物联网技术前景如何?

物联网技术前景如何?,第1张

物联网是在互联网的基础上改变,利用RFID、无线通讯、智能识别技术把物体的状况转化为各种参数,然后通过互联网进行数据传递、共享的网络。简单来说就是通过特定技术实现物与物的信息交互和联动,因此物联网技术在工业制造方面有着紧密的联系。
物联网能够有效地推动制造业信息化水平的提高,物联网是基于互联网存在的,建立物联网就需要制造业企业建立一个良好的内部信息化体系,包括系统的启用,基础数据的统一,异构系统完成集成实现数据的顺利交互等等。
物联网能够推动供物流、供应链管理体系优化,通过物联网技术,使制造商品从设计到生成、仓储、运输等一系列环节变动容易监控,监控过程中,信息数据及时准确的在不同系统间传递,这样就能有效优化产业链、减少库存,缩短供货时间。
物联网能够提升生成质量,由于物联网通过传感器可以获取产品在所有生成环节的数据,通过大数据分析等一系列技术,更加容易、准确的定位出工业制品受所用原料的组成、温度和工作环境、废物、运输等因素的影响程度,方便制定更有针对性的工艺提升方案。
虽然物联网在工业制造方面有着广阔的前景,但是由于物联网应用以及终端数量极其庞大,在建设时应当综合规划,建立统一的数据标准,在内部实现数据治理、数据分析,解决异构系统交互的问题,才能建立起高效的物联网,体现物联网的优势。

行业主要上市公司:大富科技(300134)、梦网集团(002123)、共进股份(603118)、胜宏科技(300476)、润和软件(300339)、立昂技术(300603)等

本文核心数据:物联网产业规模、竞争格局、发展前景预测等

产业概况

1、定义

所谓“物联网”(Internet of
Things,IOT),又称传感网,指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来并形成一个可以实现智能化识别和可管理的网络。

2、产业链剖析:共有四大层面

所谓产业链,是以生产相同或相近产品的企业集合所在产业为单位形成的价值链,是承担着不同的价值创造职能的相互联系的产业围绕核心产业,通过对信息流、物流、资金流的控制,在采购原材料、制成中间产品以及最终产品、通过销售网络把产品送到消费者手中的过程中形成的由供应商、制造商、分销商、零售商、最终用户构成的一个功能链结构模式。

从产业链条来看,物联网的产业链条由上而下可以分为感知层、传输层、平台层和应用层四个层级。

自2018年中美贸易摩擦以来,美国加大了对中国高新技术出口的限制,不断扩大实体清单,影响了中国一些科技主导型企业的发展,这从侧面警示了中国在全球供应链中地位的脆弱性。物联网通过传感器把物理世界与数字世界联系起来,实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。其中传感器作为数据采集的源头,已经成为各种应用能力所需的数据来源所在。目前中国国内也涌现出了一些传感器芯片重点生产企业,如:高德红外、西人马、士兰微、敏芯微电子、博通、全志科技、大唐微电子、复旦微电子等。

行业发展历程:处于市场验证期

物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等
信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与因特网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网发展历史悠久,可分为三个阶段:

行业政策背景:政策大力推进

根据最新发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,在“十四五”期间,明确新基建,还要让5G用户普及率提高到56%。并且5次提到关于物联网的规划发展,除了划定数字经济的7大重点产业外,其余4次提到的场合均体现出对物联网发展重点的表述。

十四五规划中划定了7大数字经济重点产业,包括云计算、大数据、物联网、工业互联网、区块链、人工智能、虚拟现实和增强现实,这7大产业也将承担起数字经济核心产业增加值占GDP超过10%目标的重任。

产业发展现状

1、中国物联网连接数快速增长

全球物联网仍保持高速增长。物联网领域仍具备巨大的发展空间,根据GSMA发布的《The mobile economy
2020(2020年移动经济)》报告显示,2019年全球物联网总连接数达到120亿,预计到2025年,全球物联网总连接数规模将达到246亿,年复合增长率高达13%。我国物联网连接数全球占比高达30%,2019年我国的物联网连接数363亿。而根据2021年9月世界物联网大会上的数据,2020年末,我国物联网的数量已经达到453亿个,预计2025年能够超过80亿个。

2、应用层与平台层价值最高

从产业链价值分布看,应用层和平台层贡献最大的附加值,分别占到35%左右,传输连接层虽然重要,但产值规模较小;底层的感知层元器件由于种类众多,产业价值也较大,占到20%左右。

