GSMA物联网报告 | 2018年7月大中华区引领全球 工业物联网发展与创新 2©GSMA | gsma/iot/ | gsma | iotgsma序言 第四次工业革命给我们生活的方方面面带来了翻天覆地的变化。高速互联网、云计算、物联网、大数据和人工智能的融合从根本上改变我们的生活和工作方式。万物互联的时代，我们的城市将变得更加智能，我们的生活也将变得更轻松、更有效。 工业互联网是影响变革的核心，通过互联网连接简化制造过程并实现自动化，能够显著提高生产力；通过人工智能、云计算和大数据分析，工厂能够实时监控并解读来自生产线和复杂机械的数据，从而预测错误、管理基础设施并降低风险；采集的数据除了指导生产制造之外还可以应用于一些基础领域，诸如能源、电力和通信方面的效率提升，优化生产力并降低成本。工业物联网 (IIoT)作为工业互联网的一个重要组成部分，目前发展较为迅速。依托政府积极正面的扶持，目前中国在工业物联网上持续发力。作为全球最大的经济体之一，中国不仅希望在解决方案层面成为世界引领者，同时还希望通过规模化提高经济效益。作为全球众多物联网传感器和设备的生产商、供应商和使用者，中国目前正处于产业转型的初期阶段。智能生产、协同制造和云制造平台将实现整个价值链的互连和协作。定位追踪使得供应商和制造商能够在整个制造周期中监控关键物料位置，做到防患于未然。此外，中国在人工智能技术领域也进展迅速，通过机器学习，帮助工厂和企业管理复杂的流程并推动创新。 中国的移动运营商在这一发展过程中将起到中流砥柱的作用，为全国的企业和商业客户提供安全、可靠且智能的连接。移动运营商不仅是工业物联网发展不可或缺的组成部分，同时也是城市、政府和相关组织最佳的战略合作伙伴。GSMA物联网项目组通过与运营商及生态系统产业伙伴紧密合作，致力于推进安全物联网解决方案的发展与应用，包括低功耗广覆盖技术（如NB-IoT和LTE-M），这将不断促进中国在业务领域的持续创新。构建智能连接的社会，中国正在为公众和企业营造良好环境共建美好未来，同时也将为世界树立良好典范。 葛瑞德GSMA协会会长3©GSMA | gsma/iot/ | gsma | iotgsma目录 简介 .4工业物联网概述 .5中国的积极产业环境 .7移动物联网与 GSMA 倡议 .8主要应用领域 .9面临的挑战 .11运营商访谈 . 12中国电信 .12中国移动 .12中国联通 .13台湾大哥大 .14亚太电信集团 .16远传电信 .16结语 .184©GSMA | gsma/iot/ | gsma | iotgsma简介 工业物联网（IIoT）正在快速发展，这个领域泛指将工业系统与云计算、智能分析等互联网技术相融合，通过大批可实时监控复杂物理机械效能的连接传感器，对采集的数据进行分析，用于优化生产并进行预见性维护，从而提高效率，并产生可用于研发新流程的新洞察。 通过工业物联网获取的数据还可以用于机器学习，进而进行人工智能 (AI) 系统的研发，这是目前在中国及其他地区发展十分迅猛的一个领域。在不久的将来，人工智能系统将能够帮助人们进行系统学习，不断优化算法，从而能够高效准确的管理复杂的工业设施。 该报告通过采访大中华区的六家移动运营商代表，探讨了工业物联网在该地区的发展现状。文中分析了工业物联网领域主要的发展趋势、当前的优势及其面临的挑战，并对数字技术推动东亚地区的产业转型进行了总结。 5©GSMA | gsma/iot/ | gsma | iotgsma工业物联网概述 1 axa/en/spotlight/story/internet-of-things-made-in-chinaAccording to GSMA Intelligence, the global Internet of Things (IoT) market will be worth $1.1 trillion in revenue by 2025 as market value shifts from connectivity to applications, platforms and services. Players from a range of backgrounds including