行业主要上市公司:科沃斯(603486);石头科技(688169);天智航(688277)等
定义
根据《机器人与机器人装备词汇》(GB/T
12643-2013)中关于机器人的定义,机器人是具有两个或两个以上可编程的轴,以及一定程度的自主能力,可在其环境内运动以执行预定任务的执行机构。
按机器人的应用领域进行分类,机器人可分为工业机器人、个人/家用服务机器人、公共服务机器人、特种机器人和其他应用领域机器人。根据《机器人与机器人装备词汇》(GB/T
12643-2013)的定义,服务机器人是指除工业自动化应用外,能为人类或设备完成有用任务的机器人。
产业发展现状
1、行业整体现状:市场处于快速增长阶段
2020年,我国服务机器人市场快速增长,医疗、教育、公共服务等领域需求成为主要推动力。在市场需求波动的影响下,2021年市场增速出现回调,但随着人口老龄化趋势加快,以及医疗、公共服务需求的持续旺盛,加上我国地域广阔、气候多变、地质情况复杂,社会发展多元化特征明显,在应对地震、洪涝灾害、极端天气,以及矿难、火灾、安防等公共安全事件中,对特种机器人有着突出的需求,因此我国服务机器人存在巨大市场潜力和发展空间,市场规模及总体占比也将持续增长。经中国电子学会初步核算,2021年,我国服务机器人(包含特种机器人)市场规模将达到3933亿元。
注:由于本报告采用的服务机器人的定义包含特种机器人,此数据为中国电子学会公布的服务机器人和特种机器人市场规模之和。
2、细分市场一:个人/公共服务机器人
——个人/公共服务机器人市场分析
个人服务机器人主要包括家务机器人、教育机器人、娱乐机器人、养老助残机器人、家用安监机器人、个人运输机器人等。
伴随国内经济及技术的不断发展,催生社会对科技生活方式的向往,同时,城镇人均收入水平持续提升,居民具备产品消费能力,使得个人/家用服务机器人市场渗透率不断提高。家务机器人、教育机器人凭借高需求和使用频次受到企业、资本方关注,产品经过一定的发展期,技术相对成熟,逐步在市场放量;娱乐机器人、养老助残机器人由于技术复杂性、产品功能实现存在挑战,产品普及仍面临一定瓶颈。
公共服务机器人的范围则较为广泛,只要能够为公众或公用设备提供服务的机器人都属于该类型服务机器人。
——个人/公共服务机器人市场规模
近年来,随着人工智能领域技术创新不断加快,服务机器人智能性提升,改进用户体验,加快提高了家庭应用渗透率,其中扫地机器人作为个人家用服务机器人的代表性产品,成为众多家庭对于机器人的首选。而且中国公共服务机器人应用场景在不断增多,需求增大。伴随技术提升,服务机器人成本呈下降趋势,社会劳动力成本上升带动机器人换人需求,中国公共服务机器人市场有很大潜力
因此中国个人/公共服务机器人市场规模以较快增速不断扩大。2021年,中国个人/公共服务机器人市场规模约为30260亿元。
3、细分市场二:特种机器人
——医用服务机器人市场分析
目前,特种机器人最大的应用领域为医疗领域。医用服务机器人的技术创新拓宽了产品应用领域,也提升了诊疗的专业度。例如,早期的胶囊内镜机器人进入体内后不可控制,而近年来,随着磁场精准控制及光电成像等一系列创新技术的研发与突破,胶囊内镜机器人实现了革命性的可控性与精准定位功能。如安翰医疗的磁控胶囊内镜机器人,对胃部局灶性病变的诊断准确度可达934%,已在国内广泛推广使用。
医疗服务机器人主要应用于手术领域,当下,中国手术机器人市场仍处于早期发展阶段,但增长潜力巨大;系由于中国的患者人数庞大且可能需要使用手术机器人进行的常规微创伤手术数量众多。根据Frost
&
Sullivan初步统计,2021年我国手术机器人市场规模约为76亿美元,其中腔镜手术机器人的市场规模从2015年的08亿美元上升至2021年的558亿美元。
2022年6月,由互联网周刊、eNet研究院、德本咨询联调的2021医疗机器人企业排行榜出炉。其中,天智航、上海微创、哈工大机器人、安翰科技、精锋医疗、威高集团、楚天科技、新松机器人、神方机器人、赛诺微等十家企业荣登TOP10。
——其他特种机器人市场分析
除了医用服务机器人,特种机器人还在安防、水下、水上、管道、消防、煤矿等领域面向特定场景实现应用突破。
——特种机器人市场规模分析
目前,中国特种机器人整机性能持续提升,各种类型产品持续出现,带动市场较快发展。特种机器人受到技术驱动,智能性及工作环境适应性不断提升,有望在医疗、军事、消防、安监等应用场景快速落地。2020年疫情爆发,全国范围内特种机器人的应用场景得到了极大的拓展,特别是医用服务机器人与相关救援机器人的市场规模都得到了明显的增长。根据中国电子学会发布的数据,初步核算2021年,中国特种机器人市场规模为907亿元,同比增长363%。
市场竞争格局
