近年來,在國家政策的大力扶持和業內企業的不斷努力下,中國物聯網產業持續良好發展勢頭。技術研發取得重大進展,標準體系不斷完善,市場化應用穩步推進。與此同時,物聯網產業在產業升級、節能減排、拉動就業等方面也發揮著重要作用。在“十二五”期間,中央政府仍將繼續支持物聯網產業的發展壯大,在項目審批、財政補貼、招商引資等方面予以扶持。
物聯網產業在產業升級、節能減排、拉動就業等方面發揮著重要作用。我國物聯網已初步形成了完整的產業體系,具備了一定的技術、產業和應用基礎,在人口紅利逐漸消失,人力成本快速上升的當前,物聯網技術的應用是解決人力成本、提升運營效率的有效方式。2012年,我國物聯網市場規模達到3650億元,較上年增長了38.9%。根據中國物聯網研究發展中心預測,到2015年,我國物聯網整體市場規模將達到7500億元,年復合增長率約30%,市場前景巨大。
一、全球物聯網產業發展狀況
1、發達國家把握物聯網發展契機,積極進行產業戰略布局
繼美國政府提出制造業復興戰略以來,美國逐步將物聯網的發展和重塑美國制造優勢計劃結合起來以期重新占領制造業制高點。
歐盟建立了相對完善的物聯網政策體系,積極推動物聯網技術研發。
德國聯邦政府在《高技術戰略2020行動計劃》中明確提出了工業4.0理念。
韓國政府則預見到以物聯網為代表的信息技術產業與傳統產業融合發展的廣闊前景,持續推動融合創新。
2、物聯網應用穩步發展,市場化機制正逐步形成
受各國戰略引領和市場推動,全球物聯網應用呈現加速發展態勢,物聯網所帶動的新型信息化與傳統領域走向深度融合,物聯網對行業和市場所帶來的沖擊和影響已經廣受關注??傮w來看,全球物聯網應用仍處于發展初期,物聯網在行業領域的應用逐步廣泛深入,在公共市場的應用開始顯現,M2M(機器與機器通信)、車聯網、智能電網是近兩年全球發展較快的重點應用領域。
M2M(Machine to Machine)是率先形成完整產業鏈和內在驅動力的應用。M2M市場非常活躍,發展非常迅猛。到2013年底,全球M2M連接數達到1.95億,年復合增長率為38%。目前,全球已有428家移動運營商提供M2M服務,在安防、汽車、工業檢測、自動化、醫療和智慧能源管理等領域增長非常快。
車聯網是市場化潛力最大的應用領域之一。車聯網可以實現智能交通管理、智能動態信息服務和車輛智能化控制的一體化服務,正在成為汽車工業信息化提速的突破口。全球車載信息服務市場非?;钴S,成規模的廠商多達數百家,最具代表性的全球化車載信息服務平臺如通用的安吉星(OnStar)、豐田的G-book。截至2013年年底,安吉星已經在全球擁有超過660萬的用戶。2014年1月份,雪佛蘭、AT&T和OnStar宣布密切合作,通過AT&T的4GLTE網絡,由OnStar為雪佛蘭汽車提供基于HTML5的應用程序商店服務,包括音樂、天氣、新聞、汽車健康檢測等多項內容。
全球智能電網應用進入發展高峰期。2013年與智能電網配套使用的智能電表安裝數量已超過7.6億只,到2020年智能電網預計將覆蓋全世界80%的人口。
3、物聯網技術創新活躍,IP化和語義化成為技術標準熱點
全球各國不斷深化物聯網技術研究,圍繞物聯網的技術研究和創新持續活躍,同時也加速了物聯網國際標準化進程。物聯網體系架構對推動物聯網規模和可持續發展具有重要意義。而成為全球關注和推進的重點,多種短距離通信技術互補共存并面向重點行業領域特殊需求加快優化和適配,無線傳感網方面跨異構傳輸機制的網絡層和應用層協議成為研發熱點,語義技術作為推進物聯網感知信息自動識別處理和共享的基礎而受到普遍重視,物聯網與移動互聯網在端管云多層融合協同發展。
4、物聯網產業加速發展,國際巨頭瞄準物聯網增長機遇
