新工業時代下中國工業物聯網發展現狀及趨勢

摘要：2015年國務院發布了《中國制造2025》來指引我國的經濟轉型發展。本文介紹了我國工業物聯網的發展背景、發展現狀、生態鏈、存在問題和未來趨勢。

1 工業物聯網發展背景

　　全球已經開始進入第四次工業革命。現在，我們處于后工業化狀態，其特征是產能過剩，創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生產模式來解決現在出現的問題，于是催生了工業4.0。

　　工業4.0如今已經成為了工業生產模式全方位升級的方向，我們現在正在開始進入新工業時代。那么新工業時代如何定義?我個人認為新工業時代有四大特征：一個跨界、兩大生產力、三種資源和四大平臺。

　　一個跨界：“跨界”已成為當前商業競爭中的“新常態”，新工業時代就是通過利用互聯網、移動互聯網來實現跨界融合，改造傳統產業的發展模式;兩大生產力：包括工業生產力和信息生產力。其中信息生產力是指創造、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，已經成為了生產力當中的一個核心競爭要素，具有極其重要的經濟價值，逐漸從生產力諸多因素中分離出來，并獨立存在;三種資源：包括新材料、信息資源和新能源。對這三種資源的有效利用已經成為全面支撐工業轉型升級的重要因素;四大平臺：分別是大數據、云計算、互聯網、物聯網。這四種特征描繪了我們現在正在進入的新工業時代。

　　在當今的經濟發展當中，制造業已經成為競爭的焦點，而“智能制造”則成為新工業時代下制造業發展的競爭焦點。智能制造是工廠與工廠內外的事物和服務通過通訊網絡技術聯系起來，創造出的一種新的生產運營模式。智能制造將客戶的個性化需求、供應商與制造商之間的信息互通、售后與物流的即時響應和智能工廠等各環節并聯在一起，打破了傳統的制造流程，并對其進行了優化重組。羅蘭貝格大中華區總裁吳琪說：“工業4.0時代是定制商品時代，智能工廠依托互聯網，在同一條流水線上，生產千萬種消費者定制的產品。”可見在智能制造之中的一大重點即是智能工廠。智能工廠，簡單來說，絕不僅僅是生產的自動化，而是同時要將生產過程中、經營管理過程中以及工廠外部所采集、產生的數據集成起來，實現包括生產運營、采購倉儲和物流銷售等全環節的信息交互，達到機器與機器之間、機器與人之間協調合作的目的。

　　智能制造帶來了三點改變：一是生產方式向智能化和網絡化改變;二是使企業組織開始向扁平化和虛擬化方向發展;三是產品模式向定制化、服務化方向發展。

2 中國工業物聯網發展現狀

　　目前，中國的經濟已經開始步入中高速增長的新常態，中國的制造業處于大而不強的舊格局。在此背景下，國務院于2015年5月發布了《中國制造2025》來指引我國的經濟轉型發展。

　　工業物聯網是物聯網在工業領域的應用。我國物聯網發展已經初步具備了一定的技術、產業和應用基礎，呈現出良好的發展態勢。據工信部數據顯示，2014 年我國整個物聯網的銷售收入達到6000 億元以上。近幾年我國物聯網產業發展的復合增長率達到了30%以上，充分體現了其強勁的發展勢頭。賽迪顧問預測，到2020年，我國物聯網的整體規模有望突破18000億元(如圖1)。

　　隨著整個物聯網生態環境的成熟，工業物聯網的應用需求開始逐漸強烈，比如：生產、倉儲、物流的高效需求;實時生產數據和設備數據的監控需求;更加準確的生產跟蹤需求;智能預測和預警需求等，我國工業物聯網的發展也由過去的政府主導逐漸向應用需求轉變。2014年我國工業物聯網規模達到1157.3億元(如圖2)，在整體物聯網產業中的占比約為18%。賽迪顧問預測，在政策推動以及需求帶動下，到2020年，工業物聯網在整體物聯網產業中的占比將達到25%，規模將突破4500億元。

　　圖3是賽迪顧問半導體產業研究中心研究得出的一張關于工業物聯網的生態鏈圖，主要包括幾個部分：感知層，傳輸層，硬件設備，平臺層和云平臺。

　　感知層主要是由各種傳感器組成的感知單元，用來采集數據;硬件設備主要是由工業機器人、智能機床、3D打印設備等組成的執行單元，即是生產工廠里具體生產環節的硬件設備;平臺層是由軟件系統和硬件系統組成的控制單元，用來發出指令。軟件系統有企業管理軟件、生產管理軟件等。硬件系統有測量分析系統、運行管理系統等由具體硬件組成的系統;云平臺包括公有云，私有云和混合云，配合的云計算和大數據，用來處理分析感知單元采集到的各種數據。云平臺和平臺層相輔相成，密不可分;傳輸層負責傳輸數據。