从各区域的重点布局来看,京津冀地区、长三角地区、珠三角地区和中部地区服务机器人行业发展相对较好,集中度也较高。
从地区来看,我国服务机器人产业发展较好的地区主要集中在北京、上海、深圳、浙江、沈阳、哈尔滨、广州、江苏、西安、湖北等地。这些地区具有良好的制造业基础以及科研能力,为服务机器人产业的发展奠定了坚实的基础。在服务机器人的发展上,这些地区主要依托于各研究院以及院校的取得的研究成果,如北京地区有中国科学院自动化研究所、北京理工大学机器人研究中心、北京科技大学机器人研发中心,上海地区有上海交大自主机器人研究所、复旦大学媒体计算研究所等。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国服务机器人行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
第1章:行业综述及数据来源说明
11 服务机器人行业的界定
111 服务机器人的定义
(1)机器人定义
(2)服务机器人定义
112 《国民经济行业分类与代码》中服务机器人行业归属
12 服务机器人行业分类
13 服务机器人行业专业术语说明
14 本报告行业研究范围的界定说明
15 本报告的数据来源及统计标准说明
151 本报告权威数据来源
152 本报告研究方法及统计标准说明
第2章:中国服务机器人行业宏观环境分析(PEST)
21 中国服务机器人行业政策(Policy)环境分析
211 中国服务机器人行业监管体系及机构介绍
(1)中国服务机器人行业主管部门
(2)中国服务机器人行业自律组织
212 中国服务机器人行业标准体系建设现状
(1)中国服务机器人行业标准体系建设
(2)中国服务机器人行业现行标准分析
(3)中国服务机器人行业即将实施标准
(4)中国服务机器人行业重点标准解读
213 中国服务机器人行业发展相关政策规划汇总及解读
(1)国家层面相关政策规划分析
(2)地方层面相关政策规划分析
214 国家“十四五”规划对服务机器人行业的影响分析
215 中国服务机器人行业国家层面重点政策解析
(1)《“十四五”机器人产业发展规划》
216 政策环境对服务机器人行业发展的影响分析
22 中国服务机器人行业经济(Economy)环境分析
221 中国宏观经济发展现状
(1)中国GDP增长情况
(2)中国三次产业结构
(3)中国居民消费价格(CPI)
(4)中国生产者价格指数(PPI)
(5)中国工业经济增长情况
(6)中国固定资产投资情况
222 中国宏观经济发展展望
(1)国际机构对中国GDP增速预测
(2)国内机构对中国宏观经济指标增速预测
223 行业发展与宏观经济发展相关性分析
23 中国服务机器人行业社会(Society)环境分析
231 影响行业发展的社会因素分析
(1)中国人口增速不断下滑
(2)人口老龄化严重
(3)中国劳动力人数下降以及人力成本持续上升
(4)居民生活得到改善
(5)城镇化进程加速
(6)老年抚养比逐渐提高
232 社会环境对行业发展的影响分析
24 中国服务机器人行业技术(Technology)环境分析
241 机器人技术发展现状
242 服务机器人核心关键技术分析
(1)导航技术
(2)路径规划技术
(3)多传感器信息融合技术
243 服务机器人共性技术分析
(1)自主移动机器人平台技术
(2)机构与驱动
(3)感知技术
(4)交互技术
(5)自主技术
(6)网络通信技术
244 中国服务机器人行业科研投入状况
245 中国服务机器人行业科研创新成果
(1)中国服务机器人专利申请概况
(2)中国服务机器人行业热门专利申请人
(3)中国服务机器人行业热门技术
246 中国服务机器人技术发展趋势
(1)云-边-端的无缝协同计算
(2)持续学习和协同学习
(3)知识图谱
(4)场景自适应
(5)数据安全
247 技术环境对行业发展的影响分析
第3章:全球服务机器人行业发展现状及趋势前景预测
31 全球服务机器人行业发展现状
311 全球服务机器人行业发展历程
312 全球服务机器人行业发展现状
(1)全球服务机器人市场销量
(2)全球服务机器人市场规模
313 全球服务机器人行业应用现状
314 国际服务机器人行业科研机构发展分析
(1)麻省理工计算机科学和智能实验室
(2)斯坦福大学人工智能实验室
(3)卡内基梅隆大学机器人学院
(4)早稻田大学仿人机器人研究院
(5)筑波大学智能机器人研究室
32 全球服务机器人行业区域发展格局及重点区域市场研究
321 全球服务机器人行业区域发展现状
322 重点国家服务机器人行业发展分析
(1)美国服务机器人市场发展分析
(2)日本服务机器人行业发展分析
(3)德国服务机器人行业发展分析
33 全球服务机器人行业竞争格局及代表性企业案例分析
