工业物联网是通过工业资源的网络互联、数据互通和系统互操作,实现制造原料的灵活配置、制造过程的按需执行、制造工艺的合理优化和制造环境的快速适应,达到资源的高效利用,从而构建服务驱动型的新工业体系。
一、中国工业物联网产业链
中国工业物联网产业链的参与者主要包括设备制造商、系统集成商、网络运营商、平台供应商等。目前我国工业物联网产业利润的主要获取者为设备制造商和系统集成商。随着产业不断发展成熟,市场对于服务的需求将越来越强烈,网络运营商和平台供应商的利润将迎来快速上升,并将成为产业利润的主要获取者。
工业物联网产业链全景图
二、中国工业物联网产业发展现状
1、政策、应用双擎推动,产业规模快速增长
据前瞻产业研究院测算,年,国内物联网在工业领域需求规模为亿元;年,国内物联网在工业领域需求规模为亿元。年,国内物联网在工业领域需求规模约为亿元。
-年国内物联网在工业领域需求规模(单位:亿元)
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。年我国工业物联网规模达到亿元,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%,规模将突破亿元。
中国工业物联网产业规模及增长
2、工业物联潜力巨大,市场份额位居第一
工业物联网是物联网在工业领域的应用,将在能源、交通运输(铁路和车站、机场、港口)、制造(采矿、石油和天然气、供应链、生产)等应用领域上发挥重要作用。
在年细分应用领域中,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。
中国工业物联网产业规模及增长
3、产业链条初步形成,核心产品尚需验证
尽管中国工业物联网产业链还处在形成初期,产业链条的界定和分工还不完全明晰,但产业整体竞争力快速提升,行业处于爆发前期。具体到各个环节,发展的状况又不尽相同。
3.1设备制造商
设备制造商主要涵盖感知层、传输层、现场管理层、应用层等工业物联网各层级主要设备厂商。感知层企业包括芯片、RFID、传感器、工业仪表、工业相机、
三、工业物联网应用领域及成果
1、应用领域
我国工业领域行业众多,具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节,大幅提高制造效率、改善产品质量、降低产品成本和资源消耗,将传统工业提升到智能工业的新阶段。工业物联网在传统制造行业如航空、电器、石油、汽车、轮胎、重工、煤矿和钢铁等领域有很好的应用。工业物联网在其他行业也有广泛的应用,如智能家居行业用于智能照明控制、智能安防、智能遥控;交通运输行业用于实时监控、自动收费、智能停车、实时车辆跟踪、公交系统;医疗保健领域用于身份确认、无线医疗、一卡通就诊、药品供应链、医疗垃圾处理;食品安全行业用于食品追溯、RFID电子标签防伪查询;环境保护方向用于水文监控、污水处理监控、节能减排;智能建筑领域用于智能酒店、智能建筑安防、智能建筑一卡通等方面。
2、解决方案
制造业供应链管理:工业物联应用于企业原材料采购、库存、销售等领域,通过完善和优化供应链管理体系,借助射频识别等工业物联技术实现对装备产品的数字化物流管理,推动上下游协作厂商共同应用先进物流管理技术,提高整个供应链的协调性,降低成本,实现现代物流与装备制造的联动发展。
生产过程工艺优化:工业物联网通过传感器和网络实现了对生产过程实行智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策和智能维护:检测生产过程、实时采集参数、监控生产设备、监测材料消耗。如在石油勘探、开采、运输等环节,利用工业物联网建立油井生产智能远程测控系统,实现对石化生产设备的智能测控和管理,从而优化生产流程,提高产品质量,促进化工企业的安全生产和科学管理。
工业排污实时监控:工业物联网技术在钢铁、有色金属、电力、化工、纺织、造纸等“高能耗、高污染”行业得到应用,支持其智能排污监控系统的建立与完善,实现智能排污自动监控装置、水质数据监控装置、水质参数检测仪等设备的集成应用,对重点排污监控企业实行实时监测自动报警、远程关闭排污口,防止突发性环境污染事故发生,有效地促进了这些行业的节能减排。
工业安全生产管理:工业物联网已成为煤炭、钢铁、有色等行业保障安全生产的重要技术手段。把传感器、无线射频识别、移动通信等技术嵌入和装配到矿山设备、油气管道、矿工设备中,可以感知危险环境中工作人员、设备机器、周边环境等方面的安全状态信息,将现有的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台,可以监测温度、湿度、瓦斯浓度等,对采掘、提升、运输、通风、排水、供电等关键生产设备进行状态监测和故障诊断,建设和完善安全监测网络系统,实现实时感知、准确辨识、快捷响应及有效控制,提升安全生产过程监控和应急响应水平。
大规模个性化制造:将工业物联网引入生产线以后,人类、工件和生产设备将彼此通信,生产线将实现全面网络化并自主控制生产过程,不仅显著缩短研发周期、提高生产效率、提升产品质量、减少资源使用,使经济效益最大化,更核心的是从大规模批量生产,转向对个性化需求的满足。
四、工业物联网产业存在的突出问题
1、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。此外,工业物联网将是一个多设备、多网络、多应用、互联互通、互相融合的综合性网络,设备的接口标准、通讯协议、管理协议的标准化是一项巨大的工程,是现阶段我国工业物联网推广应用的一大障碍。
2、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,但目前我国的资金支持仍局限在国家科技计划,资金总量和资金的覆盖面有限,限制了我国工业物联网的发展。
3、产业尚处起步阶段,安全问题有待解决
《中国制造》中指出,我国制造业正面临信息化程度不高,与工业化融合程度不够的现状。当前,我国制造业大多数企业信息化水平处于初、中级水平,信息化覆盖的部门较窄,企业内部系统处于割裂状态,我国仍处于工业物联网发展的起步阶段。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。
4、企业发展面临不均,中小企业较难复制
在工业物联网的应用推广过程中,大型企业凭借自身的规模效应和雄厚的资金支持,能够突破成本的限制,真正将工业物联网应用到实际生产中。目前,蒙牛、西子电梯等国内大型企业正在加紧建设“智慧型工厂”,实现了工业物联网应用。然而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。
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