关于工业物联网的深度思考

工业物联网是指在工业中应用物联网技术，实现工业特有的价值增值的技术模式。

所有物联网都是为了实现万物互联，特别是物与物的互联，但是工业物联网又有其专有属性，原因是与工业物联网相对的消费物联网本身的联网密度、联网的实时性、联网物的异质化要求都不高，而工业物联网的要求主要表现在联网密度、联网实时性及联网异质化三个方面。

思考所有问题都需要从宏观到微观的细化过程，工业物联网也不能例外，我认为对工业物联网进行深度思考，需要从以下五个维度进行分析，否则将会要么带来一叶障目，要么带来好高骛远。

首先需要我们思考的问题是，工业物联网的价值、意义和目的是什么；第二个是工业物联网需要连什么的问题，这是一个范围的概念；第三个需要我们思考的是连入物联网的物的层级问题，也就是深度的问题；第四个需要我们思考的是实现物联的价值成本分析；第五个需要我们思考的是如何建设工业物联网。
互联网实现了计算机与计算机的连接，或者说实现了人与人的连接，这个连接带来了人的交互的便利，在这个基础上涌现出很多全新的、颠覆性的商业模式，例如，电子商务、即时通讯，社交媒体等等；而物联网将实现人与物、物与物的连接，同样我们也期望带来全新的、颠覆性的商业模式，甚至更进一步，期望带来人类生活、生产方式的全新的颠覆性的模式。

作为物联网主战场的工业物联网，人们对其的期许是在工业设计、制造、流通环节带来革命性的变革，为传统工业注入新的活力，提供新的势能，驱动工业在更高维度上发展、创新、乃至变革。随着计算、存储能力的提升，特别是大数据、人工智能的发展，任何行业对数据获取手段都提出了前所未有的要求。对数据获取手段的要求主要表现在四个特征，第一是高效性；第二是准确性；第三是实时性；第四是经济型；在当前技术能力下，能够同时满足这四个特征的就是工业物联网，首先，芯片技术已经发展到一个具有较强计算能力的MCU在美元以下，RFID芯片价格甚至已经到美分这个量级，使得工业物联网有了物质基础，同时满足了经济性要求；近三十年的通讯技术的发展，从模拟到数字，从简单调制到复杂调制技术的商用化，使无线通讯可以很廉价地覆盖几百米甚至数公里的范围，满足了数据获取的密集部署要求，同时由于工业物联网的永久在线的特征，使工业物联网满足数据获取的高效性、实时性要求；微电子技术在近年也发生了突飞猛进的发展，不论在价格上还是在进度上都有了长足的突破，满足了数据获取的准确性。

总而言之，工业物联网的出现是在以下几个条件成熟时涌现出来的不可逆转的趋势：

1、快速变化的市场需要数据支撑，产生了市场对数据获取的急切要求；

2、MCU的发展使得计算能力快速提升；

3、以调制技术为核心的通讯技术发展为联网建立的管道基础；

4、传感技术，特别是以MEMS为标志的微电子技术的发展给予感知世界提供的保证；

工业物联网不是规划出来的，是各种技术与需求发展进化的产物，是生活、生产、经济发展到一定高度后自然而然出现的，是在需求的驱动下，众多行业创新带了的自然产物。

通过工业物联网，可以把传统经济中不可数字化之物数字化，可以把传统不可数字化之行为数字化，可以把传统不可能变为可能，甚至变为容易获得、解决的方案。
这个问题是第一个问题的延续，如果不考虑经济性，那么我们可以说工业物联网连接一切可连接之物，但是，当我们在做一个务实的、有价值的方案时就不能不考虑可行性及经济性，那么工业物联网连什么呢？我们认为这是一个从哪里来到哪里去的问题，我们通过上面对价值、意义和目的分析可知，我们应该从目的反推，一切从目的出发，时刻盯紧企业需要弥补的最关键环节，例如，如果对量化OEE有需求，那么我们就要连接设备状态；如果要减少在制品，那么我们就要对在制品进行追踪；如果能源消耗对企业是重中之重，那么我们就要把能效物联化，等等。世界上不存在同样的两片树叶，同样地，世界上也不存在同样的两个企业，我们只能对企业本身进行深入分析，紧紧聚焦于企业价值，在保证经济性的基础上，确定工业物联网的实施范围方案。联网范围一个核心点是连入物的属性，也就是说我们通过分析连入物的属性与企业建设工业物联网目标的耦合度，决定需要实施工业物联网的广度。
通过分析工业物联网连什么后，我们得到了连入物的内容，接下来需要我们决定是对每个/每类连入物我们该数字化哪些属性，这里遇到工业物联网特有的一个障碍，需要连入工业物联网的物的可连通性问题， 特别是在设备互联时，可连通性表现的特别突出，例如，有的设备具有开放的通讯协议和可用的通讯接口，有的设备不开放协议等等，那么可连通性就是对方案供应商的很大的考验，我们的经验是有四种方案可供选择：

