智能家居发展了20多年,至今为止取得了一定的进步,但技术落后、观点陈旧、创新乏力一直是中国传统智能家居企业的整体特征,这些都是我国智能家居一直得不到大规模应用的制约因素。 今天,随着物联网技术的高速发展,无线物联网技术给传统智能家居带来了全新的产业机会,一些全球优秀企业纷纷涉足物联网智能家居行业,在我国,虽然部分企业在无线物联网核心技术上取得了很大突破,但我们也应该清醒地看到大量技术落后的产品充斥市场仍是今天我国智能家居行业的重要特征。很多企业更是借用物联网的春风偷换概念大肆宣扬早已淘汰的产品,甚至大量举办各种所谓智能家居品牌评选评审,让消费者看得眼花缭乱,无所适从。 从严格意义上讲基于物联网技术的智能家居产品技术在全球也只有少数企业掌握,在国内更是缺指可数,为方便普通消费者甄别真伪,鼓励具备技术实力的创新型企业,推动我国智能家居产业的健康发展,我们根据物联网的基本特征提供以下信息供消费者参考判断: 1、物联网智能家居与传统智能家居的区别? 物联网一个基本特征就是无处不在、无所不知。物联网的目标是发展绿色全无线技术,包括感知、通讯等等不仅要求极低功耗,而且要求全无线覆盖、高可靠连接、强安全通讯、大组网规模、会自我修复。具体到家庭应用就是要求安装非常简单,使用非常方便,维护不用操心,扩展随心所欲,能够自己组装,这些都是物联网型智能家居产品的主要特点。 传统的智能家居采用有线的方式,需要专业人员施工、专门公司维护,施工周期长,施工费用高,系统灵活性差、维护维修难、扩展能力低,很多项目建成后用户根本无法更新升级,让消费者苦不堪言,整个有线智能家居发展史甚至成了烂尾现象延续史。 因此,是否采用综合布线成为区别物联网智能家居与传统智能家居的一个重要标准。 2、物联网智能家居的技术判断? 最新出台的国家《物联网“十二五”发展规划》指出“推进传输技春夏秋冬走健康之路看四季养生网健康饮食 养生问题 母婴保健 养生小常识术突破。重点支持适用于物联网的新型近距离无线通信技术和传感器节点的研发,支持自感知、自配置、自修复、自管理的传感网组网和管理技术的研究”,按此标准目前所谓的315M/433M、蓝牙、WiFi等无线技术显然不能适应物联网的发展要求,但另一种无线技术ZigBee的特征则与此标准有很大的融合性,它在自配置、自修复、自管理、低功耗,高安全、抗干扰等方面有着非常独特的优势。 目前我国流行的433M,315M无线产品采用的技术都属于国际淘汰的落后技术,这些技术在安全性,可靠性,抗干扰能力,自修复能力等等方面已经完全不能适应物联网智能家居的发展。至于蓝牙(包括低功耗蓝牙)在安全性方面一直存疑,致使除西方发达国家外的其它国家都不敢大规模采用。WiFi因其便利性广受家庭用户欢迎,作为一种普通的网络接入技术它无可厚非,但作为智能家居无线技术(WiFi包括低功耗WiFi)还存在安全性差、组网规模小、无自修复能力等缺点,尚不能满足智能家居的需求。 当然由于433M/315M射频、蓝牙,WiFi技术简单,产品开发周期短,特别适合山寨化因而受到我国特别是广东、福建等南方一些智能家居企业的追捧,这些伪物联、低质低劣产品经过精心包装设计充斥市场,扰乱了消费者的判断能力,致使整个市场非常混乱,消费者上当受骗的现象普遍,这也成了困扰我国智能家居健康发展的一大难题。 3、物联网智能家居需要解决的问题? 一个真正实用的智能家居需要解决的问题较多,主要涉及安全保护、环境调节、照明管理、健康监测、家电控制、应急服务等。 4、物联网智能家居与云的关系? 一个很有趣的问题:为什么需要云? 云是一种服务,它无时不在,无处不有。随着生活品质的进一步提高,人们的健康监测、食品安全、安保防护等等信息将成为家庭生活中重要并且是不可丢失的数据,这些数据不仅要求及时响应,而且还要求可被随时随地溯源,离开了云这些都将变得非常困难。随着智能家居的不断普及,云将成为不可或缺的基础服务,“云家”也将成为每个人最重要最关注的信息云。 5、手机、平板电脑等移动设备在物联网智能家居中的作用? 现代社会,手机等移动设备已经成为人们日常工作生活中必不可少的随身工具,现在的手机已经不仅是一个简单的通话工具,同时也是支付工具、身份认证工具,它更可以成为家庭智能钥匙,通过手机打开物联无线智能锁不仅更方便,而且更安全。 当然,你若想随时随地掌控家中的一切,手机更是一个理想的工具,无论你在天涯海角,家中的任何风吹草动你都可以一手掌握。 因此可以说,在今天一个离开了手机的智能家居系统就像一个失去联系的家人一样不可想象。 6、常见家庭智能产品是否属于物联网智能家居产品范畴? 我们听惯了所谓智能锁、智能电视、智能热水器、智能空调等等冠以“智能”的家庭用品,从物联网“物物相联”的基本特征来看,这些所谓智能的产品显然不符合智能家居的标准。 以锁为例,用物联网的标准看,锁的所有状态包括开锁、上锁、反锁等等都应该对消费者是透明的,锁一旦被打开,无论何时何地消费者都应该能立即感知到,如果家人忘记锁门,你在千里之外也能感觉到并及时提醒,很显然目前的普通智能锁根本不具备这些功能。 另外目前所谓的智能空调、智能电视等等智能电器在你离家后都不会“智能”关闭,所谓的物联网空调甚至都做不到在你回家前提前自动开启。 所以从物联网智能家居的标准来看,传统的家庭智能产品并不能算是真正意义上的物联网家居产品。 7、标准对于物联网智能家居的意义? 物联网一个基本特征就是物物相连,不遵循统一标准显然是不可能达到这一目标的,标准化是物联网智能家居健康发展的必经之路。但就目前国内的情况来看,和发达国家相比我们的物联网包括智能家居产业应用还处于起步阶段,虽然大家的目标明确、方向一致,但就具体执行层面来看,从行业主管部门到企业再到消费者都还没有特别清晰的判断,在这样一个阶段贸然制定统一甚至强制性的国家标准风险很大,历史经验告诉我们,一个比较稳妥的做法是鼓励不同形式的智能家居充分发展,将标准的选择权交给市场。 