新工業(yè)時(shí)代下中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

李龍

摘要：2075年國務(wù)院發(fā)布了《中國制造2025》來指引我國的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展。本文介紹了我國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景、發(fā)展現(xiàn)狀、生態(tài)鏈、存在問題和未來趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)；中國制造2025；智能制造；智能工廠

DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2016.2.002

1工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展背景

全球已經(jīng)開始進(jìn)入第四次工業(yè)革命.現(xiàn)在.我們處于后工業(yè)化狀態(tài)，其特征是產(chǎn)能過剩，創(chuàng)新和成本壓力逐漸加大。在這種形式下，我們開始展望新的工業(yè)生產(chǎn)模式來解決現(xiàn)在出現(xiàn)的問題，于是催生了工業(yè)4.0。

工業(yè)4.0如今已經(jīng)成為了工業(yè)生產(chǎn)模式全方位升級(jí)的方向，我們現(xiàn)在正在開始進(jìn)入新工業(yè)時(shí)代。那么新工業(yè)時(shí)代如何定義？我個(gè)人認(rèn)為新工業(yè)時(shí)代有四大特征：一個(gè)跨界、兩大生產(chǎn)力、三種資源和四大平臺(tái)。

一個(gè)跨界：“跨界”已成為當(dāng)前商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中的“新常態(tài)”，新工業(yè)時(shí)代就是通過利用互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)跨界融合，改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式；兩大生產(chǎn)力：包括工業(yè)生產(chǎn)力和信息生產(chǎn)力。其中信息生產(chǎn)力是指創(chuàng)造、采集、處理、使用信息并獲得信息資料的水平和力量。信息憑借著其高滲透力、可接連性等特點(diǎn)，已經(jīng)成為了生產(chǎn)力當(dāng)中的一個(gè)核心競(jìng)爭(zhēng)要素，具有極其重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，逐漸從生產(chǎn)力諸多因素中分離出來，并獨(dú)立存在；三種資源：包括新材料、信息資源和新能源。對(duì)這三種資源的有效利用已經(jīng)成為全面支撐工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要因素；四大平臺(tái)：分別是大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)。這四種特征描繪了我們現(xiàn)在正在進(jìn)入的新工業(yè)時(shí)代。

在當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)中，制造業(yè)已經(jīng)成為競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，而“智能制造”則成為新工業(yè)時(shí)代下制造業(yè)發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。智能制造是工廠與工廠內(nèi)外的事物和服務(wù)通過通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)聯(lián)系起來，創(chuàng)造出的一種新的生產(chǎn)運(yùn)營模式。智能制造將客戶的個(gè)性化需求、供應(yīng)商與制造商之間的信息互通、售后與物流的即時(shí)響應(yīng)和智能工廠等各環(huán)節(jié)并聯(lián)在一起，打破了傳統(tǒng)的制造流程，并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化重組。羅蘭貝格大中華區(qū)總裁吳琪說：“工業(yè)4.0時(shí)代是定制商品時(shí)代，智能工廠依托互聯(lián)網(wǎng)，在同一條流水線上，生產(chǎn)千萬種消費(fèi)者定制的產(chǎn)品。”可見在智能制造之中的一大重點(diǎn)即是智能工廠。智能工廠，簡(jiǎn)單來說，絕不僅僅是生產(chǎn)的自動(dòng)化，而是同時(shí)要將生產(chǎn)過程中、經(jīng)營管理過程中以及工廠外部所采集、產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集成起來，實(shí)現(xiàn)包括生產(chǎn)運(yùn)營、采購倉儲(chǔ)和物流銷售等全環(huán)節(jié)的信息交互，達(dá)到機(jī)器與機(jī)器之間、機(jī)器與人之間協(xié)調(diào)合作的目的。

智能制造帶來了三點(diǎn)改變：一是生產(chǎn)方式向智能化和網(wǎng)絡(luò)化改變；二是使企業(yè)組織開始向扁平化和虛擬化方向發(fā)展；三是產(chǎn)品模式向定制化、服務(wù)化方向發(fā)展。

2 中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，中國的經(jīng)濟(jì)已經(jīng)開始步入中高速增長(zhǎng)的新常態(tài)，中國的制造業(yè)處于大而不強(qiáng)的舊格局。在此背景下，國務(wù)院于2015年5月發(fā)布了《中國制造2025》來指引我國的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已經(jīng)初步具備了一定的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用基礎(chǔ)，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。據(jù)工信部數(shù)據(jù)顯示，2014年我國整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的銷售收入達(dá)到6000億元以上。近幾年我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了30%以上，充分體現(xiàn)了其強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。賽迪顧問預(yù)測(cè)，到2020年，我國物聯(lián)網(wǎng)的整體規(guī)模有望突破18000億元（如圖1）。

隨著整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境的成熟，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求開始逐漸強(qiáng)烈，比如：生產(chǎn)、倉儲(chǔ)、物流的高效需求；實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)的監(jiān)控需求；更加準(zhǔn)確的生產(chǎn)跟蹤需求；智能預(yù)測(cè)和預(yù)警需求等，我國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也由過去的政府主導(dǎo)逐漸向應(yīng)用需求轉(zhuǎn)變。2014年我國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模達(dá)到1157.3億元（如圖2），在整體物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的占比約為18%。賽迪顧問預(yù)測(cè)，在政策推動(dòng)以及需求帶動(dòng)下，到2020年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在整體物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的占比將達(dá)到25%，規(guī)模將突破4500億元。

