物联网(The Internet of things)起源于传媒领域,是信息科学技术产业的第三次革命。物联网是基于互联网、广播电视网、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。
在供给侧和需求侧的双重推动下,物联网进入以基础性行业和规模消费为代表的第三次发展浪潮,5G、低功耗广域网等基础设施加速构建,数以万亿计的新设备将接入网络并产生海量数据,人工智能、边缘计算、区块链等新技术加速与物联网结合,应用热点迭起,物联网迎来跨界融合、集成创新和规模化发展的新阶段。
一、物联网行业概况
自2008年“智慧地球”提出以来,物联网概念在全球范围内迅速被认可,并成为新一代信息技术的发展方向。如今,物联网连接数实现爆发式增长,物联网的商业化应用已经占据了整个市场的半壁江山,在物流、交通、建筑、医疗等行业应用已得到发展,但在对智能化要求较高的领域如智慧交通、制造、能源等,仍处于分散的、小规模的状态。
从全球角度出发,物联网产业正处于建立和完善过程中,物联网行业应用仍处于初级阶段,但随着5G、AI、区块链技术的发展,行业将进入加速发展阶段。各国为了抢占新一轮物联网行业的发展先机,纷纷出台政策进行战略布局。美国的“SMART物联网法案、欧盟的十四点行动计划、日本的“i-Japan战略”、韩国的“u-Korea”策略规划、新加坡的“下一代I-Hub”计划等都将物联网作为当前发展的重要战略目标。据市场分析公司高德纳(Gartner)预测,到2020年全球物联网设备数量将达到260亿个,物联网市场规模将达1.9万亿美元。
其中,中国是物联网技术的一个巨大市场,同时也是元器件等产品的主要供应商。虽然我国的物联网2009年才开始进入培育期,起步相对较晚,但近年来在“中国制造2025”、“互联网+双创”等计划的带动下,中国物联网取得长足进步,与物联网相关的产品开始在企业、家庭和个人层面大规模使用,整个行业有从长大期向成熟期过渡的趋势。据相关统计数据显示,2013年中国物联网产业规模达到5000亿元,同比增长36.9%,其中传感器产业突破1200亿元,RFID产业突破300亿元;2014年,国内物联网产业规模突破6000亿元,同比增长24%;截止到2015年底,随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展,中国物联网产业规模增至7500亿元;十三五以来,我国物联网市场规模稳步增长,到2018年中国物联网市场规模达到1.43万亿元;并预测在2020年中国物联网行业市场规模将突破1.8万亿元。
根据赛迪顾问研究数据显示,2018年,全球物联网市场仍呈现快速增长趋势,市场规模达到7697.1亿美元,增速19.9%。在我国,物联网行业的产业规模增速更甚,从2009年的1700亿元跃升至2015年超过7500亿元,年复合增长率超过25%。预计到2020年我国物联网产业规模将达到2万亿,2015年至2020年复合增长率为22%。总体来看,我国物联网行业应用细分市场热度出现分化,智能家居、智慧城市、工业物联网、车联网成为四大主流细分应用市场。
智能家居:智能家居是以住宅为载体,融合自动控制技术、计算机技术、物联网技术,将家电控制、环境监控、信息管理、影音娱乐等功能有机结合。2014年,我国智能家居产业市场规模达到290亿元。2015年我国智能家居市场规模达403.40亿元,同比增长41%。到2017年我国智能家居市场规模余额达到908亿元,未来五年(2017-2021)年均复合增长率约为48.12%,2021年市场规模将达到4369亿元。
智慧城市:智慧城市是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。据相关统计数据显示,2014年中国智慧城市市场规模仅仅为0.76万亿元,到了2016年中国智慧城市市场规模突破1万亿元,2017年中国智慧城市市场规模增长至6万亿元,2019年时中国智慧城市市场规模突破10万亿元。未来五年(2018-2022)年均复合增长率约为33.38%,并预测到了2022年中国智慧城市市场规模将达到25万亿元。
工业物联网: 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。2016年我国工业物联网规模达到1896亿元,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。