telecoms, IT, device manufacturing and systems integration are all vying to capture a portion of this opportunity.”2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019200025003000350040001500500100000.250.30.350.40.450.20.10.150.05037.10%24.60%GSMA智库最新的报告指出全球物联网市场（包括：连接、应用、平台与服务），到2025年预测价值将达到1.1万亿美元。来自不同背景的企业-包括移动运营商、IT公司、设备制造商和系统集成商-都希望在这个市场中分一杯羹。商业应用占据了整个物联网市场的半壁江山。根据 Gartner 公司的研究，截至2020年，全球互联网总支出将突破3万亿美元，其中跨行业商业应用支出占 5700 亿美元，垂直行业应用占 9100 亿美元。这表明自 2016 年起，这两部分的年均复合增长率将分别达到 30% 和 8%。 大中华区是物联网技术的一个巨大市场，同时也是元器件等产品的主要供应商。中国作为世界工厂，是各种商品的主要制造商，其中包括世界上大部分的电子产品。事实上，大中华区制造了大部分的传感器、芯片及物联网的其他构成组件。安盛保险表示，截至 2020 年，全球将需要 2000 亿物联网连接组件和设备 。与此同时，中国也涌现出众多新兴企业，例如由百度前任首席 AI 科学家吴恩达创办的landing.ai、 K2Data和RootCloud，这些企业都可能会在工业互联网的发展中发挥重要作用。作为中国物联网行业代表城市-无锡，每年都会举办奖金高达一千万人民币（折合150 万美元）的物联网创新大赛，以众包的形式推动创新。 许多在大中华区研发的物联网组件和服务都部署在了本地。事实上，中国的制造业是采用物联网解决方案的主要客户。工业物联网能够帮助中国数百万的工厂和生产车间显著提高效率、降低成本并更好地管理其基础设施。 研究公司 IDC 预测，中国各种形式物联网工具包的市场总收入将会从 2017 年的 1930 亿美元上升至 2020 年的3610亿美元。其中，根据中国工业和信息化部的数据，中国工业物联网市场收入的年增长率约为 25%，并且将在 2018 年达到近 3000 亿元人民币（折合 470 亿美元）（见图表）。 The Overall scale and growth forecast of Chinas IIoT in year 2010 to 2019 (100 million RMB)Sourcecolon.tabspace.tabChinaquotesingle.tabsspace.tabMinistryspace.tabofspace.tabIndustryspace.tabandspace.tabInformationspace.tabTechnology6©GSMA | gsma/iot/ | gsma | iotgsma中国拥有多种工业物联网潜在应用，包括智能生产流程、大规模定制、云制造平台、协同制造和协同创新平台、B2B行业电子商务和智能产品开发工具。例如，工业企业可以构建云平台，从而在企业内部和整个工业价值链中更好地实现互联互通。 安永咨询公司总结了工业物联网可以为制造业带来的五大优势 ： 减少校正周期时间， 能够提前预测故障， 通过大数据分析完善设计， 通过与被动维修截然相反的主动监控和预防，节省资金 ， 减少会对品牌声誉造成严重损害的缺陷产品和召回。 这些优势同样也适用于供应链管理。将工厂与供应商连接后，供应链中的所有相关方都可以跟踪各方之间的互动、物料流动和制造周期。此外，工业物联网还可以实现位置跟踪、远程库存监控，并且可以访问进入供应链的零件和产品的报告。由于实时数据可以协助指出潜在问题，做到防患于未然，因此公司可以采取纠正措施确保获得所需供给，同时，公司可以降低库存甚至资本压力。 德勤在2016年针对中国制造商进行的调查中指出，89%的受访者认同，工业物联网对于未来五年的成功至关重要。