從全球看,物聯網整體上處于加速發展階段,物聯網產業鏈上下游企業資源投入力度不斷加大。基礎半導體巨頭紛紛推出適應物聯網技術需求的專用芯片產品,為整體產業快速發展提供了巨大的推動力。應用領域業務融合創新帶動產業發展勢頭明顯,工業物聯網、車聯網、消費智能終端市場等已形成一定的市場規模,M2M更是成為全球電信運營企業重要的業務增長點。
二、中國物聯網產業發展現狀及特點
1、我國物聯網健康發展的政策環境日趨完善
經過幾年的發展,我國物聯網在技術研發、標準研制、產業培育和行業應用等方面已具備一定基礎,但仍然存在一些制約物聯網發展的深層次問題需要解決。為了推進物聯網有序健康發展,我國政府加強了對物聯網發展方向和發展重點的規范引導,不斷優化物聯網發展的環境。
2、國內物聯網應用發展進入實質性推進階段
物聯網的理念和相關技術產品已經廣泛滲透到社會經濟民生的各個領域,在越來越多的行業創新中發揮關鍵作用。物聯網憑借與新一代信息技術的深度集成和綜合應用,在推動轉型升級、提升社會服務、改善服務民生、推動增效節能等方面正發揮重要的作用,在部分領域正帶來真正的“智慧”應用。
1)物聯網推動工業轉型升級
物聯網在鋼鐵冶金、石油石化、機械裝備制造和物流等領域的應用比較突出,傳感控制系統在工業生產中成為標準配置。例如,工程機械行業通過采用M2M、GPS和傳感技術,實現了百萬臺重工設備在線狀態監控、故障診斷、軟件升級和后臺大數據分析,使傳統的機械制造引入了智能。采用基于無線傳感器技術的溫度、壓力、溫控系統,在油田單井野外輸送原油過程中徹底改變了人工監控的傳統方式,大量降低能耗,現已在大慶油田等大型油田中規模應用。物聯網技術還被廣泛用于全方位監控企業的污染排放狀況和水、氣質量監測,我國已經建立工業污染源監控網絡。
2)物聯網應用在農業領域激發出更高效的農業生產力
物聯網可以應用在農業資源和生態環境監測、農業生產精細化管理、農產品儲運等環節。例如。國家糧食儲運物聯網示范工程采用先進的聯網傳感節點技術,每年可以節省幾個億的清倉查庫費用,并減少數百萬噸的糧食損耗。
3)在交通運輸方面利用物聯網可以優化資源、提升效率
近幾年,我國智能交通市場規模一直保持穩步增長,在智能公交、電子車牌、交通疏導、交通信息發布等典型應用方面已經開展了積極實踐。智能公交系統可以實時預告公交到站信息,如廣州試點線路上實現了運力客流優化匹配,使公交車運行速度提高,惠及沿線500萬居民公交出行。
ETC是解決公路收費站擁堵的有效手段,也是確保節能減排的重要技術措施,到2013年年底,全國ETC用戶超過500萬。交通部計劃于2015年底前完成ETC全國聯網,主線公路收費站ETC覆蓋率達到100%,ETC用戶數量達到2000萬。我國已有5個示范機場依托RFID等技術,實現了航空運輸行李全生命周期的可視化跟蹤與精確化定位,使工人勞動強度降低20%,分揀效率提高15%以上。
4)物聯網在智能電網領域的應用相對成熟
國家電網公司已在總部和16家省網公司建立了“兩級部署、三級應用”的輸變電設備狀態監測系統,實現對各類輸變電設備運行狀態的實時感知、監視預警、分析診斷和評估預測。在用戶層面,智能電表安裝量已達到1.96億只,用電信息自動采集突破2億戶。2014年國家電網將啟動建設50座新一代智能變電站,完成100座變電站智能化改造,全年預計安裝新型智能電表6000萬只。南方電網的發展規劃中也明確要推廣建設智能電網,到2020年城市配電網自動化覆蓋率達到80%。
5)物聯網在民生服務領域大顯身手