车联网:以无人驾驶汽车为代表的5G技术,可能是车联网最早的一个应用。据数据显示,我国车联网市场规模在2016年达到76.7亿美元,在2017年达到114.4亿美元。据相关调查测算,我国车联网市场规模有望在2025年达到2162亿美元,占全球市场的1/4,5年平均复合增长率将达到44.92%。
中国已经形成了包括芯片、元器件、设备、软件、系统集成、运营、应用服务在内的较为完整的物联网产业链,归纳起来分为上游、中游、下游三大部分。
上游产业为基础设施建设层,主要为电子行业,包括感知设备供应商、芯片供应商和通信模块供应商,主要实现对物理世界的智能感知识别、信息采集和自动控制。随着5G的到来,物联网连接设备呈现爆发式增长,上游环节首先受益,将呈现出信息多样化、数据压缩化和传输无线化等趋势。由于其较强的通用普适性,未来仍有很大的突破空间。
上游组装集成后到达终端设备供应商,也就是中游,称为平台层,主要为通信行业,包括电信网络、广电网络、互联网、专网多个运营商,他们主要实现信息的传递、路由和控制,联合网络设备供应商、软件开发商等进行整合;
之后到达下游应用层,主要为计算机行业,有三类角色:各大云计算平台、方案厂商和系统集成商。这是物联网部署实施与实现应用的最终环节,很大程度上影响着物联网的推广和应用。
根据麦肯锡分析,基础设施建设层、平台层和应用层在价值分配上分别占31%、34%和35%。作为新一代信息技术,物联网产业的终端应用场景非常广阔,涉及社会生产和生活的方方面面。据预测,至2020年,物联网的前五大下游应用场景分别为智慧城市(26%)、工业物联网(24%)、健康物联网(20%)、智能家居(14%)以及车联网(7%)。
针对2018年世界物联网500强的前50家企业统计分析后发现,网络、通信设备及电信类企业数量最多,有19家;紧跟其后的分别是电子设备企业和工业机械等制造企业,而互联网企业仅有3家,占总体的6%。
而在国内,根据“2019中国物联网企业100强榜单”数据显示,华为、阿里、海尔位列前三,新华三、海康威视、中移物联网、小米lot等物联网企业紧随其后。不难发现,90%以上的公司都会选择跨领域发展,说明物联网加速了产业融合,原有的边界正在慢慢消失。
从应用场景来看,物联网主要用于优化资产管理、深化客户分析和创新业务模式等方面。施耐德电气数字工厂将数以万计的资产联网,并开展资产远程监控、预测性维护、能耗优化。通用电气Predix将工业设备与供应商连接,并开展资产安全监控、工业数据管理、工业数据分析等。中国航天科工集团构建INDICS工业互联网云平台,支撑各种工业设备接入,通过线上信息互通与资源共享,牵引线下智能化改造,打造线上线下结合、制造服务结合、创新创业结合的新业态。
从应用模式来看,数据是核心,采集处理数据并对其进行大规模计算,进而实现问题诊断、规律分析、原因追溯和未来预测,是物联网的主要模式。亚马逊AWS是全球最大的云计算厂商,亚马逊的数据中心有接近300万台的服务器。阿里巴巴数据中心遍布中国、美国、新加坡、澳大利亚、欧洲、中东、马来西亚等17个国家和地区。谷歌在全球范围内建立数据中心,并建设配套的发电站、光缆,减少数据中心能源损耗,提高运行效率。
从发展重点来看,我国的物联网平台层企业较多,而以传感器为核心的感知层企业主要集中在发达国家。如华为构建了OceanConnect物联网平台,可实现联接管理、设备管理和应用使能管理。阿里巴巴构建了阿里云物联网平台,包括开发工具平台、应用市场平台、ICA(合作伙伴计划联盟)数据标准平台。
从建设路径来看,工业制造类企业多以基础设施为起点进入物联网领域,互联网企业多以应用端为起点,但最终都是以用户为中心,打造良好生态。海尔通过构建COSMOPlat平台,将整个智能制造体系与用户需求连接起来,让用户全流程参与产品的设计研发、生产制造、物流配送、迭代升级等,打造用户、资源、企业共享共赢的生态体系。小米生态链计划从手机、家居、手环等应用端入口并反向推进,逐步打通连接、平台及芯片等环节。
二、4P分析
物联网产品重点——数据;
物联网对数据存储和数据分析提出了前所未有的要求。如果传感器和智能无法抓取数据,那它们就没有你想象中的那样智能。
物联网产品特性——多端接入、互联互通、强信息处理能力;
多端接入:接入对象包括了更丰富的物理世界,不但包括PC、手机、智能卡、而且传感器、仪器仪表、摄像头等,轮胎、牙刷、工业原材料等物体也因嵌入了微型感知设备而被纳入,获取信息处更加丰富。
