工業物聯網是通過工業資源的網絡互聯、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，從而構建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、系統集成商、網絡運營商、平臺供應商等。目前我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集成商。隨著產業不斷髮展成熟，市場對於服務的需求將越來越強烈，網絡運營商和平臺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，產業規模快速增長
據前瞻產業研究院測算，2014年，國內物聯網在工業領域需求規模為1260億元;2016年，國內物聯網在工業領域需求規模為1804億元。2017年，國內物聯網在工業領域需求規模約為2354億元。
2010-2017年國內物聯網在工業領域需求規模(單位：億元)
我國工業物聯網的發展也由過去的政府主導逐漸嚮應用需求轉變。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。
中國工業物聯網產業規模及增長
2、 工業物聯潛力巨大，市場份額位居第一
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。
中國工業物聯網產業規模及增長
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。感知層企業包括芯片、RFID、傳感器、工業儀表、工業相機、二維碼、PLC等企業;傳輸層則企業主要包括芯片、通信模塊、通信設備等企業，主要技術包括工業現場總線、工業以太網、無線傳感器網絡(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服務器、智能裝備等。
據預測，2016年至2021年，傳感器的複合年增長率為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增長的趨勢。近年來，我國在傳感器相關產業加大投入，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。我國DCS市場中國外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。不過近年來我國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 平臺供應商
平臺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，為系統集成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臺、工業數據平臺、工業雲平臺提供商等。
我國工業物聯網平臺剛剛起步。目前全球工業物聯網平臺有50%左右由美國企業提供，我國企業在2015年之後積極開展布局，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臺服務，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積累，進一步向平臺延伸，嘗試構建新時期的工業智能化解決方案。2017年,作為我國領先的互連網和雲計算廠商,阿里雲正式發佈了Link品牌的物聯網平臺,全面進軍工業物聯網市場。雖然起步較晚，基於我國在世界互聯網市場的領先位置和深厚技術積累，相信我國工業物聯網平臺將有很大的機會後來居上，引導世界工業物聯網的發展潮流。
3.3 網絡運營商
網絡運營商主要提供數據傳輸，是工業物聯網網絡層的主體，是連接傳感數據和終端應用的中間環節。運營商將關注焦點放在了連接和應用這兩個層面。其中連接是運營商最擅長的領域，而平臺則是運營商未來突圍的關鍵。
國內網絡運營商在立足連接和平臺的同時，還在往芯片、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，打造開放的接入平臺、能力平臺、大數據平臺。另一方面是專用芯片和模組的提供者，在通信模組、智能傳感器、處理器模組和開源硬件體系等領域開展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，通過與系統集成商(SI)，應用提供商(AP/SP)開展合作，提供解決方案。
在網絡部署方面，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移動運營商的物聯網網絡，比如移動物聯網、NB-IOT網絡、5G網絡等，將數據彙總到公有云中;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絡和數據中心，再將一些安全級別低的數據彙總到公有云。
3.4 系統集成商
系統集成商主要致力於解決各類設備、子系統間的接口、協議、系統平臺、應用軟件等與子系統、使用環境、施工配合、組織管理和人員配備相關的集成，相關企業包括自動化企業、工業控制系統企業、工業軟件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、軟件功能、產品品種齊全性、集成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、啟明星辰、天融信、中科網威等代表性企業的傳統信息安全廠商。第三類就是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。國內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”的統計分佈，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
我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、移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、改善產品質量、降低產品成本和資源消耗，將傳統工業提升到智能工業的新階段。工業物聯網在傳統制造行業如航空、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，如智能家居行業用於智能照明控制、智能安防、智能遙控;交通運輸行業用於實時監控、自動收費、智能停車、實時車輛跟蹤、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、汙水處理監控、節能減排;智能建築領域用於智能酒店、智能建築安防、智能建築一卡通等方面。
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，通過完善和優化供應鏈管理體系，藉助射頻識別等工業物聯技術實現對裝備產品的數字化物流管理，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：工業物聯網通過傳感器和網絡實現了對生產過程實行智能監控、智能控制、智能診斷、智能決策和智能維護：檢測生產過程、實時採集參數、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能遠程測控系統，實現對石化生產設備的智能測控和管理，從而優化生產流程，提高產品質量，促進化工企業的安全生產和科學管理。
? 工業排汙實時監控：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、高汙染”行業得到應用，支持其智能排汙監控系統的建立與完善，實現智能排汙自動監控裝置、水質數據監控裝置、水質參數檢測儀等設備的集成應用，對重點排汙監控企業實行實時監測自動報警、遠程關閉排汙口，防止突發性環境汙染事故發生，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、無線射頻識別、移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信息，將現有的網絡監管平臺提升為系統、開放、多元的綜合網絡監管平臺，可以監測溫度、溼度、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絡系統，實現實時感知、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絡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、提升產品質量、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，我國的工業基礎相對較為薄弱。現階段，我國在傳感器關鍵技術、計算機系統設計技術、通信網絡技術等物聯網共性技術方面滯後於歐美日等發達國家，無法為我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、多網絡、多應用、互聯互通、互相融合的綜合性網絡，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，是現階段我國工業物聯網推廣應用的一大障礙。
2、人才不足制約發展，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實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，我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，但目前我國的資金支持仍侷限在國家科技計劃，資金總量和資金的覆蓋面有限，限制了我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，我國製造業正面臨信息化程度不高，與工業化融合程度不夠的現狀。當前，我國製造業大多數企業信息化水平處於初、中級水平，信息化覆蓋的部門較窄，企業內部系統處於割裂狀態，我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。
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，大型企業憑藉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、西子電梯等國內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，傳統的系統集成、定製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，導致我國工業物聯網應用呈現出兩極分化的狀態。對此，可通過設備租用、建設基於物聯網的公用雲平臺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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