8、目前物联网智能家居主要品牌有哪些? 国外比较知名的品牌有Control4、飞利浦、施耐德等,国内比较成功的品牌有物联传感和华为。 9、目前我国物联网智能家居的发展现状及在国际市场中的地位? ZigBee作为一项新兴的近程通信技术,国外公司发展较早,目前已经形成了一些主流品牌。在我国从事Zigbee技术研究的企业并不多,掌握核心技术的企业就更少了,目前能够参与国际竞争的企业除了深圳华为技术有限公司,另一家就是南京物联传感技术有限公司,这两家企业都是全球ZigBee联盟的成员,其中南京物联拥有业界最完整的智能家居产品系列,已经获得众多国内外传统家电巨头的支持,在家庭电器、电工、传感、控制设备的互联互通上具备一定的话语权。 10、物联网智能家居带给传统家电厂商的机遇? 物联网到来的一个基本特征就是对传统家电厂商的重新洗牌,在这个过程中包括电器、电工、照明、传感、控制、安保等厂商都将面临前所未有的历史机遇,一些敏锐并且行动迅速的企业将在未来获得领导地位,另外一些企业将被淘汰出局。 11、智能家居的市场前景及规模? 物联网智能家居涉及智能照明、智能开关、智能电器、智能传感、智能安保、智能健康等等,这些设备数量在一个现代家庭中平均数量达到50-100个,现代家庭中人员构成一般为2-3人也即2-3部手机,从这个意义上看,单单一个物联网智能家居的市场规模就是移动互联网的30倍左右。众所周知,移动互联网的市场远大于互联网,因此,产业界初期对物联网市场规模的预测需要改写,物联网在未来其市场规模将不仅是互联网30倍的关系,而是会大很多。可以想象在这样一个市场将会产生多少伟大的公司。 12、智能家居对于物联网产业的重要意义 物联网说到底是为人类服务的,而人类的家居生活已经形成了几千年并在可预见的未来人类将继续并长时间生活在居所中,仅从这一点来看,一个离开了智能家居的物联网将成为无源之水,无本之木。智能家居是所有物联网应用中的基础应用之一。 物联网智能家居
行业主要企业:大富科技(300134)、梦网集团(002123)、共进股份(603118)、胜宏科技(300476)、润和软件(300339)、立昂技术(300603)
本文核心数据:中国物联网市场规模、中国物联网区域竞争情况
行业概况
1、定义
所谓“物联网”(Internet of
Things,IOT),又称传感网,指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来并形成一个可以实现智能化识别和可管理的网络。
早期的物联网是指依托射频识别技术的物流网络,随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大的变化。现阶段,物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备,通过网络设施实现信息传输、协同和处理,从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网依托多种信息获取技术,包括传感器、射频识别(RFID)、二维码、多媒体采集技术等。物联网的几个关键环节可以归纳为“感知、传输、处理”。
2、产业链剖析:共有四大层面
所谓产业链,是以生产相同或相近产品的企业集合所在产业为单位形成的价值链,是承担着不同的价值创造职能的相互联系的产业围绕核心产业,通过对信息流、物流、资金流的控制,在采购原材料、制成中间产品以及最终产品、通过销售网络把产品送到消费者手中的过程中形成的由供应商、制造商、分销商、零售商、最终用户构成的一个功能链结构模式。
从产业链条来看,物联网的产业链条由上而下可以分为感知层、传输层、平台层和应用层四个层级。
自2018年中美贸易摩擦以来,美国加大了对中国高新技术出口的限制,不断扩大实体清单,影响了中国一些科技主导型企业的发展,这从侧面警示了中国在全球供应链中地位的脆弱性。物联网通过传感器把物理世界与数字世界联系起来,实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。其中传感器作为数据采集的源头,已经成为各种应用能力所需的数据来源所在。目前中国国内也涌现出了一些传感器芯片重点生产企业,如:高德红外、西人马、士兰微、敏芯微电子、博通、全志科技、大唐微电子、复旦微电子等。
行业发展历程:处于市场验证期
物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等 信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与因特网连接起来,进行信息交换
和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网发 展历史悠久,可分为三个阶段:
行业政策背景:政策大力推进
“十三五”以来,国家重视物联网产业建设及物联网成果应用,出台多度政策意见来推动物联网产业发展。在“十三五”以来发布的行业政策中,以推动物联网成果应用为主,利用物联网技术加强信息交换、提高监督管理水平等。
根据最新发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,在“十四五”期间,明确新基建,还要让5G用户普及率提高到56%。并且5次提到关于物联网的规划发展,除了划定数字经济的7大重点产业外,其余4次提到的场合均体现出对物联网发展重点的表述。
十四五规划中划定了7大数字经济重点产业,包括云计算、大数据、物联网、工业互联网、区块链、人工智能、虚拟现实和增强现实,这7大产业也将承担起数字经济核心产业增加值占GDP超过10%目标的重任。
发展现状
1、中国物联网连接数快速增长
全球物联网仍保持高速增长。物联网领域仍具备巨大的发展空间,根据GSMA发布的《The mobile economy
