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拥抱万物互联时代,助力智能制造转型

2017-12-27
类别:业界动态
eye 363
文章创建人 拍明

  工业,一直是一个国家经济发展的重中之重。放眼全球,德国工业4.0如火如荼,美国正式启动“再工业化”,中国也推出了“中国制造2025”、“智能制造”、“互联网+”等战略规划,“中国智造”成为未来制造企业的发展方向。而工业物联网正是实现“中国智造”的基础。同时,在工业物联网领域,也存在这一些突出问题:例如核心技术和高端产品与国外差距较大,高端综合集成服务能力不强,信息安全存在隐患,政策法规体系还不健全等,亟待解决。

  在此形势下,政府如何支持工业物联网产业发展?选择哪些突破点?赛迪顾问通过对产业深入的研究,为政府、企业、投资者等剖析现状,明确未来方向,提供发展建议。

  一、工业物联网强调万物互联,是物联网在工业领域具体应用

  工业物联网是一种:数字时代先进生产模式,通过将感知技术、通信技术、传输技术、数据处理技术、控制技术,运用到生产、配料、仓储等所有阶段,实现生产及控制的数字化、智能化、网络化,提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。同时,通过云服务平台,面向工业客户,融合云计算、大数据能力,助力传统工业企业转型。

  二、政策应用双擎推动,产业规模快速增长

  2016年我国工业物联网规模达到1896亿元,在整体物联网产业中的占比约为18%。预计在政策推动以及应用需求带动下,到2020年,工业物联网在整体物联网产业中的占比将达到25%,规模将突破4500亿元。

中国工业物联网产业规模及增长

  图 1 中国工业物联网产业规模及增长

  三、工业物联潜力巨大,市场份额位居第一

  在2016年细分应用领域中,占据物联网市场的19.8%,位居所有行业第一位。展望未来,工业物联网也是物联网应用推广最主要的动力。

2016年中国工业物联网产业结构

  图 2 2016年中国工业物联网产业结构

  四、工业物联网产业存在的突出问题

  第一是基础支持力量薄弱,共性技术开发滞后。长期以来,我国的工业基础相对较为薄弱。现阶段,我国在传感器关键技术、计算机系统设计技术、通信网络技术等物联网共性技术方面滞后于欧美日等发达国家,无法为我国的工业转型提供强有力的支撑。

  第二是人才不足制约发展,资金支持需要提升。工业物联网具有应用案例与场景多样化、数据多结构化的特点,需要企业员工利用大数据融合实时与各种非结构化数据共同进行预测性和规范性分析,现有工业企业所拥有的人才并不具备相关分析和解决问题的能力。尽管国内大学正在努力培养数据科学人才,但是数量毕竟有限,无法满足未来工业物联网的快速发展。此外,我国工业物联网的发展处于起步阶段,在技术研发、企业培育、产品推广等方面需要大量的资金支持。

  第三是产业尚处起步阶段,安全问题有待解决。随着工业物联网的推广,数以亿计的设备将产生海量的数据,与此同时,数据暴露的可能性也将持续增大,将威胁工业系统的生产和应用过程。数据所有权和安全性问题仍是设备制造商和用户讨论的焦点,也是未来工业物联网推广应用急需解决的问题。

  第四是企业发展面临不均,中小企业较难复制。对一些中小型工业企业来说,传统的系统集成、定制开发的理念无法应用到中小型企业中,工业物联网建设成本过高,使得大企业的成功模式无法在小企业复制,导致我国工业物联网应用呈现出两极分化的状态。对此,可通过设备租用、建设基于物联网的公用云平台等商业模式创新赋能中小型企业,解决工业物联网应用不均衡的问题。

  五、工业物联网产业发展趋势

  技术趋势:由云端数据处理向边缘倾斜。工业物联网是一个多元化整合、不同元素之间相互探索的平台,能够将生产现场的各种传感器、变送器、执行器、控制器、数控机床等生产设备连接起来。随着工业物联网的发展,连入工业物联网的智能设备将日趋多元化,网络互连所产生的海量数据能够输送到全球任何一个地方。此外,随着数据量的增大,倾向于在数据源头处理数据的边缘计算不需要将数据传输到云端,更加适合数据的实时和智能化处理,因此更加安全、快捷、易于管理,在可预见的未来将得到更加有效的利用。