互联互通:物联网正朝着“任何人、任何时候、任何地点”的实时网络接入而努力,虽然现阶段“信息孤岛”的现象严重,但随着基础设施的完善,互联互通性将会更强。
强信息处理能力:云计算使物联网中对各类物品进行实时动态管理变得可能,各类物品充分连接,并通过无线等网络将采集到的信息送达计算处理中台,进行汇总分析和处理。
差异化是最大特点。物联网覆盖范围大,产品应用多样,并非所有人对每一种系统都感兴趣。为了适应不同用户的需求,企业需要按照顾客的需求定制产品,做到按需定价。
生态合作的商业路径:物联网产业链更长、更广,物联网的技术创新和广泛应用不可能只由一家公司包揽,这就需要通过生态合作的方式支撑物联网跨领域跨行业的可行性。在产业和技术的有力支撑下,物联网业界达成共识,以智慧产业为突破口,“智慧XX”等新型渠道成为排头兵,推动物联网从To B向To C的演进。
由于物联网产品金额较高、周期较长,出现了“产品即服务”的业务模式,服务不仅可以提高产品的质量和耐用性,帮助企业获取数据,还可以拓展产品的价值,让客户支付更多的费用。基本产品商业模式有:销售硬件,提供免费软件服务;第三方付费;跨业/跨领域收入;依据用量或成效收费等。
三、市场结构
从全球范围来看,市场集中于少数供应商,其中云计算公司占主导。据IoT Analytics数据得出,2017年,450家提供商中的前10名共占据了约44%的市场份额;到2019年,620家提供商中的前10名将占据58%的市场份额。其中,云计算公司AWS和Microsoft在收入方面领先。
欧美西方国家的中小企业在发展上最大的特点是围绕一个核心技术做深入的研发。此类企业很少做的特别具有规模,但是在产品上做的非常全面、深刻,追求尖端。而国内的企业却更倾向于平台化发展,想做大平台。在我国即使是一个产品型的企业,它在介绍上和研发中也还是保持着平台化的思维。
根据《2014-2019年中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》显示,物联网旨在实现人与物、物与物之间的信息传递与控制,需要多行业、多学科知识和技术的协同配合,物联网企业特别是从事跨越多层产品生产和服务提供的企业,需具备较强的通信技术、信号处理技术、信息处理技术等专业研发能力,还需要拥有较强的底层协议、微操作系统、与硬件紧密结合的嵌入式软件和信息处理应用平台软件开发能力。
另一方面,物联网的价值主要体现在应用,即满足不同行业应用的具体需求,由于行业的多样性,终端所采集和传送的数据与信号格式各有不同,对组网、通信和智能控制的需求各异,因此对物联网企业的应用开发能力提出较高要求,只有综合考虑客户机器设备的特点、网络环境及控制需求等因素,设计并提供有针对性的物联网应用解决方案,才能更好地满足客户需求。
2、行业经验和先发优势壁垒
物联网企业除需拥有较强的物联网相关技术研发能力外,还需要对客户所在业务领域的特点及发展趋势、客户机器设备的特性、客户的决策流程及生产控制需要等应用行业的相关信息有较为深入的理解。随着应用不断深入,对相关行业的经验和知识的积累将更加重要,行业经验成为本行业实质性进入壁垒之一。
此外,由于物联网从概念的提出到与行业具体应用相结合的时间不长,多数行业的物联网应用尚处于初级阶段,部分起步较早的物联网企业可以凭借其拥有的技术能力以及行业经验,使大多数行业客户接受其产品或服务的技术标准,加强与客户间的依存度,从而拥有较强的先发优势。
3、业务资质壁垒
从事物联网相关业务的企业,需获得相关资质证书,如计算机系统集成企业资质等,一些行业亦对本行业的信息化产品提出资质要求,如安防行业的工业产品生产许可证及安全认证,水利行业的水文仪器生产许可证等。这些资质对企业的注册资本、经营业绩、研发与生产设施、管理体系与流程、技术实力等提出了较高要求,成为限制其他新进企业进入本行业的壁垒之一。
4、人才壁垒
物联网应用对企业的研发队伍提出了很高的要求,开发人员需在对产品方案深刻理解的基础上研发符合应用场景的终端设备,选择符合行业环境的信息传输技术方式以及开发出行业应用平台与中间件等。因此,本行业需要信息技术、通信技术和行业应用知识的相互融合,对人才的素质要求较高,这些人才需要有业内长期的实践才能积累相应的经验和能力。
四、行业竞争环境