通過充分應用RFID、傳感器等技術,物聯網可以應用在社會生活的各個方面。例如在食品安全方面,我國大力開展食品安全溯源體系建設,采用二維碼和RFID標識技術,建成了重點食品質量安全追溯系統國家平臺和5個省級平臺,覆蓋了35個試點城市,789家乳品企業和1300家白酒企業。目前藥品、肉菜、酒類和乳制品的安全溯源正在加快推廣,并向深度應用拓展。在醫療衛生方面,集成了金融支付功能的一卡通系統推廣到全國300多家三甲醫院,使大醫院接診效率提高30%以上,加速了社會保障卡、居民健康卡等“醫療一卡通”的試點和推廣進程。在智能家居方面,結合移動互聯網技術,以家庭網關為核心,集安防、智能電源控制、家庭娛樂、親情關懷、遠程信息服務等于一體的物聯網應用,大大提升了家庭的舒適程度和安全節能水平。
6)智慧城市成為物聯網發展的重要載體
遍布城市各處的物聯網感知終端構成城市的神經末梢,對城市運行狀態進行實時監測,從地下管網監測到路燈、井蓋等市政設施的管理,從高清視頻監控系統到不停車收費,從水質、空氣污染監測到建筑節能,從工業生產環境監控到制造業服務化轉型,智慧城市建設的重點領域和工程,為物聯網集成應用提供了平臺。
3、我國積極推進物聯網自主技術標準和共性基礎能力研究
物聯網領域我國技術研發攻關和創新能力不斷提升,在傳感器、RFID、M2M、標識解析、工業控制等特定技術領域已經擁有一定具有自主知識產權的成果,部分自主技術已經實現一定產業應用;在物聯網通用架構、數據與語義、標識和安全等基礎技術方面正加緊研發布局。
4、物聯網產業體系相對完善,局部領域獲得突破
我國已經形成涵蓋感知制造、網絡制造、軟件與信息處理、網絡與應用服務等門類的相對齊全的物聯網產業體系,產業規模不斷擴大,已經形成環渤海、長三角、珠三角,以及中西部地區四大區域集聚發展的空間布局,呈現出高端要素集聚發展的態勢。
三、物聯網產業發展的機遇和趨勢
1、未來的發展機遇
全球范圍內,物聯網概念更加深入人心,物聯網正成為經濟社會綠色、智能、可持續發展的關鍵基礎和重要引擎。隨著物聯網技術產品的不斷成熟,物聯網的潛力和成長性正逐步凸顯,應用將加速滲透到生產和生活各個環節,市場規模不斷擴大;產業潛力將加快釋放市場化的資源配置機制逐步確立;物聯網與傳統產業的深度融合將加劇,并帶來生產方式和生活方式的深刻變革。
1)M2M、車聯網市場最具內生動力,商業化發展更加成熟
市場需求、成本、標準化、技術成熟度、商業模式是影響物聯網應用規?;茝V的主要因素,M2M和車聯網市場內生動力強大,相關技術標準日趨成熟,全面推廣的各方面條件基本具備,將成為物聯網應用的率先突破方向。
2)物聯網與移動互聯網融合方向最具市場潛力,創新空間巨大
移動互聯網與物聯網是最具發展潛力的兩大信息通信產業:移動互聯網主要面向個人消費者市場,側重于提供大眾消費性、全球性的服務;而物聯網主要側重于行業性、區域性的服務。當前,移動互聯網正進入高速普及期,成功的產品和服務模式不斷向其它產業領域延伸滲透,而處于起步階段的物聯網,也開始融入移動互聯網元素,移動互聯網與物聯網的結合成為物聯網發展最有市場潛力和創新空間的方向。
3)行業應用仍將持續穩步發展,蘊含巨大提升空間
行業應用仍然是物聯網發展的重要領域。在工業、農業、電力、交通、物流、安防、環保等行業領域,物聯網應用提升的空間廣闊。在各行業“十二五”發展規劃中,均將應用物聯網等信息通信技術提升行業信息化水平納入其中。智能電網領域,物聯網將應用在智能運行、智能控制和智能調度等環節,推動電網的效率提升。
農業領域應用物聯網實現資源環境信息實時感知獲取、農業生產過程管理的精細化以及農產品流通過程中的質量安全追溯,可以應對資源緊缺與生態環境惡化的雙重約束,以及農產品質量安全等問題的嚴峻挑戰。
