补齐关键核心技术短板 八部委推行物联网行动计划
物联网是以感知技术和网络通信技术为主要手段,实现人、机、物的泛在连接,提供信息感知、信息传输、信息处理等服务的基础设施。物联网是新基建的重要组成部分,“十四五”规划将其纳入了七大数字经济重点产业。
但与此同时,我国物联网产业发展还存在一些需要解决的问题,如关键核心技术存在短板、产业生态不够健全、规模化应用不足、支撑体系难以满足产业发展需要等。
近日,工信部联合国家网信办、 科技 部等八部委印发《物联网新型基础设施建设三年行动计划(2021—2023年)》(以下简称《行动计划》),提出到2023年底,在国内主要城市初步建成物联网新型基础设施, 社会 现代化治理、产业数字化转型和民生消费升级的基础更加稳固,具体包括四大行动目标:创新能力有所突破、产业生态不断完善、应用规模持续扩大、支撑体系更加健全。
《行动计划》也提出了到2023年底的一系列具体量化目标:推动10家物联网企业成长为产值过百亿、能带动中小企业融通发展的龙头企业;物联网连接数突破20亿;完善物联网标准体系,完成40项以上的国家标准或行业标准制修订等。
《行动计划》从突破关键核心技术、推动技术融合创新、构建协同创新机制3个方面对提升物联网产业创新能力进行了部署安排,提出突破关键核心技术,实施“揭榜挂帅”,鼓励和支持骨干企业加大对高端传感器、物联网芯片、新型短距离通信、高精度定位等关键核心技术的攻关力度,补齐高端传感器、物联网芯片等产业短板;力争到2023年底,突破一批制约物联网发展的关键共性技术,高端传感器、物联网芯片、物联网 *** 作系统、新型短距离通信等关键技术水平和市场竞争力显著提升。
行业应用是物联网发展的主要驱动力之一。综合考虑各领域对物联网需求的紧迫性、发展基础和经济效益等重要因素,《行动计划》按照“分业施策、有序推进”的原则,提出在 社会 治理、行业应用、民生消费三大领域内,重点推进12个行业的物联网部署:以 社会 治理现代化需求为导向,积极拓展市政、乡村、交通、能源、公共卫生等应用场景,提升 社会 治理与公共服务水平;以产业转型需求为导向,推进物联网与农业、制造业、建造业、生态环保、文旅等产业深度融合,促进产业提质增效;以消费升级需求为导向,推动家居、 健康 等领域智能产品的研发与应用,丰富数字生活体验。
《行动计划》还提出,鼓励地方联合龙头企业、科研院所、高校建立一批物联网技术孵化创新中心,调动物联网产业技术联盟、基金会、开源社区等机构协同创新形成合力。
此外,标准是物联网发展的基础。《行动计划》提出从标准体系建设与关键标准制定方面推动物联网标准化工作,依托全国信标委及相关标准化技术组织,进一步完善物联网标准体系,计划3年内组织国内产学研力量加快制修订40项以上国家标准或行业标准;同时,深度参与国际标准化工作,提升我国在国际标准化活动中的贡献度。
目前,物联网技术在产品信息化、生产制造环节、经营管理环节、节能减排、安全生产等领域得到应用。
1、物联网技术在产品信息化领域的应用
产品信息化是指将信息技术被物化在产品中,以提高产品中的信息技术含量的过程。推进产品信息化的目的是增强产品的性能和功能,提高产品的附加值,促进产品升级换代。目前,汽车、家电、工程机械、船舶等行业通过应用物联网技术,提高了产品的智能化水平。
在汽车行业,物联网汽车、车联网、智慧汽车等逐渐兴起,为汽车工业发展注入新动力。2010年6月,针对物联网在汽车行业的应用,国际标准化组织提出了全网车(The
Fully Networked