2020(2020年移动经济)》报告显示,2019年全球物联网总连接数达到120亿,预计到2025年,全球物联网总连接数规模将达到246亿,年复合增长率高达13%。我国物联网连接数全球占比高达30%,2019年我国的物联网连接数363亿。而根据2021年9月世界物联网大会上的数据,2020年末,我国物联网的数量已经达到453亿个,预计2025年能够超过80亿个。
2、应用层与平台层价值最高
从产业链价值分布看,应用层和平台层贡献最大的附加值,分别占到35%左右,传输连接层虽然重要,但产值规模较小;底层的感知层元器件由于种类众多,产业价值也较大,占到20%左右。
3、传输层产业结构中传输层占比最高
根据赛迪发布的《2019-2021年中国物联网市场预测与展望数据》,物联网的传输层依旧位居最大份额;随着大规模地方性物联网政策的落实陆续完成,支撑层增长速度放缓;而随着各领域市场需求的释放,平台层、应用层市场增长速度将持续呈上升趋势。
4、中国物联网市场规模突破25万亿
目前,物联网已较为成熟地运用于安防监控、智能交通、智能电网、智能物流等。近几年来,在各地政府的大力推广扶持下,物联网产业逐步壮大。再加之近几年厂商对物联网这一概念的普及,民众对物联网的认知程度不断提高,使得我国物联网市场规模整体呈快速上升的趋势。2019年我国物联网市场规模约在176万亿元左右,2020年根据赛迪公布的数据,我国物联网市场规模约达到214万亿元左右;预计未来三年,中国物联网市场规模仍将保持18%以上的增长速度。中国物联网市场投资前景巨大,发展迅速,在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。
行业竞争格局
1、区域竞争:北京物联网相关项目最多
截至2021年5月底,工信部共公开2批《物联网关键技术与平台创新类、集成创新与融合应用类项目公示名单》,前瞻结合2批的项目名单分析,目前中国物联网关键技术与平台创新类、集成创新与融合应用类项目主要集中在北京、浙江、广东和山东,其项目数分别为39个、24个、22个、20个。
2、企业竞争:以龙头企业间的竞争为主
《2021年中国物联网企业发展指数报告》于2021年10月29日发布,报告从动态角度评估物联网产业链各公司发展状况,围绕企业影响力、资金支持、研发技术能力、发展成效等多维度能力进行分析,剖析中国物联网企业的成就和面临的挑战,并总结中国物联网企业的发展情况及市场参与者竞争实力,试图发掘物联网行业业务实力强、成长性好以及竞争壁垒高的优秀企业群体。根据《2021年中国物联网企业发展指数报告》,2021年我国物联网最具领导力企业名单如下:
物联网行业发展前景及趋势分析
1、产业物联网占比逐渐上升
根据信通院于2020年12月发布的《2020中国物联网白皮书》,2019年中国物联网连接数中产业物联网和消费者市场各占一半,预计到2025年,物联网连接数的大部分增长来自于产业市场,产业物联网的连接数将占到总体的61%。由此来看,未来产业物联网的市场发展潜力大于消费物联网。
2、市场规模不断增大
目前,物联网在全球呈现快速发展趋势,欧、美、日、韩等国均将物联网作为重要战略新兴产业推进,但在繁荣景象背后却仍存在着众多阻碍发展的因素。其中核心标准的缺失,尤其是作为顶层设计的物联网参考架构等基础标准目前仍处于空白,基于争夺物联网产业主导权,各国对国际标准方面的竞争亦日趋白热化。
新冠疫情对于物联网行业来说犹如达摩利斯之剑,一方面疫情导致全球技术供应链出现一定的停滞期,另一方面疫情助推中国物联网的渗透。2020年无人工厂、无人配送、无人零售、远程教学、远程医疗等“无接触经济”的爆发均离不开物联网技术的支撑。综合多方面的情况分析,前瞻认为未来5年中国物联网的发展将保持高速增长,到2026年市场规模超过6万亿元。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。
「1 智能制造推进的难点与问题」
我国制造业面临着异常严峻的挑战:人口红利消失、“未富先老”、企业招工难,人工成本迅速上升;高房价、高地价迫使国内制造业向内地转移,低成本制造业向东南亚国家转移;高赋税以及社保费用的压力也给企业带来高昂的运营成本;原材料价格上涨对下游行业带来巨大的成本压力;环保风暴也给很多企业敲响了警钟;中兴事件则暴露出我国制造业核心技术缺失的尴尬现状;而国际贸易争端更是对出口型企业雪上加霜。
在这种背景下,制造企业如何实现转型升级?推进智能制造成为重要的途径。然而,目前我国制造企业推进智能制造面临着诸多难点与问题:
第一,概念满天飞,技术一大堆。近几年来,从工业40的热潮开始,智能制造、信息物理系统(CPS)、工业互联网(平台)、企业上云、工业APP、人工智能、工业大数据、数字工厂、数字经济、数字化转型、C2B(C2M)等概念接踵而至,对于大多数制造企业而言,可以说是眼花缭乱、无所适从。智能制造涉及的技术非常多,例如云计算、边缘计算、RFID、工业机器人、机器视觉、立体仓库、AGV、虚拟现实/增强现实、三维打印/增材制造、工业安全、时间敏感网络、深度学习、数字孪生、MBD、预测性维护,让企业目不暇接。这些技术看起来都很美,但如何应用,如何取得实效?很多企业还不得而知。
第二,摸着石头过河。企业推进智能制造领域的相关技术十分缺乏经验,欠缺可以借鉴的成功案例。目前,制造企业已经存在3种类型的孤岛:信息孤岛、自动化孤岛,以及信息系统与自动化系统之间的孤岛。同时,企业也缺乏统一的部门来系统规划和推进智能制造。在实际推进智能制造的过程中,企业仍然是“头痛医头”,缺乏章法。
第三,理想很丰满,现实很骨感。推进智能制造,前景很美好。但是绝大多数制造企业利润率很低,缺乏自主资金投入。在“专项”“示范”以及“机器换人”等政策刺激下,一些国有企业和大型民营企业争取到各级政府给予的资金扶持,而中小企业只能“隔岸观火”,自力更生。