交通領域的交通信息資源動態采集和共享應用,物流領域的分散物流資源的高度集約化管理和智能化配置,醫療衛生領域的社區醫療資源共享、醫療用品管理、遠程醫療服務等各個方面,節能環保領域的生態環境監測、污染源監控、危險廢棄物管理等方面,公共安全領域的藥品和食品安全監控、城市和社區安全、重要設施安全保障等方面,網絡化和智能化還處于起步階段,對物聯網技術的需求均比較迫切。
物聯網深度應用將催生行業變革。近年來物聯網技術不斷用于國計民生重大領域,如食品溯源、糧食儲運、油氣野外運輸、煤礦安全等等。物聯網多種技術手段,如傳感、定位、標識、跟蹤、導航等,可以實現動態、實時、無縫、全天候的監控,為行業實現精細化管理提供了有力的支撐,不僅大大提升管理能力和水平,而且能夠改進行業運行模式,從技術的角度引發行業管理領域的革命,促使行業領域向著公平、開放、廉潔、高效、節約的方向發展。
2、未來發展的四大趨勢
1)趨勢一:中國物聯網產業的發展是以應用為先導,存在著從公共管理和服務市場,到企業,行業應用市場,再到個人家庭市場逐步發展成熟的細分市場遞進趨勢。
目前,物聯網產業在中國還是處于前期的概念導入期和產業鏈逐步形成階段,沒有成熟的技術標準和完善的技術體系,整體產業處于醞釀階段。此前,RFID市場一直期望在物流零售等領域取得突破,但是由于涉及的產業鏈過長,產業組織過于復雜,交易成本過高,產業規模有限,成本難于降低等問題使得整體市場成長較為緩慢。
物聯網概念提出以后面向具有迫切需求的公共管理和服務領域,以政府應用示范項目帶動物聯網市場的啟動將是必要之舉。進而隨著公共管理和服務市場應用解決方案的不斷成熟、企業集聚、技術的不斷整合和提升逐步形成比較完整的物聯網產業鏈,從而將可以帶動各行業大型企業的應用市場。待各個行業的應用逐漸成熟后,帶動各項服務的完善、流程的改進個,人應用市場才會隨之發展起來。
2)趨勢二:物聯網標準體系是一個漸進發展成熟的過程,將呈現從成熟應用方案提煉形成行業標準,以行業標準帶動關鍵技術標準,逐步演進形成標準體系的趨勢。
物聯網概念涵蓋眾多技術、眾多行業、眾多領域,試圖制定一套普適性的統一標準幾乎是不可能的。物聯網產業的標準將是一個涵蓋面很廣的標準體系,將隨著市場的逐漸發展而發展和成熟。在物聯網產業發展過程中,單一技術的先進性并不一定保證其標準一定具有活力和生命力,標準的開放性和所面對的市場的大小是其持續下去的關鍵和核心問題。隨著物聯網應用的逐步擴展和市場的成熟,哪一個應用占有的市場份額更大,該應用所衍生出來的相關標準將更有可能成為被廣泛接受的事實標準。
3)趨勢三:隨著行業應用的逐漸成熟,新的通用性強的物聯網技術平臺將出現。
物聯網的創新是應用集成性的創新,一個單獨的企業是無法完全獨立完成一個完整的解決方案的,一個技術成熟、服務完善、產品類型眾多、應用界面友好的應用,將是由設備提供商、技術方案商、運營商、服務商協同合作的結果。隨著產業的成熟,支持不同設備接口、不同互聯協議、可集成多種服務的共性技術平臺將是物聯網產業發展成熟的結果。
物聯網時代,移動設備、嵌入式設備、互聯網服務平臺將成為主流。隨著行業應用的逐漸成熟,將會有大的公共平臺、共性技術平臺出現。無論終端生產商、網絡運營商、軟件制造商、系統集成商、應用服務商,都需要在新的一輪競爭中尋找各自的重新定位。
4)趨勢四:針對物聯網領域的商業模式創新將是把技術與人的行為模式充分結合的結果。
物聯網將機器人社會的行動都互聯在一起,新的商業模式出現將是把物聯網相關技術與人的行為模式充分結合的結果。中國具有領先世界的制造能力和產業基礎,具有五千年的悠久文化,中國人具有邏輯理性和藝術靈活性兼具的個性行為特質,物聯網領域在中國一定可以產生領先于世界的新的商業模式。
四、我國物聯網產業發展的不足
