物联网将如何颠覆传统制造业

如果不是亲耳聆听PTC全球CEO贺普曼（James Heppelmann）关于物联网将如何变革传统制造的演讲，我对一个革命性时代即将带来的颠覆性影响恐怕不可能有那么深切的感受。
6月的波士顿阳光明媚、气候宜人。这里既是美国文化的发源地之一，也是仅次于硅谷的东部创新中心。贺普曼的演讲正是2014年PTC全球用户大会（PTC Live Global 2014）开场。来自全球约2,000多名用户代表和媒体出席了此次大会。作为《福布斯》中文版的代表，我应邀参加。
自通讯技术诞生以来，全球1/3的人口通过电话、手机、互联网连接。2010年则被物联网发展的一个里程碑：物体的连接数量超过人的连接数量。更重要的是，这一物与物连接的趋势在加速发展，“万物互联”（Internet of Everything）似乎已经势不可挡。
据IDC预测，2016年，物联网产品及解决方案创造的市场价值将达到19万亿美元；麦肯锡则把物联网视为改变生活、商业和全球经济的12大颠覆性技术之一，2025年的市场规模预计达62万亿美元，是3D打印市场的10倍。
“物联网不同于传统意义上的互联网，” 贺普曼说，互联网强调‘人’的连接，而物联网强调的是‘物’，“万物互联的世界产生的变化就是创新的驱动力。”
在贺普曼看来，物联网时代之所以会到来，离不开三大因素的激励：
芯片的发展——摩尔定律使得芯片的计算速度在过去几十年间飞速发展；
通信的发展——各种通信技术让联结成为人们生活不可或缺的部分；
智能产品（也就是“物联网”中的“物”）的发展。
大约1年多前，贺普曼和全球知名的哈佛大学商学院教授迈克尔·波特（Michael EPorter）联合启动了一项关于物联网时代制造业、智能连接产品的研究。“我们的研究发现，智能连接产品的爆炸式增长将重新定义整个产业链条，并会对产业结构产生影响，也会改变竞争者参与竞争的战略，”贺普曼说，“这将是对所有人都产生巨大影响的大事，甚至这变化之快和颠覆性让人觉得有些可怕。”
“世界在变化，我们制造的产品在变化，产品产生价值的源泉也在变化，而且在转移。”贺普曼说。那么，物联网对传统制造业究竟会产生哪些彻底改变呢？贺普曼从三方面做了解析。
首先，原先硬件创造的价值正在被软件创造的价值所共享，与硬件相关联的软件创造的价值将超越以往任何时候。贺普曼以智能手机为例，说明了软件与硬件结合在产品销售中的作用越来越大。“我们很多制造业客户告诉我，他们的产品有几百万、甚至数千万行代码，他们也可以算得上软件公司了。”贺普曼说。
在中国制造业领域，这一趋势同样在发展。例如，风机制造商远景能源在几年前就已经把自己从传统风机制造商升级到了“智能风机制造商”，通过为风机增加传感器、编写软件代码，从而实现智能化控制和运营。
其次，联接让我们对智能硬件在软件方面的创新提供了新的选择，从而创造“新的智能”。云计算的颠覆性由此体现。在制造智能联接产品时，人们可以选择把大部分软件直接与硬件集成，这样可以得到更快的响应速度、较低的网络依赖程度和更高的安全性；也可以把所有的应用都放在云端，如此一来，硬件变成了终端接口，制造的复杂度会大大降低，而所有有价值的应用可以通过网络灵活配置，选择更广、更新更快，硬件的价值也会因此降低；当然，也可以二者结合，把部分核心功能做成嵌入式软件，而把一些应用放在云端。
第三，智能连接产品会带来商业模式的变化——从销售产品到销售服务。飞利浦照明的模式创新是一个典型案例，他们改变以往销售灯具的模式，与华盛顿地区的停车库签订为期10年的照明服务合同，并为这些车库安装LED灯。“LED灯是一次性投入较大的昂贵照明器材，但从节能和效率来说，优势明显。”贺普曼解释说。毋庸置疑，让客户一次性投入安装昂贵的LED灯的挑战很大。但飞利浦采取新服务模式，他们可以从每年节约出来的200万美元的能源开支中获得充足的利润。服务期间，飞利浦不仅需要提供高品质产品，还要持续做好服务——通过传感器、芯片让照明智能化，从而通过系统平台监控、运营和服务。从模式上来看，这是双赢的——用户得到他们需要的“舒适”，而制造和服务提供商取得了稳定而源源不断的利润。