3、物联网应用者使用情况调研

微软发布的第三版《IoT Singal(物联网信号)》报告显示,2021年物联网的应用持续保持增长。91%的受访组织是物联网应用者。

物联网项目可分为四个阶段:学习、试验/概念验证、购买和使用。2021年,29%的物联网项目处于学习阶段;处于试验/概念验证阶段的项目比例仍保持不变,2020年和2021年均为25%;处于购买阶段的项目比例增加了1%,从2020年的21%增加到2021年的22%;处于使用阶段的项目在2020年和2021年保持稳定,均为25%。

4、中国物联网市场规模突破25万亿

目前,物联网已较为成熟地运用于安防监控、智能交通、智能电网、智能物流等。近几年来,在各地政府的大力推广扶持下,物联网产业逐步壮大。再加之近几年厂商对物联网这一概念的普及,民众对物联网的认知程度不断提高,使得我国物联网市场规模整体呈快速上升的趋势。2019年我国物联网市场规模约在176万亿元左右,2020年根据赛迪公布的数据,我国物联网市场规模约达到214万亿元左右。初步统计,2021年市场规模为263万亿元。预计未来三年,中国物联网市场规模仍将保持18%以上的增长速度。中国物联网市场投资前景巨大,发展迅速,在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。

大数据和物联网将如何影响数据中心
如今,大数据正在不断拓展和扩大。据科学日报2013年的报道,全世界范围内所有数据的90%都是在过去两年中产生的。凡尔纳环球公司技术服务总监豪尔赫巴尔塞尔斯指出,全球各地有25亿个互联网用户,在美国就有大约25亿个用户,特别是在过去的十年,用户的数量和水平呈现爆炸式增长。
从我们的Fitbits到手机摄像头,所有连接到互联网的各种类型的设备数量庞大,这些设备所产生的数据和未来的潜力导致计算和存储的需求呈指数增加。大数据和物联网将如何影响数据中心?这是巴尔塞尔斯在将要召开的数据中心全球会议和博览会上演讲的主题。本次会议将包括许多专题会议,将会涉及数据中心的管理者和经营者面对的问题,以及数据中心的新技术。大量的计算和存储需求产生更多的电力需求巴尔塞尔斯说,他说其演讲主题重点是围绕数据中心的管理者和经营者所问的问题。比如“我们现在的电力基础设施能否处理所有产生的数据呢?我们能提供足够的电力吗?”。这还将引出了下一个问题:“你知道你的数据中心现在获得的电力,那么在5年或10年或15年以后呢,那时该如何应对?“为了支持计算和存储今天的需求,“我们的数据中心需要质量可靠、高效节能的,采用可再生能源的充足电力。”他说。不断增长的数据需求导致更大的电力需求和成本。凡尔纳全球公司位于冰岛凯夫拉维克的数据中心,已经建立了围绕可再生能源接入,可靠和具有成本效益的电源策略。探讨电力因素对数据中心影响,巴尔塞尔斯对此具有独特的视角。
电力的底线巴尔塞尔斯表示,从财务的角度来看电力是很重要的。当数据中心管理者展望未来计划的成本,在如何计算电力定价时,却不知道未来会发生什么。电力成本在今天的数据中心设施的位置产生巨大的影响。当客户着眼于市场的发展趋势时,其共同点就是“电力的价格”。巴尔塞尔斯说。需求改变位置“你看目前人们不在大都市地区建设新的数据中心。在过去的十年中,数据中心都尽量远离人口中心,向偏远地区地区发展。比如美国西北太平洋地区的华盛顿州、俄勒冈、甚至美国犹他州,”他说。“而全球数据中心位于北欧地区,包括冰岛。”他举例说,Facebook在瑞典建设和数据中心,其电网是超级可靠的。而谷歌公司在芬兰建设的数据中心,从2015年开始,其电力来自可再生能源。(根据此前DCK的报道:谷歌公司在芬兰的哈米纳数据中心将在2015年主要采用风能发风,谷歌公司与一个陆上风电场供电公司签署了补充协议,因此该数据中心将采用100%的可再生能源发电。)这种供电可靠性在美国当前却不可用。“例如,海湾地区的电力并不是持续的。其可靠性不高。”巴尔塞尔斯说。北方气候的另一个好处是较低的散热需求。“在数据中心的总体成本中,冷却成本占到发电成本的30%到40%。”他说,“数据中心正在寻找那些终年有凉爽的气候的地点。”这减少了降低服务器的进气温度所需要产生的冷空气(无论是通过传统的冷却方式,或通过蒸发冷却)。实用的可靠性我们日前依赖的全天候的电力基础设施并不是都那么可靠。巴尔塞尔斯说人们往往很快忘记供电可靠性的问题。他引用了桑迪飓风和2003年美国东北电网导致大面积停电的事例。“2003年的事故导致5000万人受灾。我们这么快就忘记了,”他说。“电力的可靠性是一个让人关注的问题,不只是在美国,在全世界也是如此。”

