時間:2023-08-07 17:05:32
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中圖分類號:TP391.44 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 14-0000-01
Internet of Things Technology Applications and Problems Analysis
in the Mobile E-commerce Market
Teng Meiling1,2
(1.Ocean University of China School of Information Science and Engineering,Qingdao266110,China;2.Republic of China Shandong Maritime Safety Administration,Qingdao266002,China)
Abstract:This paper discusses the complex networking technology in its mobile e-commerce applications,namely mobile phones of things as things in the domestic application of emerging technology developments in the field,and analysis of the main things currently exist,such as mobile development strategy,the core technology,hardware compatibility,industrial applications and user needs and other issues.
Keywords:Mobile Internet of Things;Mobile E-commerce
一、引言
繼1999年美國移動計算和網絡國際會議首次提出物聯網概念后,計算機行業開始將目光放在了物聯網上。2009年美國奧巴馬總統和總理分別提出“智慧地球”和“感知中國”的物聯網相關戰略,將物聯網上升到了國家信息化戰略的層面。物聯網便受到了全世界極大的關注。其在移動電子商務市場的應用主要是指手機物聯網,即為實現物體的智能化識別、定位、跟蹤監控和管理等功能,借助手機終端和各種傳感器技術,在約定協議下把物品與移動互聯網連接起來,進行信息交換和通信,最終實現從人與物的信息交互向物與物的信息交換的轉變。據調查,去年國內物聯網產業市場規模為1900億元,手機物聯網市場規模為238億元。艾媒預計,手機物聯網市場投資前景巨大,2013年將占物聯網的過半比例,至2015年物聯網整體市場規模將達到9162億元而手機物聯網市場規模將達6847億元。由此可見,隨著物聯網的迅速發展,手機物聯網發展突飛猛進,其電子商務應用將會迎來爆發性增長。這正是本文討論的時代背景和意義所在。
二、手機物聯網的應用
在美國、歐盟日韓等地區,物聯網在物流管理、交通監控、農業生產、智能家居等領域已經形成了一定的規模并在國家戰略的推動下不斷的向前發展。相較于發達國家和地區,我國的手機物聯網產業尚處于起步階段,其應用主要表現為:
(一)校園信息化管理。目前學生群體的手機普及率較高,又是容易嘗試與接受新事物的年輕群體,因此手機物聯網在校園管理的推廣有天然的優勢。例如中國電信首先推出一款基于物聯網手機技術的“翼機通”應用,將飯卡、學生證、借書證、門禁卡等多卡合而為一,學生可以直接使用手機進出校門和實驗室、食堂消費、圖書館借閱,還可以通過短信查詢、短信預約、短信到期提醒等服務與圖書館無縫銜接,為師生提供了很大方便,也獲得學生的歡迎。