那么，制造业企业应该让传统产品具备哪些“新能力”才能让它们具备智能连接产品的特性呢？贺普曼从4个方面进行了描述，分别是：监控能力、控制能力、优化能力和自动化能力。
激情澎湃的贺普曼曾经是一位工程师和创业者，在他的带领下，PTC从产品设计软件跨越到协同设计、产品生命周期管理、物联网平台等领域，近年来公司保持了持续增长态势，并且通过收、并购完善自己在制造业全生命周期软件工具和平台各环节的布局。贺普曼自己也是一位物联网体验的超级粉丝。演讲中，他现场演示通过网络远程控制自己房屋中的各种智能产品设备，让观众亲眼目睹了家中能源管理、娱乐系统、安全系统尽在一键掌握中的场景。
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摘要：物联网作为一种新的网络形式，相关理论研究和实践应用正在探索过程中。本文介绍了物联网的概念，给出了基于智能物体层、数据传输层、信息关联层、应用服务层的物联网四层体系架构，最后探讨了物联网在实现过程中所面临的问题和挑战。
关键词：物联网，RFID
一、概念
物联网（Internet of Things）这个概念最早由麻省理工的Auto-ID中心在1999年提出，其基本想法是将RFID和其他传感器相互连接，形成RFID架构的分布式网络。
欧洲委员会[1]提出“物联网是未来因特网的综合部分之一，可以被定义为一个动态的全球网络基础。基于标准的和互 *** 作的通信协议，无论物理的还是虚拟的“物”均有身份、物理属性和虚拟特质，具备自配置能力且使用智能接口，可以无缝地集成到信息网络中去。”
本文认为，物联网实质上是将真实世界映射到虚拟世界的过程：真实世界中的事物，通过传感器采集一定的数据，在虚拟世界中形成与之对应的事物。“相关物体可能在虚拟电子空间中被创造出来，源于物理物体空间，且与物理空间的物体有关联。”[2]传感器采集到数据的详细程度，将影响到该事物在虚拟世界中的抽象程度。在虚拟世界中，对该事物最简单也最重要的描述是物体提供了一个ID用于识别（如使用RFID标签），最详细的描述则是真实世界中该事物的所有属性和状态均可在虚拟世界中被观察到。进一步的，在虚拟世界中对该物体做出控制，则可通过物联网改变真实世界中该物体的状态。对于一个真实的事物，其所需的各种应用与 *** 作，只需在虚拟世界中对与之对应的虚拟事物进行应用和 *** 作，即达到目的。
这样将会对世界带来巨大的改变：实地实时监测和控制一个事物的成本是高昂的，通过物联网，所有事物都将在虚拟世界中被找到，以较低的成本被监测和控制，从而实现4A（anytime, any place, anyone, anything）[3]连接。虚拟世界提供了对所有事物的实时追踪的可能，所有的信息都不是孤立的，这将为各种海量运算和分析提供了最基础和最重要的信息源。真实世界存在于某一时刻，而当物联网发展到能将真实世界中的所有事物都映射到虚拟世界中时，无数个某一时刻的世界汇集起来，在虚拟世界中将形成一个可以追溯的历史，如同过去以纸质保存历史事件的发生，将来将以电子数据对所有事物进行全息描述的形式存储世界的历史。
二、体系架构
目前, 物联网还没有一个广泛认同的体系结构，最具代表性的物联网架构是欧美支持的EPCglobal和日本的UID物联网系统。EPC系统由EPC 编码体系、射频识别系统和信息网络系统3 部分组成。UID 技术体系架构由泛在识别码(uCode)、泛在通信器、信息系统服务器、和ucode 解析服务器等4部分构成。EPCglobal 和UID上只是RFID 标准化的团体，离全面的“物联网”体系架构相去甚远。
