引言
发展物联网产业是我国抢占新兴科技制高点,提升国家竞争力的关键,是促进产业结构调整与升级,实现经济增长方式转变的重要途径,是发展特色新兴产业,推动经济可持续发展的迫切需要。我国已将物联网产业发展提升至“战略性新兴产业”的高度。2006年初,国务院发布“国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)”,将传感器网络及其智能信息处理技术作为信息产业及现代服务业的优先发展主题之一IRFID和传感器等物联网关键技术,也已被列入《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年规划纲要》的重点支持领域。2010年3月,温家宝总理在《政府工作报告》中,明确将“加快物联网的研发应用”纳入重点产业振兴领域;2020年之前我国已经规划了3.86万亿元的资金用于物联网研发,这都表明物联网已进入国家战略发展层面。当前,我国虽已具备一定的物联网发展基础,但还存在诸如缺乏统一、完整的技术标准体系,产业技术链发育不健全,技术应用推广不足等问题。本文以产业技术链为分析切入点,以无锡市物联网产业发展现状为例,探讨我国物联网产业发展策略,以期为实现物联网产业的可持续发展提供理论依据。
1相关理论简述
1.1 产业技术链理论
在国外文献中,虽然未曾出现技术链(technologychain)的概念,但其思想由来已久。很多学者从不同角度研究产品或产业技术时,都体现了技术链的思想,如Prencipe将与产品有关的知识分为元素知识、架构知识和系统知识3类。Gereffi认识到产业升级的层次问题,认为产业升级可分为4个层次:一是产品层次的升级,即从简单到复杂的同类型产品;二是在经济活动层次上的升级,包括不断提升的设计、生产和营销能力;三是在部门内层次的升级,如从最终环节的制造到高价值产品和服务的生产,也包括供应链的前向和后向联系;四是在部门间层次上的升级,即从低价值、劳动密集型产业到资本和技术密集型产业。Pooh则认为,产业升级就是制造商成功地从生产劳动密集型低价值产品,向生产更高价值的资本或技术密集型产品这样一种经济角色的转移过程。综上可见,西方学者虽然没有直接提出技术链概念,但研究产业升级均是从技术角度出发的,暗含一种产业链与技术链的对应关系。
国内学者远德玉最早提出产业技术链(industrialtechnology chain)的概念,他从技术形态论角度对产业技术链进行了分析,认为产业技术链是一个具有某种内在联系的产业集群的链条;生产技术只能完成产品生产的一部分或一个环节,只有产业技术才能生产出完整的产品。柳琦、丁云龙认为,产业集群的本质是产业技术链的空间集聚。在一条产业技术链上,上游和下游节点之间在技术上相互联系、互为依存,产业之间链接性的内在根源之一,在于产业系统的技术关联制约,并决定了产业之间的关联。崔焕金则进一步指出,产业技术链的实质就是一种技术的使用和获得须以另一种技术为前提,相关技术之间形成了一种上下游的链接关系,因此物化于产品链中的各种技术根据产品链接关系形成了一种技术链。王发明则认为,产业技术链是产业内部以及产业之间,在技术上存在着相互依存、相互衔接的一种技术“链条”,是产业内部和产业之间为生产最终交易的产品或服务,所经历的一系列过程,它涵盖了产品或服务在创造过程中所经历的从原材料到最终消费品的所有阶段。而阮娴静等研究发现,一条产业技术链上,虽然上游节点和下游节点之间在技术上相互联系、互为依存,但现实技术供求双方在技术链接过程中,往往会发生技术传导的“堵塞”现象,从而成为制约产业链发展的瓶颈;认为产业技术链研究的着力点,在于考察关联产业技术在空间和时间耦合中的分布状态。
1.2 物联网及其产业技术链简介