1、使用设备开放的协议；

2、使用设备自带的传感器；

3、添加新的传感器；

4、改变观察侧面及维度，使用全新的采集模式；

其中第四条，改变观察的侧面和维度，使用全新的连接方式是使用第一性原理，避开设备不开放协议或接口的阻碍，避开被设备供应商牵着鼻子走的方向，从本质上获取数据。例如：通过能效检测获得设备的使用状态，通过震动传感分析设备部件的故障、甚至是转速等，只要通过第一性原理从你需要的信息入手，而不是被动地从设备可以提供的数据入手来提供物联解决方案的方式。直接把我们需要的信息做为目标，观察除了直接连接设备外，我们还能够如何获得需要的信息，因为只有我们获得的数据能够与设备提供的数据在信息上能够“同构”即可。例如，我们可以在我们的物联设备上安装一个震动传感器，从传感器获得的数据中，我们即得到了设备是否开机，又得到了是否启动工作，同时还得到设备的转速。如果不用第一性原理，而是硬要跟设备互联，那至少要采集三个数据，并且未必设备能够给你。这就是典型的边缘计算的案例，边缘计算的计算规则一定要具有定制能力，可以说边缘计算一定是一个知识容器，可以方便地把客户、厂家，甚至是第三方的知识融入的容器，我们开发的支持脚本的设备已经具有了初步的边缘计算的功能，我们需要在这个方面继续加大支持力度。

所以，通过分析企业价值和物的可连通性，我们就可以明确定义需要连入物层级，也就明确了连入物的连接深度；

在连入物联网的物的层级中一个重要的概念是管理粒度，对于制造业来说，连入物的管理粒度大概分为如下几个层级：

1、传感级；

2、设备级；

3、产线级；

4、车间级；

5、企业级；

也就是说我们要在经济性可行的前提下定义数据获取的粒度。理论上讲，细粒度一定比粗粒度更好，更有价值，但是当加入成本分析后，可能并不一定粒度越细越好，需要按照各种制约因素找到一个平衡点。
价值成本永远在企业行为中持有权值最高的赞同或者否决的一票，通过前三项分析，我们仅剩下最后一个问题没有解决，这也是关乎价值成本的关键：管理粒度问题，我们到底需要在多细的粒度下进行管理？这带来了一个哲学问题：世界是不是需要黑盒子。什么意思呢？当我们确定一个管理粒度后，比管理粒度更细的信息将被隐藏在黑盒子中，这个黑盒子将成为我们分析深度或者认知深度的制约因素和约束条件。我们可以通过价值成本分析来找到这个平衡点，从而明确黑盒子的大小，并最终确定连入工业物联网的物的特性。
我们的期许是工业物联网建设的价值观，其他一起都是方法论。首先，我们在规划物联网时要本着既要有高瞻远瞩，又要有务实可行的精神。在思考黑盒子的大小时我们要高瞻远瞩，设计方案尽可能地以黑盒子尽量小为目标，而实施方案则按照价值成本分析选择合适的黑盒子的大小，也就是选择合适的管理粒度，从而保证投入收益的平衡，甚至我们可以把黑盒子尽量定义的大些，用以验证工业物联网的可行性，最大可能地降低工业物联网实施的风险。