第四,自动化、数字化还是智能化?在推进智能制造过程中,不少企业对于建立无人工厂、黑灯工厂跃跃欲试,认为这就是智能工厂。而实际上,高度自动化是工业30的理念。对于大批量生产的产品,国外的优秀企业早就实现了无人工厂。例如,日本发那科仅需40s就能全自动装配完成一个伺服电机,但其前提是产品的标准化、系列化,以及面向自动化装配的设计,例如将需要用线缆进行插装的结构改为插座式的结构。e-works两次组团参观三菱电机的名古屋制作所可儿工厂,该工厂对于大批量生产的产品,大量应用机械手,实现高度自动化;对于中小批量的产品,推进低成本自动化,即部分工位的自动化;而对于单件定制的产品,采取手工装配。e-works考察团还参观施耐德电气的法国诺曼底工厂,该工厂是生产继电器的自动化工厂,该工厂实现了绕线、装配、包装等全流程的自动化,而且可以在一条产线生产多种变型产品,但实际上还不是智能工厂。还有西门子一直将被广泛誉为工业40典范的安贝格电子工厂也是被称为数字化工厂,其特点是人机协作的柔性自动化生产、智能物流、工业软件广泛应用、海量的数据采集以及大数据分析。
一个真正的智能工厂,应该是精益、柔性、绿色、节能和数据驱动,能够适应多品种小批量生产模式的工厂。智能工厂不是无人工厂,却是少人化和人机协作的工厂,推进智能工厂绝不是简单地实现机器换人。南京的爱立信工厂有一条装配线,一开始设置的自动化率是90%,后来发现调整为70%,增加若干人工工位,整体质量和效率反而是最优的。此外,对于装备制造行业,机加工等工序并不适合建立自动化生产线,而建立柔性制造系统(FMS)则是更现实的选择。马扎克(MAZAK)、发那科(FANUC)的机加工车间应用FMS已达到720小时无人值守,自动生产不同的机械零件。

图1 MAZAK的FMS(柔性制造系统)
第五,理性看待投资回报。制造企业的企业家,尤其是中小型民营企业的老板,非常关心投资回报。很多企业的要求就是必须能够在3~4年能够收回投资的信息化、自动化系统才投入,甚至有的期望值更高。然而,有些账容易算,比如某条产线减少了多少工人。有些账却不那么容易算,例如工业软件作为一个使能要素,企业离不开工业软件,却难以计算出它究竟为企业直接或间接节省了多少成本,赚了多少钱。如果选型、实施和应用不到位,更是常常用不起来,业务部门牢骚满腹。长此以往,制造企业更加重硬轻软,最后停留在简单地做一点局部的自动化改善。
第六,数据采集与设备联网,迈不过去的坎。企业要真正实现智能制造,必须进行生产、质量、设备状态和能耗等数据的自动采集,实现生产设备(机床、机器人)、检测设备、物流设备(AGV、立库、叉车等),以及移动终端的联网,没有这个基础,智能制造就是无源之水。但是,现阶段很多制造企业还停留在单机自动化阶段,甚至一些知名企业的生产线也未联网,没有基础的设备联网,何谈工业互联网?
第七,基础数据和管理基础。无论是推进企业信息化、两化融合,还是进一步实现数字化转型,推进智能制造,基础数据的规范性和准确性都是必要条件。很多企业在实施ERP,或者ERP升级换型的过程中,花费时间最多的就是基础数据的整理。企业管理的规范性、业务流程的清晰,也是企业推进智能制造的“敲门砖”。但现实的情况是,一些企业的基础数据还没有理顺,却在大谈“工业大数据”。这种舍本逐末的做法,注定是难以取得实效的。
「2 智能制造推进的5项基本原则」
随着我国劳动力成本迅速增长,节能减排的要求越来越高,市场竞争白热化,客户需求日益个性化,制造企业面临着越来越大的转型压力。在这种背景下,智能制造成为广大制造企业关注的热点。尤其是在车间的智能化改造方面,很多大中型制造企业开展了相关实践,还有众多企业在跃跃欲试。增加智能装备、建立智能产线、推进智能物流,减少人工,成为很多制造企业的共同选择。
智能制造势不可挡,但智能制造只是手段,不是目的。制造企业应当明确推进智能制造的目标,积极学习各种智能制造新兴技术,探讨应用各种智能制造技术的必要性、紧迫性与可行性,具体推进智能制造技术的应用必须做好需求分析与投入产出分析,明确总体拥有成本,根据自己的盈利水平确定合理的投资预算。千万不能为了智能化而智能化,为了争取政府项目而盲目大干快上智能制造项目,以免在老的信息孤岛问题、基础数据不准确的问题依然存在的情况下,又形成新的智能孤岛,甚至形成“仅供参观”的花架子。
因此,制造企业推进智能制造,需要把握以下5项基本原则:
原则1正确理解智能制造。智能制造中的“智能”还处于Smart阶段,智能制造(Smart manufacturing)系统具有数据采集、数据处理和数据分析的能力,能够实现闭环反馈。智能制造的未来趋势是实现“Intelligent”,实现自主学习、自主决策和优化提升。智能制造融合了信息技术、先进制造技术、自动化技术和智能化技术。智能制造中的“制造”指的是广义的制造,并不仅仅包括生产制造环节的智能化,而是包括制造业价值链各个环节的智能化。企业信息化和工业软件的深化应用,是推进智能制造的基础和前提条件。
原则2正确理解和应用智能制造使能技术。智能制造使能技术主要包括:物联网、增材制造(3D打印,包含设备、材料、工艺)、云计算、电子商务、电子数据交换(EDI)、PLC、DCS、自动识别技术(RFID、条码、机器视觉)、数控系统、大数据分析(包括工业大数据)、 虚拟现实/增强现实、Digital twin(数字孪生,包括产品、设备、车间)、工业安全、工业互联网、传感器、云制造和信息集成(EAI、ESB)等技术。需要明确的是,部分技术还处于发展的初期阶段,制造企业需要根据自身的产品特点、生产模式和运营模式来综合考虑应用方式。
