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物联网在汽车、家居、能源、农业、智能制造行业的应用前景-熊猫体育平台

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物联网在汽车、家居、能源、农业、智能制造行业的应用前景

  物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术构造一个覆盖世界上万事万物的“InternetofThings”。物联网应用场景由单一走向丰富,从简单自动化(如门禁系统,车辆识别开闸,空调自动调节等)向智能化(鸿蒙OS语音识别智能音箱智能手表)发展,功能越来越强大,数据量越来越大。

  到2020年,预计将连接超过2.5亿辆汽车,这突出了物联网对汽车行业的影响,未来两年,车辆中已安装的连接单元数量可能增加67%,物联网技术在汽车行业的应用正在重新解锁汽车工业的价值;在2015到2019年物联网应用拓展的五年时间里,物联网技术应用最广的(产值)应用领域是智能家居,智能家居的发展也经历了从“单品智能”到“全屋智能”,以物联网技术为核心的全屋智能家居系统是未来的发展趋势;智慧能源属于智慧城市的一个部分,将物联网的泛在感知、可靠通信、灵活信息交互和智能控制的先进优秀性能最大化发挥,将能源互联网建设深化到城市、园区、楼宇、企业,实现电力、水务、燃气、供热、用电、充电等城市基础设施进行数字化和低碳运营发展;目前,物联网技术在农业领域较成熟的应用包括农业资源和环境监测、种植业生产智能监测、大田精准作业、设施园艺物联网监控、农产品质量安全追溯等方面;制造领域的市场体量巨大,是物联网的一个重要应用领域,主要体现在数字化以及智能化的工厂改造上,包括工厂机械设备监控和工厂的环境监控。

  物联网的应用领域广泛,随着物联网技术的高速发展,我们生活的整个社会智能化程度将越来越高。物联网应用在汽车、智能家居、能源、农业和智能制造行业市场规模不断增长,又都有国家出台的相应政策支持,未来前景广阔,潜力巨大。

  2.1 物联网在汽车应用市场超万亿2.2车联网产业的技术水平正在不断成熟,市场潜力巨大2.3车联网政策密集出台,显示出我国政府对车联网的重视

  3.1智能家居当前处于单品向物物联动过渡阶段3.2全球智能家居市场规模不断扩大并预计稳步增长3.3国内智能家居市场空间未来将达万亿,不同品类之间差异较大3.4智能家居大势所趋,政策扶植奠基良好基础

  4.1“碳中和”大背景下,能源物联网迎来高速发展期4.2智能电网市场前景广阔4.3智能水、电、燃气表计及智慧路灯发展规模不断增长

  5.1农业物联网能够提高农业生产效率5.2农业物联网市场规模不断增长,应用比例逐步攀升5.3中国农业物联网设备安装量将在2020年达到7500万个

  6.1智能制造是工业4.0的核心6.2工业物联网是智能制造的基础设施,实现了工厂系统的全面互联6.3我国智能制造业规模逐年上升,政策支持下快速崛起

  物联网应用场景由单一走向丰富。从最初RFID射频刷卡,发展成为动物溯源,智能抄表,到现在车联网,智慧家庭等,应用场景逐渐丰富,目前物联网下游应用涵盖智慧安防,智能抄表,智能农业,智慧物流,智慧出行等十余个领域。

  物联网应用场景走向智能化。物联网应用场景从简单自动化(如门禁系统,车辆识别开闸,空调自动调节等)向智能化(鸿蒙OS语音识别智能音箱智能手表)发展,功能越来越强大,数据量越来越大。我们认为,未来智能音箱可以通过识别人的语音语义,智能调节播放歌曲。此外在未来智能座舱中,可以通过识别车主与妻子的谈话,判断心情,调节车内氛围,或者检测车主体温体感智能调节车内温度;智能规划行程与订购出行酒店等。这将在物体中产生更多数据量,并根据数据能提升用户体验,数据价值释放。

  到2020年,预计将连接超过2.5亿辆汽车,这突出了物联网对汽车行业的影响。未来两年,车辆中已安装的连接单元数量可能增加67%,物联网技术在汽车行业的应用正在重新解锁汽车工业的价值。从车辆追踪到设备管理,物联网或多或少地正在重塑汽车工业的商业模式。物联网汽车能够传输比以往更多的数据,从发动机性能到导航,现在车辆数据以新的方式收集、分析和处理,可以促进制造商和车主之间的更密切关系。