Car,FNC)的概念,其目标是使汽车驾驶更安全、更舒适、更人性化。通用汽车推出了电动联网概念车EN-V,通过整合GPS导航技术、Car-2-Car通信技术、无线通信及远程感应技术,实现了自动驾驶。车主可以通过物联网对汽车进行远程控制。例如在夏季,车主可以在进入停车场前通过手机启动汽车空调。在车辆停放后,车载监控设备可以实时记录车辆周边的情况,如发现偷窃行为,系统会自动通过短信或拨打手机向车主报警。汽车芯片感应防盗系统可以正确识别车主,在车主接近或远离车辆时自动打开或关闭车锁。售后服务商可以监测车辆运行状况,对故障进行远程诊断。Car-2-Car通信技术可以使车辆之间保持一定的安全距离,避免对撞或追尾事故。
在家电行业,物联网家电的概念已经出现,物联网技术的发展将促进智能家电的发展。美的集团在上海世博会上展示了物联网家电解决方案。海尔集团推出了物联网冰箱和物联网洗衣机,小天鹅物联网滚筒洗衣机已进入美国市场。小天鹅物联网滚筒洗衣机专门针对美国新一代智能电网进行设计,能识别智能电网运行状态及分时电价等信息,自动调整洗衣机的运行状态以节约能耗。
在工程机械行业,徐工集团、三一重工等都已在工程机械产品中应用物联网技术。通过工程机械运行参数实时监控及智能分析平台,客服中心可以通过电话、短信等纠正客户的不规范 *** 作,提醒进行必要的养护,预防故障的发生。客服中心工程师可以通过安装在工程机械上的智能终端传回油温、转速、油压、起重臂幅、伸缩控制阀状态、油缸伸缩状态、回转泵状态等信息,对客户设备进行远程诊断,远程指导客户如何排除故障。
2、物联网技术在生产制造领域的应用
物联网技术应用于生产线过程检测、实时参数采集、生产设备与产品监控管理、材料消耗监测等,可以大幅度提高生产智能化水平。在钢铁行业,利用物联网技术,企业可以在生产过程中实时监控加工产品的宽度、厚度、温度等参数,提高产品质量,优化生产流程。在家电行业,海尔集团在数字化生产线中应用了RFID技术,提高了生产效率,每年可节省1200万元。
3、物联网技术在经营管理领域的应用
在企业管理方面,物联网技术主要应用于供应链管理、生产管理等领域。
(1)在供应链管理领域的应用
在供应链管理方面,物联网技术主要应用于运输、仓储等物流管理领域。将物联网技术应用于车辆监控、立体仓库等,可以显著提高工业物流效率,降低库存成本。海尔集团通过采用RFID提高了库存管理水平和货物周转效率,减少了配送不准确或不及时的情况,每年减少经济损失达900万元。鹤山雅图仕印刷有限公司的RFID应用项目实施3年来,成品处理效率提高了50%,差错率减少了5%,人力资源成本减少了2700万元。
(2)在生产管理领域的应用
在纺织、食品饮料、化工等流程型行业,物联网技术已在生产车间、生产设备管理领域得到应用。例如,无锡一棉开发建立了网络在线监控系统,可对产量、质量、机械状态等9类168个参数进行监测,并通过与企业ERP系统对接,实现了管控一体化和质量溯源,提升了生产管理水平和产品质量档次。此外,还可以及时、准确地发现某台(某眼、某锭)的异常情况,引导维修人员有的放矢地工作。
山东泓坤纺织有限公司车间温湿度监控物联网应用系统由前端设备、控制设备和管理后台组成。前端设备主要是各类温湿度传感器,负责实时采集车间环境数据并上传到控制设备;控制设备负责将各传感器数据通过GPRS网络上传到管理后台,并通过LED显示屏实时显示温湿度数据。如果环境数据超过既定的阀值,管理后台将通过短信等方式提醒相关工作人员,以便及时采取必要措施。该系统的应用使布机的作业效率从原先的70%左右提高到目前的90%。
4、物联网技术在节能减排领域的应用
物联网技术已在钢铁、有色金属、电力、化工、纺织、造纸等“高能耗、高污染”行业得到应用,有效地促进了这些行业的节能减排。智能电网的发展将促进电力行业的节能。江西电网公司对分布在全省范围内的2万台配电变压器安装传感装置,对运行状态进行实时监测,实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理,一年来降低电损12亿千瓦时。
利用物联网技术建立污染源自动监控系统,可以对工业生产过程中排放的污染物COD等关键指标进行实时监控,为优化工艺流程提供依据。