虽然有72%的受访者已通过各种形式启动了工业物联网应用，但只有46%的商业受访者建立了明确的工业物联网战略和计划。 经过最初使用工业物联网来提高效率的阶段之后，中国制造商现在开始将注意力转向收入增长和风险管理的潜力方面。在德勤调查的 156 家公司中，约有 116 家公司 (74%) 在寻求通过工业物联网应用来提高其供应链的效率并降低成本。约有 110 家公司 (70%) 表示计划使用预测性维护等技术来提高运营效率并减少停机时间，而另一些公司则希望提高业务敏捷性和法律合规性。 当然，通过机器之间的互连实时传输信息和大数据分析结论，不仅让制造业获益良多，而且还可以帮助中国许多重要经济部门提高效率和生产力，包括能源、电力和电信部门。埃森哲咨询公司的调查数据显示，在未来 15 年内，物联网可促进中国 GDP 累积增长 5000 亿至 1.8 万亿美元，具体取决于投资水平 。在这一数据中，制造业的产值可能会增加1960亿至 7360 亿美元，而资源行业的产值可能会增加 480 亿至 1890 亿美元。 西方国家的一些公司发现了为快速发展的中国工业物联网市场提供服务的机会。例如，通用电气在上海开设了一家“数字创新坊”，以帮助中国公司研发工业物联网产品并将产品商业化。根据经济学人杂志的一份报告，通用电气新设立的中心将联手中国通信设备制造商华为，共同推出其工业物联网专用软件 Predix，该软件目前正由中国东方航空公司和中国电信使用 。西门子、惠普、霍尼韦尔和思科也同样希望能够在中国工业物联网的发展中发挥重要作用。 2 consulting.ey/how-can-the-internet-of-things-benefit-manufacturers/32.deloitte/cn/en/pages/consumer-industrial-products/articles/from-interpretation-to-prediction.html4newsroom.accenture/news/internet-of-things-to-boost-chinas-economic-growth-by-us-1-8-trillion-by-2030-finds-accenture.htm5 economist/news/business/21702487-china-aims-lead-world-connecting-factory-great-convergence案例研究一：中国电信采用窄带物联网(NB-IoT)加快制造进程 河北五维航电科技是一家合金零部件制造商，在面对长期生产订单周期时陷入了困境，无法按时交付客户订单并且还面临着一些其他问题。2017 年 7 月，该公司与 烟台恒远智能科技及中国电信签署协议，共同启动采用窄带物联网低功耗广域 (LPWA) 网的数字化管理转型项目，重点推动企业内部的数字化制造协作。本项目旨在缩短产品制造周期、加快制造速度并降低成本。在该项目中，五维可以收集来自整个企业的实时数据并进行分析，推动设计、制造和供应链中的协作。另外还帮助公司在研发、设计、技术、生产和采购等不同团队之间进行信息协调，从而提高生产的准确性和速度，并且还协助他们监测和评估数据，进而发现问题并降低风险。公司的交货时间从5-6个月缩短到了 1-3 个月，准时交货率从 47% 增至 75%。窄带物联网网络还可以获取关于员工工作时间、设备停机时间的数据，并生成制造成本数据，从而将产品成本降低 5%。7©GSMA | gsma/iot/ | gsma | iotgsma中国政府致力推动中国工业物联网发展。2010 年，时任国务院总理的温家宝就宣布物联网对中国信息通信技术计划至关重要。之后，上海就建立了国家物联网中心。 2015 年 5 月，政府出台中国制造 2025 战略，强调优先发展能够促进制造业创新的行业，包括物联网、智能家电和高端消费电子产品。据新华社经济参考报报道，按照该项计划，这些行业将获得超过 100 亿元人民币（折合 15 亿美元）的国家拨款。该战略提出的目标是在未来的 10 年内中国将从“制造大国”转型为“制造强国”。 同制造业一样，中国政府也在推动物联网在工业控制、金融服务、医疗保健和其他主要经济部门的发展。