  随着移动互联市场趋于饱和,物联网IoT逐渐成为全球经济增长和科技发展的新增点。GSMA预计到2015年底,全球移动通信用户达到75亿,超过人口总数,渗透率超过100%,人与人的通信增长已显瓶颈,未来五年主要增长点将在于万物互联带来的物联网增长。其中,汽车将是物联网重要的应用,根据麦肯锡的测算,通过汽车的联网,可以实现自动驾驶汽车与状态检修,预计市场规模在2100-7400亿美元。

  V2V/X是物联网在汽车的终极应用,是更广义的车联网。长期以来,资本市场对于车联网的理解停留在“Telematics”的阶段,即将汽车实现联网,绝大部分车联网都是以OBD盒子、T-box为代表。事实上,“Telematics”是狭义的车联网,只是物联网在汽车中应用的一种。真正广义的车联网应该包含三部分:车载移动互联网(Telematics)、车内网和车际网V2V/X(vehicle to vehicle/vehicle to X)。从实现的角度,目前车载移动互联网主要通过4G、GPS、北斗和蓝牙等传输方式实现车机和基站的通信,车内网主要通过内部CAN/LIN/FlexRay等总线实现ECU之间的通信,都已经是相对成熟的技术。目前V2V/X尚未大规模推广,我们将广义的车联网分为三个级别,V2V/X将是物联网在汽车的终极应用,实现网络感知和控制的基础技术:1)网络辅助信息交互;2)网络的协同感知;3)网络的协同联合和控制。

  目前已进入车联网发展第三阶段。汽车联网可以划分为四个阶段,第一个阶段是2009年开始,2G/3G和4G的应用,解决了汽车“通”的问题,能看到汽车的状态。第二个阶段自2016年开始至2020年,大数据分析开始应用,保险行业或者其他金融行业可以利用数据进行对车主的分析判断。第三阶段是2020年至2022年,5G的发展以及V2X的推出使得车和其他系统的对接成为可能,车联网具备更多更丰富的功能。第四阶段则可以拥有智能化的计算和判断,实现高级/完全自动驾驶,实现智能驾驶远程连接系统。

  全球车联网规模快速增长。在整体车联网大趋势下,车联网渗透率快速上升,根据IHS预测,2022年全球联网汽车保有量渗透率达到24%。渗透率提升推动全球车联网市场规模快速上升,预计到2022年全球车联网市场规模将达到1629亿美元,同比增速维持15%以上,中国车联网市场则增长速度更高,到2022年增速大约为25%。同时联网汽车新增销售量也将快速增加,据锐观咨询数据,预计2022年联网汽车新增销量将达到9800万台,其中嵌入式模组连接方式、手机连接方式和二者混合方式将分别达到4800万台、1800万台和3200万台。

  由于感应层、通信层技术水平不断成熟,互联网汽车数量亦迅速增加,车联网产业的市场潜力巨大,包括汽车后市场、衍生应用层产业等。根据前瞻产业研究院统计数据,我国车联网用户数量和渗透率也在飞速提升,用户数有望在2022年突破一个亿,预计2020年90%以上的新售车辆具备车联网功能,2025年后几乎全部新售汽车都具有联网功能。另一方面,从互联网汽车的细分产业规模占比来看,车联网相关产业占比达30%左右,与辅助驾驶、安全系统几乎三足鼎立。

  自动驾驶渗透率不断提升,智能/自动驾驶浪潮加速车联网发展。车联网的主要应用之一为自动驾驶,随着车联网的快速发展,自动驾驶也将加速渗透,目前L2级自动驾驶汽车渗透率已经从2016年的0.5%达到了2020年的10.6%,预计未来渗透率继续上升,此外L3和L4级自动驾驶汽车未来也将出货。根据国家《智能汽车创新发展战略》,自动驾驶汽车将会逐步进行推广,从各汽车厂商计划来看,目前L2级别的ADAS技术仍是整车企业商业化发展重点,而L3及L4级别以上自动驾驶将逐步在2020年以后导入。

  2017-2018年,我国政府连续出台了多个车联网相关的政策,这些政策的出台极大加速了我国车联网行业的发展。2018年12月,工信部发布了《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》,“计划”指出,到2020年,实现车联网产业跨界融合取得突破,具备高级别自动驾驶功能的智能网联汽车实现特定场景规模应用,车联网用户渗透率达到30%以上,新车驾驶辅助系统(L2)搭载率达到30%以上,联网车载信息服务终端的新车装配,该政策将极大促进车联网行业的发展。近年来,国家政府部门多次印发出台有关于推动车联网的政策,重视对于辅助驾驶、车载信息系统、网联设备以及低级自动驾驶和高级自动驾驶的发展应用。2020年又陆续出台《智能汽车创新发展战略》和《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,明确推动智能汽车的发展。