圖3是賽迪顧問半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)研究中心研究得出的一張關(guān)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)鏈圖，主要包括幾個(gè)部分：感知層，傳輸層，硬件設(shè)備，平臺(tái)層和云平臺(tái)。

感知層主要是由各種傳感器組成的感知單元，用來采集數(shù)據(jù)；硬件設(shè)備主要是由工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)床、3D打印設(shè)備等組成的執(zhí)行單元，即是生產(chǎn)工廠里具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)的硬件設(shè)備；平臺(tái)層是由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)組成的控制單元，用來發(fā)出指令.軟件系統(tǒng)有企業(yè)管理軟件、生產(chǎn)管理軟件等。硬件系統(tǒng)有測(cè)量分析系統(tǒng)、運(yùn)行管理系統(tǒng)等由具體硬件組成的系統(tǒng)；云平臺(tái)包括公有云，私有云和混合云，配合的云計(jì)算和大數(shù)據(jù)，用來處理分析感知單元采集到的各種數(shù)據(jù)。云平臺(tái)和平臺(tái)層相輔相成，密不可分；傳輸層負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)。

就我國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，其實(shí)“中國制造2025”跟德國的“工業(yè)4.0”還不一樣.德國“工業(yè)4.0”是基于其技術(shù)條件、創(chuàng)新研發(fā)以及企業(yè)自動(dòng)化程度都非常高的水平上，所制定的智能化網(wǎng)絡(luò)化的工業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)模式。而我國企業(yè)目前多處于工業(yè)2.0與3.0的邊緣，成本控制、生產(chǎn)效率和流程管理等方面水平較低，需要提升的空間還很大。我國企業(yè)發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國家相比有很大差距，我們既要解決最基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)制造能力問題，又要解決智能化的問題。我國的絕大多數(shù)企業(yè)還需要從一些基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)開始做起。

目前，我國企業(yè)主要面臨生產(chǎn)成本上升、研發(fā)投入不足和生產(chǎn)組織方式較為傳統(tǒng)三個(gè)問題。

生產(chǎn)成本上升：2014年全國勞動(dòng)力成本是十年前的2.7倍，再加上生產(chǎn)資料價(jià)格上漲、高能耗成本和高物流成本的影響，我國制造業(yè)低成本優(yōu)勢(shì)逐步喪失。高端制造業(yè)向發(fā)達(dá)國家回流，低端制造業(yè)向東南亞和印度等地區(qū)轉(zhuǎn)移，本土企業(yè)面臨倒閉風(fēng)險(xiǎn)。

研發(fā)投入不足：我國大中型工業(yè)企業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入占比不足1%，而在發(fā)達(dá)國家，像美國、日本、德國等普遍在2%以上。研發(fā)投入不足造成產(chǎn)品同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)而引發(fā)價(jià)格戰(zhàn)，最終導(dǎo)致產(chǎn)能過剩。

生產(chǎn)組織方式較為傳統(tǒng)：大規(guī)模生產(chǎn)無法滿足個(gè)性化和服務(wù)化的需求，傳統(tǒng)組織模式也無法適應(yīng)復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)鏈變化。

那么怎么具體實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0呢？就我國的制造企業(yè)而言，首先要通過生產(chǎn)線的改造和IT設(shè)備的升級(jí)改造來使企業(yè)自身互聯(lián)網(wǎng)化。其中第一步，就是實(shí)現(xiàn)硬件智能化。硬件智能化對(duì)制造企業(yè)來說極為重要，因?yàn)樯a(chǎn)和業(yè)務(wù)流程的智能化，也就是我們常說的企業(yè)的自動(dòng)化程度，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)自身互聯(lián)網(wǎng)化的前提，需要通過生產(chǎn)線改造來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的智能化，通過IT設(shè)備升級(jí)改造來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的智能化。這也是我國制造業(yè)下一步發(fā)展的首要目標(biāo)之一。

3中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)

關(guān)于中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，賽迪顧問認(rèn)為有以下幾點(diǎn)：

硬件智能化改造是我國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)下一步發(fā)展的核心。就硬件系統(tǒng)這一單一的產(chǎn)業(yè)鏈來講，硬件系統(tǒng)的智能化改造會(huì)為下游硬件市場(chǎng)創(chuàng)造大量需求，同時(shí)下游市場(chǎng)需求增大也將帶動(dòng)上游芯片市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展。

服務(wù)需求提升成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)發(fā)展的重要推手。我國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)逐漸向應(yīng)用需求轉(zhuǎn)變，包括客戶個(gè)性化需求、靈活動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)流程需求、設(shè)備產(chǎn)出率和效率需求等等。

信息無論作為要素還是產(chǎn)品，其生產(chǎn)力的價(jià)值體現(xiàn)都將使其逐漸取代工業(yè)生產(chǎn)力的主導(dǎo)地位。信息作為工具，可以促使信息化和工業(yè)化深度融合，幫助我國實(shí)現(xiàn)從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的初級(jí)階段逐漸向高級(jí)階段過渡。因此，信息化技術(shù)的深度發(fā)展將成為我國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。

如今，全球產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入大生態(tài)時(shí)代，各個(gè)行業(yè)之間的融合成為大趨勢(shì)，制造業(yè)也不例外。大融合、全開放、強(qiáng)關(guān)聯(lián)、多方向是這個(gè)時(shí)代的主要特點(diǎn)。未來，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)模式將從個(gè)體競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)向生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)必須以開放的心態(tài)，積極參與到生態(tài)體系的建設(shè)中，抓住大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)帶來的機(jī)遇，融合創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)合作共贏。