作为“智慧城市”试点项目的一部分，政府官员正在战略性地向市政部门和经济开发区提供资金，希望使用物联网应用解决主要城市问题，例如交通拥堵和环境污染。 也是在 2015 年，政府公布了“互联网+”行动计划 ，该计划旨在将互联网与传统行业相整合，为经济增长创造新的引擎。其中涉及将移动互联网、云计算、大数据和物联网与现代制造业相结合，以推动电子商务、工业网络和互联网银行的发展，帮助互联网公司增加其国际影响力。 政府也在为中小型企业 (SME) 寻求更快、更经济实惠的互联网连接，希望通过鼓励中小型企业将其业务系统上载到云平台来激发大众创业、万众创新。公共机构也正在试图加强网络安全，例如国家计算机网络应急技术协调中心的报告中强调了与物联网设备和网络化工业系统相关的安全风险 。 总体而言，在快速发展的人工智能 (AI) 领域，全球领先也是中国决策者的发展重点。2017 年夏天，中国国务院发布了一份政策蓝图，提倡中国到 2030 年成为“世界主要人工智能创新中心”，据预测，届时中国人工智能产业将价值 1500 亿美元 。 2017 年 10 月，据新华社报道 ，继李克强总理主持召开国务院常务会议后，中国计划采取措施，加速信息技术与制造业的融合发展和以及工业互联网的发展 。6opengovasia/articles/7544-report-by-china-cert-highlights-cybersecurity-risks-associated-with-iot-devices-and-networked-industrial-systems7nytimes/2017/07/20/business/china-artificial-intelligence.html8xinhuanet/english/2017-10/30/c_136715753.htm案例研究二：中国电信推出工业物联网平台升级企业 传统制造企业已面临许多的问题，例如，来自新兴经济体的竞争、成本的上升和工业工人的减少。但是，这些企业的升级和转型任务越来越难以确定。为了解决这些问题，帮助工业企业迎接未来的机遇与挑战，中山工业物联网开放平台应运而生。该平台由中国电信支持，提供了一个云基础设施和计算平台，该平台还与当地政府的公共服务平台相结合。该项目旨在整合物联网、云计算、大数据和人工智能技术，构建一个整合的工业物联网平台。这将有助于企业升级，为中山的传统制造业提供低成本和快速交付服务。该平台允许公司通过中国电信的窄带物联网网络从传感器、条形码、RFID 和其他区域获取大量实时数据并对其进行分析，提供跨领域的即时洞察，例如设备检测、预警与预测、决策支持和能源效率优化。该平台还提供了跨不同业务部门（如研发、生产、销售、物流和产品）供应链的完整实时概览。也提供了云应用程序服务和应用程序，例如企业管理、企业信息和协作办公室。中国的积极产业环境 8©GSMA | gsma/iot/ | gsma | iotgsma移动物联网与 GSMA 的倡议 移动行业开发了一系列低成本的连接技术，专门用于支持物联网和工业物联网。这些移动物联网技术使用授权频谱来提供低功耗广覆盖 (LPWA) 连接，非常适合连接需要较长电池寿命并且仅传输少量数据的设备。GSMA 智库预测，到2025年全球范围内将会有18亿移动物联网（Mobile IoT）连接（总共31亿蜂窝物联网连接）。GSMA智库还预测，到 2025 年，将有138亿工业物联网连接，其中63亿在亚太地区和中国，占总数的 65%。 这些新的网络技术可以跨多种应用（例如，工业资产追踪、安全监控或燃气表和水表）支持物联网解决方案，在城市和偏远农村地区提供广泛的覆盖。GSMA 移动物联网计划得到全球 74 家移动运营商、终端制造商以及芯片组、模块和基础设施公司支持，旨在帮助行业在授权频谱中提供商业 LPWA 解决方案。 移动物联网如今正在全球范围内蓬勃发展。迄今为止，29 家移动运营商已推出了 53个使用窄带物联网 (NB-IoT) 或 LTE-M 技术的移动物联网网络，这两种技术都是3GPP 标准。移动物联网技术在大中华地区的许多城市都已经得到广泛部署。移动物联网生态系统还包括 GSMA 移动物联网创新者社区中的 36 个物联网实验室和 1000 多个组织。 