331 全球服务机器人行业竞争格局
332 全球服务机器人行业代表性企业布局案例
(1)美国iRobot Corporation
(2)美国Intuitive Surgical Inc
(3)丹麦乐高集团
34 全球服务机器人行业发展趋势及市场前景预测
341 全球服务机器人行业发展趋势
342 全球服务机器人行业前景预测
第4章:中国服务机器人行业发展现状与市场痛点分析
41 中国服务机器人行业发展历程及市场特征
411 中国服务机器人行业发展历程
412 中国服务机器人行业市场特征
(1)行业进入快速增长阶段
(2)业内业外多家公司积极布局
42 中国服务机器人行业发展现状
421 中国服务机器人行业参与者类型
422 中国服务机器人行业供给状况
(1)中国服务机器人行业参与企业数量
(2)中国主要服务机器人企业产品供给情况
423 中国服务机器人行业需求状况
424 中国机器人主要产业园发展现状分析
425 中国服务机器人行业进出口市场
(1)服务机器人行业进出口市场分析
(2)服务机器人行业进出口趋势分析
43 中国服务机器人行业发展痛点分析
第5章:中国服务机器行业竞争状况及市场格局解读
51 中国服务机器人行业波特五力模型分析
511 行业现有竞争者分析
512 行业潜在进入者威胁
513 行业替代品威胁分析
514 行业供应商议价能力分析
515 行业购买者议价能力分析
516 行业竞争情况总结
52 中国服务机器人行业投资、兼并与重组分析
521 行业投资发展状况
(1)投资事件汇总
(2)投融资金额及数量
(3)投融资所处阶段
(4)投融资区域分布
(5)投资趋势分析
522 行业兼并与重组状况
(1)兼并与重组事件汇总
(2)兼并与重组动因分析
(3)兼并与重组案例分析
(4)兼并与重组趋势预判
53 中国服务机器人行业竞争格局分析
531 中国服务机器人行业企业竞争格局
532 中国服务机器人行业区域竞争格局
54 中国服务机器人行业竞争趋势分析
第6章:中国服务机器人产业链梳理及全景深度解析
61 服务机器人产业链梳理
611 服务机器人产业链结构
612 服务机器人产业链图谱
62 服务机器人行业上游核心零部件市场分析
621 减速器市场分析
(1)减速器分类
(2)减速器市场发展现状
(3)减速器市场竞争格局
(4)减速器对行业的影响
622 机器人用伺服电机市场分析
(1)机器人用伺服电机分类
(2)机器人用伺服电机市场发展现状
(3)机器人用伺服电机市场竞争格局
(4)机器人用伺服电机对行业的影响
623 控制器市场分析
(1)控制器市场发展现状
(2)控制器市场竞争格局
(3)控制器对行业的影响
624 传感器市场分析
(1)传感器分类
(2)传感器市场发展现状
(3)传感器市场竞争格局
(4)传感器对行业的影响
625 AI芯片市场分析
(1)AI芯片市场发展现状
(2)AI芯片市场竞争格局
(3)AI芯片对行业的影响
63 服务机器人行业上游软件系统开发市场分析
631 人工智能市场分析
(1)人工智能市场发展现状
(2)人工智能市场竞争格局
(3)人工智能对行业的影响
632 SLAM市场分析
(1)SLAM市场类型分析
(2)SLAM市场发展现状
(3)SLAM对行业的影响
633 *** 作系统市场分析
(1) *** 作系统市场发展现状
(2) *** 作系统市场竞争格局
(3) *** 作系统对行业的影响
64 服务机器人行业细分产品市场分析
641 服务机器人行业细分市场结构
642 个人/公共服务机器人市场分析
(1)个人/公共服务机器人市场规模
(2)个人/公共服务机器人市场竞争
(3)个人/公共服务机器人应用分析
(4)个人/公共服务机器人发展趋势
643 特种机器人市场分析
(1)特种机器人整体市场规模
(2)特种机器人市场竞争
(3)特种机器人应用分析
(4)特种机器人发展趋势
第7章:中国服务机器人行业重点区域市场解析
71 中国服务机器人行业全国空间格局
711 区域发展情况
712 区域发展问题
(1)部分区域机器人产业导向不够清晰,难以助推产业高质量发展
(2)各地机器人企业经营压力较大,现金流回流较慢
72 中国服务机器人行业重点省市发展分析
721 广东省服务机器人行业发展分析
(1)区域行业发展经济环境
(2)区域行业发展政策
(3)区域行业技术环境
(4)区域行业发展现状
(5)区域产业园建设情况
(6)区域行业发展前景
722 江苏省服务机器人行业发展分析
(1)区域行业发展环境
(2)区域行业发展政策
(3)区域行业技术环境
(4)区域行业发展现状
(5)区域产业园建设情况
(6)区域行业发展前景
723 浙江省服务机器人行业发展分析
(1)区域行业发展环境
(2)区域行业发展政策