原则3必须理解智能化与自动化的本质区别。那些将机器人应用和无人工厂说成是工业40的说法是错误的。企业在建设智能工厂时,要整体考虑智能装备的应用、生产线和装配线的数据采集方式、设备布局和车间物流优化、在制品在工序之间的转运方式、生产工艺的改进与优化、材料的创新等,而不仅仅是某些工位的“机器换人”。智能化生产线能够实现柔性的自动化,快速切换生产多种产品,或者可以混线生产多种产品,能够实现生产数据、质量数据的自动采集,并实现自动化系统与质量分析系统、MES系统的信息集成。
原则4必须做好整体规划,选择适合企业自身特点的实施方案,有效规避风险。推进智能制造需要解决更加复杂的、纵横交错的信息集成问题,例如IT系统与自动化系统的信息集成、供应链的数据交换;推进智能制造需要处理来源多样的异构数据,包括各种来自设备、产品、社交网络和信息系统的海量数据,需要确保基础数据的准确性;推进智能制造需要企业的IT部门、自动化部门、精益推进部门和业务部门,甚至供应链合作伙伴之间的通力合作。因此,制造企业必须充分认识到推进智能制造的复杂性、艰巨性和长期性。制造企业应当做好相关技术的培训,选择有实战经验的智能制造咨询服务机构,共同规划推进智能制造的蓝图。在整体规划的指导下,选择对于企业最有可能迅速见效的突破口优先实施。比如,推进基于物联网的预测性维护服务,促进企业已销售的产品的配件销售,提高客户服务满意度;或者通过实现生产线的智能化,提高设备的整体绩效和产品合格率;通过建立企业级BOM平台,实现产品的在线定制等。
原则5企业需要建立自己的专业队伍,并选择长期的战略合作伙伴。推进信息化是个系统工程,推进信息化与工业化深度融合是一个更大的系统工程,而推进智能制造更是一个非常复杂的系统工程,涉及到诸多工业软件的集成应用,涉及到智能装备应用、设备联网、数据采集、数据分析和业务流程优化,并且需要与推进精益管理结合起来推进,因此,制造企业需要建立自身的专业队伍,融合信息化、自动化和管理人才,并选择若干长期的战略合作伙伴,包括咨询服务机构、智能制造的整体集成商、解决方案提供商和服务商等。制造企业在推进智能制造项目时,必须注意选择在企业所在行业具有实施和服务经验,产品具有开放性和可扩展性,具有本地化服务能力的解决方案提供商,选择具有良好的沟通能力、项目管理能力和丰富行业经验的项目经理。在推进智能工厂项目时,尤其需要考虑解决方案提供商是否具备软件、硬件和自动化的综合实力。
总之,推进智能制造,既要积极布局前沿技术的应用,又要夯实基础,务实推进。纵观中国制造业推进信息技术应用30多年的历程,经历了一个又一个的“工程”,从“会计电算化”、“甩图板”、CIMS工程、“两甩(甩图纸、甩账表)”到制造业信息化工程;产生了一次又一次的“热潮”,从财务软件、CAD、ERP、ASP、云计算、电子商务等,既有政府的积极推进,也有国内外主流厂商的推波助澜。不少制造企业在条件还不具备、对新兴技术认识还不清晰的情况下,就盲目上马应用一些技术尚不成熟的信息化单元系统,实施与应用也不到位,最终形成了很多信息化孤岛,没有达到预期目标,甚至多次推倒重来。因此,不论市场上有哪些“热词”(buzz word)或者热潮,制造企业都不能再盲目跟风,而是应当保持冷静与理智,以免事与愿违。企业需要在提升基础管理水平的基础上循序渐进,积极、稳妥地推进智能制造,从而真正取得实效。
「3 智能制造推进的策略」
首先,推进智能制造的核心目的是帮助企业通过实现降本增效、节能降耗、提高产品质量、提升产品附加值、缩短产品上市周期、满足客户个性化需求,以及向服务要效益等途径,提升企业的核心竞争力和盈利能力。推进智能制造绝不能搞面子工程。
第二,必须对智能制造有正确的理解和认识。智能制造覆盖企业全价值链,是一个极其复杂的系统工程,不要期望“毕其功于一役”;推进智能制造需要规划、IT、自动化、精益等部门通力合作;不同行业的企业推进智能制造差异很大。推进智能制造,需要引入中立、专业的服务机构,开展多层次、多种形式的培训、考察、交流与学习,让企业上下树立对智能制造的正确认识。此外,需要强调的是,小批量、多品种的企业,不要盲目推进无人工厂;个性化定制和无人工厂是鱼和熊掌不可兼得;不能盲目推进机器换人。
第三,大处着眼,小处着手。企业要想推进智能制造取得实效,应当参照e-works智能制造金字塔的相关内容,通过智能制造现状评估、业务流程和工艺流程梳理、需求调研与诊断、整体规划及落地实施5个步骤,画出清晰的智能制造路线图,然后根据路线图和智能制造整体规划,稳步推进具体的项目,注重对每个智能制造项目明确其KPI指标,在测度关键绩效指标的基础上,评估是否达到预期目标。智能制造要取得实效,需要清晰的思路、明确的目标、高层的引领、专业的团队和高度的执行力。

图2 智能制造总体框架范例
第四,紧密跟踪先进制造技术的发展前沿。近年来,制造业的新材料、新技术、新工艺层出不穷,金属增材制造技术不仅改变了复杂产品的制造方式,还改变了产品结构,也彻底打破了可制造性的桎梏,催生了创成设计等新的设计模式,从计算机辅助人设计,演化为人辅助计算机设计。碳纤维复合材料的广泛应用催生了全新的制造工艺和制造装备。奥迪A8采用了铝制车身,车身焊接不能再使用点焊,取而代之的是铆焊、摩擦焊、激光焊等新工艺。材料和工艺的改进,往往会对产品的性能,例如抗腐蚀、耐久性带来巨大的提升。精密测量技术也在迅速发展,由接触式测量发展到非接触式测量,由离线检测演化为在线检测,由事后检测演化为边测量边加工,从而帮助制造企业提升产品质量。
第五,积极稳妥地推进数字化和智能化技术的应用。当前,人工智能技术的发展如火如荼,必将在制造业不断得到应用,尤其是在无人驾驶汽车、质量检测与优化、设备故障诊断和预测等领域。现在已经出现了Google的Tensorflow等开源的人工智能引擎可以应用。此外,虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)等可视化技术,在制造业也有很好的应用场景,例如设备操作培训和设备维修维护等。爱立信工厂应用增强现实技术进行电路板的检测,蒂森克虏伯电梯利用MR技术提高电梯维护的效率。Cobot(协作机器人,单臂和双臂)在装配、拧螺丝、涂胶等很多工序可以进行应用,机器人与视觉传感器、力觉传感器的集成应用能够大大提高机器人动作的准确性和灵活性。

