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厲害了!我國成為物聯網產業活躍地區

添加人:admin 發布時間:2017/8/12 10:57:33 來源:中華工控網



   近年來,我國高度重視物聯網產業發展,取得顯著成效。自2009年提出感知中國以來,物聯網已被認定為國家戰略性新興產業,大力推進其發展。在各級政府主導和產業界的努力推動下,產業高速增長,規模迅速擴大,成為全球物聯網產業發展最活躍的地區。



   我國陸續實施了物聯網專項、強基工程、智能制造專項等一系列產業政策,培育了不同體制的研發機構和公共服務等配套體系,促進了產業生態體系建設與完善,推進了我國新型工業化發展戰略的實施,為產業結構調整和轉型升級發揮了積極作用。



   目前,我國已經初步形成芯片、元器件、設備、軟件、系統集成、運營、應用服務等完整的產業鏈,并培育出一大批基礎技術扎實、應用創新能力強、品牌優勢突出、行業影響力大,市場競爭特色明顯、人才聚集良好的產業龍頭和領軍企業。



   形成物聯網架構體系



   物聯網作為一種形式多樣的復雜系統,涉及了信息技術自上而下的每個層面,具有產業鏈條長、涉及領域廣泛、應用場景復雜等特征。圍繞物聯網架構搭建產業上下游協同關系,可帶動產業鏈的整體發展。例如每個物體上都要加裝一個甚至多個芯片,為集成電路、通信設備、傳統制造業等關聯產業帶來發展新機遇。



   從整體上來看,物聯網可分為軟件、硬件兩大部分。軟件體現了其思想理念、系統規模、功能定位、模式創新、方案內容等技術應用的靈魂,猶如人體血液一樣,貫穿了整個物聯網各個物理層。



   硬件包括平臺,由符合設計要求和功能的所有物理實體構件組成了完整的系統結構。我國基礎研究集中在軟、硬件關鍵核心技術的突破上,并將感知、傳輸、處理及信息安全列為關鍵技術創新工程。內容主要圍繞微處理芯片、敏感元件與傳感器、光通信、無線通信、計算機控制、多媒體、網絡、軟件等技術領域,取得基礎理論與應用技術的突破和成果。



   業界普遍認為,物聯網產業鏈最長,產業關系最復雜。其構成包括敏感元件與傳感器、微處理芯片、網絡服務、軟件及應用開發、系統集成、應用設備供應、運營及服務、用戶等7個環節。另外,在產業鏈中還有圍繞著政府機構、行業監管者、科研機構、測試認證商、管理咨詢服務商等市場應用及服務機構。目前,我國已經初步形成了物聯網架構體系。



   第一是敏感元件與傳感器、微處理芯片提供商。主要有力敏、磁敏、光敏、氣敏、聲敏、溫濕度、生物敏、RFID等各種類型的敏感元件與傳感器和傳感設備;微處理芯片提供商可分為各種類型的通信、微處理、存儲、導航、模擬放大等芯片和模塊的設計、封裝、銷售等,以及提供各種相關產品生產的設備制造廠商。目前,該領域的市場化能力、專業化技術水平,特別是在產業化規模生產的工藝技術和高端產品生產上,經過努力取得了較大進展。



   第二是系統應用設備及產品生產提供商。主要集中在數據采集智能終端裝置與設備、移動終端設備、專業化服務器、網絡設施與配套設備,包括電子標簽、讀寫器模塊、讀寫設備、讀寫器天線、智能卡、交換器、路由器、中間件等系統集成提供商。目前,國內企業數量較多,但以中小企業為主。



   第三是網絡服務提供商。以固網和移動通信網為主,其他諸如互聯網、電信網、廣電網、專用網以及其他網絡等,都屬于物聯網數據傳輸的支撐和服務提供商。目前,國內主要是移動、聯通、電信三大電信運營商。隨著新一代移動通信技術的創新與發展,結合集成電路水平的提升,未來會有更多的局域網絡運營與服務商,為物聯網數據信息傳輸提供更多的支持與選擇。



   第四是軟件設計與應用開發商。主要是針對特定行業應用的通用軟件和專用軟件開發企業,包括中間件接口軟件,提供專業性軟件產品及解決方案。主要包括平臺結構控制系統、網絡操作系統、嵌入式操作系統、實時數據庫、運行集成環境、信息安全軟件、中間件接口軟件、組網通信軟件等產品開發商。



   第五是系統集成商。根據行業特征需求,為客戶提供完整解決方案、商業模式創新和管理流程再造的硬件和軟件系統集成廠商。系統集成商的水平與能力,一方面反應了物聯網的專業化技術發展水平,另一方面也是影響行業應用和市場推廣的重要因素。



   第六是運營及服務提供商。主要是為客戶提供統一的終端設備鑒權、計費等服務,實現終端接人控制、終端管理、行業應用管理、業務運營管理、平臺管理等服務。目前,我國運營及服務市場開放性和資源持有各方的協同性不夠,相互信任度不高。未來,隨著物聯網市場應用范圍的不斷擴大和成熟,運行狀態、升級維護、故障定位、維護成本、運營成本、決策分析、數據保密等運營管理的需求將越來越多,對運營及服務提供商的要求也將逐漸提高。



   第七是用戶方。主要是政府職能部門和公共資源持有者。其對物聯網的認知、認可和迫切程度,特別是投資規模、系統功能、技術標準、商業模式、運行維護等決定著市場應用的發展與走向。