目前,对于物联网概念与内涵的界定,业界还没有达成共识,不同领域的研究者基于不同的学科理论与研究视角,给出了各自的理解与解释。就总体来说,主要集中于两大层面:一是技术层面;二是应用层面。从技术角度出发,武明虎等将物联网理解为一种基于传感器技术的网络,认为物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来的一种网络。这是目前比较广泛使用的一个物联网概念。刘志硕等则将物联网理解为一种基于互联网和RFID技术的网络,是在计算机、互联网基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造的一个覆盖世界上万事万物的网络,认为其实质就是利用RFID技术。从应用层面出发,邵威等认为,物联网是对物体具有全面感知能力,对信息具有可靠传送和智能处理能力的连接物体与物体的信息网络,并指出全面感知、可靠传送、智能处理是物联网的特征口“。古丽萍则主要强调物联网的智能性,认为物联网是一种智能化网络,其显著特点是使物品的供应链具备智能化,智能化遍及整个生态系统。各种物品在生产、流通、消费等各个阶段都具备智能。
基于上述不同的物联网义,笔者认为,物联网是在综合利用现有的各种技术(包括纳米技术、感知技术、网络通信技术、数据融合与智能技术、云计算以及它们之间的结合技术等)基础上,实现的人类社会、信息系统与物理系统的整合,其目的是在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互,并通过新的服务模式使各种信息技术融入社会行为,以实现物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,并最终实现对人类生产和生活的管理方式的日益精细化与动态化的一种智能化网络。
根据产业技术链的相关理论,要了解物联网产业技术链,首先应明确物联网的体系架构及其每一层所涉及的关键技术。基于现有对物联网体系架构及其所涉及的关键技术的研究成果,本文通过描绘物联网技术体系架构(见图1),来说明物联网产业技术链。
图1物联网技术体系构架
由图1可知,物联网产业技术链从源头到终端,可依次表示为:数据采集技术(主要包括各类传感器技术、RFID技术、视频采集技术等)一自组织网络关键技术(主要包括各类媒体接入技术、短距离无线通信技术、分布式信息处理技术、嵌入式技术、节点级中间件等)一网关接入技术一承载网支撑技术(主要包括异构网聚合技术、感知数据的分析挖掘与理解技术、云计算、基于感知数据的决策和行为技术、平台增强技术、
专家管理系统等)一物联网业务中间件(主要包括信息管理、业务分析管理、服务管理、用户管理、目录管理、终端管理、计费、认证技术等各项管理与服务技术)一系统集成技术(主要指将物联网技术与行业专业技术相结合的集成技术);除此之外,物联网的跨层技术(主要包括标识管理解析、安全技术、服务质量管理、网络管理)则贯穿于整个物联网产业技术链始终,对整个产业技术链发挥协调与整合作用。
2 无锡市物联网产业发展现状——基于产业技术链视角的分析
江苏无锡市自2007年开始发展物联网产业,是国内物联网产业起步较早和相对集中的地区,其在人才资源、技术研发、市场应用、产业化等方面,拥有一定的先行优势,日益成为公认的物联网技术和应用的前沿阵地。2009年11月,国务院正式批准在无锡市建设国家传感网创新示范区(国家传感信息中心)。因此,选取无锡市来介绍我国物联网产业发展现状,具有一定的典型性与代表性。
无锡市集成电路、智能计算、无线通信、传感器、软件和信息服务业等支撑产业基础较好,初步形成了以新区、滨湖区、南长区为重点的产业聚集区。在工信部和江苏省政府的直接指导与推动下,无锡市在物联网研发方面拥有中国科学院、中国电子科技集团和一批国内知名高校及各大通信、广电、电力运营商在无锡的物联网研发机构;在物联网产品方面有美新半导体、长电科技、华润微电子等骨干企业;在物联网总体架构和系统集成方面,有无锡物联网产业研究院等企事业单位;在物联网应用方面,已启动机场防入侵、感知环保、感知水利、感知电力等领域的应用;无锡电信、无锡移动、无锡联通等电信运营商也开始提供在电力、交通、农业、环保等领域的物联网相关方面的通信运营与服
务;截至2010年7月底,无锡市共签约物联网项目139项,总投资约111亿元;已建和在建物联网投资基金机构4个,基金总规模达57亿元;依托“530”人才计划和千人计划,引进包括物联网在内的领军型创新创业人才近千名;已有物联网相关公司248家,初步形成了物联网人才和项目在示范区集聚的发展态势。