5、物联网技术在安全生产领域的应用
物联网已成为煤炭、钢铁、有色等行业保障安全生产的重要技术手段。通过建立基于物联网技术的矿山井下人、机、环监控及调度指挥综合信息系统,可以对采掘、提升、运输、通风、排水、供电等关键生产设备进行状态监测和故障诊断,可以监测温度、湿度、瓦斯浓度等。一旦传感器监测到瓦斯浓度超标,就会自动拉响警报,提醒相关人员尽快采取有效措施,减少瓦斯爆炸和透水事故的发生。通过井下人员定位系统,可以对井下作业人员进行定位和跟踪,并识别他们的身份,以便在矿难发生时得到及时营救。
二、工业领域物联网技术推广策略
物联网技术在工业领域具有广泛的应用前景,是建设“智慧企业”,发展“智慧工业”的关键技术。笔者认为,可以从以下几个方面推进物联网技术在工业领域的应用:
一是推进物联网技术在产品信息化中的应用。鼓励企业将物联网技术嵌入到工业产品中,提高产品网络化、智能化程度。重点在汽车、船舶、机械装备、家电等行业推广物联网技术,推动智慧汽车、智能家电、车联网、船联网等的发展。推进电子标签封装技术与印刷、造纸、包装等技术融合,使RFID嵌入到工业产品中。
二是在生产制造环节推广物联网技术,提高工业生产的自动化、智能化水平。通过进料设备、生产设备、包装设备等的联网,发展具有协作能力的工业机器人群,建设“无人工厂”,提高企业产能和生产效率。
三是在经营管理环节推广物联网技术,提高企业管理效率和智能化水平。在供应链管理、车间管理等管理领域推广物联网技术。
四是推进物联网技术在工业节能减排领域的应用。利用物联网技术对企业能耗、污染物排放情况进行实时监测,对能耗、COD、SO2等数据进行分析,以便优化工艺流程,采取必要的措施。
五是推进物联网技术在工业安全生产领域的应用。利用物联网技术对工矿企业作业设备、作业环境、作业人员进行实时监测,对温度、压力、瓦斯浓度等数据进行分析,当数据超标时自动报警,以便有关人员及时采取措施;或自动停机、切断电源、加大排风功率等,以避免重大安全生产事故发生。
近日,由IEEESA(国际电气与电子工程师标准协会)组织的全球标准立项会在线上召开。在本次会议中,由四川长虹电子控股集团有限公司(以下简称“长虹控股”)牵头提交的《基于区块链的物联网零信任框架标准》,经过与会国际专家充分讨论,获得全票通过,正式立项,这也是全球首个“区块链+物联网安全”国际标准。
而此标准落地后,相关方将通过基于区块链的物联网零信任框架的推广,构建信任互联网,实现区块链技术在工业互联网、智慧家庭、智慧 健康 、智慧城市等主要场景的应用落地,将有助于加速推动我国实体经济数字化转型与高质量创新发展。
突破关键瓶颈
智慧家庭应用再提速
据了解,此次立项的《基于区块链的物联网零信任框架标准》,是IEEEC/BDL计算机协会区块链和分布式记账标准委员会下设的区块链赋能物联网安全工作组推出的首个标准提案。
“该标准将率先在标准层面提出运用区块链技术构建物联网零信任安全体系的技术思路,为物联网原生应用提供了可复制可扩展的分布式信任核心技术框架,以降低物联网安全体系的技术门槛和应用成本,突破了行业技术创新和应用发展的关键瓶颈。”长虹控股相关人士表示。
物联网安全性缺陷,在于缺乏设备与设备之间相互信任的机制,所有的设备都需要和物联网中心的数据进行核对,一旦数据库崩塌,会对整个物联网造成很大的破坏。而区块链分布式的网络结构,使得设备之间保持共识,无需与中心进行验证,这样即使一个或多个节点被攻破,整体网络体系的数据依然是可靠、安全的。
“这个框架的标准化将促进物联网应用 健康 发展,为物联网生态提供信任基础,使各参与方和利益相关方共同受益。”长虹上述人士称。
长虹信息安全实验室首席科学家唐博认为,区块链与物联网的结合将赋予智慧家庭领域商业模式安全性和新的活力。