  智能家居是以住宅为载体,基于物联网技术,由智能家电、智能硬件、安防控制设备等硬件与软件系统、云计算平台构成的家居生态圈。将各种家庭设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等)通过程序设置,使设备具有自动功能,通过中国电信的宽带、固线G无线网络,可以实现对家庭设备的远程操控。与传统家居产品相比,智能家居产品通过增加传感器能够更好地应对用户的操作需要和适应环境的变化,包括监测光照、温度和湿度等环境因素,以及通过语音交互、生物识别、触控、体感等多种方式进行交互。智能家居不仅能提供舒适宜人且高品位的家庭生活空间,实现更智能的家庭安防系统,还将传统家居环境中那些各自单独存在的设备联为一个整体,形成系统。

  智能家居行业的发展分为三个阶段,单品连接、物物联动以及平台集成,当前处于单品向物物联动过渡阶段。智能家居,是一个融合多种先进科技的系统,融合了自动控制技术、计算机技术、物联网技术,能将家电控制、环境监控、信息管理、影音娱乐等功能集于一身的智慧管家,使用各种技术和设备,来提高人们的生活方式,使家庭变得更舒适、安全和高效。物联网应用于智能家居领域,能够对家居类产品的位置、状态、变化进行监测,分析其变化特征,同时根据人的需要,在一定的程度上进行反馈。智能家居行业发展的方向是首先连接智能家居单品,随后走向不同单品之间的联动,最后向智能家居系统平台发展,进行统一的运营,当前,各个智能家居类企业正在从单品向物物联动的过渡阶段。

  在2015到2019年物联网应用拓展的五年时间里,物联网技术应用最广的(产值)应用领域是智能家居,其次是工业、汽车、医疗、农业和交通,物联网技术要想大放异彩,离不开智能家居的神助攻。智能家居的发展也经历了从“单品智能”到“全屋智能”,以物联网技术为核心的全屋智能家居系统是未来的发展趋势。

  据Strategy Analytics预测,由于疫情影响,2020年全球消费者在智能家居相关设备上的支出将从2019年的520亿美元降至440亿美元。不过随着疫情好转,智能家居市场于2021年恢复,消费者支出将增加至620亿美元。未来,随着AIOT技术的进一步发展以及消费者升级需求,全球智能家居设备市场将继续以15%的年增长率增长,至2025年将达到880亿美元。根据IDC数据,2020-2025年全球智能家居出货量有望由8亿台增至14.3亿台,CAGR将达12.3%。

  智能家居设备在全球面向消费者物联网设备市场结构中占据主导地位。2019年全球面向消费者物联网设备出货量中,智能家居设备占比达到45.5%,消费电子产品占比27.3%,两者占比超过72%的主要驱动因素源自以智能手机、智能平板电脑为主的消费电子设备以及以智能音箱、智能大小家电为主的智能家居设备与物联网技术快速融合所致。可穿戴设备和智能汽车物联网设备作为新兴的应用领域。2019年设备规模占比较低,均为6.8%。

  物联网技术赋能推动消费者家居走向智能化网联化时代,TAM市场空间快速增长。家居智能化带动智能家居行业市场规模快速增长,空调、洗衣机、冰箱三大白电,电视、抽油烟机等黑电/厨电这些传统家电设备智能化程度越来越高,通过与手机端App网络连接能够与消费者用户进行实时/远程互动,在传统的基础功能应用上发挥出更多价值功能;同时诸如智能音箱、智能控制及照明设备、智能厨房小家电设备(煮蛋器、电热饭盒)、智能家居清洁/环境设备(扫地机、吸尘器、空气净化器、净水器)等新型式家具设备也逐渐在家庭场景中普及渗透。2019年全球智能家居TAM达到799亿美元,预计到2025年达到1953亿美元,年均复合增速16.1%。

  智能控制/连接设备和智能家电设备市场空间最高,智能照明设备和智能家居安防设备增速较快。从全球智能家居按产品类别分市场空间看,智能熊猫体育官方网站控制/连接设备和智能家电设备2019年市场空间最大,均为190亿美元,占整体比例均为23.8%,主要驱动因素来源于这两类设备在家居场景中使用频率和次数高(控制/连接设备)以及产品单位价值高(白电、黑电等大型家电设备)。智能家居安全设备和智能照明设备TAM分别为168亿美元和77亿美元,占比分别为21.0%和9.6%。从各细分领域市场空间发展增速角度看,智能照明设备和智能家居安全设备TAM增速较快,预计到2025年TAM分别达到440亿美元和248亿美元,2019-2025年均复合增速分别为21.5%和17.4%;智能家电设备受益于小家电品类的不断推新持续保持较快增速,预计到2025年TAM达到504亿美元,2019-2025年均复合增速17.7%,占整体市场空间比例提升至25.8%。