总之，我们应该从以几个方案来确定工业物联网的建设原则：

1、期望获得什么结果？

2、期望用什么方式获得想要的结果？

3、需要信息基础提供什么？

4、工业物联网是否能够获得这些信息？

5、工业物联网如何获得这些信息？

6、获得这些信息的性价比如何？

7、回归分析，评估预期结果是否符合经济利益？

8、落地实施。

●传感器技术：价格低廉、性能良好的传感器是物联网应用的基石，物联网的发展要求更准确、更智能、更高效以及兼容性更强的传感器技术。智能数据采集技术是传感器技术发展的一个新方向。信息的泛在化对传感器和传感装置提出了更高的要求。具体如，微型化：元器件的微小型化，要求节约资源与能源；智能化：具备自校准、自诊断、自学习、自决策、自适应和自组织等人工智能技术；低功耗与能量获取技术：供电方式为电池、阳光、风、温度、振动等多种方式。\x0d\●设备兼容技术：大部分情况下，企业会基于现有的工业系统建造工业物联网，如何实现工业物联网中所用的传感器能够与原有设备已应用的传感器相兼容是工业物联网推广所面临的问题之一。传感器的兼容主要指数据格式的兼容与通信协议的兼容，兼容关键是标准的统一。目前，工业现场总线网络中普遍采用的如Profibus、Modus协议，已经较好地解决了兼容性问题，大多数工业设备生产厂商基于这些协议开发了各类传感器、控制器等。近年来，随着工业无线传感器网络应用日渐普遍，当前工业无线的WirelessHART、ISA100．11a以及wIA—PA3大标准均兼容了IEEE802．15．4无线网络协议，并提供了隧道传输机制兼容现有的通信协议，丰富了工业物联网系统的组成与功能。\x0d\●网络技术：网络是构成工业物联网的核心之一，数据在系统不同的层次之间通过网络进行传输。网络分为有线网络与无线网络，有线网络一般应用于数据处理中心的集群服务器、工厂内部的局域网以及部分现场总线控制网络中，能提供高速率高带宽的数据传输通道。工业无线传感器网络则是一种新兴的利用无线技术进行传感器组网以及数据传输的技术，无线网络技术的应用可以使得工业传感器的布线成本大大降低，有利于传感器功能的扩展，因此吸引了国内外众多企业和科研机构的关注。\x0d\传统的有线网络技术较为成熟，在众多场合已得到了应用验证。然而，当无线网络技术应用于工业环境时，会面临如下问题：工业现场强电磁干扰、开放的无线环境让工业机器更容易受到攻击威胁、部分控制数据需要实时传输。相对于有线网络，工业无线传感器网络技术则正处在发展阶段，它解决了传统的无线网络技术应用于工业现场环境时的不足，提供了高可靠性、高实时性以及高安全性，主要技术包括：自适应跳频、确实性通信资源调度、无线路由、低开销高精度时间同步、网络分层数据加密、网络异常监视与报警以及设备入网鉴权等。\x0d\●信息处理技术：工业信息出现爆炸式增长，工业生产过程中产生的大量数据对于工业物联网来说是一个挑战，如何有效处理、分析、记录这些数据，提炼出对工业生产有指导性建议的结果，是工业物联网的核心所在，也是难点所在。\x0d\当前业界大数据处理技术有很多，如SAP的BW系统在一定程度上解决了大数据给企业生产运营带来的问题。数据融合和数据挖掘技术的发展也使海量信息处理变得更为智能、高效。工业物联网泛在感知的特点使得人也成为了被感知的对象，通过对环境数据的分析以及用户行为的建模，可以实现生产设计、制造、管理过程中的人一人、人一机和机一机之间的行为、环境和状态感知，更加真实地反映出工业生产过程中的细节变化，以便得出更准确的分析结果。\x0d\●安全技术：工业物联网安全主要涉及数据采集安全、网络传输安全等过程，信息安全对于企业运营起到关键作用，例如在冶金、煤炭、石油等行业采集数据需要长时问的连续运行，如何保证在数据采集以及传输过程中信息的准确无误是工业物联网应用于实际生产的前提。