(二)手機網絡購物。隨著網購市場的放大,手機用戶群的增加,讓網購商家看到手機購物市場的巨大潛力,以至淘寶網、京東商城、卓越亞馬遜等已經紛紛搭建了自己的手機購物平臺。但是手機屏幕相對較小,操作并不方便,還受制于手機上網速度。因此,手機購物必須將更多的購物流程后臺化,而手機身份識別和圖像識別等物聯網特性成為了破解目前手機購物市場規模小的利器。廣州閃購公司便是在這樣的大環境下誕生的一家高科技信息服務企業,同時也是國內首家手機物聯網網絡購物應用的公司,其商業模式榮獲2011中國手機物聯網年度最佳商業模式獎和優秀應用前景獎兩項殊榮。該公司專注于擁有自主知識產權的閃購碼的系統應用開發,傾力打造閃購碼物聯網服務體系。基于閃購碼,通過手機識別,為企業與消費者提供隨時隨地、點到點、快速精準的信息交互閃購碼云服務的手機物聯網購物應用。使企業的銷售渠道無處不在,讓中國9億手機消費者愉悅享受突破時空限制的虛擬購物便利與傳統購物體念完美結合。
(三)其他應用。手機物聯網產業作為物聯網世界的重要組成部分且正面臨著飛速發展的歷史機遇。以商務、安防、家居、電力、交通、醫療、物流等為代表的一些國民經濟重點行業開始逐漸接受物聯網概念,采用物聯網相關技術和產品,應用于行業的生產、服務等各個環節。據報道意大利設計師Marco Vanella專門設計了一款名為“Motoworkr”的概念手機(由摩托羅拉公司制造),它集體溫計、聽診器、血壓計于一身,所有數據都顯示在手機屏幕上,可以讓醫生隨時進行診療。該手機還可與醫院數據庫連通,數據能即時傳送到醫院數據庫當中。
三、手機物聯網的發展問題
作為一個新興產業,物聯網才剛剛起步,其終端智能化、高度的傳感應用還有一段距離,手機物聯網更是如此。目前而言,國內手機物聯網的發展主要存在以下問題:
(一)發展戰略不統一。目前國內手機物聯網產業明顯缺乏一個明確統一的商務發展戰略和路線圖。作為戰略性新興產業,手機物流網尚處于發展初級階段,戰略的不統一意味著多個環節標準規范的不完善諸如商品標識、信息感知、信息傳輸、信息處理等等,這將導致整個手機物聯網產業的混亂。
(二)核心技術需掌握。目前中國只有極少數企業擁有手機物聯網商務核心技術。在全球RFID專利中,中國RFID專利申請量只有美國的6.5%,日本的45.7%。中國企業想在這一輪的信息浪潮中占據先機,就必須掌握核心技術,進行源源不斷的創新。
(三)手機硬件不兼容。國內大部分手機都不是智能手機,不能安裝必要的應用程序。要想實現更全面的互聯,更透徹的感知,讓所有機器設備形成更智慧的決策,必須要推廣應用,讓應用聯系起來產生聚合效應,更重要的是統一終端接口,形成更有效的信息傳輸和智能控制。
(四)產業應用不完全。物聯網應用主要涉及以二維碼、RFID、讀寫器、傳感器為主的感知層、以互聯網、廣電網和通信網的網絡層和包括輸入輸出控制終端如手機等終端的應用層三層。國內手機物聯網要走向整體成熟需要投入大量的資金和時間,并更換大量的設備。這也是這一產業所面臨的對接難問題。
(五)用戶需求待穩定。作為剛剛起步的新產業和新概念,用戶對手機物聯網的應用還不盡了解,更不要提接受度了。比如物流公司對貨物跟蹤的成本更為關注,如果成本過高,物流公司可能對物聯網失去興趣。定位導航、老人跟蹤、家庭網關等技術推廣更有待廠家進一步擴展市場,滿足用戶需求。
四、結語
據ITU描述,在手機物聯網時代,我們通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動收發器,在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度。盡管手機物聯網在目前發展階段存在各種問題,我們相信,隨著各級國家政府和相關企業對此行業的重視,它會成為續互聯網革命之后的又一次嶄新的技術變革,進而引起企業間、產業間以及國家間競爭格局的變化。
參考文獻:
[1]國際電信聯盟.ITU互聯網報告2005:物聯網[R].2005
物聯網就像一個巨大的吸盤,將整個世界納入其中。沒有人會清楚現在世界上究竟有多少事物具有物聯網的特質。不過,從研究機構的各類報告,我們能預估物聯網產業的龐大市場前景。
Gartner預測,2015年全球使用中的物聯網設備或達到64億,比2014年增加30%。到2020年實現物聯網的事物數量將增長逾3倍,達到近210億。另據CB Insights統計,過去六年中,迅速發展的物聯網領域吸引了近75億美元投資,發生近900起交易。2010至2014年期間,物聯網初創公司吸引的投資金額翻番,交易數量由91起增至221起。研究機構 IDC則預計,物聯網設備及相應服務的市場容量將從 2014 年的 6560 億上升至 2020 年的 1.7 萬億美元,增長速度將隨著接入設備的增加、帶寬的增長及配套服務的成熟而加速。
麥肯錫的研究認為,基于未來10年中物聯網采用率的范圍、經濟和人口趨勢,以及技術的可能發展進程,預計在2025年物聯網的經濟影響價值可能在3.9萬億美元至11.1萬億美元之間。不過,實際影響將取決于一系列因素,包括降低技術的成本,以及消費者和工作人員的接受程度。通過使用物聯網,工廠產生的潛在經濟影響最高可達3.7萬億/年。潛在影響第二大的將會是城市,在該環境下,物聯網應用在2025年產生的潛在影響價值可能高達1.7萬億美元/年。
值得關注的是,物聯網對新興市場的影響日益顯著。Forrester的調查顯示,事實上,在物聯網應用方面,中國和印度的公司甚至比歐美同行還要領先。根據Forrester的數據,全球19%的公司已經在使用物聯網產品和服務,31%則希望這樣做。而中印兩國已經有75%的公司已經開發或計劃部署物聯網應用,另有20%對此非常感興趣。調查還表明,已經部署和計劃部署物聯網技術水平最高的行業是公共事業和電信公司、化學和石油天然氣公司、以及交通公司。而對物聯網技術的關注一般是在安全和監控、供應鏈管理、庫存和倉庫管理、客戶訂單監控等幾個方面。
物聯網發展的重點領域
行業應用仍然是物聯網發展的重要領域。物聯網多種技術手段,如傳感、定位、標識、跟蹤、導航等,可以實現動態、實時、無縫、全天候的監控,為行業實現精細化管理提供了有力的支撐,不僅大大提升管理能力和水平,而且能夠改進行業運行模式,從技術的角度引發行業管理領域的革命,促使行業領域向著公平、開放、廉潔、高效、節約的方向發展。目前,物聯網產業已滲透到城市治理、家居、交通、醫療、汽車、農業等眾多領域。
1.智慧城市
物聯網一個巨大的應用前景來自于智慧城市。智慧城市就是運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息,從而對包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能響應。簡單來講,智慧城市涉及城市基礎設施建設、城市治理、智能交通、城市安防等等我們生活環境的方方面面。
(1)城市基礎設施
物聯網主要應用在信息基礎設施和城市基礎設施中。如云計算平臺與銀行管理結合可以增強數據處理能力、儲存能力以及數據可靠性。利用基于無線傳感器網絡的城市設施綜合管理系統可以實時監測流量、水壓和水質,對漏水情況及時進行處理。以韓國為例,其供水系統管道漏水率平均為14.1%。漏水率每降低1%,D個城市一年可以節約40萬美元。僅靠此一項,韓國一個城市一年平均可以節約564萬美元。城市智能電網能夠通過先進的傳感和測量技術、實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標。隨著物聯網科技的發展,全球智能電網應用開始進入發展高峰期。2013年與智能電網配套使用的智能電表安裝數量已超過7.6億只,預計到2020年智能電網預計將覆蓋全世界80%的人口。此外,智能建筑在城市發展中也具有巨大的市場潛力有待發掘。數據顯示,2012年中國新建建筑中智能建筑的比例僅為26%左右,遠低于美國的70%、日本的60%,市場拓展空間巨大。