  模式趋势:由产业个体向生态系统转型。工业物联网是集合了硬件制造商、系统集成商、软件提供商、解决方案搭建商的产业生态系统。随着产业的发展,工业物联网领域的公司将由单一的产业个体向价值链的参与者转变,公司将建立并发展紧密的战略合作关系,成为工业物联网解决方案供应商的生态系统的一分子。在此生态系统中,公司能够根据客户需求、竞争环境灵活响应,利用互相连接的产品和客户,通过合作,使整个价值链的所有参与者都从中受益。

  应用趋势:由设备资产向产品客户转移。工业物联网不仅能够实现设备的互联,还能够通过优化产品类型、维护客户关系为企业服务。然而,目前工业企业所获得的产品和客户的信息量远少于资产和设备的信息量,因此未来工业企业为了开发更具吸引力的产品或提升现有客户关系,企业需要大量产品和客户的相关信息支持。在效率提升和业务成长的双重诉求驱动下,未来企业工业物联网应用的关注度将由设备和资产转向产品和客户。

  六、工业物联网产业发展对策建议

  聚焦共性问题,突破核心环节。建议政府把握国际物联网的发展方向,研发出物联网产业发展的核心技术,不断引进或者借鉴国际上物联网的先进技术,并根据我国物联网发展的实际需要,对技术进行再创新。要重视关键技术的研发,例如传感器识别技术、传感器网络技术、感知节点及终端服务、RFID技术、业务支撑及智能处理技术等,通过对共性技术的研究从而建立起具有自主知识产权的物联网的相关的技术,以不断提高我国物联网产业在国际上的竞争力。

  加大投入力度,重视金融支撑。建议政府加大政府政策的扶持力度,在相关的政策上和法律上给予一定的支持和保障。在政策方面要明确物联网产业发展的方向,制定出相关的发展规划和措施,进一步健全物联网发展相关的政策支持,建立物联网企业技术中心和交流平台,提供资金扶持和研发成本。在资金支持方面,引导社会资金支持工业物联领域创业创新,推动各类金融机构与工业物联企业进行对接和合作,搭建产业新型融资平台,不断加大对创业创新企业的融资支持,促进创新成果产业化。

  加强安全保障,完善标准体系。建议政府制定“信息数据安全保障管理条例”,依靠地方信息安全保障局,从源头、过程、硬件、软件等各个环节做好信息数据的安全保障,除了防范信息数据的造假、篡改、毁坏、流失、泄密,还应搞好分散、保密、多元多级的数据备份、应急预案、软件防黑,以及重要部门、关键环节的信息安全飞行督察和信息安全员的直辖派驻。加快建设技术标准试验验证环境,完善标准化信息服务。加强关键共性技术标准制定,制定工业物联网标识与解析、网络与信息安全、参考模型与评估测试等基础共性标准。推动行业应用标准研制,持续推进工业应用领域的标准化工作。

  重视人才培养,引进高端人才。发展物联网技术,必须重视复合型人才的培养,以支持工业物联网技术研究与应用的可持续发展。在工业物联网行业要广泛引进和吸收优秀人才,才能提高物联网的竞争力和发展。物联网相关企业要加大对技术人才的培训;政府部门要不断提高扶持力度,积极倡导各科研机构、院校、企业培养和引进优秀人才;要最大限度地发挥市场在人力资源配置中的基础性作用;鼓励一些相关单位和科研院校、机构与国际上的先进物联网专业领域多交流、沟通,不断为物联网的技术提供保障。

  七、2017中国工业物联网投资价值50强

  根据对全国主要工业物联网企业进行分析和评分,赛迪顾问最终形成“2017中国工业物联网投资价值五十强”。榜单如下:

  表 22017中国工业物联网投资价值五十强—设备制造商

22017中国工业物联网投资价值五十强—设备制造商

  表 32017中国工业物联网投资价值五十强—平台提供商

32017中国工业物联网投资价值五十强—平台提供商

  表 42017中国工业物联网投资价值五十强—系统集成商

42017中国工业物联网投资价值五十强—系统集成商

  电子产品世界:您对哪类IoT应用感兴趣?依您看,其发展趋势如何?