图3 爱立信工厂利用AR技术辅助进行电路板质量检测
第六,选择真正靠谱的合作伙伴。智能制造系统架构十分复杂,也非常个性化,相关技术在不断演进,企业本身也是动态变化,智能制造评估体系和规划方法论也还处于不断完善的过程中,智能制造的推进是一个长期的过程。因此,企业推进智能制造需要寻找专业的合作伙伴,从培训、现状评估、规划,到具体的数字化工厂仿真、产线设计,到真正实现工控网络的建设,并建立工控安全体系,实现IT与OT系统的集成。
物联网介绍编辑
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。物联网可以将无处不在的末端设备和设施,包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”的,如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等等的“智能化物件”或“智能尘埃”,通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通、应用大集成以及基于云计算的营运等模式,在内网、专网、和/或互联网环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持等管理和服务功能,实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
控制技术的发展编辑
在“应用引领产业发展”的感召下,物联网应用已经扩展到多个行业领域,包括安防、控制、电力、交通、环境监测等等。而在控制技术的发展历程中,是与计算机技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关的,现在又与物联网技术产生了关联。正是各种新兴技术的发展,才推动了控制器的快速发展。目前国际上知名的控制器品牌有美国AB,ABB,松下,西门子,施耐德等,国产品牌主要有朗德华,腾控,信捷等。
物联网控制器编辑
朗德华CRD系列的控制器及扩展模块均采用开放的通讯协议技术,所有支持标准通用协议的第三方设备均能进入现有网络,所以备品备件易于取得并有适当的替代品,在国内具有良好的支持。公司最新技术核心——Niagara体系架构,是一个具有开创性的体系架构,其支持BACnet、LonWorks、Modbus等标准协议及Java、Web等开放的IT技术,提供JAVA、API对私有协议的开发集成提供了可能,对业内大多数数据库系统也提供支持。
朗德华完全开放的CRD控制系统与Niagara体系架构相结合,形成了最新一代的物联网控制器。该物联网控制器具有:1、可靠性--采用集散型控制系统,即将任务分配给系统中每个现场处理器,免除因系统内某个设备的损坏而影响整个系统的运行。联接于同一网络的多台CRD控制器能进行点对点的通信,分别执行不同的任务或同一任务的不同程序段,不需通过上一级处理器。2、开放性--系统采用BACNET、LON等扩展技术,从DDC配置分析表可以看出DDC在系统上已具有冗余考虑,并在设备方面也做了部分冗余设计。系统可在日后任何地方加插现场控制器及操作员终端而不会影响本系统正常操作。3、先进性--能集成各种设备,支持多种标准或非标准协议,提供API接口,能根据其它设备的协议开发相应驱动;基于Internet及分布的网络管理,通过Internet实现实时监控;与企业系统共享监控信息;提供一个应用服务器;支持多个开放标准及传统的系统;基于JAVA平台,使用JAVA虚拟机,与硬件平台无关;使用预建的部件,其它部件可即插即用;具有强大的可扩展性,基于网络的安全性。
朗德华物联网控制器在技术方面严格按照国际和国家现行的相关标准规范执行,符合①IEEE Std 739-1995,《IEEE Recommended Practice for Energy Management in Industrial and Commercial Facilities》、②《IPMVP国际节能效果测量和认证规程》、③《电能计量装置技术管理规程》DL/T 448-2000、④《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》等等。所以该物联网控制器具有很高的性能价格比。并且其强大的管理功能,能最大限度的降低设备的运行成本;系统中的现场处理器足够应付日后技术的快速发展,现阶段的投资可以得到充分利用及保护。通过系统提供的数据开放功能及强大的数据报表功能,用户可以轻而易举地详细分析系统能源使用情况,方便用户进行能源分析,进行有效的能源管理。
南京物联传感技术有限公司是中国领先的物联网设备和解决方案提供商。 我们基于客户需求持续创新,在物联网传感器、物联网模块、移动物联网和云计算等几大领域都确定了行业领先地位。 凭借在物体感知、数据传输等领域的综合优势,公司已经成为物联网时代的领导者。 企业简介 南京物联传感技术有限公司是中国领先的物联网设备和解决方案提供商。 我们基于客户需求持续创新,在物联网传感器、物联网模块、移动物联网和云计算等几大领域都确定了行业领先地位。 凭借在物体感知、数据传输等领域的综合优势,公司已经成为物联网时代的领导者。 我们的产品和解决方案已经应用于多个物联网重点示范项目,成为全国各地物联城市建设的重要技术支撑力量。 我们以让人们感知真实的世界为愿景,运用各类传感器,帮助不同地区不同行业的人们更加直接、自由、平等地获取信息,消除各种信息偏差。 为应对日益严重的气候变化及各种地质灾害,我们通过领先的低碳解决方案,帮助客户用绿色环保的方式创造最佳的社会、经济和环境效益,维护人类的长远发展和安全。 产品服务 产品概述 物联拥有业界最完整的专业物联产品系列,覆盖从传感器、数据传输到云计算的各种应用。 产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。 构建了“质量好、技术优、专业性强,成本低,满足客户需求”的综合优势,持续为客户提供有竞争力的产品和服务。 传感器 传感器属于物联网的神经末梢,成为人类全面感知自然的最核心元件,各类传感器的大规模部署和应用是构成物联网不可或缺的基本条件。