　　就我國工業物聯網的發展現狀而言，其實“中國制造2025”跟德國的“工業4.0”還不一樣。德國“工業4.0”是基于其技術條件、創新研發以及企業自動化程度都非常高的水平上，所制定的智能化網絡化的工業生產和服務模式。而我國企業目前多處于工業2.0與3.0的邊緣，成本控制、生產效率和流程管理等方面水平較低，需要提升的空間還很大。我國企業發展水平與發達國家相比有很大差距，我們既要解決最基礎的設計制造能力問題，又要解決智能化的問題。我國的絕大多數企業還需要從一些基礎設施的升級開始做起。

　　目前，我國企業主要面臨生產成本上升、研發投入不足和生產組織方式較為傳統三個問題。

　　生產成本上升：2014年全國勞動力成本是十年前的2.7倍，再加上生產資料價格上漲、高能耗成本和高物流成本的影響，我國制造業低成本優勢逐步喪失。高端制造業向發達國家回流，低端制造業向東南亞和印度等地區轉移，本土企業面臨倒閉風險。

　　研發投入不足：我國大中型工業企業研發經費投入占比不足1%，而在發達國家，像美國、日本、德國等普遍在2%以上。研發投入不足造成產品同質化競爭，進而引發價格戰，最終導致產能過剩。

　　生產組織方式較為傳統：大規模生產無法滿足個性化和服務化的需求，傳統組織模式也無法適應復雜的產業鏈變化。

　　那么怎么具體實現工業4.0呢?就我國的制造企業而言，首先要通過生產線的改造和IT設備的升級改造來使企業自身互聯網化。其中第一步，就是實現硬件智能化。硬件智能化對制造企業來說極為重要，因為生產和業務流程的智能化，也就是我們常說的企業的自動化程度，是企業實現自身互聯網化的前提，需要通過生產線改造來實現生產的智能化，通過IT設備升級改造來實現業務流程的智能化。這也是我國制造業下一步發展的首要目標之一。

3 中國工業物聯網發展趨勢

　　關于中國工業物聯網的發展趨勢，賽迪顧問認為有以下幾點：

　　硬件智能化改造是我國工業物聯網下一步發展的核心。就硬件系統這一單一的產業鏈來講，硬件系統的智能化改造會為下游硬件市場創造大量需求，同時下游市場需求增大也將帶動上游芯片市場的蓬勃發展。

　　服務需求提升成為工業物聯網生態發展的重要推手。我國工業物聯網的發展已經逐漸向應用需求轉變，包括客戶個性化需求、靈活動態業務流程需求、設備產出率和效率需求等等。

　　信息無論作為要素還是產品，其生產力的價值體現都將使其逐漸取代工業生產力的主導地位。信息作為工具，可以促使信息化和工業化深度融合，幫助我國實現從工業物聯網的初級階段逐漸向高級階段過渡。因此，信息化技術的深度發展將成為我國工業物聯網發展的一個重要趨勢。

　　如今，全球產業已經步入大生態時代，各個行業之間的融合成為大趨勢，制造業也不例外。大融合、全開放、強關聯、多方向是這個時代的主要特點。未來，市場競爭模式將從個體競爭轉向生態競爭，企業必須以開放的心態，積極參與到生態體系的建設中，抓住大數據、互聯網等信息技術帶來的機遇，融合創新，實現合作共贏。

參考文獻：

　　[1]我國工業無線傳感器網絡產品市場應用及趨勢分析[R/OL].(2015-12).http://www.ccidnet.com/2015/1208/10062779.shtml

　　[2]王鎵垠.中國版“工業4.0”的戰略意義和對策建議.中國投資,2015,2上半月

　　[3]葉鐘靈. 迎接4.0第四次工業革命.電子產品世界,2015,1:3-6

　　[4]王瑩,葉雷.工業4.0為元器件廠商帶來新機遇.電子產品世界,2015,2/3:7-10

　　[5]Rottmann F,Martin H,Yang Y.工業4.0-向工業的未來進發.電子產品世界,2015,2/3:15-17

本文來源于中國科技期刊《電子產品世界》2016年第2期第9頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。