(3)区域行业技术环境
(4)区域行业发展现状
(5)区域产业园建设情况
(6)区域行业发展前景
724 上海市服务机器人行业发展分析
(1)区域行业发展环境
(2)区域行业发展政策
(3)区域行业技术环境
(4)区域行业发展现状
(5)区域产业园建设情况
(6)区域行业发展前景
725 北京市服务机器人行业发展分析
(1)区域行业发展环境
(2)区域行业发展政策
(3)区域行业技术环境
(4)区域行业发展现状
(5)区域产业园建设情况
(6)区域行业发展前景
第8章:中国服务机器人产业链代表性企业案例研究
81 中国服务机器人产业链代表性企业发展布局对比
82 中国服务机器人产业链代表性企业案例研究
821 科沃斯机器人股份有限公司
(1)企业发展历程及基本信息
(2)企业经营现状
(3)企业业务架构
(4)企业销售网络
(5)企业服务机器人业务布局
(6)企业发展服务机器人业务的优劣势分析
822 北京石头世纪科技股份有限公司
(1)企业发展历程及基本信息
(2)企业经营现状
(3)企业业务架构
(4)企业销售网络
(5)企业服务机器人业务布局
(6)企业发展服务机器人业务的优劣势分析
823 沈阳新松机器人自动化股份有限公司
(1)企业发展历程及基本信息
(2)企业经营现状
(3)企业业务架构
(4)企业销售网络
(5)企业服务机器人业务布局
(6)企业发展服务机器人业务的优劣势分析
824 北京天智航医疗科技股份有限公司
(1)企业发展历程及基本信息
(2)企业经营现状
(3)企业业务架构
(4)企业销售网络
(5)企业服务机器人业务布局
(6)企业发展服务机器人业务的优劣势分析
825 深圳市优必选科技股份有限公司
(1)企业发展历程及基本信息
(2)企业经营现状
(3)企业服务机器人业务布局
(4)企业相关资质及技术能力
(5)企业发展服务机器人业务的优劣势分析
826 北京云迹科技有限公司
(1)企业发展历程及基本信息
(2)企业经营现状
(3)企业服务机器人业务布局
(4)企业服务机器人应用场景
(5)企业相关资质能力
(6)企业发展服务机器人业务的优劣势分析
827 上海高仙自动化科技发展有限公司
(1)企业发展历程及基本信息
(2)企业经营现状
(3)企业业务架构及销售网络
(4)企业服务机器人业务布局
(5)企业相关资质能力及专利技术
(6)企业发展服务机器人业务的优劣势分析
828 创泽智能机器人集团股份有限公司
(1)企业发展历程及基本信息
(2)企业经营现状
(3)企业销售网络
(4)企业服务机器人业务布局
(5)企业相关资质能力及专利技术
(6)企业发展服务机器人业务的优劣势分析
829 中信重工开诚智能装备有限公司
(1)企业发展历程及基本信息
(2)企业经营现状
(3)企业服务机器人业务布局
(4)企业相关资质能力及专利技术
(5)企业发展服务机器人业务的优劣势分析
8210 深圳市卫邦科技有限公司
(1)企业发展历程及基本信息
(2)企业经营现状
(3)企业服务机器人业务布局
(4)企业相关资质能力及专利技术
(5)企业发展服务机器人业务的优劣势分析
第9章:中国服务机器人行业市场前瞻及投资策略建议
91 中国服务机器人行业发展趋势及前景分析
911 行业所处生命周期阶段识别
912 行业发展驱动与制约因素总结
(1)行业发展驱动因素
(2)行业发展制约因素
913 中国服务机器人行业发展趋势分析
914 中国服务机器人行业发展前景预测
92 中国服务机器人行业投资特性分析
921 行业进入壁垒分析
922 行业投资风险预警
93 中国服务机器人行业投资价值评估
94 中国服务机器人行业投资机会分析
941 产业链投资机会
942 区域投资机会
(1)区域机器人产业发展情况
(2)区域服务机器人行业演变趋势
943 产品投资机会
(1)室外封闭商区配送机器人
(2)建筑机器人
(3)商用扫地机器人
(4)医疗、护理服务机器人
95 中国服务机器人行业投资策略与可持续发展建议
951 行业投资策略建议
(1)中国服务机器人行业投资方式建议
(2)中国服务机器人行业投资方向建议
952 行业可持续发展建议
图表目录
图表1:机器人的分类(按应用领域)
图表2:国家统计局对服务机器人行业的定义与归类
图表3:服务机器人的分类
图表4:服务机器人行业专业术语介绍
图表5:本报告服务机器人行业研究范围的界定
图表6:本报告权威数据资料来源汇总
图表7:本报告的主要研究方法及统计标准说明
图表8:本报告的研究方法及资料来源说明
图表9:中国服务机器人行业监管体系构成
图表10:中国服务机器人行业主管部门
图表11:中国服务机器人行业自律组织
图表12:截至2022年中国服务机器人行业标准体系建设(单位:项)
图表13:2020-2022年中国服务机器人行业现行国家标准汇总