在以智慧家庭和工业互联网为代表的物联网场景中,数以百亿计且数量不断增长的物联网设备(IoT)正在改变着现有的网络结构,传统的边界安全模式受到挑战,异构异主设备之间互联互通需要建立安全和可信赖的协同机制,因此迫切需要制定一个共同的框架,来应对物联网中大量存在的安全和信任挑战,以实现物联网端到端的安全可信。
“打破原本孤立的个体,区块链+物联网技术可以实现分布式协同网络。以区块链节点的形式将各类智慧家庭厂商、家电终端平台以及监管机构连接起来,实现真正的万物互联,解决关键瓶颈和核心痛点,也将增强智慧家庭生态的繁荣性和兼容性。”粤成股份创始人洪仕斌表示。
钉 科技 创始人丁少将认为,“任何人、事、物想要访问网络,都需要经过严密验证,从而为物联网构建安全屏障,这在一个‘万物互联’的未来,是十分有必要的。标准的推出,则可以更明确地指导‘零信任原则’在物联网领域的应用。加强互联互通的可行性和安全性,有助于智能家居的规模化更快地落地。”
“很长时间以来,中国企业往往热衷产品生产,而忽略标准的制定,使得中国产品在全球拓展中遭遇诸多技术壁垒,而此次长虹等企业率先制定全球首个‘区块链+物联网安全’国际标准,使得中国企业参与全球标准制定的能力有所增强。新型的技术需要相关的标准来引导相关生态产业的发展。对于新型技术的产业生态化和全球化方面,其巨大的商业潜力需要有相关的标准来引导相关生态产业的发展,中国企业已经走在前列,说明中国传统企业在标准、产品技术,产品壁垒的构建方面,其意识已经增强。”中国本土企业软权力研究中心研究员周锡冰表示。
全面布局物联网应用
给企业数字化转型以方向
区块链物联网是ITU标准组织主推的概念,2017年初,ITU-T成立SG20标准组,负责物联网及其在智慧城市和社区的应用的标准制定。国内主导企业是中国联通,中兴通讯,中国信科。
而家电企业牵头,尚属首例。
近年来,长虹控股立足于互联网面向物联网,加速转型升级,在2018年设立信息安全灯塔实验室,全面布局物联网应用区块链标准研制。
唐博表示,实验室将致力于推动该标准的研制和发布工作,征集从事物联网领域区块链应用研究、测试咨询和工程实践的相关企业、行业协会、高等院校、科研院所、服务机构,筹建区块链赋能物联网安全标准工作组,开展区块链与物联网安全融合创新的相关标准研制工作。
“传统企业智能化转型普遍面临研发成本高、成产效率低、运营能力不足的困境。目前长虹面向物联网转型成果显现出其在智能化转型上已走出自己的道路。长虹的AIoT战略不仅在推动自身转型,也在对外赋能,推动产业升级。整体来看,长虹的转型升级进展明显:在C端,长虹的智慧家庭解决方案不断完善;在B端,长虹已经拿下了多个产业冠军,比如,物联网模块,轨道交通电源等。”钉 科技 创始人丁少将表示。
“随着5G的普及,万物互联已经进入传统企业转型赛道,新型的商业模式构建成为传统家电巨头制造企业在升级和转型的一个风口。在此次转型中,长虹利用自己传统制造的优势,以及新时代的需求,长虹牵手制定的‘区块链+物联网安全’国际标准,将提升长虹自身的竞争优势。”周锡冰认为。
相关标准的落地也可谓意义巨大。
区块链物联网的垂直领域应用涉及众多领域:工业制造、联网的无人驾驶 汽车 、交通、公共技术设施和智能城市、金融服务和保险、家庭和商业房产管理、智能合约、零售等。
“未来家电巨头将在工业制造、无人驾驶、智能城市等领域,成为重要的支撑甚至是带领者,其正在展现出无可替代的作用。”中钢经济研究院高级研究员胡麒牧表示。
丁少将认为:“从长期发展的角度来看,该标准所能影响的产业及领域会是相当宽泛的,毕竟,‘物联网’在未来生产生活中本身就应该是泛在的。短期内该标准主要会给智慧家庭、智能可穿戴、智慧出行产业发展以标准和方向,以及制造业的数字化转型。
(编辑 乔川川)
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