  据Statista数据和亿欧智库的整理测算,2017年智能家居的市场规模为2500亿元,预计2020年达到4354亿元,2025年将突破8000亿元,年复合增长率高达15.8%,未来将是一个万亿规模的市场。从细分品类来看,智能家居的不同品类市场规模差异很大。以2019年的国内市场为例,规模最大的智能大家电市场规模达到了2450亿元,占比达到65.7%,而智能光感的市场空间仅为99亿元,占比2.7%。智能家庭安防、智能光感、部分智能小家电处于成长期,增速较高。智能家庭安防的消费者需求最高,智能门锁是典型单品。智能光感对传统光感有巨大替代潜力,将在全屋智能推动下持续发展。智能小家电种类众多,部分单品处于成长期,洗碗机是典型。智能大家电、部分智能小家电、智能连接控制目前相对成熟,增速平稳。智能大家电市场规模最大,新兴厂商对传统厂商有一定挤出效应。智能小家电也有部分单品处于成熟期,扫地机器人是典型。智能连接控制已完成初级阶段布局,典型单品是智能音箱,市场趋于稳定。

  智能家居借物联网技术实现家居设备互联,提供用户更加便捷,安全的使用体验,是未来家居设备的重要方向,也是物联网的重要构成环节。2019年,“智能+”首次出现在政府工作报告中,凸显了智能家居于物联网产业的重要地位。智能家居作为物联网领域的朝阳产业,从2012年开始写进国家五年规划,政策支持一以贯之。近几年随着行业的发展,政策层面越来越强调对于标准的规范和统一。2018年2月,国家质检总局、国家标准委正式发布了《物联网智能家居数据和设备编码》等三项国家标准;2020年12月,相关部门又发布了《物联网智能家居设计内容及要求》等两项国家标准。随着智能家居相关国家标准的不断发布,智能家居相关的硬件以及通信等标准将逐步统一。

  智慧能源属于智慧城市的一个部分,当前,将物联网技术应用在能源领域,主要用于水,电,燃气等表计以及根据外界天气对路灯的远程控制等,如智慧井盖监测水位以及其状态、智能水电表实现远程抄表等,基于环境和设备进行物体感知,通过监测,提升利用效率,减少能源损耗。根据实际情况,智慧能源分为四大应用场景:

  智能水表:可利用先进的NB-loT技术,远程采集用水量,以及提供用水提醒等服务。

  智能电表:自动化信息化的新型电表,具有远程监测用电情况,并及时反馈等功能。

  智能燃气表:通过网络技术,将用气量传输到燃气集团,无需入户抄表,且能显示燃气用量及用气时间等数据。

  智慧路灯:通过搭载传感器等设备,实现远程照明控制以及故障自动报警等功能。

  从当前全球形势看,碳中和已被广泛认可,全球正处于从高碳向低碳及净零碳转型的重要历史时期,绿色可持续的发展已经成为人类命运共同体的重要课题之一。预计2020年到2050年间,将有70万亿元左右的基础设施投资被直接或间接地撬动,包括发电侧大量的光伏和风电装机、容量持续增长的跨区输电通道、物联网相关基础设施、交通领域加氢站和电动车充电站的加速布局等。将物联网的泛在感知、可靠通信、灵活信息交互和智能控制的先进优秀性能最大化发挥,将能源互联网建设深化到城市、园区、楼宇、企业,实现电力、水务、燃气、供热、用电、充电等城市基础设施进行数字化和低碳运营发展,为企业、园区、城市建立综合分层分级管理的能源能耗在线监测系统,为双碳目标建立数据基础,持续发掘节能空间与实施节能评估,持续提升对能源的最高效利用,以数字化服务碳中和,进一步建立并深化各种能源物联网系统。