问题1：工业物联网是什么？

简单来说，就是物联网在工业控制上的具体应用。

问题2：SSL/TLS是什么？

SSL(Secure Sockets Layer 安全套接层),及其继任者传输层安全（Transport Layer Security，TLS）是为网络通信提供安全及数据完整性的一种 安全协议 。TLS与SSL在传输层对网络连接进行加密。大部分互联网登录都是用的SSL/TLS，可以去网易邮箱>互联网，是指将两台计算机或者两台以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息技术手段互相联系起来的结果，解决人与人之间互联互通问题，人们可以在互联网上获取信息、发布评论、采购产品、购买服务等，但是这些信息和服务需要人来做大量的工作才能完成，并且难以动态地了解其变化。

物联网(简称IoT，InternetofThings)，其定义为通过各种信息传感设备，如射频识别技术、全球卫星定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要连接、监控、互动的物体或过程状态信息，包含其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种基础信息，通过互联网形成相互交互的、可识别的、可共享的网络，其目的是实现物与物、人与物在网络上的连接，识别、管理和控制等，物联网的信息是动态的，主要由物理机器生成。

互联网与物联网之间是有联系的。首先，物联网的通信渠道仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展到传感层的网络;第二，物联网用户可以通过互联网的通信渠道，端到端延伸和扩展到任何物与物之间，人与物之间。

工业互联网不能被简单的理解为工业领域的互联网，如果仅仅将工业和互联网这两个关键词拆分来理解，容易被理解成工业领域所用的互联网，这样理解仍然是互联网的概念。而工业物联网基本可以理解为工业领域的物联网。

SAP公司推动的是Industry 40 Now战略，SAP思爱普是德国“工业40”的核心发起单位之一，也是其中的唯一一家软件公司，是“工业40”技术标准的制定者之一。工业互联网又在中国支撑实体经济数字化、网络化、智能化转型等方面发挥重要作用。

工业物联网云平台推荐是一个基于云计算、大数据、人工智能等前沿技术的智能制造平台，它集数据采集、数据存储、数据处理、数据分析、决策支持等功能于一体，可以实现设备的远程监控、预测性维护、异常检测以及生产调度、设备管理等工业应用。

工业物联网云平台推荐的主要特点包括以下几个方面：

一、开放性

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四、安全性

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随着5G的商业化逐步落地，越来越多的领域加入了数字化转型之路，利用物联网技术实施智能化升级。特别是题主所列举的工业领域，就是谋求数字化转型的先锋。

特别是2020年新冠疫情爆发以来，由于供应链断裂和防疫管理不善所导致企业停工甚至是破产的例子不在少数。而对那些熬过艰难时刻的企业而言，想要在疫情常态化的背景下重塑核心竞争力，数字化转型成为了不可或缺的手段。

与传统的经营模式相比，实施数字化转型能够给企业带来巨大的价值，包括提高生产效率、减少人力成本、加速产品迭代、优化管理流程、加强制造自动化程度等等，真正起到降本增效的作用。此外，数字化程度的提高，也大大提高了企业在生产经营中各种风险的监测能力，避免造成相关损失。

当然，以上只是物联网对于某一个领域所创造的价值，同理，在面对智慧农业、智慧交通、智能家居等行业时，一样可以利用物联网技术来实现更智能和更便捷的功能，例如气候传感器和温湿度传感器可自行检测分析当前数据是否符合农作物生长需求，并联动灌溉或保温系统进行干预，确保作物最佳生长环境。（了解更多智慧人脸识别解决方案，欢迎咨询汉玛智慧）

不知道大家有没有细心发现，其实现在很多物联网的应用已经深入到我们生活各个部分。比如说共享单车，自助扫码骑行，骑完以后锁车付费走人，这个能很好地解决大家短途出行效率。还有就是应用在汽车上，专业术语叫车联网，现在很多10几万的车都具备远程监控的功能。比如说通过app远程启动车子，通过app查看车子的状态，当前在什么位置，还能根据你的行驶里程和机油寿命提醒你去保养等等。类似的例子还有很多，比如说智能家居产品，小家电产品。有些应用虽然感觉是鸡肋，这些都是他们跑马圈地的结果，先把市场占下来，再慢慢更新迭代产品。但不可否认的事，大家确实能感觉到物联网潜在的巨大价值，生怕自己错过一个亿。