美国的IBM公司在2008年提出“智慧的地球”这一与物联网概念相近的概念，并提出通过INSTRUMENTED，INTERCONNECTED和INTELLIGENT这三个层面来实现智慧地球。在文献基础上，本文提出了物联网体系架构。
1、智能物体层：通过传感器捕获和测量物体相关数据，实现对物理世界的感知。同时具备局部的互动性，需要一定的存储和计算能力。
2、数据传输层：以有线或无线的方式实现无缝、透明、安全的接入，提供并实施编码、认知、鉴权、计费等管理。
3、信息关联层：通过云计算实施对海量数据的存储和管理、数据处理与融合，屏蔽其异质性与复杂性，形成一个与真实世界对应的虚拟世界。
4、应用服务层：从虚拟世界中提取信息，提供丰富的面向服务的应用。如智能交通、智能电网、智能医疗等等。
需要指出的是，数据由底部的传感器通过网络到达应用服务层面，而实际上，在服务应用层面，各个中心、用户可以反向的通过网络由执行器对物体进行控制。
在该体系结构中，感知层面的各种传感器、执行器都是具体的，随着技术的发展会不断升级，新设备不断引入物联网。而服务应用层的各种需求也是不断提出的，并不是一层不变的。若是每个具体的服务应用和传感设备都形成一个独立的网络，最后可能形成许多套特殊的网络，这不利于推广和不便于维护。因此这需要物联网的网络层有一定前瞻性，物体设备层可以变化，服务应用层可以变化，但它们都是通过一个普适的网络进行连接，这个网络可以在一定的时间内保持稳定。
三、面临的挑战
1、统一标准
物联网其实就是利用物体上的传感器和嵌入式芯片，将物质的信息传递出去或接收进来，通过传感网络实现本地处理，并联入到互联网中去。由于涉及到不同的传感网络之间的信息解读，所以必需有一套统一的技术协议与标准，而且主要是集中在互联上，而不是传感器本身的技术协议。现在很多所谓的物联网标准，实际上还是将物联网作为一种独立的工业网络来看待的具体技术标准，而应对互联需要的技术协议，才是真正实现物联网的关键。
2、安全、隐私
在物联网中所有“事物”都连接到全球网络，彼此间相互通信，这也带来了新的安全和隐私问题，例如可信度，认证，以及事物所感知或交换到的数据的融合。人和事物的隐私应该得到有效保障，以防止未授权的识别和攻击。安全与隐私这个问题，是人类社会的问题，不论是物联网还是其他技术，都是面临这两个问题。因此，不仅要从物联网内部的技术上做出一定的控制，而且要从外部的法规环境上作出一定的司法解释和制度完善。
参考文献
1 Commission, IDE, Internet of things Strategic Research Roadmap 2009
2 CASAGRAS Final Report: RFID and the inclusive model for the Internet of things 2010
3 ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things 2005, ITU

前段时间，马云的无人商店在各大社交朋友圈刷屏，人们在新奇物联网走入生活的同时，开始真正认识物联网所带来的奇妙体验。在不久前召开的世界移动大会上，智慧家居、智能停车、智慧楼盘等物联网的应用已经慢慢渗透到人们生活的方方面面。
国际上也会将物联网称为传感网，这是继计算机技术、互联网技术以及移动通讯技术之后的又一次信息技术产业浪潮，专家也定义物联网为信息技术的第三次浪潮，是确立未来信息社会竞争有事的关键。我们可以设想一下，未来的物联网就是通过一个小型的数据处理中心进行初级加工，然后传输到大的数据中心中进行深加工，这样的过程，在降低成本，提高效率的同时，充分发挥了物联网的优势，让大数据处理更加的快捷，方便。