  智能电网与物联网作为具有重要战略意义的高新技术和新兴产业,已引起世界各国的高度重视。我国政府不仅将物联网、智能电网上升为国家战略,并在产业政策、重大科技项目支持、示范工程建设等方面进行了全面部署。应用物联网技术,智能电网将会形成一个以电网为依托,覆盖城乡各用户及用电设备的庞大的物联网络,成为“感知中国”的最重要基础设施之一。智能电网与物联网的相互渗透、深度融合和广泛应用,将能有效整合通信基础设施资源和电力系统基础设施资源,进一步实现节能减排,提升电网信息化、自动化、互动化水平,提高电网运行能力和服务质量;智能电网和物联网的发展,不仅能促进电力工业的结构转型和产业升级,更能够创造一大批原创的具有国际领先水平的科研成果,打造千亿元的产业规模。

  根据国际能源机构的统计数据,预计2014年至2035年间,全球将增加投资31700亿美元用于改造旧电网配电基础设施。根据中商产业数据,2020年我国智能电网市场规模达到730亿元,且渗透率仍低,市场空间广阔。以国家电网公司为例,国网将每年投入超过700亿美元,未来五年累计将有25000亿元人民币的投资,推动电网向能源互联网升级。南方电网到2025年,数字电网要全面建成,智能电网基本形成,十四五期间,预计年均投资规模1350亿元。“十四五”期间,国家电网将聚焦特高压、充电桩、数字新基建等领域,预计电网及相关产业投资将超过6万亿元规模。《南方电网公司融入和服务新型基础设施建设行动计划(2020年版)》提出2020年至2022年将抓好22项重点举措、实施62个重点项目,涉及投资1200亿元,积极融入和服务新型基础设施建设。未来5年,预计海外市场平均每年投入建设6000万台智能计量架构,带来每年40亿美元的市场规模。

  供给驱动,倒逼电网智能转型。随着智能电网的加速建设以及电表招标,中国市场将高速增长,预计2019-2022年CAGR为12%。在中国智能电表仍有较大的市场空间。电网需求量快速上升和线路复杂度的迅速增加倒逼电网向信息化、自动化、智能化升级,创造海量电力物联网市场:

  1)配用电数字化改造:全国有超2000万家公变、专变配电用户,配套数十亿末端监控及通信设备需智能化改造;

  2)输变电监测智能化:中国超159万公里输电线路,随着特高压骨干网的建成投运,十四五期间,输电线路和输变电站的监测监控智能化管理运维将成为新兴业务;

  3)智能电网升级改造:国网已进行试点,南网和地方电力即将启动试点,十四五是智能化改造的高峰期。总体上来看,未来十年,电力行业将继续处于高投资领域,市场机会和前景可观。

  智慧水务行业规模持续扩大,水务投资规模同步提升。水务行业产值持续增长,智慧水务投资规模同步增长。根据中商产业研究院数据,2018年中国水的生产和供应业资产总额达14168.6亿元,同比增长12.63%;水的生产和供应业主营业务收入为2473.3亿元,同比增长了5.04%;水的生产和供应业共计实现利润总额为282.6亿元,同比增长6.92%。受水务行业整合和物联网、云计算等新一代信息技术的推动,水务行业的信息化投资总额保持了较高速度的增长,各大型水务集团、地方水务公司大力推动智慧水务的建设工作,推进数据传输体系的信息化发展。

  智能燃气和智能供热市场加快发展。天燃气普及推动智慧燃气市场发展,智慧燃气的核心是智能管网,其以传统的城市输气管网为基础,借助物联网技术及各种软硬件和传感器单元,以信息通信平台为支撑,实现高度一体化的现代燃气系统。随着智慧燃气技术的不断发展创新和天然气管网建设速度加快,智能燃气传感器已成为燃气行业的发展趋势,燃气管网的智能化改造具有广阔的市场需求,NB-IoT、云计算等物联网技术的发展推动了智慧燃气整体解决方案的商业应用。随着城镇新建住房面积的增长,尤其是北方集中采暖地区15个省区市新增住宅建筑面积的增长,对供热传感装置、温度调控装置和供热系统调控装置的需求同步增长,从而推动智慧供热市场的发展。

  智慧路灯有着巨大的潜在市场空间。随着中国城镇化的步伐加快,城市基础设施建设的投入越来越多,从而带动城市道路照明基础设施的持续投入。智慧路灯管理系统解决方案通过对城市路灯设施进行实时在线监控和合理动态调节,实现对城市道路照明的高效运维管理和公共设施的用电安全管控。Trend Force分析报告预估2024年全球LED智慧路灯市场规模将突破10亿美元,在 2019至2024年的预测期内,市场复合年增长率为8.2%。根据中商产业研究院数据显示,2019年我国智慧路灯市场规模超200亿元,而至2022年将有望突破千亿元,潜力巨大。