先是关于智能家居品牌的集成商,在佛山有个道易鑫物联网公司就是一个智能家居系统方案集成商,用的是综合布线技术。综合布线技术是以独立、有线的方式进行信号收发,所以信号最稳定,抗干扰能力强,基本不会受到外界影响,也不受距离限制,在千里之外也能对家里物品进行控制,辐射较小。但相比无线技术,布线技术的安装可能就会比较麻烦,但也不影响操作。
罗格朗产品多样,兼容性较大,个人比较喜欢国外生产的智能设备零件,因为我、国外产品都是投放了大量资金进行研发的,质量上有保证,要知道,智能家居系统是长时间24小时不停运作的。但就是价格比起国产产品要贵许多。
思美特的产品设备室真正意义上的实现模板化,能根据客户的需要来添加各种模块。同样的要增加自动开窗器,用思美特的产品只需要增加一个Q4电源模块就成了。可以增加很多功能却只需要添加几个模块。
快思聪中央控制系统、专业矩阵切换系统、智能会议讨论系统及AV系统集成 。
还有河东灯光,比较擅长做舞台灯光智能设计。
物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”,是继通信网之后的另一个万亿级市场。
业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。
此外,普及以后,用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器,为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照对物联网的需求,需要按亿计的传感器和电子标签,这将大大推进信息技术元件的生产,同时增加大量的就业机会。
物联拥有业界最完整的专业物联产品系列,覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用。产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。构建了“质量好、技术优、专业性强,成本低,满足客户需求”的综合优势,持续为客户提供有竞争力的产品和服务。物联网产业是当今世界经济和科技发展的战略制高点之一,据了解,2011年,全国物联网产业规模超过了2500亿元,预计2015年将超过5000亿元。
2014年2月18日,全国物联网工作电视电话会议在北京召开。中共中央政治局委员、国务院副总理马凯出席会议并讲话。他强调,要抢抓机遇,应对挑战,以更大决心、更有效措施,扎实推进物联网有序健康发展,努力打造具有国际竞争力的物联网产业体系,为促进经济社会发展做出积极贡献。
马凯指出,物联网是新一代信息网络技术的高度集成和综合运用,是新一轮产业革命的重要方向和推动力量,对于培育新的经济增长点、推动产业结构转型升级、提升社会管理和公共服务的效率和水平具有重要意义。发展物联网必须遵循产业发展规律,正确处理好市场与政府、全局与局部、创新与合作、发展与安全的关系。要按照“需求牵引、重点跨越、支撑发展、引领未来”的原则,着力突破核心芯片、智能传感器等一批核心关键技术;着力在工业、农业、节能环保、商贸流通、能源交通、社会事业、城市管理、安全生产等领域,开展物联网应用示范和规模化应用;着力统筹推动物联网整个产业链协调发展,形成上下游联动、共同促进的良好格局;着力加强物联网安全保障技术、产品研发和法律法规制度建设,提升信息安全保障能力;着力建立健全多层次多类型的人才培养体系,加强物联网人才队伍建设。 邬贺铨院士指出,物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新20是物联网发展的灵魂。物联网及移动泛在技术的发展,使得技术创新形态发生转变,以用户为中心、以社会实践为舞台、以人为本的创新20形态正在显现,实际生活场景下的用户体验也被称为创新20模式的精髓。
其中,政府是创新基础设施的重要引导和推动者,比如欧盟通过政府搭台、PPP公私合作伙伴关系构建创新基础设施来服务用户,激发市场及社会的活力。用户是创新20模式的关键,也是物联网发展的关键,而用户的参与需要强大的创新基础设施来支撑。物联网的发展不仅将推动创新基础设施的构建,也将受益于创新基础设施的全面支撑。作为创新20时代的重要产业发展战略,物联网的发展必须实现从‘产学研’向‘政产学研用’,再向‘政用产学研’协同发展转变。 2012年2月14日,中国的第一个物联网五年规划——《物联网“十二五”发展规划》由工信部颁布。
《规划》公布不久,工信部批复广东顺德创建“装备工业两化深度融合暨智能制造试点”,顺德提出在智能产品方面将打造一批“无人工厂”。
制造业的无人化或许将为中国制造业的升级提供一条路径。李广乾认为,智能化是信息化与工业化“两化融合”的必然途径,其技术核心无疑就是物联网,但要权衡好投入与产出,量力而行。
邬贺铨则指出,以前提“两化融合”还比较泛泛,而物联网是“两化融合”的切入点,可以大大促进信息化的应用。物联网大量的应用是在行业中,包括智能农业、智能电网、智能交通、智能物流、智能医疗、智能家居等等。国家发展物联网的目的,不仅是产生应用效益,更要带动产业发展。有了物联网,每个行业都可以通过信息化提高核心竞争力,这些智能化的应用就是经济发展方式的转变。