1、国内研究现状:目前中科院信息口相关研究所几乎都在开展无线传感网的研究工作。中科院上海微系统与信息技术研究所、中科院声学所、中科院微电子所、中科院半导体所、中科院自动化所、中科院沈阳自动化所、中科院电子锁、中科院上海硅酸盐研究所、中科院软件所、中科院计算所等中科院单位均在从事物联网的研究。国内许多高校也掀起了无线传感网的研究热潮,清华大学、东南大学、中国科技大学、浙江大学、华中科技大学、天津大学、南开大学等高校纷纷开展了有关无线传感器网络方面的研究工作。国内物联网先头单位——中科院工作基础,中国科学院在传感器与微系统、传感网与宽带接入等领域已有长期的工作基础,并在知识创新工程中进行了更大的前瞻性战略布局:1999年,将“无线传感网及其应用”列入知识创新工程重点方向。2001年,成立“中国科学院上海微系统与信息技术研究所”。2001年,成立“中国科学院微系统中心”(非法人事业机构),作为顶层协调机构负责组织全院相应研究所开展微系统和传感网相关的创新工作。全院开展相关工作的研究所有:上海微系统所、声学所、电子所、微电子所、半导体所、计算所、长光所、沈阳自动化所、自动化所、物理所、上海技物所、中国科技大学等十几个单位。 中国科学院、江苏省、无锡市共建“中国物联网研究发展中心”总体目标:形成从研发、系统集成到典型应用示范的创新价值链,成为国家级“感知中国”创新基地。成为中国物联网产业培育中心、集成创新中心和行业应用示范中心,成为中国物联网产业大发展的核心技术引擎。针对“感知中国”战略产业发展过程中的应用瓶颈和技术难点,开展重大技术研究;汇集各方力量和现有成果进行集成创新,推进成果转化和产品孵化;开展应用示范,推动产业发展。 2、美国物联网发展现状:美国很多大学在无线传感器网络方面已开展了大量工作,如加州大学洛杉矶分校的嵌入式网络感知中心实验室、无线集成网络传感器实验室、网络嵌入系统实验室等。另�,麻省理工学院从事着极低功耗的无线传感器网络方面的研究;奥本大学也从事了大量关于自组织传感器网络方面的研究,并完成了一些实验系统的研制;宾汉顿大学计算机系统研究实验室在移动自组织网络协议、传感器网络系统的应用层设计等方面做了很多研究工作;州立克利夫兰大学(俄亥俄州)的移动计算实验室在基于IP的移动网络和自组织网络方面结合无线传感器网络技术进行了研究。 除了高校和科研院所之外,国外的各大知名企业也都先后参与开展了无线传感器网络的研究。克尔斯博公司是国际上率先进行无线传感器网络研究的先驱之一,为全球超过2000所高校以及上千家大型公司提供无线传感器解决方案;Crossbow公司与软件巨头微软、传感器设备巨头霍尼韦尔、硬件设备制造商英特尔、网络设备制造巨头、著名高校加州大学伯克利分校等都建立了合作关系。IBM提出的“智慧地球”概念已上升至美国的国家战略。2009年,IBM与美国智库机构向奥巴马政府提出通过信息通信技术(ICT)投资可在短期内创造就业机会,美国政府只要新增300亿美元的ICT投资(包括智能电网、智能医疗、宽带网络三个领域),鼓励物联网技术发展政策主要体现在推动能源、宽带与医疗三大领域开展物联网技术应用。2009年美国振兴经济法案中与ICT相关计划整理见下表所示。②美国ICT相关发展计划1、 欧盟物联网发展现状:2009年,欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社会委员会及地区委员会递交了《欧盟物联网行动计划》,以确保欧洲在建构物联网的过程中起主导作用。行动计划共包括14项内容:管理、隐私及数据保护、“芯片沉默”的权利、潜在危险、关键资源、标准化、研究、公私合作、创新、管理机制、国际对话、环境问题、统计数据和进展监督等。该行动方案,描绘了物联网技术应用的前景,并提出要加强欧盟政府对物联网的管理,其行动方案提出的政策建议主要包括:(1)加强物联网管理。(2)完善隐私和个人数据保护。(3)提高物联网的可信度、接受度、安全性。2009年10月,欧盟委员会以政策文件的形式对外发布了物联网战略,提出要让欧洲在基于互联网的智能基础设施发展上领先全球,除了通过ICT研发计划投资4亿欧元,启动90多个研发项目提高网络智能化水平外,欧盟委员会还将于2011年~2013年间每年新增2亿欧元进一步加强研发力度,同时拿出3亿欧元专款,支持物联网相关公私合作短期项目建设。2、 日本物联网发展现状:自上世纪90年代中期以来,日本政府相继制定了e-Japan、u-Japan、i-Japan等多项国家信息技术发展战略,从大规模开展信息基础设施建设入手,稳步推进,不断拓展和深化信息技术的应用,以此带动本国社会、经济发展。其中,日本的u-Japan、i-Japan战略与当前提出的物联网概念有许多共同之处。