和远智能智慧用电安全管理系统是基于物联网的用电安全系统。通过三层结构------数据采集层、通讯管理层、中心监控层将探测器获取的数据分析处理，传输到云平台，使用者可以通过手机、电脑实时监控这些数据，即使无人现场监控，也能保证线路的故障及时发现。
智慧用电安全管理系统应用于各个行业之中，为人们的用电安全保驾护航。越来越多的人使用和认可“智慧用电”所带来的便利。物联网技术的发展，也将推动“智慧用电”变得更加“智慧”。

· 题名(Title,Topic)
题名又称题目或标题。题名是以最恰当、最简明的词语反映论文中最重要的特定内容的逻辑组合。论文题目是一篇论文给出的涉及论文范围与水平的第一个重要信息，也是必须考虑到有助于选定关键词不达意和编制题录、索引等二次文献可以提供检索的特定实用信息。论文题目十分重要，必须用心斟酌选定。有人描述其重要性，用了下面的一句话：“论文题目是文章的一半”。 对论文题目的要求是：准确得体：简短精炼：外延和内涵恰如其分：醒目。
· 作者姓名和单位(Author and department)
这一项属于论文署名问题。署名一是为了表明文责自负，二是记录作用的劳动成果，三是便于读者与作者的联系及文献检索(作者索引)。大致分为二种情形，即：单个作者论文和多作者论文。后者按署名顺序列为第一作者、第二作者……。重要的是坚持实事求是的态度，对研究工作与论文撰写实际贡献最大的列为第一作者，贡献次之的，列为第二作者，余类推。注明作者所在单位同样是为了便于读者与作者的联系。　(三)摘要(Abstract)　论文一般应有摘要，有些为了国际交流，还有外文(多用英文)摘要。它是论文内容不加注释和评论的简短陈述。其他用是不阅读论文全文即能获得必要的信息。摘要应包含以下内容：①从事这一研究的目的和重要性;②研究的主要内容，指明完成了哪些工作;③获得的基本结论和研究成果，突出论文的新见解;④结论或结果的意义。
· 关键词(Key words)
关键词属于主题词中的一类。主题词除关键词外，还包含有单元词、标题词的叙词。　主题词是用来描述文献资料主题和给出检索文献资料的一种新型的情报检索语言词汇，正是由于它的出现和发展，才使得情报检索计算机化(计算机检索)成为可能。 主题词是指以概念的特性关系来区分事物，用自然语言来表达，并且具有组配功能，用以准确显示词与词之间的语义概念关系的动态性的词或词组。　关键词是标示文献关建主题内容，但未经规范处理的主题词。关键词是为了文献标引工作，从论文中选取出来，用以表示全文主要内容信息款目的单词或术语。一篇论文可选取3~8个词作为关键词。
关键词或主题词的一般选择方法是由作者在完成论文写作后，纵观全文，先出能表示论文主要内容的信息或词汇，这些住处或词江，可以从论文标题中去找和选，也可以从论文内容中去找和选。例如上例，关键词选用了6个，其中前三个就是从论文标题中选出的，而后三个却是从论文内容中选取出来的。后三个关键词的选取，补充了论文标题所未能表示出的主要内容信息，也提高了所涉及的概念深度。需要选出，与从标题中选出的关键词一道，组成该论文的关键词组。
关键词与主题词的运用，主要是为了适应计算机检索的需要，以及适应国际计算机联机检索的需要。一个刊物增加“关键词”这一项，就为该刊物提高“引用率”、增加“知名度”开辟了一个新的途径。
(五)引言(Introduction)
引言又称前言，属于整篇论文的引论部分。其写作内容包括：研究的理由、目的、背景、前人的工作和知识空白，理论依据和实验基础，预期的结果及其在相关领域里的地位、作用和意义。
引言的文字不可冗长，内容选择不必过于分散、琐碎，措词要精炼，要吸引读者读下去。引言的篇幅大小，并无硬性的统一规定，需视整篇论文篇幅的大小及论文内容的需要来确定，长的可达700~800字或1000字左右，短的可不到100字。

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