从种种迹象也反映了物联网一定是个发展的趋势。总的来说，其实物联网可以和任何一个行业进行融合，让传统的产品更加智能高效。而我们汉玛智慧也在一直努力研发，争取为大家提供更多更优质的智慧解决方案，让我们的生活更加的便捷，让科技未来更指日可待！

行业主要上市公司：长飞光纤(601869)、亨通光电(600487)、烽火通信(600498)、中天科技(600522)永鼎股份(600105)、通鼎互联(002491)、中利集团(002309)等

本文核心数据：光纤光缆龙头企业排名、光纤光缆上市企业业务营收、光纤光缆行业产业链等

行业概况

1、定义

光纤是一种传输光束的细而柔软的媒质。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。所以光纤是光缆的核心部分，光纤经过一些构件极其附属保护层的保护就构成了光缆。

光纤光缆是新一代的传输介质，与铜质介质相比，光纤无论是在安全性、可靠性还是网络性能方面都有了很大的提高。光纤传输的带宽大大超出铜质线缆，而且支持的最大距离达两公里以上。光纤光缆具有抗电磁干扰性好、保密性强、速度快、传输容量大等优点。

2、产业链剖析：光纤预制棒为重要一环

光纤光缆的上游主要有光纤预制棒(由光纤材料如四氯化锗、特种气体等加工而成)、光纤涂料(主要应用于光纤预制棒后的拉丝工艺中)、光纤束管料(束管式光纤材料)、聚乙烯(光缆产品内外护套材料)、光纤光缆生产设备等，其中预制棒是重要原材料;产业中游是光纤光缆的生产与解决方案的提供;下游应用领域包括通信行业、汽车行业、能源行业、轨道交通行业、海洋经济领域等。

在光纤光缆上游行业中，各原材料或设备行业均有代表性企业。其中，光纤预制棒代表性企业有长飞光纤、中天科技等;光纤涂料代表性企业有飞凯材料、瀚森尤为涂层等;光纤束管料(PBT)代表性企业有长春集团、康辉石化等;聚乙烯代表性企业有中海壳牌、大庆石化等;光纤光缆设备代表性企业有大成通信、特发科技等。

中游光纤光缆代表性生产商有长飞光纤、亨通光电、中天科技、特发信息、富通光纤等;代表性解决方案提供商有烽火通信、长飞光纤等。下游代表性企业包括下游行业的领先企业。

行业发展历程：行业处在突飞猛进阶段

从1977年我国利用自制设备研制出第一根短波长、阶跃型光纤开始，我国光纤光缆行业的发展正式展开，随着90年代后我国电信网络开始布局，光纤光缆的需求量大幅扩张。为摆脱国外企业光纤光缆产品对市场的控制，我国光缆技术的自研之路也已经展开。目前为止，我国光纤光缆行业的发展已经经历了四个阶段：起步阶段、铺开阶段、高速发展阶段、光纤入户阶段。

行业政策背景：政策加持，城轨发展愈加符合实际

光纤光缆建设的需求规模巨大，因此，需要借助国家的力量才能不断提高基础设施完善度，使网络质量和覆盖率明显提高，在当今网络需求不断旺盛的大环境下，政策对行业的推动作用是显而易见的。

近年发布的诸多重要政策文件中，均提及加强千兆光纤等网络基础设施建设，比如2021年4月发布的《关于加快发展数字家庭提高居住品质的指导意见》，提出要加大住宅和社区的信息基础设施的投资，提高光纤宽带与第五代移动通信(5G)等高速无线网络的覆盖面积。另外，2021年12月28日发布的《“十四五”国家信息化规划》中，提出从光纤入户向光纤入屋发展，即在FTTB(十兆时代光纤到楼)和FTTH(百兆时代光纤到户)的基础上，再将光纤布设进一步衍生到每一个房间，让每一个房间都可以达到千兆光纤网速，实现全屋Wi-Fi6千兆全覆盖的新型组网方案。