除了提供连接外，移动运营商还可以提供管理、安全和分析解决方案，建立与地方政府、公用事业、企业、制造商、服务提供商和解决方案提供商的合作关系。 移动物联网技术（如窄带物联网和 LTE-M）在未来的 5G 网络中也将发挥重要作用，尤其是在“大规模物联网”的发展中。大规模物联网（Massive IoT）作为三个5G用例之一，与其它两个关键通信（Critical Communication）和增强型移动宽带（eMBB），将助力实现智能城市、工业自动化和其他涉及大量已连接设备的应用。全球来看，主要移动运营商（包括 AT&T、德国电信、KDDI、Orange 和沃达丰）已将这些技术部署作为其未来 5G 大规模物联网战略的一部分。 9©GSMA | gsma/iot/ | gsma | iotgsma9 ifc/wps/wcm/connect/51183b2d-c82e-443e-bb9b-68d9572dd48d/3503-IFC-Climate_Investment_Opportunity-Report-Dec-FINAL.pdf?MOD=AJPERES10mckinsey/featured-insights/china/digital-china-powering-the-economy-to-global-competitiveness主要应用领域 公共设施/能源 中国正要清理其历史上严重依赖煤炭的巨大能源市场。在 2016 年 3 月发布的第十三个五年规划 (FYP) 中重申了习近平主席建设绿色、稳健、可持续经济的愿景。该计划优先考虑建筑有效性，要求所有新城市建筑的 50% 是“经认证的绿色建筑”。据IFC 报告 显示，落实这些承诺需要 12.9 万亿美元的投资。 中国已经处于全球推动部署智能电网的前沿，智能电网可以获得有关能源和水利基础设施利用率的最新信息，以提高效率并减少浪费。通过连接的电表和水表收集的信息可以帮助消费者和企业减少使用，同时使公共事业能够更好地平衡供需，并识别泄漏和故障。根据麦肯锡咨询公司的数据，在 2013 年，中国成为全球最大的智能电网投资市场，据称大约有 3.1 亿家庭正在使用智能电表，到 2015 年普及率将超过 80%。据 Navigant 的研究报告显示，2017 年第三季度中国占全球安装量接近 70%。 与早期技术相比，移动物联网连接提供了一种更便宜、更简单的方式连接公用电表/水表/气表。通过延长智能电表的电池寿命，移动物联网连接可以使公用设施显著地减少维护：将服务周期从 2-3 年延长至 10-15 年将显著地提高公用事业的投资回报率。由于公共电表/水表/气表倾向于传递相对较小的数据有效载荷（最大字节数 100），因此低带宽、节能的网络技术特别适用于这类应用。 利用移动物联网技术，运营商可以使用现有的蜂窝基础设施连接电表/水表/气表，此外还利用了高性价比的标准化设备硬件。这些技术被设计成能够支持双向通信，为数字表具启用时间同步和固件更新。 该部分概述了工业物联网在中国三个主要经济领域的应用：公共设施/能源、物流和智能城市。 案例研究三：中国移动的窄带物联网(NB-IoT)智能电表解决方案 中国移动开发了窄带物联网智能电表解决方案，并与国家电网电力研究院合作在鹰潭、无锡、珠海、成都、重庆和北京部署了 200 个智能电表。其现有的解决方案使用 2G 或 4G 网络，收集电表中的实时电压、电流、功率消耗和其他信息。通过大数据分析，他们可以监控每台设备的实际电力消耗，从而能够在特定地区提供有效的供电策略。此外，窄带物联网的引入能够增强网络覆盖范围，连接更多的智能电表。由于不再需要手动抄表，因此安装和操作也更加简单，从而降低维护成本。实时数据也可供城市和公用事业公司使用，以便更快地分析数据。使用窄带物联网增强网络覆盖，意味着网络适用于连接难以覆盖其安装位置的电表，如建筑物或电表柜内，其他网络可能无法实现对这类位置的网络覆盖。它们还拥有极佳的安全性，因为在授权频谱中进行操作。中国移动能够从窄带物联网提供的扩大覆盖范围中获益，这种范围的扩大对于确保安装在不同位置（如室内、室外、地下室）的电表能够成功连接网络至关重要。