图表14:截至2022年中国服务机器人行业现行行业标准
图表15:截至2022年中国服务机器人行业现行地方标准
图表16:截至2022年中国服务机器人行业现行部分企业标准
图表17:截至2022年中国服务机器人行业现行团体标准汇总
图表18:截至2022年中国服务机器人行业现行标准属性分布(单位:项,%)
图表19:截至2022年中国服务机器人行业即将实施标准
图表20:中国服务机器人行业重点标准解读
图表21:2015-2022年4月服务机器人行业发展相关国家政策规划汇总
图表22:截至2022年4月年各省市地方服务机器人行业相关政策规划汇总
图表23:“十四五”规划关于服务机器人行业的影响分析
图表24:《“十四五”机器人产业发展规划》关于服务机器人行业的主要任务
图表25:2010-2022年中国GDP增长走势图(单位:万亿元,%)
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数字化转型已成为众多企业十四五战略布局的新规划,随着云计算、大数据、人工智能和5G 等技术的共同作用下,企业数字化转型的速度得到前所未有的跨越式发展,在边际成本上也获得了压倒性的先发竞争优势,将对每个行业产生巨大的影响,数字化将成为数字经济进程中企业追逐的新目标。数字化转型是企业追逐的新目标也是必经之路,甚至可以说“无数字化就会面临淘汰”。传统的信息化方式已经很难帮助企业应对极端条件下的企业发展,如这两年的疫情,给国家和企业造成的损失无可计量,对传统企业更是致命打击,也正是诸如此类的突发事件,类似加速一样,带来了数字化的指数发展,加快了行业的数字化普及。
物联网是“新基建”的核心要素,也是数字化转型的关键节点。传统制造企业已不再是埋头造东西了,而是通过收集产品的各项使用指标、用户习惯等数据,优化产品,提升用户满意度。每个产品都可以通过不同的网络介质与云端通信,实现数据的高效、稳定传输。
所以说要实现数字化转型,物联网是必经之路。
物联网 归根结底还是一种以网络为介质将万物进行互联网的网络。只不过,这网络不再局限于以前的局域网,而是通过各种新的通信技术,如5G 。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网,通过各种有线和无线网络与互联网融合,将物体的信息实时准确地传递到云端 。
物联网初步分为三个层次,有物理层(也被称为感知层),网络层和应用层。
也称为感知层,主要是由各种的传感器元器件构成,如温、湿度传感器、高度传感器、方向传感器、R FID 标签和读写器等等。它本身是对外界各种信号的感知,类似人的五感,采集各种信息的来源,主要功能就是识别物体,采集信息。
负责传递和处理感知层获取的信息,由各种网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成。
负责物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的人机接口,与各行各业的业务需要进行对接,实现物联网的智能应用。
物联网技术已经不再局限于某个企业或者行业,随着快速的发展,物联网已涉及到智慧安防、智慧能源、智慧家居、智慧城市等的建设。所以必须快速的形成自主的知识产权,掌握物联网的核心技术。
从企业层面而言,通过应用物联网可以最直观、最优先的获得终端用户使用产品的第一手数据, 有助于 企业高层在企业战略、营销、研发、运营等多板块的决策。
随着技术的不断更新发展 ,企业 最终 将会成为物联网解决方案的执行者, 深知物联网可以为企业带来的无限红利,如为企业在行业内的创新创造更多的机会,提高用户满意度、利用与用户的互动,可以提升用户粘性,提高资源利用率的同时节约总体成本。
从个人层面而言, 科技 改变生活,各种新技术的诞生都是为了满足人类的某种需求,物联网也不例外。通过物联网可以改变人们的学习习惯。如教育机构可以通过物联网获得学生的学习习惯数据,对学生薄弱的学习环节进行定向辅导。可以提前告知车主,某个商场最近的车位在哪、哪条路堵车等。可以告知妈妈们冰箱里是否还有菜还有什么菜等等的场景。
由于这些多方面的好处,使物联网 被 广泛 的 应用。不但有效地满足了企业的成本削减效率提高 的要求 , 还帮助企业 获得新的发展机会, 使人们的生活更加的便利,人更“懒”了。
物联网是各种感知技术、通信技术、云计算、大数据、人工智能等技术的集合体。在各行各业都得到了广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器,每个传感器都是一个信息源,不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息也不尽相同。企业通过大数据的不同算法和模型分析信息,提取价值数据,可以有效的帮助企业高管进行关键决策。