笔者认为,无锡市在取得物联网产业发展成果的同时,仍需要在技术标准体系构建、完整的产业技术链培育、技术应用推广等多个领域取得突破,以保证物联网产业长期健康发展。
2.1 技术标准方面
目前正在制定的物联网方面的国际标准有5项,无锡市参与的有3项,其中负责牵头制定的有1项;正在制定的物联网方面的国家标准有10项,无锡市参与的有9项,其中牵头制定的有3项。与此同时,加快推进全国标准化委员会传感网标准机构和传感网标准工作组秘书处也已落户无锡。但到目前为止,有关物联网方面的标准体系仅停留在研究与制定阶段,有关物联网方面的统一、完整的技术标准体系尚未出台。
物联网产业技术链上各项关键技术的提供者主要包括:新材料与集成电路芯片供应商、标准化组织、产品开发商、运营商、系统集成商等。标准是对于任何技术的统一规范,在尚未形成统一、完整的技术标准体系之前,若物联网产业技术链上的各关键技术的提供者,为确保在物联网发展初期占有一席之地而匆匆上马,按照自己所谓的技术标准各行其是,那么按不同技术标准生产出来的产品,极有可能因为彼此无法兼容而制约物联网产业技术的应用推广与规模化发展。
2.2 商业模式方面
2.2.1 利益分配与协调机制缺失
一个完整的物联网产业技术链应包括:数据采集技术一自组织网络关键技术一网关接入技术一承载网支撑技术一物联网业务中间件一系统集成技术及其贯穿于技术链始终的跨层技术,其中某一技术环节的缺失均会导致整个技术链条的断裂。这些关键技术物化为产品,便形成了由硬件提供商、软件开发商、系统集成商和运营服务商所构成的完整产业链。目前,无锡市虽已将物联网产业技术链条上的各关键行业,纳入《无锡市新兴产业发展重点支持目录》之中,作为其重点鼓励与扶持的行业,并据此享有一系列优惠政策。但由于其产业利益分配与协调机制尚未建立,产业技术链上的各环节利益分配困难,造成产业技术链某些环节的缺失与各个关键技术环节的不协调发展。目前,积极发展物联网的仅是生产商和网络运营商,少数“涉网“企业积极进入无锡只是为了“搭车”争取政策,而缺乏物联网的系统集成、软件厂商,这就在一定程度上造成产业技术链某些环节的缺失与不健全发展,从长远来看,其将阻碍物联网产业的可持续发展。
2.2.2 商业模式模糊
目前在物联网商业应用方面,无锡市并没有形成明确的业务模式,也没有制定上下游产业间的联动机制。物联网的应用领域十分宽泛,涉及多个行业,不同行业之间又存在技术壁垒,且在发展过程中形成了产业技术链上的各个环,要打破这种环非常困难。因此,物联网的可持续发展需要产业技术链上各环节的通力配合,通过培育完整的产业价值链与产业技术链条,来形成上下游产业间的联动,形成产业联盟,从而共同推动整个物联网产业的协调与可持续发展。在利益分配、协调机制缺失与商业模式尚未建立的情况下,上下游产业间联动的缺失甚至各自为政的做法,很可能引发物联网产业发展的低效率、高成本与重复建设等一系列问题,甚至可能出现产业技术链条断裂的现象。
2.3 技术应用推广方面
2.3.1 民生应用示范相对不足
只有让尖端技术更多地应用于民生领域,一个产业的发展才能获得更为坚实的刚性需求,才有更多的人愿意为此“买单”。然而,目前无锡市物联网应用示范主要集中在智能安防、环境监控、智能电网、交通物流、感知水利等行业领域,而面向公众的应用示范则相对不足。一个产业的技术价值在未得到广大民众认可的情况下,其在推广过程中很可能会因失去潜力巨大的用户市场而遭遇需求不足、供给过剩的不利局面,并最终阻碍该产业技术的规模化与长远发展。
2.3.2 缺乏成功的商务应用案例
目前,无锡市机场防入侵物联网一期工程、感知博览园一期工程、感知水利等12个应用示范项目已经完成一期工程建设,感知环保、感知电网、感知交通等27个物联网应用示范项目正在抓紧建设之中。然而。无锡市物联网技术应用仅处在应用示范阶段,并没有出现真正成功的物联网商务应用案例。