2004年,日本信息通信产业的主管机关总务省提出2006至2010年间IT发展任务——u-Japan战略。该战略的理念是以人为本,实现所有人与人、物与物、人与物之间的连接(即4U,Ubiquitous、Universal、User-oriented、Unique),希望在2010年将日本建设成一个“实现随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会”。2008年,日本总务省提出将u-Japan政策的重心从之前的单纯关注居民生活品质提升拓展到带动产业及地区发展,即通过各行业、地区与ICT的化融合,进而实现经济增长的目的。具体说就是通过ICT的有效应用,实现产业变革,推动新应用的发展;通过ICT以电子方式联系人与地区社会,促进地方经济发展;有效应用ICT达到生活方式变革,实现无所不在的网络社会环境。2009年7月,日本IT战略本部颁布了日本新一代的信息化战略——“i-Japan”战略,为了让数字信息技术融入每一个角落。首先,将政策目标聚焦在三大公共事业:电子化政府治理、医疗健康信息服务、教育与人才培育。提出到2015年,透过数位技术达到“新的行政改革”,使行政流程简化、效率化、标准化、透明化,同时推动电病历、远程医疗、远程教育等应用的发展。日本政府对企业的重视也毫不逊色。另外,日本企业为了能够在技术上取得突破,对研发同样倾注极大的心血。在日本爱知世博会的日本展厅,呈现的是一个凝聚了机器人、纳米技术、下一代家庭网络和高速列车等众多高科技和新产品的未来景象,支撑这些的是大笔的研发投入。3、 韩国物联网发展现状:韩国也经历了类似日本的发展过程。韩国是目前全球宽带普及率最高的国家,同时它的移动通信、信息家电、数字内容等也居世界前列。面对全球信息产业新一轮“u”化战略的政策动向,韩国制定了u-Korea略。在具体实施过程中,韩国信通部推出IT839战略以具体呼应u-Korea。韩国信通部发布的《数字时代的人本主义:IT839战略》报告指出,无所不在网络社会将是由智能网络、最先进的计算技术,以及其它领先的数字技术基础设施武装而成的技术社会形态。在无所不在的网络社会中,所有人可以在任何地点、任何时刻享受现代信息技术带来的便利。u-Korea意味着信息技术与信息服务的发展不仅要满足于产业和经济的增长,而且在国民生活中将为生活文化带来革命性的进步。由此可见,日、韩两国各自制定并实施的“u”计划都是建立在两国已夯实的信息产硬件基础上的,是完成“e”计划后启动的新一轮国家信息化战略。从“e”到“u”是信息化战略的转移,能够帮助人类实现许多“e”时代无法企及的梦想。继日本提出u-Japan战略后,韩国在2006年确立了u-Korea战略。u-Korea旨在建立无所不在的社会,也就是在民众的生活环境里,布建智能型网络、最新的技术应用等先进的信息基础建设,让民众可以随时随地享有科技智慧服务。其最终目的,除运用IT科技为民众创造食衣住行育乐各方面无所不在的便利生活服务,亦希望扶植IT产业发展新兴应用技术,强化产业优势与国家竞争力。为实现上述目标,u-Korea包括了四项关键基础环境建设以及五大应用领域的研究开发。四项关键基础环境建设是平衡全球领导地位、生态工业建设、现代化社会建设、透明化技术建设,五大应用领域是亲民政府、智慧科技园区、再生经济、安全社会环境、u生活定制化服务。u-Korea主要分为发展期与成熟期两个执行阶段。发展期(2006至2010年)的重点任务是基础环境的建设、技术的应用以及u社会制度的建立;成熟期(2011至2015年)的重点任务为推广u化服务。自1997年起,韩国政府出台了一系列推动国家信息化建设的产业政策。目前,韩国的RFID发展已经从先应用开始全面推广;而USN也进入实验性应用阶段。2009年,韩通信委员会通过了《物联网基础设施构建基本规划》,将物联网市场确定为新增长动力。该规划树立了到2012年“通过构建世界最先进的物联网基础实施,打造未来广播通信融合领域超一流ICT强国”的目标,为实现这一目标,确定了构建物联网基础设施、发展物联网服务、研发物联网技术、营造物联网扩散环境等4大领域、12项详细课题。在世界物联网领域,中国与德国、美国、韩国一起成为国际标准制定的主导国之一。2009年9月,经国家标准化管理委员会批准,全国信息技术标准化技术委员会组建了传感器网络标准工作。标准工作组聚集了科学院、等中国传感网主要的技术研究和应用单位,将积极开展传感网标准制订工作,深度参与国际标准化活动,旨在通过标准化为产业发展奠定坚实技术基础。目前,我国传感网标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳,物联网标准化工作已经取得积极进展。