物联网的核心是物与物,以及人与物之间的信息交互,物联网的发展将为国家、行业及企业带来前所未有的挑战。物联网的技术特征有以下几点:
RFID 本身是一种简单的无线系统,由询问器和应答器组成,具有唯一的编码,附在实体上。这样我们可以随时掌握物体的位置及周遭环境,对目标物体进行跟踪。
是一种以机器对机器进行智能交互为核心的、网络化的应用与服务,使对象实现智能化控制。基于云计算、大数据、人工智能等平台和互联网络,可以依据获取到的数据进行决策,改变对象的行为,从而进行控制和反馈。
主要是由微型的、不同功能的传感器、微执行器、信号处理器和控制电路等组成。负责信息收集、简单处理和执行。利用传感网可以可以提高系统的自动化能力、智能化能力。
物联网的属性特征可概括为感知、传送和处理。
位于物联网的物中,集成各种不同功能的传感装置,利用RFID、二维码、传感器等感知、获取,随时随地对物体进行信息采集。
位于物联网的联中,通过各种通信网络与互联网技术的融合,将目标物体(对象)接入信息网络,随时随地进行可靠的信息交互和共享。
利用云计算、大数据等新兴技术,对海量的跨区域、跨行业、跨组织的数据和信息进行分析处理,提升对物理世界各种活动和变化的洞察力,实现自动化且智能化的决策。
通过上文的介绍,想必大家已经对物联网有了一个轮廓的理解。物联网作为新一代的信息技术的高度集成的产物,被国家列为五大新兴战略性产业之一,对于以后发展有很大的影响,同时物联网已经在各行各业得到了不同程度的实际应用,为促进企业的数字化转型,发挥了重要的作用。
随着工业40的发展,越来越多的智能化工厂、数字化工厂在国内落地开花,遍布全国。借助物联网的热度和技术,实现从研发、制造、销售、物流到后市场等关键环节的全流程标准化、智能化。比如:
随着智能化 社会 的到来,智能建筑、智能家电、智能家居正在逐步走进我们的生活。智能家居是以家为平台,兼备建筑、自动化,智能化于一体的高效、舒适、安全、便利的家居环境,是物联网生活化的应用场景之一。物联网不仅仅提供了传感器的连接,其本身也具有智能处理的能力,能够对物体实施智能控制。通过网络等信息通信技术手段实现对家居电器等的智能控制,使其能够按照人们的设定工作运行,而不论距离的远近。智能化与远程控制是智能家居的两大特点,这也是物联网的属性。
随着物联网的发展,智能家居可提供的场景不胜枚举,如通过手机可以远程控制家中的摄像头,查看家里情况,甚至可以通过摄像头和家人聊天;通过红外开关对家电进行远程控制,如提前打开电饭煲,实现下班到家马上有饭吃;通过智能门锁远程对门锁进行控制,掌控何人何时回家。利用物联网实现家居智能化,使生活更加舒适、便利和安全。
经历了计算机、互联网与移动通信网两次浪潮,物联网被称为信息产业第三次浪潮,代表了下一代信息发展技术。物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种 综合 性应用与技术,将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成,使人与物智慧对话, 实现智慧的地球 。
物联网正在积极塑造工业生产和消费世界,从零售到医疗保健,从金融到物流,智能技术已遍及每个业务和消费者领域。随着国家的支持力度不断加码,物联网将得到前所未有的发展。毋庸置疑,物联网已经成为智慧的代名词,数字化转型的基础。物联网是物物相连的互联网,核心基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;大数据是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。
大数据需要特殊的技术,以有效地处理大量的容忍经过时间内的数据。适用于大数据的技术,包括大规模并行处理(MPP)数据库、数据挖掘、分布式文件系统、分布式数据库、云计算平台、互联网和可扩展的存储系统。
大数据包括结构化、半结构化和非结构化数据,非结构化数据越来越成为数据的主要部分。据 IDC 的调查报告显示:企业中 80%的数据都是非结构化数据,这些数据每年都按指数增长 60%。
大数据就是互联网发展到现今阶段的一种表象或特征而已,没有必要神话它或对它保持敬畏之心,在以云计算为代表的技术创新大幕的衬托下,这些原本看起来很难收集和使用的数据开始容易被利用起来了,通过各行各业的不断创新,大数据会逐步为人类创造更多的价值。SOA(Service Oriented Architecture)和云计算以及SaaS一样,也是近年来IT业界的热点,其受关注度甚至超过云计算和SaaS。到2008年,从百度指数可以看出,“物联网”、“传感网”、“M2M”这三个词在中文网站中受关注度猛然升高。