物联网是物理世界的反映。同物理世界一样,物联网用户市场中,商务案例的成功是商务推广的先决条件。物联网的发展目标是促进信息化与工业化的深度融合,这势必引起传统企业原有业务流程的深刻变革、机械设备的大规模改造及其人员岗位的大范围调整等一系列重大变革,从而使企业承担巨额的变革成本;且实现物联网,首先必须在所生产的物品上嵌入电子标签等存储器,并需安装众多读取设备和庞大的信息处理系统,这就要求企业在前期就要投入大量的资金。应用物联网技术的高成本、高风险与收益的不确定性,使得以营利为目的的企业不敢轻易尝试。因此,需要有一些成功的商务案例作示范,让更多的企业看到物联网的价值,吸引更多的企业参与物联网技术的应用与推广,形成企业、产业链、产业集群等不同层面的共同创新协同与应用推广,从而培育完整的物联网产业价值链和产业技术链系统。
3 物联网产业发展策略
3.1 充分发挥政府引导与推动作用。不断提高物联网产业的技术标准
把握经济全球化不断深化的契机,并利用技术本身的可扩散、渗透等特性,一些发达国家的跨国公司已将其产业价值链条延伸到全球范围,并通过对技术资源在全球范围内的整合与利用,催生了一条基于产业技术跨界配置的全球技术链条。这些跨国公司利用其研发优势,掌握并控制全球技术链的高端核心技术,不断提高产业的技术标准与进入壁垒,在实现产业升级的同时,形成了其在全球范围内的核心竞争力。而后进国家产业升级的关键是将本土的产业技术体系,融入全球产业技术链条与国际技术系统,从而实现与发达国家技术体系的对接,并通过预测产业技术的走势与变化,不断进行本土产业的技术创新,以实现与国际技术的同步发展。
互联网的发展历程告诉我们,统一规范的标准体系是一个新兴产业稳定与可持续发展的基础与前提条件。因此,要想赢得物联网产业发展的制高点,首先应制定统一、规范的技术标准体系,从标准化、开放性、互通性方面进一步规范和加强,以实现物联网产业技术标准的建立与创新。从全球范围来看,目前物联网技术还处于研发与试用阶段,技术标准体系仍未统一。因此,在物联网发展初期,政府首先应充分发挥其战略导向作用,在产业政策与立法上要走在前面,尽快出台适合物联网产业发展的政策与法规,并根据国内外发展形势的变化,不断调整和完善物联网产业发展规划,为制定统一、完整的技术标准体系打下坚实基础;同时,应充分发挥其推动与协调作用,统筹规划物联网的标准研究,集聚各方优势,积极鼓励企业、高校科研院所参与国际标准化组织标准、国家标准、行业标准和省级地方标准的研究与制定工作,并不断鼓励其技术创新,通过对拥有自主知识产权的技术标准制定项目的主要起草单位予以相应的奖励等手段,尽快建立与国际技术标准体系相对接的、适应我国物联网产业发展需求的统一的、完整的技术标准体系,并力争掌握和控制全球物联网产业技术链的高端核心技术,进而为我国物联网产业发展赢得一席之地。
3.2 通过企业、产业链、产业集群等不同层面的共同
创新协同。形成完整的产业价值链和产业技术链系统从横向看,产业技术是由主干技术、辅助技术、配套技术等体系组成的完整架构,呈“鱼骨”分布,既体现横向平面分布,又体现纵向链状结构,构成产业的技术“肋骨”。正是这条技术“肋骨”,将生产过程中的有关企业链接起来形成一个网络,进而突破了严格的产业边界,将整个经济系统有机地整合起来。产业技术链中的主干技术、辅助技术、配套技术之间常常表现为共生与协同演化。在产业技术体系中,一项技术的创新离不开与之伴生的配套技术、共生技术的发展,如果没有这种配套技术、共生技术的协同发展,这项技术就不可能得到发展;甚至产业与产业之间亦是如此,一个产业的升级离不开互补产业和共生产业的发展,没有互补与共生产业的繁荣,则这个产业就不可能得到发展。
因此,培育完整的物联网产业价值链与产业技术链,首先应根据物联网“产业技术链”,将生产过程中的有关企业链接成网,并按照产业关联度大小,重点培育和发展物联网核心产业、支撑产业和带动产业三大重点产业领域;通过优化人才、资本、政策和服务环境,加快集聚物联网企业,鼓励建立物联网产业联盟,培育具有持续创新能力和完整配套能力的企业集群。其次,建立和不断完善全国物联网产业的空间布局,形成优势互补、分工协作、共同推进的发展态势。其中最为关键的就是要建立一种有助于加强企业、产业链、产业集群等不同层面间进行协作与技术资源共享的利益分配与协调机制,并在此基础上探索出一种互利共赢的商业运作模式。而要实现互利共赢,则必须让物联网真正成为一种商业的驱动力,而不是一种行政的强制力,让物联网产业技术链上的各参与方都能从中受益,以实现物联网产业技术链中主干技术、辅助技术、配套技术的共生与协同发展,并最终培育出完整的产业价值链和产业技术链系统。