  目前,关于农业物联网应用的发展项目有很多,比如:土壤养分、墒情监测,为作物选择和耕种方式提供指导;粮情信息监测,为监管部门科学决策保护粮食安全提供有效数据;农业大棚温室监控、田间自动化管理,通过连续监测土壤湿度数据,实现多点同时滴灌补水;二维码动物溯源,通过食品追溯标签使消费者全面了解产品信息,确保食品安全等。

  农业物联网主要通过传感器监测农业环境以及农作物的生命信息,提供农业数据和解决方案,帮助农业作物更好成长。农业物联网架构可分为三层:感知层、传输层和应用层。感知层是采用各种传感器来获取动植物以及环境的各类信息,是物联网识别物体、采集信息的来源;传输层由各种网络,包括互联网、广电网、网络管理系统和云计算平台等组成,是整个物联网的中枢,负责传递和处理感知层获取的信息;应用层是物联网和用户的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。

  中国农业物联网行业上游市场参与主体为软硬件及配套资源供应商,为中游农业物联网服务商提供设备生产所需的软硬件及农业大数据资源。中国农业物联网行业中游参与主体包括农业物联网设备生产商、农业物联网解决方案服务商,为下游需求主体提供产品及解决方案。农业物联网产业下游需求主体包括由政府部门主导的农业物联网区域示范工程、现代农业示范园,以及现代农业集团。

  农业物联网运用各类传感器、RFID、视觉采集终端等感知设备,广泛采集大田种植、畜禽养殖、水产养殖、农产品物流等领域的现场信息。农业物联网系统通过建立数据传输和格式转换方法,利用无线传感器网络、电信网和互联网等多种现代信息传输通道,实现农业信息的可靠传输。系统将获取的海量农业信息进行融合、处理,并通过智能化操作终端实现农业的自动化生产、最优化控制、智能化管理、系统化物流、电子化交易,进而实现农业集约、高产、优质、高效、生态和安全的目标。目前,物联网技术在农业领域较成熟的应用包括农业资源和环境监测、种植业生产智能监测、大田精准作业、设施园艺物联网监控、农产品质量安全追溯等方面。

  据估计,到2050年,近100亿人口的粮食需求将比2020年高出至少70%,解决这一挑战的方法之一即是发展智慧农业。物联网传感器可以帮助农民做出更明智的决策,从而通过减少肥料和农药的使用来实现更高的农作物产量、产出更高质量的产品并节省成本。据华为技术数据显示,智慧农业有1.5亿的连接需求,由此带来的市场空间十分可观。根据华为的预测,到2020年,物联网在农业领域的潜在市场规模有望由2015年的137亿美元增长至268亿美元,年复合增长率达14.36%。其中美国的市场份额最大并且已经进入成熟期,亚太地区作为新兴的市场,将享受更高速的增长。当前,物联网、大数据等信息技术在农业生产在线监测、数字化管理等方面得到不同程度应用,但生产信息化仍是农业农村信息化的短板。《农业科技发展“十三五”规划》聚焦农业物联网发展,提出到2020年,我国农业物联网等信息技术应用比例从2015年的10.2%提升至17%,提高农业生产信息化、智能化水平。通过加强遥感技术在监测土襄墒情、苗情长势、自然文害、病虫害和主要农产品产量等方面的应用,突破大田种植业信息技术规模应用的瓶颈。

  从国内市场来看,我国政府部门也高度重视现代农业的发展,先后出台了《农业科技发展“十三五”规划》、《关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见》等政策文件,全力支持“十三五”期间我国农业的发展。据BIintelligence预测中国农业物联网设备安装量将在2020年达到7500万个。目前,物联网在农业上的应用还处于起步阶段,很多新型农业企业和新农人正在积极地学习和尝试,此外,国家也出台了许多相关政策在大力推行。可以预见,先进技术带来的效益,将促使农业向智能化、现代化转型。物联网让农业更加精确、安全、智能,随着政府对物联网行业的政策倾斜,农业物联网产业将急速催生,应用到农业更广更深的层面,成为农业新的趋势。未来大到一头牛,小到一粒米,都将拥有自己的身份,人们可以随时随地通过网络了解它们的地理位置、生长状况等一切信息,实现所有农产品的互联。

  工业是物联网应用的重要领域,将具有环境感知能力、监控能力的各类采集或控制传感或控制器以及基于泛在技术的计算模式、移动通信、智能分析等不断融入到工业生产的各个环节,从而大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,最终实现将传统工业提升到智能工业的新阶段。