物联网、大数据、人工智能、机器人、云计算、3D打印……现在这些如今我们耳熟能详的概念都得益于目前由智能制造所领衔的第四次工业革命。近日,由全球中小企业联盟与全球化智库近日发布的《智能制造发展报告》(以下简称报告),系统阐述了世界智能制造的发展现状、规模和前景。该报告指出,智能制造技术将对传统的产业价值链和现有的国际贸易体系、各国和企业的发展战略乃至全球化的趋势产生深刻、巨大的影响,必须认真研究、跟踪和严肃对待。
目前,世界主要国家已将智能制造提升到更高的战略层面,纷纷提出较为全面、前瞻的国家战略,包括美国的“美国制造”、德国的“工业 40”、日本的“产业互联”、中国的“中国制造 2025”、英国的“未来制造 2050”、欧盟的“2020欧盟地平线”等。由此可见,智能制造正在世界范围内兴起,它是制造技术特别是制造信息技术发展的必然趋势,是自动化和集成技术向纵深发展的结果。在此基础上,这次由智能制造所领衔的第四次工业革命也必然颠覆传统产业,创造新的产业和相关市场,推动传统产业转向新的产业链,形成新的巨大客户需求。报告研究团队发现,智能制造对国际贸易的影响将体现在以下三个方面。
一是出现新的贸易内容。在智能制造时代,企业生产、贸易的内涵将发生一定程度的变化。对智能制造的运转至关重要的元素如技术、数据、制造系统等将成为国际贸易中的热门商品。相应地,除了传统的货物贸易、服务贸易之外,这些重要元素的国际贸易规则和体系需要各国共同参与和制定。
二是国际贸易的结构和形式发生改变。比如,随着城市集群在智能制造时代崛起,城市将在未来的国际贸易中扮演更重要的角色。未来的国际贸易可能有一大部分是“智能城市”之间基于智能制造产业需求的相互贸易。传统的以国家为基本交易单位的国际贸易将会面临一定的冲击。再比如,智能制造可能在全球范围内改变传统货物贸易及服务贸易的形式,如农业、工业原材料的供需关系以及研发—生产—销售等环节的全球链条或将以智能制造的模式进行部分重组。许多原来需要全球参与的产业,可能在一个国家或城市里就可以实现。这对国际贸易的影响也是不可估量的。
三是改变国际贸易竞争格局。在智能制造领域占得先机,大大提高生产力的企业乃至城市、国家,在国际贸易中的竞争力将得到增强。而这种竞争优势有利于国家和城市保有吸纳就业的能力,逐步恢复那些地区在过去的国际贸易竞争劣势(如逆差)中直接、间接流失的工作岗位。因此,各国、各地区及企业对智能制造的应用和竞争,也将对未来的国际贸易竞争格局产生实质性影响。

2009年物联网开始引起全球范围的关注。2009年开始,以物联网、智慧地球为代表的信息化概念在全球范围内出现,为通信产业未来的发展指明了方向。在全球金融危机后期的大背景下,物联网的本质是行业信息化,各国政府大力推动物联网发展的动力在于寻找新的经济增长点和创造就业。在这样的大背景下,在全球范围内,运营商成为了物联网的重要推动者。运营商将在物联网的发展中获得巨大的利益,同时带领整个通信产业,朝一个更深入的方向发展。


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