3.3 重视技术应用推广。加强技术链拉伸与融合
从技术链的角度看,产业技术的深度开发等于拉长产业技术链,使产业技术链向纵向延伸,通过开发出技术含量高、性能好的产品形成产品集群,从而实现产业价值最大化。产业技术链的拉长还表现为向产业的上游即原材料、零配件的方向延伸,向辅助、配套技术的侧向延伸,通过提高供应件、辅助件和配件的技术含量,不断分裂和延长产业技术链。由此可见,产业技术空间无限。
通过对无锡市物联网产业发展现状的分析可知,物联网技术应用推广的高成本、高风险与收益的不确定性,是目前制约物联网技术应用推广的重要原因。因此,政府应对参与物联网技术应用推广的企业,给予财税、金融、人才、土地等方面的政策扶持,通过建立物联网产业投资基金、企业发展担保资金、投资发展风险补偿基金与相应的风险防范机制,来增强产业融资能力、降低企业投资经营风险,从而激发企业应用物联网技术的积极性与主动性。但有一点值得注意:在给予物联网产业优惠政策时,政府应区分那些真正参与物联网技术应用与推广的企业,与那些仅以“物联网”之名搭乘政策扶持之便的企业,以免因其炒作产生市场泡沫;同时,在依托物联网应用示范工程,开展新产品、新技术的示范应用时,应推动示范工程项目向纵深化和高级化方向发展,为物联网技术链的纵向、侧向延伸提供经验与借鉴,并积极支持一批企业率先开展物联网相关应用示范工程的建设,通过少数知名企业应用科技的成功商业案例,让更多企业意识到物联网技术应用的巨大商业价值,从而引导社会资金投入到物联网应用项目中去,以点带面促进物联网应用领域的拓展,实现物联网技术应用的规模化与产业技术的深度开发。此外,除在工业、农业、电力、交通、物流、环保、水利、安保、家居、教育、医疗、园区等重点领域建设物联网应用示范工程外,还应将物联网示范工程推广到民生领域,让老百姓切切实实感受到物联网给其生活、工作带来的巨大利益,挖掘物联网产品市场的巨大潜力,吸引更多企业投身于物联网技术应用与推广,从而不断扩宽物联网产业的技术空间。
3.4 通过链内升级、链间升级、跨链升级等路径。不断实现产业升级
从全球技术链的演进视角看,地方产业升级主要有3种模式:一是全球技术链的链内升级,由产业链的低端向高端攀升,充分挖掘技术的渐进性创新带来的产业技术进步;二是全球技术链的链间升级,表现为从较低层次的技术链跃迁到相邻的较高层次的技术链,它由根本性技术创新和技术范式变革所致,催生了新产业和新技术范式;三是全球技术链的跨链升级,一般是后进国家和地区根据发达国家的工业化经验,依赖根本性技术创新,进行技术范式革命,越过技术发展的若干中间阶段,由较低层次的技术链,跨过一个或几个中间技术链直接跃迁到领先的技术链。
由此可知,技术创新是实现物联网产业升级的核心驱动力。然而,目前推动物联网产业升级与发展的大部分核心技术,包括RFID关键技术、传感器关键技术、云计算技术等,大多为发达国家所掌握。由此看来,实现我国物联网产业升级与可持续发展的关键,是提升物联网产业技术创新能力,尤其是自主知识产权的核心技术的创新能力。因此,政府首先应加大对物联网产业技术研发的政策扶持力度,并增加巨额资本投入,鼓励企业研发创新、产品创新和服务创新;同时通过引进、合作、培育等方式,快速集聚一批国家、省、市物联网领域高层次科研力量和研发机构,并围绕重点培育发展的物联网产业,引进一批高技术人才和高技术公司,实现技术领先公司与本土产业的融合,促进领先公司的技术溢出,藉此构建政产学研用相结合的科技创新体系与创新环境。其次,应围绕企业技术创新共性需求,建设集研发、中试、小批量生产和测试于一体的物联网公共技术服务平台、公共测试服务平台、综合信息咨询服务平台等公共服务平台,全力建设具有我国自主知识产权的物联网技术核心体系;最后,应大力开展物联网国际国内合作,引进、消化并吸收国内外先进技术和优势产品,实现原始创新、集成创新、引进吸收再创新,通过链内升级、链间升级与跨链升级等途径,实现我国物联网产业的升级与可持续发展。
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本文标题:基于产业技术链的物联网产业发展策略