[5分鐘跟上產業潮流] 最白話解密
"工業4.0" "物聯網" "大數據"
來源：中山市物联网协会 作者：LOTTW整理编辑
工業物聯網是透過工業資源的網路互聯、數據互通和系統互操作，實現製造原料的靈活配置、製造過程的按需執行、製造工藝的合理優化，和製造環境的快速適應，達到資源的高效利用，從而建構服務驅動型的新工業體系。
一、中國工業物聯網產業鏈
中國工業物聯網產業鏈的參與者，主要包括設備製造商、系統整合商、網路營運商、平台供應商等。目前對岸中國工業物聯網產業利潤的主要獲取者，為設備製造商和系統整合商。
隨著產業不斷發展成熟，市場對於服務的需求將越來越強烈，網路營運商和平台供應商的利潤，將迎來快速上升，並將成為產業利潤的主要獲取者。
隨著產業不斷發展成熟，市場對於服務的需求將越來越強烈，網路營運商和平台供應商的利潤，將迎來快速上升，並將成為產業利潤的主要獲取者。
工業物聯網產業鏈全景圖
二、中國工業物聯網產業發展現狀
1、政策、應用雙擎推動，產業規模快速成長
據前瞻產業研究院測算，2014年，中國物聯網在工業領域需求規模為1260億元；2016年，其國內物聯網在工業領域需求規模為1804億元。2017年，中國物聯網在工業領域需求規模約為2354億元。
2010-2017年對岸中國物聯網在工業領域需求規模(單位：億元)
中國工業物聯網的發展，也由過去的政府主導，逐漸向應用需求轉變。2016年我國工業物聯網規模達到1896億元，在整體物聯網產業中的佔比約為18%。預計在政策推動以及應用需求帶動下，到2020年，工業物聯網在整體物聯網產業中的佔比將達到25%，規模將突破4500億元。
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中國工業物聯網產業規模及成長
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2、 工業物聯潛力巨大，市場比重位居第一
工業物聯網是物聯網在工業領域的應用，將在能源、交通運輸(鐵路和車站、機場、港口)、製造(採礦、石油和天然氣、供應鏈、生產)等應用領域上發揮重要作用。
在2016年細分應用領域中，佔據物聯網市場的19.8%，位居所有行業第一位。展望未來，工業物聯網也是物聯網應用，推廣最主要的動力。
工業物聯網是物聯網在工業領域的應用，將在能源、交通運輸(鐵路和車站、機場、港口)、製造(採礦、石油和天然氣、供應鏈、生產)等應用領域上發揮重要作用。
在2016年細分應用領域中，佔據物聯網市場的19.8%，位居所有行業第一位。展望未來，工業物聯網也是物聯網應用，推廣最主要的動力。
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中國工業物聯網產業規模及成長
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3、產業鏈條初步形成，核心產品尚需驗證
儘管中國工業物聯網產業鏈，還處在形成初期，產業鏈條的界定和分工還不完全明晰，但產業整體競爭力快速提升，行業處於爆發前期。具體到各個環節，發展的狀況又不盡相同。
3.1 設備製造商
設備製造商主要涵蓋感知層、傳輸層、現場管理層、應用層等工業物聯網各層級主要設備廠商。感知層企業包括晶片、RFID、傳感器、工業儀表、工業攝影機、二維碼、PLC等企業；傳輸層則企業主要包括晶片、通信模組、通信設備等企業，主要技術包括工業現場總線、工業乙太網、無線傳感器網路(5G、NB-IOT、LoRa、BLE)等技術；現場管理層主要涉及廠商包括工控機、DCS、SCADA、FCS等企業；應用層涉及到的設備主要包括伺服器、智慧裝備等。
據預測，2016年至2021年，傳感器的複合年成長率為11%，到2021年市場規模將達到1906億美元。目前全球傳感器市場主要由美國、日本、德國的相關企業主導，例如MEMS傳感器公司、霍尼韋爾公司、凱勒公司等，亞太地區的傳感器市場也呈現出快速成的趨勢。
近年來，中國在傳感器相關產業加大投入，其國有傳感器及儀器儀表市場佔有率不斷提高，湧現出華立儀表、上海儀表、漢威電子等一批具有代表性的企業。