物聯網對各國經濟和社會發展都具有非常重要的戰略作用。物聯網的深度應用,將催生各個行業領域的創新,帶來深刻的發展變革。但在ICT產業整體快速發展的時代,與技術、應用、模式創新層出不窮、產業格局風云變幻的移動互聯網等產業相比,物聯網當前的發展則顯得較為緩慢。
1、產業集中度低,邊界模糊,物聯網發展脈絡難以把握
物聯網產業鏈條長且分散。物聯網每個產業環節都有眾多的中小企業或者少數大企業,但缺乏能夠凝聚產業形成發展合力、具有產業引領和絕對話語權的靈魂企業。在移動互聯網領域,國內外均形成了一批對產業鏈有強大影響力和凝聚力的領袖企業。而在物聯網領域。
無論國際還是國內,都找不到真正的產業“大佬”,產業集中度低且行業進入門檻低,導致市場表面繁榮但未能形成規模效益,政府和企業雖大量投入但產出不明顯,物聯網應用成本居高不下。
物聯網產業邊界模糊。物聯網是信息技術與信息產業的高度集成,構建在已經存在多年的產業基礎之上。物聯網產業邊界模糊,造成部分產業統計沒有依據,統計難度大。以物聯網核心產業之一的傳感器為例,我國傳感器產業已經發展了幾十年,形成了千億產值的規模,但真正屬于物聯網產值范疇的卻無法準確統計。由于物聯網產業難以從原有產業中剝離,造成部分產業統計水分偏大,不利于準確判斷物聯網產業發展的客觀狀況和發展規律。
2、應用規?;彤a業化水平的矛盾突出,大規模應用的臨界點尚未到來
現階段,物聯網的應用規?;图夹g產業水平存在矛盾。一方面,在應用開展的初期,部分產品功能單一、價格昂貴,產品精度和可靠性無法滿足要求,難以推動形成規模應用和產品普及。另一方面,沒有規模化的應用無法帶動產業化水平的真正提升,部分技術僅僅停留在實驗室層面、仿真層面,不能真正通過產品化發揮作用和創造價值。
在物聯網產業鏈的多數環節,我國企業的研發能力和產業化水平相對國外發達國家仍然存在差距。特別是基于傳感器和傳感網的應用,其規?;彤a業化水平之間的矛盾則非常突出。部分高端傳感器,例如對水質、土壤進行監測的傳感器,一個進口傳感器價格可能在十萬元以上,現階段不可能進行規?;瘧茫鴩鴥鹊膫鞲衅骰蛘呱a能力不具備,或者精度達不到應用要求。
3、行業定制性強,物聯網實現革命式突破發展難度大
物聯網可以應用在經濟社會生活的各個行業領域,而行業需求的差異性要求企業需要深入了解行業特點、明確行業要解決的關鍵問題、為行業進行定制性的設備研發和軟件開發,一定程度上增大了企業研發的難度。同時,行業的差異性也帶來了標準化的難度增大,產品無法實現有效互通。
感知層面,各個行業需要感知的對象不同,需要采集的物理世界信息不同,造成了傳感器的差異,例如用于環境監測的傳感器和用于農業土壤監測的傳感器是無法通用的。信息處理層面,各行業的基礎信息不同,需要分析和決策的內容不同,因此尚沒有一種通用的數據分析和智能決策軟件能夠適用于所有行業。
行業的多樣性和強定制性,使得物聯網技術與產業發展在現階段難以聚焦以實現集中跨越式突破。
五、我國物聯網產業發展的機遇
我國正處于新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化同步發展的新時期,信息通信技術在經濟轉型升級發展、產業結構優化調整方面正發揮著前所未有的作用。物聯網作為我國戰略性新興產業的重要組成,正與其他信息技術融合滲透,進入深化發展的新階段。我國物聯網自2009年以來起步發展,在物聯網技術研發、標準研制、產業培育和行業應用等方面已經具備一定基礎,亟需抓住新一輪的科技革命和產業革命的重要機遇,加快戰略部署和專項行動計劃實施,推動技術和應用創新,釋放物聯網潛力,深化物聯網應用,推動物聯網的健康可持續發展。
1、發揮市場主導作用,形成物聯網自循環的內生發展動力