可见，我国的光纤光缆建设是国家规划中方向中一大重要进程，以下为截至2022年7月的光纤光缆行业相关政策汇总：

行业发展现状

1、我国光缆线路长度不断增长

随着社会需求的增加，光缆网络规模持续扩大，2014-2021年，我国光缆长度呈不断增长趋势，由2014年的2046万公里增长至2021年的5488万公里，增长幅度超16倍。2021年，我国新建光缆线路长度319万公里，全国移动通信基站总数达996万个，全年净增65万个。

2、光缆产量出现回暖

我国经济持续、快速发展，在“宽带中国”、“三网融合”等国家政策驱动下，5G、物联网、电子、军事等各领域对光纤光缆的市场需求持续增长。2017-2019年，随着全国光缆覆盖面的不断提高，光缆产量呈微幅下降趋势。但2020年以来，“千兆宽带”及“互联网+”浪潮兴起，光缆产量出现回升。

根据国家统计局的数据显示，2016-2019年，中国光缆产量走势呈下降趋势，由2016年的32949万芯千米下降至2019年的26516万芯千米。2021年，全年光缆累计产量321816万芯千米，光缆产量累计增长116%。

3、价格、寿命、产能和维护制约了行业发展

虽然光纤光缆的未来需求仍然较高，但市场竞争激烈，政策和技术面临不确定性，在发展的过程中存在一定风险。同时，光纤光缆产品使用寿命有限，且维护困难，是行业发展难以避免的痛点。另外，在供需和售价方面对行业中企业同样有所挑战。

行业竞争格局

1、区域竞争：广东企业数量最多，重点企业主要分布在湖北和江苏两省

从我国光纤光缆产业链企业区域分布来看，光纤光缆产业产业链企业主要分布在广东省、浙江和江苏一带，另外，福建、山东和河北也有较多企业，其他省份分布较少。因此，我国光纤光缆行业企业主要分布在东部沿海地区，主要因为该部分地区工业园、制造业发达，同时，港口较多适合进口原材料。

从代表性企业分布情况来看，江苏地区和湖北地区分布较多，如长飞光纤、通光线缆、亨通光电、通鼎互联和中天科技等;另外，广东省、河北省和四川省亦有分布，代表性企业如特发信息、富通信息和汇源通信等。

2、企业竞争：长飞光纤、亨通光电和烽火通信为龙头企业

光纤光缆行业中，技术创新能力、下游客户广度、净资产等指标都对企业影响较大。根据中国通信学会光通信委员会公布的《2021年中国光纤光缆最具竞争力企业10强》，从诸多指标综合来看，我国光纤光缆行业竞争力前五名分别为长飞光纤、亨通光电、烽火通信、富通股份和中天科技，另外，特发信息、通鼎互联、永鼎股份、通光线缆和法尔胜光科也有较强竞争力。

产业发展前景及趋势

1、数据中心、海缆带动需求增长，光纤预制棒研发加快

除了支持互联网发展以外，对光纤光缆需求有拉动作用的还有海缆和数据中心。例如，智慧海洋系统解决方案依托强大的海洋信息系统，以完善的海洋信息采集与传输体系为基础，运用工业大数据和互联网大数据技术，实现海洋资源共享、挖掘新需求，实现海洋数据处理与共享广泛应用，是未来的重点发展方向。另外，光纤预制棒是光纤光缆产品生产过程中重要的部件，技术壁垒高但产品依附度高，对光纤预制棒的研发过程必不可少。

2、“十四五”千兆宽带接入户数增长超8倍

2021年12月28日发布的《“十四五”国家信息化规划》中，提出从光纤入户向光纤入屋发展，即在FTTB(十兆时代光纤到楼)和FTTH(百兆时代光纤到户)的基础上，再将光纤布设进一步衍生到每一个房间，让每一个房间都可以达到千兆光纤网速，实现全屋Wi-Fi6千兆全覆盖的新型组网方案。预计到2025年，网民规模增长至12亿户，2020年该指标为989亿户;1000M及以上速率的光纤接入户数由2020年的640万户增长至2025年的6000万户。因此，我国光纤光缆行业的前景较好。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国光纤光缆行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

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