面对广阔的市场空间,以 BAT 为代表的互联网企业,以移动电信联通为代表的电信运营商,以华为为代表的通信设备商,以科陆电子等为代表的智能仪表生产商,甚至以汉威电子等为代表的上游传感器、芯片领域生产商都在积极布局物联网行业,行业参与主体多样,呈现竞争与合作并存的态势。其中,作为重要元件的芯片、传感器、模组的市场竞争日趋激烈,未来规模呈持续扩大趋势。
直接面向终端客户的应用层因各行业需求差异较大,需求多样,即使在智慧城市、智慧能源、现代农业、智慧交通、工业物联等需求较为集中的领域,也尚未形成具有绝对优势的巨头企业。但随着物联网的提速建设,下游应用也迎来爆发式增长,未来五年的竞争将会十分激烈。
第一,来自世界各国政府的需求,当前全球人口增速放缓、资源逐渐匮乏,各国迫切需要寻找新能源和新技术来支撑下一轮的迅猛发展;
第二,来自企业的需求,面对劳动人口的减少、劳动成本的上升,企业需要采取更加智能化的业务流程和商业模式。
2. 本国视角的内部优势
第一,宏观政策的支持,自2010年以来,我国相继出台物联网产业相关的扶持政策,支持力度逐年增大;
第二,市场需求的支撑,我国已成为全球第二大经济体,庞大的人口和企业规模有着旺盛的需求;
第三,核心技术的掌握,我国在通信、网络以及传感器等关键技术领域中申请了大量的拥有自主知识产权的技术专利,并且推进到大规模的商业运作阶段,形成了一定的产业规模;
物联网有很强的行业属性,由于不同行业需求的各有差异,相应的物联网解决方案也大不相同,需要企业去深入了解行业特点、明确行业要解决的关键问题、为行业定制设备和软件,一定程度上增大了企业研发的难度。
2. 物联网安全管理机制尚未健全
物联网设备记录着各种涉及用户隐私的海量数据,其数据安全隐患也愈加严重。由于物联网产业结构复杂、企业安全意识淡薄、监管政策及标准体系匮乏,导致物联网成为了网络信息安全的“重灾区”。
3.物联网高层次专项人才相对缺乏
物联网未来的竞争集中在数据平台和软件技术方向,但人才缺口较大所需人才存在着结构性的矛盾,即高端人才和技能人才“两头缺”。
五、行业发展阶段
物联网最早的实现方式是约翰·拉姆基(john ramkey)在1990年发明的连网烤面包机。直到1999 年, MIT Auto-ID Center 才首次提出物联网的概念。据思科(Cisco)公司发表的白皮书调查发现,在2008到2009年之间,物联网行业开始形成雏形,因为这个时间点上,连接到互联网的设备数量开始超过了全球的人口总数(60亿左右)。
2009年美国、欧盟等纷纷提出物联网发展政策,物联网开始了高速发展的阶段。传统企业和IT巨头纷纷布局物联网,物联网在制造业、零售业、服务业、公共事业等多个领域加速渗透,物联网正处于大规模爆发式增长的前夜。2015年全球物联网市场规模达到 624 亿美元,同比增长 29%。
在我国,物联网概念被大众所知,是在2009年温家宝总理在视察中科院无锡产业研究所时提出“感知中国”的概念,之后物联网在我国进入快速发展阶段。自2010年中国物联网发展被正式列入国家发展战略后,中国RFID及物联网产业迎来了难得的发展机遇。2012年,我国RFID的市场规模达到236.6亿元,同比增长31.5%;2013年的行业规模突破300亿元,规模增速达到35%。根据工信部的数据,2014 年我国物联网产业规模达到了6000 亿元人民币,同比增长22.6%,2015 年产业规模达到7500 亿元人民币,同比增长29.3%。
2016年,物联网迎来了自己的发展元年,据相关机构统计,2016年全球可连接设备数量增长31%,物联网设备中产生的数据量呈现指数级增长。
2017年,中国物联网也迎来它发展标志性的一年。在政治政策上,国家先后出台多项重大物联网发展政策,包括物联网专用码号资源分配和使用证、全面推进NB-loT建设发展意见,政策驱动物联网发展驶入快车道;在经济环境上,物联网投融资快速升温,据公开信息显示,国内物联网2017年投资事件总量同比增长160%,是前三年的总和;在行业结构上,百度、阿里、小米、京东等互联网巨头也纷纷亮相各自物联网战略,布局未来物联网发展。
2018年起,随着AI技术的成熟、5G的加速落地、区块链理念的应用,物联网具备了行业爆发的基础。AI技术使物联网解决方案更智能化,5G大带宽、低时延、广连接的特点使更多应用成为可能,区块链技术为物联网数据安全保驾护航。拥有了多者加持,一个万物互联、万物感知、万物智能的未来世界就在眼前。
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