(2)城市治理
我們認為車用、無人機、AR/VR用智能圖像傳感器將會成為未來5年的新增需求增長點,并預測車用攝像頭的市場規模可由2016年58億美元增長至2020年214.5億美元,年均復合增速為38.6%;保守估計車用激光雷達可由2016年6億美元增長至2025年80億美元,年均復合增速33%;無人機用攝像頭可由2016年1200萬美元增長至2020年1億美元,年均復合增速為35.4%。由于激光雷達成本過高,目前各種成像技術多以攝像頭運用為主,但未來隨激光雷達成本的降低,其在各個領域對攝像頭的替代作用也將凸顯。
MEMS傳感器是智能傳感器的未來,重點關注固態激光雷達
具有微米量級特征的MEMS傳感器正逐步取代傳統機械傳感器的主導地位。初步估算MEMS(微機處理系統)智能傳感器將會從2015年的115億美元增長至2021年的200億美元。攝像頭技術應用比較成熟,3D成像、虹膜識別、手勢識別是技術發展的主要趨勢。激光雷達成本高昂,尚未實現商業量產,未來,為降低成本而取消其機械旋轉結構的集成方式將會成為未來技術的突破口,應當重點關注能夠實現固態激光雷達掃描的MEMS微振鏡技術和光相控陣列技術。
溢價收購+高額融資,資本市場熱衷激光雷達和無人駕駛
Mobile eye2014年在美上市,IPO當日募資8.9億美元,后被英特爾收購,溢價達34.4%,以色列Luminar種子輪融資達3600萬美元,以色列Oryx A輪融資1700萬美元,美國Quanergy B輪融資9億美元,中國禾賽科技A輪融資1.1億元,無人駕駛和激光雷達,備受資本市場的追捧。
投資邏輯,未來市場可關注
硅基材料仍然是市場主流的智能圖像傳感器材料,但Luminar激光雷達所用的InGaAs材料具有更高的敏感性,或未來實現大規模應用,或對硅基材料有一定的替代性。
人工智能領域,專業化、集成化將會成為未來傳感器模組的發展趨勢,實現專業化的核心在于算法與功能的匹配,不同類型的傳感器的集成,可使之功能互補,揚長避短。目前先進的算法被國外壟斷,集成模式將會成為未來3-5年內中國智能圖像傳感器市場發展的主要趨勢。
手機、PC行業的發展已相當成熟,AR、VR是市場熱點。隨各國對汽車ADAS系統的重視與推廣,車用智能圖像傳感器將會是行業的新增長點。另外,無人機、車聯網、智慧城市,也將會是行業未來的風口。
最后,從算法來看,嵌入式技術有更強的針對性,在解決本地問題具備優越性。人工智能領域的深度學習將成為業內主流算法,而大數據結合端對端的高速傳輸將會推進深度學習算法的實際應用。
我們認為車用、無人機、AR/VR用智能圖像傳感器將會成為未來5年的新增需求點,預計2020年攝像頭市場規模達223億美元,2016-2020年均復合增速為37%;2025年車用激光雷達市場規模可達80億美元,2016-2025年均復合增速33%,且隨激光雷達成本不斷降低,其對攝像頭的替代作用也將凸顯。
一、智能圖像傳感器簡介
國家標準將傳感器定義為:能感受規定的被測量,并按照一定規律轉換成為可用輸出信號的器件或裝置,通常傳感器包括兩部分:敏感元件和轉換器。IEEE協會從最小化傳感器結構的角度,將能提供受控量或待感知量大小且能典型簡化其應用于網絡環境的集成的傳感器稱為智能傳感器。其本質特征為集感知、信息處理與通信于一體,具有自診斷、自校正、自補償等功能。
目前智能傳感器廣泛應用于消費電子、汽車工業、航空航天、機械、化工及醫藥等領域。隨著物聯網、移動互聯網等新興產業的興起,智能傳感器在智能農業、智能工業、智能交通、智能電網、健康醫療、智能穿戴等領域,都有著廣闊的應用空間。