在2012年,中国物联网产业市场规模达到3650亿元,比上年增长386%。从智能安防到智能电网,从二维码普及到“智慧城市”落地,物联网正四处开花,悄然影响人们的生活。专家指出,伴随着技术的进步和相关配套的完善,在未来几年,技术与标准国产化、运营与管理体系化、产业草根化将成为我国物联网发展的三大趋势。 物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。
国际电信联盟于2005年的报告曾描绘“物联网”时代的图景:当司机出现操作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网在物流领域内的应用则比如:一家物流公司应用了物联网系统的货车,当装载超重时,汽车会自动告诉你超载了,并且超载多少,但空间还有剩余,告诉你轻重货怎样搭配;当搬运人员卸货时,一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”,或者说“亲爱的,请你不要太野蛮,可以吗?”;当司机在和别人扯闲话,货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋,该发车了!”
物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。 物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。
系统铺设了3万多个传感节点,覆盖了地面、栅栏和低空探测,可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单,购买防入侵微纳传感网1500万元产品。 ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制。 首家手机物联网落户广州
将移动终端与电子商务相结合的模式,让消费者可以与商家进行便捷的互动交流,随时随地体验品牌品质,传播分享信息,实现互联网向物联网的从容过度,缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网购物其实就是闪购。广州闪购通过手机扫描条形码、二维码等方式,可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。
这种智能手机和电子商务的结合,是“手机物联网”的其中一项重要功能。预计2013年手机物联网占物联网的比例将过半,至2015年手机物联网市场规模达6847亿元,手机物联网应用正伴随着电子商务大规模兴起。 与门禁系统的结合
一个完整的门禁系统由读卡器、控制器、电锁、出门开关、门磁、电源、处理中心这八个模块组成,无线物联网门禁将门点的设备简化到了极致:一把电池供电的锁具。除了门上面要开孔装锁外,门的四周不需要设备任何辅佐设备。整个系统简洁明了,大幅缩短施工工期,也能降低后期维护的本钱。无线物联网门禁系统的安全与可靠首要体现在以下两个方面:无线数据通讯的安全性包管和传输数据的安稳性。 与云计算的结合
物联网的智能处理依靠先进的信息处理技术,如云计算、模式识别等技术,云计算可以从两个方面促进物联网和智慧地球的实现:首先,云计算是实现物联网的核心。 其次,云计算促进物联网和互联网的智能融合。 与TD结合
物联网发展是确保TD成功的重大契机。TD-SCDMA是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信系统,是宽带无线通信网络,TD的发展需要数据业务的拉动,物联网应用是需求最迫切的增强型数据业务,具有广阔的应用前景,能够充分发挥TD网络优势,有助于促进TD产业链的成熟。
完善现有网络,发挥TD优势,积极推动无线传感器网络与TD网络融合,构建适于物联网应用的GPRS/TD/WSN(无线传感器网络)融合网络,大力发展适于TD网络承载的物联网业务,提升TD的核心竞争力,给物联网的发展以强有力的支撑,是中国移动的发展思路。 与移动互联结合
物联网的应用在与移动互联相结合后,发挥了巨大的作用。
智能家居使得物联网的应用更加生活化,具有网络远程控制、摇控器控制、触摸开关控制、自动报警和自动定时等功能,普通电工即可安装,变更扩展和维护非常容易,开关面板颜色多样,图案个性,给每一个家庭带来不一样的生活体验。 与指挥中心的结合
物联网在指挥中心已得到很好的应用,网连网智能控制系统可以指挥中心的大屏幕、窗帘、灯光、摄像头、DVD、电视机、电视机顶盒、电视电话会议;也可以调度马路上的摄像头图像到指挥中心,同时也可以控制摄像头的转动。网连网智能控制系统还可以通过3G网络进行控制,可以多个指挥中心分级控制,也可以连网控制。还可以显示机房温度湿度,可以远程控制需要控制的各种设备开关电源。 物联网助力食品溯源,肉类源头追溯系统
从2003年开始,中国已开始将先进的RFID射频识别技术运用于现代化的动物养殖加工企业,开发出了RFID实时生产监控管理系统。该系统能 够实时监控生产的全过程,自动、实时、准确的采集主要生产工序与卫生检验、检疫等关键环节的有关数据,较好的满足质量监管要求,对于过去市场上常出现的肉 质问题得到了妥善的解决。此外,政府监管部门可以通过该系统有效的监控产品质量安全,及时追踪、追溯问题产品的源头及流向,规范肉食品企业的生产操作过 程,从而有效的提高肉食品的质量安全。 尽管我国已大量生产射频标签,但仍然存在四大问题制约发展。首先,芯片和读写器核心模块严重依赖进口。其次,射频标签自主技术标准缺位。再次,市场因素制约射频标签规模化推广。第四,民营企业处于竞争劣势,风险投资态度谨慎。
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