充分激發市場活力,依托科技創新體制改革,建立以企業為主體、市場為導向、產學研用相結合的創新體系,增強物聯網發展的內生動力。優化國家資金配置,發揮企業作為創新主體和市場主體的作用,鼓勵企業加大技術研發力度,加強產業鏈上下游的多方協作,推動商業模式和服務模式等方面的創新,形成互利共贏的局面。
在行業應用領域,進一步挖掘市場需求,探索商業模式。推動物聯網在各個行業的滲透,深化在工業、農業和服務業的應用,充分發揮物聯網在推動傳統行業轉型升級的重要作用,帶動形成物聯網產業的規模發展。
在個人應用領域,推動形成物聯網自循環發展。以面向公眾的應用為突破口,通過規模發展帶來突破性效應。對于感知節點采集上來的大量物的信息,借助與移動互聯網的融合,通過應用創新為個人提供特色服務,以此突破規?;款i,推動物聯網自身的持續性發展。
2、堅持應用先行,實現物聯網的層次化、有序化推進
充分按照“需求牽引,應用先導,確保安全”的原則,面向重點行業和重點民生領域,選擇工業、農業、節能環保、商貿流通、交通能源、公共安全、社會事業、城市管理、安全生產、國防建設等重點領域,深化物聯網應用。
結合技術和產業化的水平,堅持層次化推進。優先在技術產業相對成熟、發展潛力大的領域開展應用推廣工作,以規模化的物聯網應用市場帶動技術、標準、產業、政策等進一步完善。在技術和產業化尚未成熟的領域,在確保自主創新技術突破和產品滿足應用需求的前提下,循序漸進發展。在技術相對穩定而產業化能力不足的領域,應首先提升生產能力,擴大產品產量,改善產品的工藝、質量,以適應應用規?;茝V的高標準和低成本要求。
3、強化創新驅動,優化物聯網發展的配套環境
堅持創新驅動,提高創新層次。開展核心技術和關鍵產品的基礎性研發,推動自主創新技術產品的研制,在物聯網重大基礎設施、重要業務系統加強安全自主可控軟硬件的應用。加強融合創新,創新服務模式和商業模式,培育新型業態。
堅持物聯網發展的自主可控,加強防護管理,建立健全監督、檢查和安全評估機制,有效保障物聯網信息采集、傳輸、處理、應用等各環節的安全可控。
積極探索物聯網產業鏈上下游協作共贏的新型商業模式,推動物聯網公共服務平臺建設,推動標準體系建設,加強信息系統間的資源共享和業務協同,強化數據處理和綜合應用,推動物聯網持續健康發展。
六、結論
物聯網本身并不是全新的技術,而是在原有基礎上的提升、匯總和融合。物聯網作為一種融合發展的技術,其產業在自身發展的同時,同樣會帶來龐大的產業集群效應。據保守估計,傳感技術在智能交通、公共安全、重要區域防入侵、環保、電力安全、平安家居、健康監測等諸多領域的市場規模均超過百億甚至千億。據預測,到2020年,物物互聯業務與現有人人互聯業務之比將達到30:1,物聯網產業將有可能成為下一個萬億級的產業。美國《福布斯》雜志評論未來的物聯網將比現有的Internet大得多,市場前景將遠遠超過計算機、互聯網、移動通信等市場。
總體而言,全球物聯網發展還處于初級階段,但已具備較好的基礎。未來幾年,全球物聯網市場規模將出現快速增長,2010年全球物聯網產業規模超過1000億美元,據估計,2013年將超過1700億美元,年增長率接近30%。其中,微加速度計、壓力傳感器、微鏡、氣體傳感器、微陀螺等器件也已在汽車、手機、電子游戲、生物醫療、傳感網絡等消費領域得到廣泛應用,大量成熟技術和產品的誕生為物聯網大規模應用奠定了基礎。
隨著發達國家和地區紛紛出臺物聯網相關政策進行戰略布局,希望在新一輪信息產業發展中搶占先機,全球物聯網產業將呈現快速增長的態勢,這樣的增長態勢持續下去,未來10年全球的物聯網無疑都將實現數量和質量的飛躍,實現大規模普及和商用,走進普通人家。