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产业互联网时代的智能硬件创新

发布时间:2021-01-20 03:10:31 阅读: 来源:带式过滤机厂家

过去20年属于“消费互联网”时代,而未来20年,将来到“产业互联网”的时代,互联网将改变每一个产业、组织乃至整个社会。产业互联网所代表的跨界融合成为总的发展趋势,从最早的零售业到如今的金融、医疗、可穿戴、在线教育、在线旅游以及生活服务的方方面面,传统硬件领域也将被改变。近两年来,智能眼镜、智能手表等可穿戴智能硬件设备如雨后春笋般问世,智能硬件产业格局从发端到发展,已经形成巨大的浪潮。产业互联网与智能硬件融合,更酝酿着商业模式颠覆与生活方式的变革,产生了智能制造、智能服务等多种新的业态。

一、智能硬件产业

传统的硬件生产是以大规模量产纯硬件为主的产业,如今产业形态已经发生了巨大变化。基于互联网、云计算等先进信息技术的产业互联网的快速发展,将硬件产业迅速推进到了新时代--智能硬件。互联网的出现,使得现代社会逐渐呈现网络化特征,我们身边的很多产品都能够直接访问互联网,智能手机可以,信息家电可以,能够自动驾驶的汽车也可以。显然,硬件产业已经加速进入了以“互联+智慧”为特征的“智能硬件”时代。

智能硬件主要具有以下特征。首先,越来越多的软件代替硬件功能,可以通过软件控制硬件;其次,与以往单纯的硬件商品销售不同,对硬件产品附属的服务性需求或者基于商品解决方案的需求正在快速增加;第三,硬件制造业周期,从产品设计到生产,再到推向市场需要时间越来越短。硬件产业正在向软性制造的方向发展,不断用软件定义产品的功能和性能,提高对以软件为主导的创新的重视程度,硬件产品的真正价值从硬件转移到了软件。

智能硬件技术的发展使传统的制造装备和各种家电、医疗设备具有了信息的采集、分析和执行的能力,形成了智能装备和智能产品。在此基础上,与网络互连、移动计算、云计算等互联网技术进一步融合,将单体智能扩展到网络智能,则进一步拓展了智能产品的能力和范围,产生了新的商业模式,与传统产业结合,形成了智能制造、智能服务等多种创新。

智能硬件的应用深入到政府、企业、老百姓工作、生活的方方面面,产生了庞大的市场规模。2014年新增联网硬件数量近20亿,预计到2020年这个数字会增加到80亿。而到2020年,这些智能硬件所产生的总价值将会大于1万亿美元。巨大的市场规模,吸引了多家巨头公司投身其中。谷歌推出了眼镜,苹果推出了手机、手表,亚马逊推出了手机、平板、机顶盒等一系列产品,Facebook与HTC合作HTC First,腾讯推出了微信耳机、QQ音响、小Q机器人,阿里的推出了阿里云手机、天猫魔盒,百度推百度手机、百度影棒、咕咚手环,奇虎360推随身wifi、路由器、家庭卫士、儿童卫士、防丢卫士等。

二、智能制造

2008金融危机的发生与虚拟经济的过分膨胀有关联关系,因此在寻求危机解决方案的过程中,欧美日等经济发达国家政府和相关专业人士纷纷提出要重视发展实体经济,其中重振制造业是重要一环。智能制造是制造业的发展方向,也是我国发展战略性新兴产业的重要支柱。美国、英国等发达国家的“再工业化”,重新重视发展高技术的制造业;德国、日本竭力保持在制造装备领域的优势和垄断地位;韩国也力求跻身世界制造强国之列。各国出台了若干推进智能制造发展的政策和计划。

智能制造是由智能装备与互联网协同创新而来。智能装备是在传统加工设备上装配了智能控制的新型制造装备,使得传统制造装备拥有了诸如分析、推理、判断、构思和决策等各种仿人类智能活动;而互联网技术则将过去单一设备的制造加工延展到分布式制造网络环境中,在单体装备智能基础上叠加网络群体智慧,实现了基于互联网的全球制造网络环境下智能制造系统。智能制造在制造的全生命周期中进行感知、分析、推理、决策与控制,实现产品需求的动态响应,新产品的迅速开发以及对生产和供应链网络实时优化,从而大大扩大、延伸和部分地取代人类在制造过程中的脑力、体力劳动,提升生产效率,逐渐实现了小批量、个性化生产等各种创新制造模式。

智能制造也将为我国产业结构调整、升级和战略性新兴产业的发展提供重要支撑。中国是制造业大国,但过去30年走的是人员密集、资源消耗、低附加值的发展模式,总体仍处于全球制造产业链的低端,而且产生了严重的环境污染等社会问题。发展中国的智能制造,就是要在关键核心技术创新能力、产品能耗物耗与排放水平、产品精度效率与全球服务的信息化、智能化水平、自主知识产权与全球著名品牌等各个方面赶超世界水平,从而从制造业大国成长为制造业强国。

随着互联网技术的普及,制造行业市场竞争的关键要素体现在“智能”,包括:对客户需求的及时、准确掌握,内部资源集成与共享,资源优化配置,实现快速响应等。而“智能装备+互联网技术”能够真正让制造业的设计者、生产者和消费者实现无缝对接,获取客户的需求、生产车间的信息,进行过程数据的采集和分析,实现快速重组和动态协同来快速配置制造资源,从而实现快速响应市场变化。小批量订单要求、乃至个性化制造与服务成为可能,满足市场上多样性、个性化需求。提高产品质量的同时,大大缩短产品投放市场所需的时间,抢占市场份额。提高能源利用效率,减少排放,保护环境。同时,还能够分担基础设施建设费用、设备投资费用等,降低企业经营的风险。