焦点是集成
SOA、EAI(Enterprise Application Integration)、M2M乃至物联网等技术的焦点都是信息集成,目标是消除信息孤岛,实现泛在的互联互通。物联网技术的要点是要消除“物-物相联的信息孤岛”,而SOA的目标是要消除所有的IT信息孤岛。
SOA和EAI作为重要的应用集成中间件技术,必然是物联网所依赖的重要技术之一。
计算机应用系统的发展经历了“独立应用系统”(Packaged Applications)和“集成应用系统”(Integrated Applications)两个主要阶段,随着无处不在的网络技术的发展,早年普遍存在的“独立应用系统”越来越少,或“被集成”为“集成应用系统”的一部分。集成应用系统和技术的发展和演变主要围绕EAI和SOA两个理念,SOA是对更早出现的EAI技术和理念的演变和提升。SaaS技术也和SOA密切相关,都强调“服务”,可以说,SaaS是SOA技术和理念的一种扩展和特有的存在形式。
EAI是一种将使用各种不同技术和平台(CORBA、NET、JavaEE、LAMP等)构建的各种异构应用集成的一种技术和方法。国外往往习惯加Enterprise(企业级)这个词,说成是“企业应用集成”,但EAI不只是面向“企业”应用。可以毫不夸张地说,IBM、Oracle、微软、SAP等软件巨头都是EAI公司,早期的EAI公司还有很多,如BEA、WebMethods、SeeBeyond、TIBCO、VITRIA等等。
从架构上看,EAI主要有两种方式:Hub/Spoke和BUS。Hub/Spoke方式好比“中心城市和卫星城市”的构架,所有外延(Spoke)的系统都通过适配器(Adaptor)与中心枢纽(Hub)系统实现多点对一点(非P2P)连接和集成。BUS方式是一种更开放和通用的架构,使用一个统一总线,一般是MQ(Message Queue)或ESB(Enterprise Serice Bus),子系统把消息发送给总线,总线负责消息的路由,可实现P2P服务或总体应用集成。
SOA将各种应用或子系统看成一个个独立的、自包含并良好定义的服务或组件(Service Component Architecture),通过把这些服务进行组装,统一注册,并在网络系统中发布,让(泛在)网络上的别的应用能够查询、发现和调用这些服务,实现应用集成或构成新的应用。SOA(包括相关的Web Service、SOAP、SCA等理念)的出现,一统了CORBA、NET、JavaEE乃至LAMP(Linux、Apache、MySQL、Perl/PHP/Python)等几大技术阵营多年来“水火不相容”的“不妥协”竞争局面, 这也是物联网技术和产业发展值得借鉴的宝贵经验。SOA的愿景同样是实现“无处不在”的泛在计算和服务。
业界一般认为SOA这个理念和技术比EAI晚出现,其实也不尽然,笔者记得SOA的理念早在1996年就在BEA公司内部实现TUXEDO系统的升级开发时就提出来了。从SOA概念诞生之日起,围绕SOA与EAI的重合、关联及差异所展开的争论一直没有平息。顾名思义,EAI以集成应用为己任,通过接口标准化整合应用,而这恰恰也是SOA的核心任务。SOA将一些EAI功能模块进行封装,并使之标准化,以满足应用的整合、拼装和复用的需要。在Intranet(内网)、Extranet(专网)和Internet(互联网)部署环境中,独立应用一般运行在内网,EAI一般运行在专网, SOA一般运行在专网和互联网上。
SOA和EAI是一种相辅相成、共同发展的关系,EAI理念近几年提得较少,笔者在这里再重提EAI,是希望其在物联网、M2M应用中能够得以广大发扬,以MAI(M2M Application Integration)的方式实现物联网的互联互通和大集成,进一步发展到以M2M as a Service(MaaS)或TaaS(Things as a Service)的基于云计算的营运方式提供大规模IOT服务。
SODA:将设备“统领”起来
笔者在《物联网:技术、应用、标准和商业模式》一书中提出并强调“统一的数据交换标准”是物联网技术的核心,中间件是物联网产业发展的关键,也指出了面向于RFID应用的RFID中间件EPCIS、Savant和Edgeware(边缘件),以及ONS、PML等标准对总体物联网技术发展的重要借鉴意义。而基于SOA技术和理念的SODA(Service Oriented Device Architecture,面向服务的设备架构)的提出,包括类似的基于OSGi技术框架的ECF(Eclipse Communication Framework)等,对物联网数据标准和中间件的发展也具有重要的代表意义,值得深入研究。