  智能制造可划分为感知层、网络层、执行层和应用层。智能制造的本质,是将智能装备(包括但不限于机器人、数控机床、自动化集成装备、3D打印等)通过通信技术有机连接起来,实现生产过程自动化;并通过各类感知技术(传感器、RFID、机器视觉等)收集生产过程中的各种数据,通过工业以太网等通信手段,上传至工业服务器,在MES/DCS软件系统的管理下进行数据处理分析,并与企业资源管理软件(例如ERP),提供最优化的生产方案或者定制化生产,最终实现智能化生产。

  智能制造需要多个层次上的技术产品支持,包括工业物联网等。我国虽然是制造业大国,但远相比于已经在4.0阶段发展的德国,我们制造业目前还处在工业2.0、3.0、4.0的并行发展阶段。其中工业2.0时代,采用电力为能源的主要驱动力,使用流水线大规模生产方式取代“作坊”。工业3.0的关键词是自动化,工业3.0的本质是自动化驱动的工业革命,实现了大规模生产和制造,将人从繁琐、重复和危险的劳动中解放出来。工业4.0指充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统(Cyber-Physical System)相结合的手段,将制造业向智能化转型。其实现方式是采集制造过程中各个数据,并通过工业互联网技术,将数据传输到云端,实现后台存储和计算,自动下达控制指令,使得整个制造过程更自动化,智能化,人工成本大幅度降低的同时效率大幅提高。智能制造是工业4.0的核心,是一个巨系统,所有的研发、生产、管理、销售员工、各级供应商以及客户都是这一个系统的重要组成部分,基于云端、管道、端到端的信息复杂体系形成。智能制造需要多个层次上的技术产品支持,包括工业物联网、云计算、工业大数据、工业机器人、3D打印、知识工作自动化、工业网络安全、虚拟现实和人工智能等。

  工业物联网是支撑智能制造的一套使能技术体系,是物联网在工业领域中的应用,能通过数据互通、资源共享让产业智能化,在工业领域全面互联的基础上,形成数据驱动的智能化,通过数据流动和分析,构成新的模式和新的业态,并彻底改变设计、制造、运营以及产品服务和生产系统,提高制造业的运营效率。据IoT Analytics预计,全球工业物联网市场规模有望从2018年的640亿美元增长至2023年的3100亿美元,5年CAGR为37%。我国工业物联网市场规模将保持快速增长趋势,据赛迪顾问数据显示,我国工业物联网市场规模有望从2017年的2389亿元增长至2019年的3920亿元,2年CAGR为28.2%。

  物联网技术赋能制造业,实现工厂的数字化和智能化改造。制造领域的市场体量巨大,是物联网的一个重要应用领域,主要体现在数字化以及智能化的工厂改造上,包括工厂机械设备监控和工厂的环境监控。通过在设备上加装物联网装备,使设备厂商可以远程随时随地对设备进行监控、升级和维护等操作,更好的了解产品的使用状况,完成产品全生命周期的信息收集,指导产品设计和售后服务;而厂房的环境监控主要包括空气温湿度、烟感等情况。数字化工厂的核心特点是:产品的智能化、生产的自动化、信息流和物资流合一。

  从当前技术发展和应用前景来看,物联网在工业领域的应用主要集中在以下几个方面。

  生产过程工艺优化物联网技术的应用提高了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平,生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。钢铁企业应用各种传感器和通信网络,在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度的实时监控,从而提高了产品质量,优化了生产流程。

  产品设备监控管理物联网技术将各种传感技术与制造技术融合,实现了对产品设备操作使用记录、设备故障诊断的远程监控。GE Oil&Gas集团在全球建立了13个面向不同产品的i-Center,通过传感器和网络对设备进行在线监测和实时监控,并提供设备维护和故障诊断的解决方案。

  制造业供应链管理物联网应用于企业原材料采购、库存、销售等领域,通过完善和优化供应链管理体系,提高了供应链效率,降低了成本。空中客车(Airbus)通过在供应链体系中应用传感网络技术,构建了全球制造业中规模最大、效率最高的供应链体系。

  工业安全生产管理物联网把感应器嵌入和装备到矿山设备、油气管道、矿工设备中,可以感知危险环境中工作人员、设备机器、周边环境等方面的安全状态信息,将现有分散、独立、单一的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台,实现实时感知、准确辨识、快捷响应、有效控制。

  环保监测及能源管理物联网与环保设备的融合实现了对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。在重点排污企业排污口安装无线传感设备,不仅可以实时监测企业排污数据,而且可以远程关闭排污口,防止突发性环境污染事故的发生。电信运营商已开始推广基于物联网的污染治理实时监测解决方案。

