)巨頭在這方面更具優(yōu)勢(shì)。所以我們看到，自2015年以來(lái)工業(yè)巨頭相繼推出了PaaS云平臺(tái)，國(guó)際主要參與者包括GE、西門子、ABB、施耐德、菲尼克斯等，國(guó)內(nèi)主要參與者包括三一重工、海爾、中國(guó)航天科工等。
但對(duì)于中小企業(yè)來(lái)說(shuō)，這類平臺(tái)一般存在兩個(gè)問(wèn)題——安裝和維護(hù)成本高，供需錯(cuò)配不夠定制化。因此我們也看到市面上出現(xiàn)了一些主打低成本、定制化特點(diǎn)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)服務(wù)商。但是未來(lái)，這些服務(wù)商依然要考慮推出相對(duì)通用的產(chǎn)品，以滿足低成本快速規(guī)?；瘡?fù)制盈利的需求。
4、應(yīng)用層，看好制造業(yè)、交通和物流行業(yè)，以及能源和公共事業(yè)：制造業(yè)是最大的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2016年全球在制造業(yè)IoT方案上的投入達(dá)到了1025億美元，而IoT的總投入金額為1780億美元。制造業(yè)IIoT方案主要用于以下三個(gè)場(chǎng)景——生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)管和控制、生產(chǎn)資產(chǎn)的管理和維護(hù)，以及現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。
交通和物流行業(yè)是第二大的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2016年全球在交通運(yùn)輸IoT方案上的投入達(dá)到了780億美元。將IoT方案應(yīng)用在交通行業(yè)的典型案例是貨運(yùn)監(jiān)控，僅2016年相關(guān)支出就達(dá)到了559億美元。并且在2020年之前，貨運(yùn)監(jiān)控會(huì)持續(xù)成為促進(jìn)交通IoT投入金額增長(zhǎng)的主要?jiǎng)右颉?/p>
根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2016年全球在公共事業(yè)IoT方案上的投入達(dá)到了690億美元，其中智能電網(wǎng)和智能天然氣網(wǎng)的投入就達(dá)到了578億美元。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案迅速落地背后的阻礙
雖然產(chǎn)業(yè)鏈條在逐漸完善，企業(yè)意識(shí)也逐漸建立起來(lái)，但是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案離大規(guī)模落地以及真正起到實(shí)際效果還有一段路程要走。我們認(rèn)為有以下原因：
對(duì)于企業(yè)的挑戰(zhàn)：
1、缺乏資金：根據(jù)Mindbowser的2017年工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)報(bào)告，63%的受訪公司表示缺乏足夠的方案落地資金。
2、不確定投資回報(bào)率：大多數(shù)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案在初期都需要大量的資金投入，但由于生產(chǎn)是個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，長(zhǎng)期回報(bào)如何并不確定。
3、和現(xiàn)有的機(jī)器不兼容：對(duì)于很多“歷史悠久”的生產(chǎn)設(shè)備，最新的技術(shù)也許并不適用。相比于升級(jí)或是替代現(xiàn)有陳舊生產(chǎn)設(shè)備，很多公司選擇了更加簡(jiǎn)單的方案——直接不使用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。
4、時(shí)間問(wèn)題：升級(jí)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要一定的時(shí)間周期。對(duì)于在生產(chǎn)關(guān)鍵期的公司來(lái)說(shuō)，升級(jí)IIoT系統(tǒng)可能意味著拖延工期、無(wú)法按時(shí)完成訂單。
5、缺乏相關(guān)的技術(shù)人員。
而對(duì)于方案商的挑戰(zhàn)，主要在于如何對(duì)大量的、混亂的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，得出可讀的、有商業(yè)價(jià)值的結(jié)論。