SODA是一个由IBM和美国Florida大学发起的倡议(Initiative)和联盟(Alliance),通过引入基于服务(SOA)的编程模型,以规范和简化智能设备(Devices)与企业应用的集成。SODA致力于充分利用嵌入式系统和IT领域已有的标准,为智能设备与SOA技术的融合提供一个标准平台。 SODA的目标是让软件开发者能够像用SOA技术实现IT业务集成那样在诸如远程医疗、军事以及RFID等物联网系统中实现与传感器和执行器的集成。
具体来说,SODA提供标准接口,把硬件设备功能转换成与硬件无关的可调用的软件服务,实现如下目标:
1 将应用集成商与设备和传感器制造商无缝对接;
2 Integrate once, Deploy everywhere, 使用户专注于整体应用方案而不是陷于设备连接工作;
3 在应用和众多(泛在)设备协议之间建立一个通用接口和DDL(设备描述语言),形成统一数据交换标准;
4 作为一个中间件平台,为众多行业应用提供应用支持。
在SODA的系统架构中,设备集成接口定义是关键,也就是所谓的API(Application Programming Interface)和设备描述语言(Device Description Language)的定义。由于末端设备对实时性以及footprint大小要求较高,一般用REST而不是用SOAP来定义和实现Web Services接口。
目前SODA的工作基本上还处在研究阶段,中间件和数据接口标准作为物联网的关键和核心,在世界范围内还没有统一标准。SODA属于美国在开展的几个类似项目之一,欧盟已经有了基于SOA的HYDRA物联网中间件项目和EPoSS项目。中国急需参与或自己成立一个联盟,开展类似SODA这样的工作,提出自己的数据标准和中间件参考实现,这是占领物联网产业制高点的关键之一!
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烟草物联网全国布局
9月16日,全国烟草行业物联网建设规划研讨会在无锡召开。中烟电子商务有限责任公司总经理秦前浩、江苏省烟草专卖局(公司)局长、总经理尉彭城等领导出席会议。
会议围绕国家局局长姜成康对行业物联网提出的“全面覆盖、全面感知、全程控制、全面提升”的总体目标要求,对行业物联网建设规划进行了全面的探讨和研究。与会代表着重就《烟草行业物联网总体框架与卷烟物流物联网规划》(讨论稿)的六个方面内容进行了认真的讨论交流,并对《规划》提出了改进完善的建议。
秦前浩在总结讲话中阐述了打造烟草行业物联网的意义,提出了深化行业物联网建设规划工作的具体思路,要求成立烟叶工商各物流环节的专业化工作小组,明确了先行试点单位、试点内容以及试点完成时间,确定了《规划》分步实施、全面实现的步骤和措施。他要求各单位强化组织领导,调动和发挥力量,汇聚资源,共同推动行业物联网建设工程。
尉彭城在讲话中指出,打造中国烟草物联网,是实现“卷烟上水平”的重要内容,是提升企业核心竞争实力的重要支撑。要多听取各方面的好经验、好建议,用创新的思路做好烟草物联网的规划工作,努力实现低成本、高效率。江苏烟草将在物联网规划与实施上作进一步的探索,为打造中国烟草物联网做出自己的贡献。
与会代表还参观了无锡物联网产业研究院以及无锡市烟草专卖局(公司)物流中心。
中移动“宜居通”亮相通信展
物联网应用“宜居通”是中移动在“2010中国国际信息通信展”上展出的、中移动首个基于TD的典型物联网应用。据了解,该业务已于今年5月17日在重庆试商用,随后在北京的一些小区进行了试推广。“宜居通”作为中移动的全国一类业务,在移动内部深受重视。一方面,它是首个基于TD的物联网产品,此前中移动的物联网业务很多用的是GPRS网络;另一方面,它将TD 3G网络以及家庭内部的小型传感网络融合在了一起;再有,此前中移动的物联网业务大多都是政企行业应用,而“宜居通”则是首个面向大众的物联网产品,能将中移动的用户资源与TD业务很好地结合在一起。
“宜居通”整合了家庭安防、智能家居和通信等各种功能。未来,用户可通过家中的TD家庭多功能信息终端和TD手机来 *** 控“宜居通”,如远程控制空调等家电,预警温度、烟雾等危险,使家中的各种设备通过传感器连成了一个小型传感网,并与TD网络进行信息交互。
据了解,“宜居通”最晚将在明年1月在全国大规模试商用,明年6月将正式商用。
为了这一产品的顺利推广,中移动专门制定了家庭场景下的传感网通信标准,目前产业链内上下游厂商针对此标准已经开发了相应的产品。
(作者系同方泰德国际科技公司CTO)周洪波
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