DCS生產廠家也主要集中在美國、日本、德國等。中國DCS市場中，來自國際DCS產品市場佔有率較高，例如霍尼韋爾和橫河公司的DCS產品。
不過近年來中國DCS產品技術水平也在不斷提高，逐步獲得市場認可，湧現出一批優秀企業，如北京和利時、浙大中控、上海新華、浙江威盛、航天測控等。
近年來，中國在傳感器相關產業加大投入，其國有傳感器及儀器儀表市場佔有率不斷提高，湧現出華立儀表、上海儀表、漢威電子等一批具有代表性的企業。
DCS生產廠家也主要集中在美國、日本、德國等。中國DCS市場中，來自國際DCS產品市場佔有率較高，例如霍尼韋爾和橫河公司的DCS產品。
不過近年來中國DCS產品技術水平也在不斷提高，逐步獲得市場認可，湧現出一批優秀企業，如北京和利時、浙大中控、上海新華、浙江威盛、航天測控等。
3.2 平台供應商
平台供應商主要為工業物聯網應用提供支撐，能夠為設備製造商提供終端監控和故障定位服務，為系統整合商提供代計費和客戶服務，為終端用戶提供可靠全面的服務，為應用開發者提供統一、方便、低廉的開發工具等。主要包括工業物聯網平台、工業數據平台、工業雲平台提供商等。
中國工業物聯網平台剛剛起步。目前全球工業物聯網平台有50%左右由美國企業提供，中國企業在2015年之後，積極開展佈局，航天雲網、三一、海爾等企業，依託自身製造能力和規模優勢，率先推出工業物聯網平台服務，並逐步實現由企業內應用向企業外服務的拓展。
和利時、用友、瀋陽機床等企業則基於自身在自動化系統、工業軟件與製造裝備領域的累積，進一步向平台延伸，嘗試建構新時期的工業智慧化解決方案。
和利時、用友、瀋陽機床等企業則基於自身在自動化系統、工業軟件與製造裝備領域的累積，進一步向平台延伸，嘗試建構新時期的工業智慧化解決方案。
3.3 網務營運商
網路營運商主要提供數據傳輸，是工業物聯網網路層的主體，是連接傳感數據和終端應用的中間環節。營運商將關注焦點放在了連接和應用這兩個層面。其中連接是營運商最擅長的領域，而平台則是營運商未來突圍的關鍵。
中國網路營運商在立足連接和平台的同時，還在往晶片、模組等物聯網產品領域發展。例如中國移動物聯網公司定位一方面，是作為物聯網業務服務的支撐者，提供高效、穩定、安全的物聯網專用網絡路，打造開放的接入平台、能力平台、大數據平台。
另一方面是專用晶片和模組的提供者，在通信模組、智慧傳感器、處理器模組，和開源硬體體系等領域，展開合作研發與聯合推廣。再有是物聯網專用產品的推動者。針對細分行業，透通過與系統整合商(SI)，應用提供商(AP/SP)開展合作，提供解決方案。
另一方面是專用晶片和模組的提供者，在通信模組、智慧傳感器、處理器模組，和開源硬體體系等領域，展開合作研發與聯合推廣。再有是物聯網專用產品的推動者。針對細分行業，透通過與系統整合商(SI)，應用提供商(AP/SP)開展合作，提供解決方案。
在網路部署方面，未來將會存在兩種典型應用場景：一方面，企業的工業物聯網接入行動電信商的物聯網網路，比如行動物聯網、NB-IOT網路、5G網路等，將數據匯總到公有雲中;另一方面，如果企業關注數據安全，更傾向於先建立專有的工業物聯網路和數據中心，再將一些安全級別低的數據，匯總到公有雲。
3.4 系統整合商
系統整合商主要致力於解決各類設備、子系統間的接口、協議、系統平台、應用軟體等與子系統、使用環境、施工配合、組織管理和人員配備相關的整合，相關企業包括自動化企業、工業控制系統企業、工業軟體企業等，各類工業系統解決方案企業。
中國工業控制系統企業經過多年的發展，與國際先進水平的差距在逐漸縮小，但是在系統穩定性、軟體功能、產品品種齊全性、整合性等方面，還存在不少差距。
中國工業控制系統企業主要由三類企業構成，一類是以和利時、浙大中控、四方繼保、南京自動化、三維力控、北京亞控等為代表的企業的工控系統廠商。
另一類是以綠盟科技、啓明星辰、天融信、中科網威等代表性企業的傳統資訊安全廠商。
第三類就是其國內還有一些專注於工控安全的新興公司，諸如力控華康、海天偉業、中京天裕、匡恩科技等。這些公司目前規模較小，但擁有一定的工控行業背景，且因進入工控安全領域較早，多聲稱擁有自主工控安全產品和安全解決方案。