三、智能服务

现代服务业主要包括现代物流业、科技服务业、金融保险业、信息服务业、商务服务业。多年来,服务业始终是发达国家经济结构中增长最快的产业,增加值占国内生产总值的比重超过了1/3。对我国而言,长期以来服务业占国内GDP的比重较低,因此加快发展服务业战略意义重大:可以改变我国经济增长主要依靠工业带动和数量扩张的非良性循环,提高我国参与国际分工的地位,增强自主创新能力、建设创新型国家,走新型工业化道路,实现可持续发展。

人类社会已经历了农业化、工业化、信息化阶段,现代服务业也相应发展到了“智能服务”的阶段。智能服务离不开互联网,实现的是一种按需和主动的智能,即通过捕捉用户的原始信息,通过后台积累的数据,构建需求结构模型,进行数据挖掘和商业智能分析,除了可以分析用户的习惯、喜好等显性需求外,还可以进一步挖掘与时空、身份、工作生活状态关联的隐性需求,主动给用户提供精准、高效的服务。这里需要的不仅仅只是传递和反馈数据,更需要系统进行多维度、多层次的感知和主动、深入的辨识。在使低成本、个性化服务成为现实的同时,还做到了节能环保,进而又降低了成本,为服务的运营者带来更高的经济和社会价值,形成了良性循环。

智能服务的载体是智能产品和互联网技术,智能产品采集数据并执行操作,互联网负责搭建连接和传输数据及智慧处理。围绕着智能服务,构建起智能家居、车联网、药联网等多种应用,这些应用覆盖了政府、企业、老百姓的方方面面,共同组成了“智慧的城市”。

智能家居

随着科技的不断进步,人类的居住环境也在不断的改善。在解决了基础物质生活需求的今天,人们开始追求家庭生活现代化、舒适化、安全化,智能家居应运而生。智能硬件的兴起,为智能家居系统的发展及应用加入了助推剂,让智能家居的功能产生了飞跃。

智能家居通过各种智能产品将家中的各种设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等)连接到一起,提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,同时兼备网络通信、信息家电、设备自动化等现代化功能,能够提供集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。

城镇化是中国经济发展的广阔腹地,国家将投入大量资金推行“人的城镇化”,城镇消费力量将进入一个爆发期,在其中智能家居是重要的一块。目前我国智能建筑占新建建筑的比例约10%-15%,而较为成熟的美国及日本等国家,其智能建筑面积占新增建筑面积的比例约60%-70%,因此行业未来成长空间巨大,我国《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》明确提出,城镇化应当与信息化深度融合,且智能化将是今后建筑与城镇发展的最重要的方面。

车联网

我国是全球汽车最大的生产国和消费国,车辆已经成为城市的重要组成部分,城市化带来的交通拥堵、车辆事故、环境污染等“城市病”,已成为横亘在城市发展面前的一道难题,这对城市化健康发展与构建合理、和谐的城市体系提出了更高的要求。

车联网是未来汽车行业发展方向。车联网通过基于互联网和RFID无线射频识别等技术的各种智能硬件,对车辆进行数字化管理,包括实时跟踪、监管车辆运行状况等,将交通信号、摄像头、拥堵路段报告、天气情况等信息融合起来,从而实现车与路、车与车、车与城市网络的有机结合,得到智能交通解决方案,可以有效的缓解城市交通拥堵,提高效率,减少事故,降低能源消耗、环境污染。

从汽车这一新兴移动终端到汽车之间组成的车联网系统,逐渐形成我国又一条至关重要的经济脉络。截至2011年末,全国已有超过50万辆新车预装车载信息服务终端。预计到2015年,将至少有4000万汽车联入车联网。按照平均每个用户每年1000元的消费额度来计算,车联网行业到2015年的市场空间大约在400亿左右,带动相关产值将高达1000亿元,而中国也有望发展为全球车载信息服务业最大的市场。

四、打造智能硬件产业链

相对于软件产业,智能硬件创新门槛较高,缺乏硬件优化、样机打版、测试验证、工业设计等公共服务平台,产业链上下游沟通成本高,区域内企业互动不强、龙头企业带动作用有限,产业环节较为分散。同时,智能硬件产品创新数量大、种类多、技术多样化,标准不统一,导致产品推广方面遇到问题。因此借鉴互联网思维,硬件制造行业的变革主要是打造硬件生态圈,通过开放硬件云服务和开源硬件方案,逐步完善硬件生态圈,生产更多更好的硬件+服务的智能硬件产品,首先实现“连接人与信息”,进而升级为“连接人与服务”,使得更多的人来使用和消费,再反过来促使硬件生产的成本降低,更多的人能用上硬件产品。

智能硬件产业链的建设过程是逐步进行的,主要的思路是:建设以智能硬件为主题的“平台+孵化+投资”的创业孵化器,将覆盖芯片设计、工业设计、软件、互联网和大数据、硬件、电商、检测认证等产业链环节,联合创客社区、众筹平台、生产制造商、技术服务商、内容服务商、渠道商等,从深度合作、数据共享、营销支持、供应链服务、技术支持、金融服务及资金支持等全方位为生态圈中的企业提供全方位支持,全面建设检测认证、研发合作、知识产权与标准、大数据服务、电商推广等公共技术和服务平台,推动组建投资智能硬件的产业投资基金和创投资金,使得互联网与硬件优势结合,转化为智能硬件创新优势。

(朱大培/北京云基地)

(责任编辑:mengyishan)

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