工业时代下大融合 工业物联网现在及未来更替变化

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人们依靠物联网、云计算、大数据技术,给工业、农业、能源、生命科学及整个工业4.0时代带来彻底的变革。毫无疑问,物联网将是互联网发展的下一个风口2015年国务院发布了《中国制造2025》来指引我国的经济转型发展。本文介绍了我国工业物联网的发展背景、发展现状、生态链、存在问题和未来趋势。

1工业物联网发展背景

全球已经开始进入第四次工业**。现在,我们处于后工业化状态,其特征是产能过剩,创新和成本压力逐渐加大。在这种形式下,我们开始展望新的工业生产模式来解决现在出现的问题,于是催生了工业4.0。

工业4.0如今已经成为了工业生产模式全方位升级的方向,我们现在正在开始进入新工业时代。那么新工业时代如何定义?我个人认为新工业时代有四大特征:一个跨界、两大生产力、三种资源和四大平台。

一个跨界:“跨界”已成为当前商业竞争中的“新常态”,新工业时代就是通过利用互联网、移动互联网来实现跨界融合,改造传统产业的发展模式;两大生产力:包括工业生产力和信息生产力。其中信息生产力是指创造、采集、处理、使用信息并获得信息资料的水平和力量。信息凭借着其高渗透力、可接连性等特点,已经成为了生产力当中的一个核心竞争要素,具有极其重要的经济价值,逐渐从生产力诸多因素中分离出来,并独立存在;三种资源:包括新材料、信息资源和新能源。对这三种资源的有效利用已经成为全面支撑工业转型升级的重要因素;四大平台:分别是大数据、云计算、互联网、物联网。这四种特征描绘了我们现在正在进入的新工业时代。

在当今的经济发展当中,制造业已经成为竞争的焦点,而“智能制造”则成为新工业时代下制造业发展的竞争焦点。智能制造是工厂与工厂内外的事物和服务通过通讯网络技术联系起来,创造出的一种新的生产运营模式。智能制造将客户的个性化需求、供应商与制造商之间的信息互通、售后与物流的即时响应和智能工厂等各环节并联在一起,打破了传统的制造流程,并对其进行了优化重组。罗兰贝格大中华区总裁吴琪说:“工业4.0时代是定制商品时代,智能工厂依托互联网,在同一条流水线上,生产千万种消费者定制的产品。”可见在智能制造之中的一大重点即是智能工厂。智能工厂,简单来说,绝不仅仅是生产的自动化,而是同时要将生产过程中、经营管理过程中以及工厂外部所采集、产生的数据集成起来,实现包括生产运营、采购仓储和物流销售等全环节的信息交互,达到机器与机器之间、机器与人之间协调合作的目的。

智能制造带来了三点改变:一是生产方式向智能化和网络化改变;二是使企业组织开始向扁平化和虚拟化方向发展;三是产品模式向定制化、服务化方向发展。

2中国工业物联网发展现状

目前,中国的经济已经开始步入中高速增长的新常态,中国的制造业处于大而不强的旧格局。在此背景下,国务院于2015年5月发布了《中国制造2025》来指引我国的经济转型发展。

工业物联网是物联网在工业领域的应用。我国物联网发展已经初步具备了一定的技术、产业和应用基础,呈现出良好的发展态势。据工信部数据显示,2014年我国整个物联网的销售收入达到6000亿元以上。近几年我国物联网产业发展的复合增长率达到了30%以上,充分体现了其强劲的发展势头。赛迪顾问预测,到2020年,我国物联网的整体规模有望突破18000亿元(如图1)。

随着整个物联网生态环境的成熟,工业物联网的应用需求开始逐渐强烈,比如:生产、仓储、物流的高效需求;实时生产数据和设备数据的监控需求;更加准确的生产跟踪需求;智能预测和预警需求等,我国工业物联网的发展也由过去的政府主导逐渐向应用需求转变。2014年我国工业物联网规模达到1157.3亿元(如图2),在整体物联网产业中的占比约为18%。赛迪顾问预测,在政策推动以及需求带动下,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。