對岸中國從事工業自動化行業的成千上萬家企業，在經營規模、經營效益上仍體現為「扁平大金字塔」的統計分布，年營業額在40-50億的大企業較少，大部分企業年營業額在10億元以下。
中國工業控制系統企業主要由三類企業構成，一類是以和利時、浙大中控、四方繼保、南京自動化、三維力控、北京亞控等為代表的企業的工控系統廠商。
另一類是以綠盟科技、啓明星辰、天融信、中科網威等代表性企業的傳統資訊安全廠商。
第三類就是其國內還有一些專注於工控安全的新興公司，諸如力控華康、海天偉業、中京天裕、匡恩科技等。這些公司目前規模較小，但擁有一定的工控行業背景，且因進入工控安全領域較早，多聲稱擁有自主工控安全產品和安全解決方案。
對岸中國從事工業自動化行業的成千上萬家企業，在經營規模、經營效益上仍體現為「扁平大金字塔」的統計分布，年營業額在40-50億的大企業較少，大部分企業年營業額在10億元以下。
三、工業物聯網應用領域及成果
1、應用領域
中國工業領域行業眾多，具有環境感知能力的各類終端、基於泛在技術的計算模式、行動通信等，不斷融入到工業生產的各個環節，大幅提高製造效率、改善產品品質、降低產品成本和資源消耗，將傳統工業提升到智慧工業的新階段。
工業物聯網在傳統製造行業如航空、電器、石油、汽車、輪胎、重工、煤礦和鋼鐵等領域有很好的應用。工業物聯網在其他行業也有廣泛的應用，如智慧家庭行業用於智慧照明控制、智慧安控、智慧遙控；
交通運輸行業用於即時監控、自動收費、智慧停車、即時車輛跟蹤、公交系統；
醫療保健領域用於身份確認、無線醫療、一卡通就診、藥品供應鏈、醫療垃圾處理；
食品安全行業用於食品追溯、RFID電子標籤防偽查詢；環境保護方向用於水文監控、污水處理監控、節能減碳；智慧建築領域用於智慧飯店、智慧建築安防、智慧建築一卡通等方面。
工業物聯網在傳統製造行業如航空、電器、石油、汽車、輪胎、重工、煤礦和鋼鐵等領域有很好的應用。工業物聯網在其他行業也有廣泛的應用，如智慧家庭行業用於智慧照明控制、智慧安控、智慧遙控；
交通運輸行業用於即時監控、自動收費、智慧停車、即時車輛跟蹤、公交系統；
醫療保健領域用於身份確認、無線醫療、一卡通就診、藥品供應鏈、醫療垃圾處理；
食品安全行業用於食品追溯、RFID電子標籤防偽查詢；環境保護方向用於水文監控、污水處理監控、節能減碳；智慧建築領域用於智慧飯店、智慧建築安防、智慧建築一卡通等方面。
2、 解決方案
．製造業供應鏈管理：工業物聯應用於企業原材料採購、庫存、銷售等領域，透過完善和優化供應鏈管理體系，借助射頻辨識等工業物聯技術，實現對裝備產品的數位化物流管理，推動上下游協作廠商，共同應用先進物流管理技術，提高整個供應鏈的協調性，降低成本，實現現代物流與裝備製造的聯動發展。
．生產過程工藝優化：工業物聯網透過傳感器和網路，實現了對生產過程實行智慧監控、智慧控制、智慧診斷、智慧決策和智慧維護：檢測生產過程、即時採集參數、監控生產設備、監測材料消耗。
如在石油勘探、開採、運輸等環節，利用工業物聯網建立油井生產智慧遠端測控系統，實現對石化生產設備的智慧測控和管理，從而優化生產流程，提高產品品質，促進化工企業的安全生產和科學管理。
如在石油勘探、開採、運輸等環節，利用工業物聯網建立油井生產智慧遠端測控系統，實現對石化生產設備的智慧測控和管理，從而優化生產流程，提高產品品質，促進化工企業的安全生產和科學管理。
．工業排污實時監控：工業物聯網技術在鋼鐵、有色金屬、電力、化工、紡織、造紙等「高能耗、高污染」行業得到應用，支持其智慧排污監控系統的建立與完善，實現智慧排污自動監控裝置、水質數據監控裝置、水質參數檢測儀等設備的整合應用，對重點排污監控企業，實行即時監測自動報警、遠端關閉排污口，防止突發性環境污染事故發生，有效地促進了這些行業的節能減排。
． 工業安全生產管理：工業物聯網已成為煤炭、鋼鐵、有色等行業保障安全生產的重要技術手段。把傳感器、無線射頻辨識、行動通信等技術嵌入和裝配到礦山設備、油氣管道、礦工設備中，可以感知危險環境中工作人員、設備機器、周邊環境等方面的安全狀態資訊，將現有的網路監管平台提升為系統、開放、多元的綜合網路監管平台，可以監測溫度、濕度、瓦斯濃度等，對採掘、提升、運輸、通風、排水、供電等關鍵生產設備進行狀態監測和故障診斷，建設和完善安全監測網路系統，實現即時感知、準確辨識、快捷響應及有效控制，提升安全生產過程監控和應急響應水平。