  张宇博士:在谈第一个问题之前我先把IoT的范围澄清一下。对于IoT理解可能不同公司的理解不一样,在英特尔是对所有物联网的应用分成两大类,一类是针对消费类的物联网,除了消费类的物联网其他的都统称为工业物联网,就叫英特尔IoT我看到这个问题当时的理解,现在在物联网事业部做的主要行业其实都属于IoT的范畴,包括我们做的工业、零售、安防、交通等等都属于IoT。回到这个问题本身,我可以举一个例子,我个人看到的比较多的就是在安防领域,是跟视频相关的安防领域。从它的行业发展趋势来看,如果我们看以前会看到整个变化趋势是从模拟向数字的转移,从最早的模拟摄像头开始变成ID Camera,现在的数字摄像头。在这之后又从清晰度逐渐向高清转换,从720P,到现在主流1080P,到现在开始慢慢出现4K等,清晰度是在逐步的提高。

  如果往今后来看,在这个行业很重要的一个趋势就是智能化,也可以说人工智能技术在这个领域里应用会越来越广泛。第一个原因,视频、监控或者跟视频相关的应用所产生的数据量比例确实很大,在整个物联网的数据里超过50%以上的数据都是跟视频相关的非结构化的数据。这些数据对它的处理是业界的一个挑战,以前大家很可能都是用眼睛肉眼去看,所采集到的视频从里面发现异常的东西,但效率很低。

英特尔中国区物联网事业部首席技术官

  英特尔中国区物联网事业部首席技术官

  我们现在看到越来越多的公司开始把智能化的方法、算法、技术用到这个领域里,其中人工智能就是非常重要的一个技术,现在已经开始在这个领域得到尝试或进行部署。如果让我看今后的发展趋势,人工智能技术会大大帮助视频分析,能够从中更准确、更迅速的提取人们所感兴趣的信息。这个判断实际上跟我们对整个物联网的趋势判断是一致的,因为我们认为物联网的行业不管是什么样的行业,它总的发展趋势都会沿着互联、智能、自治这三个阶段走,在自治阶段体现的就是各种人工智能的技术来使整个系统更加智能,能更加好的自主化的进行管理。现在看到整个安防行业实际上就是按照这样的趋势在进行发展演进的。

  其实在其他行业我们也看到类似的,比如无人驾驶,现在无人驾驶的趋势也是非常明显的,目前我们用到的很多车辆实际上是有一些智能化的属性在里面,比如我们做车道偏移的时候,现在很多车上已经有能自动检测车道偏移的传感器,在发生并线或者在你的身后有快速车辆驶过的时候能够事先给你产生一些警告,这都是我们在智能化方面已经有很多的功能可以采用。我们也看到很多公司现在正在做无人驾驶方面的开发工作,包括国外的特斯拉、国内的百度,还有最近投的一家公司叫地平线机器人,实际上都在做车辆无人驾驶方面的前瞻性、开创性的工作。这个过程中我们想着物联网的趋势也是吻合的,从互联到智能到自治。这是另外一个行业的例子。

  电子产品世界:请您分析一下,相应嵌入式系统(MCU、处理器、软件工具等)的特点是什么?

  张宇博士:这是一个很广的话题。其实从我个人来说,MCU我也用过,我当时还在上大学的时候,95年本科最后一年的时候就开始接触到了单片机,因为MCU最早其实就是单片机,那个时候的单片机也是出的,就是51系列的单片机。MCU当时提出,当然从它的名字就看出来是一个Microcontroller,它的目的是针对某些特定的领域给它提供最简洁最高效的解决方案。MCU一般不强调高计算能力,它一般强调我这个算力,我系统所提供的资源能够在某些特定工业场景里够用就可以了,不特别强调一定能有多高的计算能力,每秒钟能处理多少数据,它并不强调这一点。所以我们看MCU从它出现以后,它有几个特点,集中度是比较高的,它把跟计算、存储、通讯相关的模块都统一在同一个芯片里。包括跑程序所用到的存储器,有些存储单位,就是你所写的程序很多也是驻留在这个芯片里的。这样带来的好处是集中度比较好,能带来比较高的可靠性,另外能够降低整个系统的成本,因为整个系统不需要增加太多外围的器件,所以整个成本会比较低。