它还能够提供高质量的服务，对于重要的国家基础设施（如智能电表和电网）的运营至关重要，能够通过更广泛的网络覆盖连接更多难以覆盖其安装位置的电表，简化了设备管理以及到云管理平台的集成。物流 在线支付越来越受中国消费者的欢迎，作为国内领先的在线零售巨头，阿里巴巴旗下的淘宝和京东等电商平台为获取更多的客户展开竞争。但是中国庞大的物流业需要削减成本。据中国商务部统计， 2015 年，中国在物流行业花费了 11.1 万亿元（1.7 万亿美元），占全国 GDP（国民生产总值）的 14.9%。在美国，物流成本占 GDP 的 6.5%，而在日本和德国，物流成本占 GDP 的 3.5%。中国物流业一直面临建设仓库的土地价格、管理和劳动力成本不断上涨。 分销商正在使用无线技术使物流变得更加自动化，减少运输货物的成本。例如，阿里巴巴已在广东省惠阳建造大规模的 3000 平方米仓库，完全通过 IoT（物联网）和机器人阵列进行操作。阿里巴巴集团的物流子公司“菜鸟”为中国 1000 多个地区提供当日送达或次日送达服务。 2017 年，华为、中国移动和 DHL 供应链启动了一项联合项目，旨在共同开发一个物联网系统，用于汽车制造厂的物流升级。三家公司正在利用窄带物联网来提高位于广西壮族自治区柳州的一个生产基地的效率。 DHL 和华为已将窄带物联网芯片集成到车辆检测器中，以便 DHL 的供应链能够实时识别可用的码头。当卡车到达时，司机通过手机上的应用进行登记，并收到排队号和预计等待时间。然后，货场管理系统自动对码头进行筛选，以获取码头的可用情况，并通过应用向每个司机提供实时可视化的状态更新。一旦码头空出，司机就会收到相应通知并继续行进。因此，可以根据生产基地的需求对入站卡车进行优先排序，并在最合适的码头卸载货物。通过该系统，司机的等待时间减少了一半，缩短到了 20 分钟，由于材料及时到达，资源得到了适当的优化，因此大大降低了生产延迟的风险。 智慧城市根据咨询公司德勤的数据显示，中国有大约有 500 个智慧城市试点项目，比世界上任何一个国家都多。其中最先进的项目之一是在拥有 900 多万人口的杭州市开展的。在杭州，当地政府与阿里巴巴和富士康合作建立了“城市大脑”项目。这座城市的交通运转某种程度上由人工智能系统控制，该系统利用通过各种应用获取到的行为数据做出实时决策，并为更顺畅的通勤和更安全的交通出行制定最佳的未来场景。因此，交通堵塞、交通事故和犯罪率下降了。除了向政府通报信息外，城市大脑还可以向市民的手机传输数据，实时通知他们即将发生的道路交通情况或恶劣的天气状况。 移动运营商在大中华区大力参与智慧城市解决方案的开发。例如，中国移动香港 (CMHK) 与房地产开发商信和集团签署了一项谅解备忘录，以在后者的住宅和商用地产中使用 CMHK 的窄带物联网技术支持智能家居、智能购物中心和智能物业管理应用。 在江苏省，中国移动和南京路灯管理处联合部署了“智能路灯”，这些路灯使用窄带物联网收集过往交通流量和行人数量，并在周围无人时自动调暗。它们还可以监测雾霾等天气状况。 10案例研究四：中国移动推出智能停车场解决方案能停车场解决方案 中国移动在云南省和贵州省东南部启动了两个使用窄带物联网连接的智能停车场试点。智能停车场旨在让驾驶员可以轻松找到空闲停车位，通过限制车位闲置时间和司机寻找可用车位的需要来最大限度地减少拥堵和污染。窄带物联网十分适合智能停车场，因为它支持较长时间的电池寿命，并能够提供改进的覆盖范围，从而使传感器可以放置在任何位置。同时，窄带物联网还可以使用许可频谱来确保高质量的服务。中国移动智能停车解决方案由多个智能停车模块组成，例如停车位检测、车牌识别、移动支付、司机停车指导以及城市智能停车管理系统。停车系统可以利用安装在每个停车位的传感器，这些传感器能够检测车位的占用情况，并通过窄带物联网网络发送相应状态。窄带物联网具有许多优势，如覆盖范围的改善、实时通信和低功耗。 窄带物联网的模块设计还可以提供多年的电池寿命，这意味着传感器可以安装在几乎任何位置而且基本不需要维护。此外，通过将移动支付与系统进行集成，司机进入和离开停车场所花费的时间大大减少，无需排队等待支付。这样可缩短周转时间，从而提高停车位的利用率。中国移动计划未来在中国的各个城市推出这项服务。©GSMA | gsma/iot/ | gsma | iotgsma