．大規模個性化製造：將工業物聯網引入生產線以後，人類、工件和生產設備將彼此通信，生產線將實現全面網路化，並自主控制生產過程，不僅顯著縮短研發週期、提高生產效率、提升產品品質、減少資源使用，使經濟效益最大化，更核心的是從大規模批量生產，轉向對個性化需求的滿足。
四、工業物聯網產業存在的突出問題
1、 基礎支持力量薄弱，共性技術開發滯後
長期以來，中國的工業基礎相對較為薄弱。現階段，中國在傳感器關鍵技術、電腦系統設計技術、通信網路技術等物聯網共性技術方面，滯後於歐美日等發達國家，無法為中國的工業轉型提供強有力的支撐。
此外，工業物聯網將是一個多設備、多網路、多應用、互聯互通、互相融合的綜合性網路，設備的接口標準、通訊協議、管理協議的標準化，是一項巨大的工程，是現階段對岸中國工業物聯網推廣應用的一大障礙。
此外，工業物聯網將是一個多設備、多網路、多應用、互聯互通、互相融合的綜合性網路，設備的接口標準、通訊協議、管理協議的標準化，是一項巨大的工程，是現階段對岸中國工業物聯網推廣應用的一大障礙。
2、人才不足限制發展，資金支持需要提升
工業物聯網具有應用案例，與場景多樣化、數據多結構化的特點，需要企業員工利用大數據融合，即時與各種非結構化數據，共同進行預測性和規範性分析，現有工業企業所擁有的人才，並不具備相關分析，和解決問題的能力。
儘管中國其國內大學正在努力培養數據科學人才，但是數量畢竟有限，無法滿足未來工業物聯網的快速發展。此外，中國工業物聯網的發展處於起步階段，在技術研發、企業培育、產品推廣等方面需要大量的資金支持，但目前中國的資金支持仍局限在國家科技計劃，資金總量和資金的覆蓋面有限，限制了中國工業物聯網的發展。
儘管中國其國內大學正在努力培養數據科學人才，但是數量畢竟有限，無法滿足未來工業物聯網的快速發展。此外，中國工業物聯網的發展處於起步階段，在技術研發、企業培育、產品推廣等方面需要大量的資金支持，但目前中國的資金支持仍局限在國家科技計劃，資金總量和資金的覆蓋面有限，限制了中國工業物聯網的發展。
3、 產業尚處起步階段，安全問題有待解決
《中國製造2025》中指出，中國製造業正面臨資訊化程度不高，與工業化融合程度不夠的現狀。當前，中國製造業大多數企業資訊化水平處於初、中級水平，資訊化覆蓋的部門較窄，企業內部系統處於割裂狀態，中國仍處於工業物聯網發展的起步階段。
隨著工業物聯網的推廣，數以億計的設備，將產生海量的數據，與此同時，數據暴露的可能性也將持續增大，將威脅工業系統的生產和應用過程。數據所有權和安全性問題，仍是設備製造商和用戶討論的焦點，也是未來工業物聯網推廣應用，急需解決的問題。
隨著工業物聯網的推廣，數以億計的設備，將產生海量的數據，與此同時，數據暴露的可能性也將持續增大，將威脅工業系統的生產和應用過程。數據所有權和安全性問題，仍是設備製造商和用戶討論的焦點，也是未來工業物聯網推廣應用，急需解決的問題。
4、企業發展面臨不均，中小企業較難複製
在工業物聯網的應用推廣過程中，大型企業憑借自身的規模效應和雄厚的資金支持，能夠突破成本的限制，真正將工業物聯網應用到實際生產中。目前，蒙牛、西子電梯等中國大型企業正，在加緊建設「智慧型工廠」，實現了工業物聯網應用。
然而對一些中小型工業企業來說，傳統的系統整合、客製化開發的理念，無法應用到中小型企業中，工業物聯網建設成本過高，使得大企業的成功模式，無法在小企業複製，導致中國工業物聯網應用，呈現出兩極分化的狀態。
對此，可透過設備租用、建設基於物聯網的公用雲平台等商業模式，創新賦能中小型企業，解決工業物聯網應用不均衡的問題。
然而對一些中小型工業企業來說，傳統的系統整合、客製化開發的理念，無法應用到中小型企業中，工業物聯網建設成本過高，使得大企業的成功模式，無法在小企業複製，導致中國工業物聯網應用，呈現出兩極分化的狀態。
對此，可透過設備租用、建設基於物聯網的公用雲平台等商業模式，創新賦能中小型企業，解決工業物聯網應用不均衡的問題。
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