  从开发来说,MCU有几种类型,最早是通过底层的开发语言进行开发的,很多都是可以直接拿汇编来进行编程,这样可以更直接调用系统资源,效率更高,很多开发者是习惯使用这种方式的。再有,MCU也是在逐渐发展的,有了更强的计算能力。从开发来说也出现了很多图形化的开发工具,来帮助开发者更方便的在系统上做这样开发的工作。这是我们看到的它的一些变化。但从我对MCU的理解来说,它的本质和设计初衷是没有变的,还是针对像工业类的特定应用场景提供最适合它、资源最简洁、最高效的硬件处理方案,它是以满足实际问题需要出发来设计芯片的。这跟我们现在英特尔IA-x86系列的处理器就不太一样,因为现在的处理器首先是针对通用的用户所遇到的问题,提供一个通用的解决方案,而这个解决方案往往是根据用户使用的要求,他处理的应用有简单有复杂的,往往很多复杂的应用在现在用户所使用的应用里占绝大多数,所以我们比较强调x86处理器的性能。所以可以看到主频也好、核数也好以及整个发展的技术能力也好,现在x86处理器远远高于MCU的处理器,所以是两种完全不同类型的芯片,针对的是完全两种不同的领域。

  另外,在x86上的开发,从它所支持的软件以及它所支持的一些开发工具都是比较丰富的,软件可以看到Linux、Windows等等各种不同的操作系统,从开发工具来说也有各种图形化的开发工具帮助开发者进行开发和调优工作,可以很方便的选取工具帮助你找到你软件过程运行中可能会遇到的瓶颈,这些问题能够帮助开发者尽快的将问题进行解决。这是现在我们通用处理器的一个特点一个好处。再有,我们也看到现在通用处理器的发展也在往向异构方向不断进行迁移,所以现在像RA的处理器里也看到,除了传统的RA的Core以外,CPU的Core以外,现在也有了像GUP等等硬件加速单元来帮助现在的处理器,能更方便更高效处理视频这些比较通用的应用所要求的数据。所以整个处理器发展来说仍然秉持着这样一种高效,以及对复杂应用通用应用的处理思路来进行的。

  电子产品世界:英特尔在工业物联网领域的优势有哪些?

  张宇博士:英特尔虽然是一个芯片公司,但是我们现在给业界所提供的跟物联网相关的不仅仅有我们的芯片,实际上是端到端的闭环的解决方案。因为我们看到在物联网里都是端到端的系统,里面会涉及到前端的数据采集、数据的汇聚,还涉及到网络以及网络后面的数据中心对于系统的支撑,是端到端的系统。英特尔现在给工业物联网所提供的解决方案里实际上涵盖了整个端到端系统的各个方面,在前端我们提供我们的芯片,比如我们的通用处理器可以做工业类的网关的产品,以及在工业里面构造边缘的计算的节点,因为现在边缘计算是业界的一个热点,所以我们在边缘计算节点上可以提供相应的硬件进行支撑。同时我们也可以提供很多软件的东西,比如在Data部分能够提供像风河的操作系统来满足工业高实时性、高可靠性的要求。我们除了计算以外,其实在物联网方面还需要存储、通讯,所以英特尔为物联网方面还提供存储的SSD解决方案以及一些通讯的模组,比如我们的4G等等模组。在后端我们提供像至强这样的服务器来提供后端数据处理。包括在网络部分,中间也有很多电信的网络,实际上也是基于英特尔的处理器进行构建的。所以英特尔在整个物联网方面提供端到端的系统,包括从硬件到软件各个方面的解决方案。

  电子产品世界:工业物联网的端到端,我们在AB上,包括Linux他会说我们是唯一的一个提供端到端,但是其实没有唯一不唯一的说法。

  张宇博士:就我们看,目前能够提供芯片的公司并不多。应该说英特尔是为数不多的几家能够提供端到端完整方案的,如果把存储都加进去的话,英特尔的确就是唯一的一家。


责任编辑:Davia

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