图3是赛迪顾问半导体产业研究中心研究得出的一张关于工业物联网的生态链图,主要包括几个部分:感知层,传输层,硬件设备,平台层和云平台。

感知层主要是由各种传感器组成的感知单元,用来采集数据;硬件设备主要是由工业机器人、智能机床、3D打印设备等组成的执行单元,即是生产工厂里具体生产环节的硬件设备;平台层是由软件系统和硬件系统组成的控制单元,用来发出指令。软件系统有企业管理软件、生产管理软件等。硬件系统有测量分析系统、运行管理系统等由具体硬件组成的系统;云平台包括公有云,私有云和混合云,配合的云计算和大数据,用来处理分析感知单元采集到的各种数据。云平台和平台层相辅相成,密不可分;传输层负责传输数据。

就我国工业物联网的发展现状而言,其实“中国制造2025”跟德国的“工业4.0”还不一样。德国“工业4.0”是基于其技术条件、创新研发以及企业自动化程度都非常高的水平上,所制定的智能化网络化的工业生产和服务模式。而我国企业目前多处于工业2.0与3.0的边缘,成本控制、生产效率和流程管理等方面水平较低,需要提升的空间还很大。我国企业发展水平与发达国家相比有很大差距,我们既要解决*基础的设计制造能力问题,又要解决智能化的问题。我国的绝大多数企业还需要从一些基础设施的升级开始做起。

目前,我国企业主要面临生产成本上升、研发投入不足和生产组织方式较为传统三个问题。

生产成本上升:2014年**劳动力成本是十年前的2.7倍,再加上生产资料价格上涨、高能耗成本和高物流成本的影响,我国制造业低成本优势逐步丧失。**制造业向发达国家回流,低端制造业向东南亚和印度等地区转移,本土企业面临倒闭风险。

研发投入不足:我国大中型工业企业研发经费投入占比不足1%,而在发达国家,像美国、日本、德国等普遍在2%以上。研发投入不足造成产品同质化竞争,进而引发价格战,*终导致产能过剩。

生产组织方式较为传统:大规模生产无法满足个性化和服务化的需求,传统组织模式也无法适应复杂的产业链变化。

那么怎么具体实现工业4.0呢?就我国的制造企业而言,首先要通过生产线的改造和IT设备的升级改造来使企业自身互联网化。其中**步,就是实现硬件智能化。硬件智能化对制造企业来说极为重要,因为生产和业务流程的智能化,也就是我们常说的企业的自动化程度,是企业实现自身互联网化的前提,需要通过生产线改造来实现生产的智能化,通过IT设备升级改造来实现业务流程的智能化。这也是我国制造业下一步发展的首要目标之一。

  3中国工业物联网发展趋势

关于中国工业物联网的发展趋势,赛迪顾问认为有以下几点:

硬件智能化改造是我国工业物联网下一步发展的核心。就硬件系统这一单一的产业链来讲,硬件系统的智能化改造会为下游硬件市场创造大量需求,同时下游市场需求增大也将带动上游芯片市场的蓬勃发展。

服务需求提升成为工业物联网生态发展的重要推手。我国工业物联网的发展已经逐渐向应用需求转变,包括客户个性化需求、灵活动态业务流程需求、设备产出率和效率需求等等。

信息无论作为要素还是产品,其生产力的价值体现都将使其逐渐取代工业生产力的主导地位。信息作为工具,可以促使信息化和工业化深度融合,帮助我国实现从工业物联网的初级阶段逐渐向**阶段过渡。因此,信息化技术的深度发展将成为我国工业物联网发展的一个重要趋势。

如今,全球产业已经步入大生态时代,各个行业之间的融合成为大趋势,制造业也不例外。大融合、全开放、强关联、多方向是这个时代的主要特点。未来,市场竞争模式将从个体竞争转向生态竞争,企业必须以开放的心态,积极参与到生态体系的建设中,抓住大数据、互联网等信息技术带来的机遇,融合创新,实现合作共赢。

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