  我国制造业规模位居全球首位,是全球工业增长的重要驱动力。中国是世界第一制造大国的地位,根据世界银行数据,2010年我国制造业增加值超越美国,升至全球首位。1952年,我国工业增加值仅为120亿元,2020年已达到31.3万亿元,按不变价格计算较1952年增长1041.6倍,年均增长10.8%。根据工业和信息化部的统计,2019年我国规模以上工业增加值增长5.7%,制造业增加值占全球比重达28.1%,为第二名美国的1.6倍,连续10年保持世界第一制造大国地位,是全球工业增长的重要驱动力。

  国内智能制造产业持续发展,市场规模逐年上升。智能制造是使ICT技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。根据前瞻产业研究院2021年2月预测,2019年中国智能制造业产值规模21081亿元,2020年将达25000亿元,同比增长18.6%。在重点领域方面,根据2018年德勤调研,中国工业企业智能制造部署最关注数字化工厂、设备及用户价值深挖等领域。目前各智能制造企业位于产业链的应用层,我国致力于缩短与国外厂家的技术差距,逐渐实现产业链各部件的国产化。智能制造行业产值规模自2014年来增速可观,据前瞻产业研究院测算,至2024年产值规模将达到46807亿元,市场潜力巨大。

  智能制造得到国家政策大力扶持。近年来,工信部、国务院办公厅等部门频频出台智能制造相关政策,加大对智能制造的扶持力度。《“十四五”规划纲要》提出深入实施智能制造工程,建设智能制造示范工厂。进入工业4.0时代,数字化转型在各方推动下正在向各领域渗透,制造业打造数字化工厂成为实现智能制造的重要手段。2015年5月国务院印发制造强国战略行动纲领《中国制造2025》,明确提出了中国要走智能化、自动化的制造业之路,提出实现制造强国的战略目标,其中明确要求推进信息化与工业化的深度融合,在智能制造工程中建设重点领域智能工厂/数字化车间,到2025年,制造业重点领域全面实现智能化,最新公布的“十四五”规划中明确指出打造数字经济优势,推进数字产业化和产业数字化。

  与汽车物联网相关的上市公司推荐关注:拓邦股份(智能控制器龙头,电子联合覆盖);广和通、移远通信、威胜信息、鸿泉物联(计算机联合覆盖);移为通信;有方科技;和而泰;中科创达;全志科技、大唐电信(网联化芯片龙头);华微电子、东软载波(智能化电动化芯片标的)。

  与智能家居物联网相关的上市公司推荐关注:小米集团(中国智能家居设备龙头,小米生态链);和而泰(智能控制器业务龙头);环旭电子(智能穿戴龙头);兆威机电(微型传动系统龙头);海康威视(智能安防领域的龙头)。

  与能源物联网相关的上市公司推荐关注:三川智慧(与华为、移动展开IoT技术合作,系智能水表产业领导者);汇中股份(积极布局物联网的超声测流表龙头);新天科技(“互联网+”智慧能源管理服务提供商);金卡股份(国内领先的智能燃气表及燃气计量管理系统提供商);威胜信息(电力物联网领军者)。

  与农业物联网相关的上市公司推荐关注:富邦股份、神州信息(农业大数据资源供应商);大禹节水(大禹智慧水务致力于农田和水利领域信息化软件集成和硬件产品制造,打造现代农业物联网大数据体系);北大荒(在北大荒农业物联网基础上引入区块链技术);东方国信(在农业物联网业务方面,公司开发的自有知识产权农业气象监测站);北斗星通(农业物联网设备生产商)。

  与智能制造物联网应用相关的上市公司推荐关注:长盈精密(主营业务为连接器和金属结构件,其中金属结构件已居国内龙头地位,公司向智能制造方向积极转型,逐步实现“机器人、智能装备、自动化集成”布局);亚联发展(从事于为电力、城市交通、轨道交通、煤炭、石油等系统的企业提供专网通讯技术解决方案,以及相关软硬件产品的设计、开发和制造);中控技术(工业4.0引领者,智能制造领域龙头);华中数控(并购江苏锦明负责工业机器人研发和系统集成制造);鼎捷软件(布局MES软件),用友网络(物联网技术的新一代MES应用解决方案)。

  中美贸易摩擦存在不确定性的风险;行业竞争加剧的风险;政策利好不及预期风险;原材料及重要零部件价格大幅波动的风险;汇率大幅波动的风险;海外业务扩展不及预期等。

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