   以上七大方面構成了物聯網產業鏈中的上下游主體,存在著相互關聯與協同關系,是物聯網產業創新發展的關鍵,也決定著產業的市場需求與發展。



   物聯網共性技術基礎與創新



   隨著智慧城市、節能減排兩大戰略目標的確立,在龐大的市場需求牽引與帶動下,我國物聯網應用創新不斷涌現,滲透到了人們日常生活的每一個環節,形成了強大的創新推動力,商業與服務模式日新月異。此間,挖掘以基礎技術為主體、以應用技術為紐帶的產業共性技術是決定物聯網能否可持續發展的關鍵。



   另外,從物聯網技術架構和產業鏈來看,共性技術也是影響和制約產業發展和創新應用的新瓶頸。集中表現在共性基礎技術、數字編碼技術、通信協議與標準技術、云計算與存儲技術、大數據分析模型與算法等五個方面。



   在眾多共性基礎技術中,物聯網對傳感器技術的依賴和迫切程度尤為突出。在物聯網系統中,傳感器處于連接被測物體的接口位置,成為信息獲取并輸入的窗口,承擔著感知并獲取被測物體的一切數據信息,為物聯網系統提供控制、處理、決策、執行所必須的原始數據,決定著物聯網系統的功能。



   傳感器可直接也可間接接觸被測對象,是大數據的主要構成和來源。毫不夸張地講,沒有傳感器就沒有大數據。許多物聯網的設計或特定功能因難以獲取被測信息而無法實現,成為影響物聯網技術提升和應用發展的最大障礙。



   通俗地講,如果把人比擬為一個完整的信息系統,那么,五官和皮膚就是傳感器,承擔著信息獲取功能;通信就是神經網絡系統,承擔信息傳遞功能;大腦思維器官就是計算機,承擔信息認知、處理、再生功能;四肢等效應器官承擔信息執行功能。



   如今,傳感器技術作為戰略競爭制高點,被認為是衡量一個國家科技水平的重要標志,已成為各國高度重視和爭相發展的基礎核心技術之一。傳感器產業被國際公認為是具有發展前景的高技術產業,以其技術含量高、經濟效益好、滲透力強、市場前景廣等特點為世人矚目。



   西方發達國家正是依仗傳感器技術及應用,才拉開了與其他國家高技術應用及武器裝備產業發展水平的差距,不難想象兩個信息獲取不對稱的裝備和人進行對壘,其結果是怎么樣。



   傳感器不僅能夠精準地探知宏觀和微觀世界,也可感知我們人類生命體征,獲取人體各種生理參數指標,如血糖、血脂、血氧、脈象、心電、腦壓、腦電、體溫等大數據信息。通過對不同人群健康樣本分析模型進行對比,就能夠形成完整的智能化與智慧健康管理系統,滿足各類人體健康管理需求。



   這種樣本分析模型就是物聯網技術創新的難點和關鍵,也是智能化與智慧的最大瓶頸,是創新的目標、任務與方向,還是傳感器本身邁向智能化需要解決的核心問題。隨著物聯網廣泛應用,傳感器技術的戰略意義也更為突出。



   當前,甚至今后幾十年內,在影響和改變著世界經濟格局和人們生活方式的十大科技領域中,傳感器名列首位。這些傳感器技術有些已經存在,更多的正在到來或即將來臨,可稱之為傳感器革命。



   之所以稱為傳感器革命,是因為在信息化過程中,傳感器自身也會發生質的變化,不斷涌現出新原理、新技術、新工藝、新材料等創新類技術和產品。



   未來傳感器重點發展的三大技術是MEMS工藝技術;數字化、網絡化、智能化技術;能量捕捉技術(即微能量獲取技術)。重點推廣的應用領域包括軍事工業、裝備制造、物流、生態環境監控(森林防控)、移動醫療、智能家居等。



   目前,全球傳感器約有2.6萬余種類型,隨著新材料技術和敏感機理的創新,新品種和類型會不斷出現。我國約有1.2萬多種,不足全球的1/2,大多為常規類型和品種,在醫療、科研、微生物、化學分析等特種高端領域仍有大量品種短缺或空白。傳感器技術正在快速向多功能、技術復合與集成,以及微型化、模塊化、數字化、智能化、系統化、網絡化發展。



   全球從事傳感器研制與生產廠家約為6500多家,其中美國、歐洲、日本均超過1000家、俄羅斯800多家,其它國家和地區2700多家。在市場銷售方面,美國居首位,占總銷售額的35%,日本約占20%,德國約占15%。三國的銷售總額占據了世界市場的70%。未來五年,傳感器市場增長率將超過15%(仍然是高增長行業)。



   據行業統計和預測,我國已有1700余家企事業單位從事敏感元件與傳感器的研發與生產,門類基本齊全,可產品化的達10大類、42小類、6000多個品種,年總產量超過600億只。2014年,我國傳感器銷售額突破1000億元,2015年突破1200億元,2016年突破1300億元。



   無論汽車、艦船、高鐵、航空航天飛行器,還是移動終端、機器人,都是多技術融合與聚集的平臺,也是安裝傳感器的平臺,其性能的優劣取決于裝了多少個傳感器和安裝了什么類型的傳感器。



   例如機器人有內、外傳感器之分,內傳感器就是內部關節與機構之間的活動協調關系,需要通過傳感器獲取大量數據并傳輸;外傳感器是通過五官窗口來獲取環境數據信息,通過傳感器獲取聲音、溫濕度、壓力、流量、磁場、氣體、形態圖樣等各種參數指標的變化,來監控自身運行和安全狀況。



   因此,安裝的傳感器種類與數量越多,獲取外界的信息數據就越多,結合軟件分析模型,其平臺的智能化水平和智慧程度就越高,服務功能就越強大。正如兩院院士陳俊亮所說,物聯網時代正向我們走來,過去人們所幻想的萬物聯網、智能社會的圖景,如今正隨著傳感技術的發展逐步成為現實。



   (作者郭源生,系工信部電子元器件行業發展研究中心總工程師 )


      
      

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