智能圖像傳感器是能夠捕捉和分析視覺信息,代替人眼做各種測量和判斷的設備,由圖像傳感器和視覺軟件組成,前者用于捕捉圖像,后者用于分析“看到”的內容。典型的圖像傳感器可以分為:圖像采集、圖像處理和運動控制三個部分。它綜合了光學、機械、電子、計算機軟硬件等方面的技術,涉及到計算機、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、光機電一體化等多個領域。
根據感光器件的不同,圖像傳感器可以分為CCD和CMOS兩種。兩者都執行相同的步驟:光電轉換——電荷累積——輸出——轉換——放大。
CCD成像儀主要由兩部分構成:濾色器和像素陣列,微透鏡將光線漏光到每個像素的光敏部分上,當光子通過濾色器陣列時,像素傳感器開始捕獲通過的光的強度,然后對光信號進行組合,統一輸送到外部線路進行A/D處理。與CCD相比,CMOS是具有像素傳感器陣列的集成電路,其每個像素傳感器都有自己的光感傳感器、信號放大器和像素選擇開關。
智能傳感器的實現結構主要有三種:非集成化實現、混合形式、集成化實現。按照智能化的程度,分別對應:初級、中級和高級形式。MEMS傳感器是指采用微機械加工和半導體工藝制造而成的新型傳感器。與傳統的機械傳感器相比,MEMS傳感器具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產、易于集成和實現智能化等特點。從集成化的角度來說,MEMS傳感器是智能傳感器的未來。
目前最常見的智能圖像傳感器組件便是攝像頭,已普遍應用于手機和可穿戴設備等消費電子,目前手機、平板電腦市場趨于飽和,未來無人駕駛、車聯網、AR、VR、無人機等新興智能領域將會成為智能圖像傳感器的新增需求點。在這些領域的主流傳感器組件分別是:攝像頭、毫米波雷達、激光雷達。其中激光雷達在探測距離、探測精準度、天氣適應性和夜視功能方面具有極大的優勢,將會成為未來高端成像設備的主流。
激光雷達的成像原理可簡單概括為:激光雷達的發射模塊發射出一束具有一定功率的激光束或者是光脈沖,然后經散射鏡將光線散射出去,打到待探測目標面上;反射回來的信號由激光雷達的接收模塊接收,經過內部的信號處理,結合強度像和距離像的融合,經顯示設備輸出待測目標的三維圖像。
與相機圖像不同,激光雷達可通過測量光線的飛行時間,測量物體距離。除此之外,相機的數據源單一,不可靠,雖具有完全360°的覆蓋范圍,但很容易被迎面而來的光線、黃昏或陰影中看不到東西所遮擋,無法區分遠處的重要場景。以車用傳感器為例,分別對比攝像頭、毫米波雷達、激光雷達,三者之間的區別如下圖所示:
二、智能圖像傳感器主要應用領域及市場空間
20世紀90年代末期,隨著CMOS圖像傳感器工藝和設計技術的進步,市場份額不斷擴大,近年來市場占有率已經超過90%,取代CCD成為主流。2016年CMOS的市場規模為103億美元,三大巨頭索尼(Sony)、三星(Samsung)和豪威(Omnivision)分別占比全球市場份額35%、19%和8%,合計占比62%,市場格局相對比較集中。
從區域市場的分布來看,根據Globle image sensor的預測,2012-2018年全球全球圖像傳感器市場規模同比增長率為4.35%,到2018年,市場規模可達106.6億美元,增長主要集中在亞洲,中國將會成為最大的受益國。2012年北美、亞洲和歐洲和其他區域的市場份額分別為35%、34%、22%和9%,而到了2018年四大區域的市場份額分別為:27%、40%、18%和15%。
從下游應用領域分布來看,當前CMOS圖像傳感器主要應用于智能手機和平板電腦,占比下游應用70%左右。隨著嵌入式數字成像技術迅速擴展,未來用于智能手機和平板電腦的CMOS的比例將會逐漸降低,汽車系統將成為CMOS圖像傳感器增長最快的應用,到2020年汽車行業傳感器市場規模可增長至22億美元,約占市場總額152億美元的14%。2015年-2020年,汽車用CMOS全球銷售額復合年增長率可達55%。
在汽車行業之外,未來2015-2020年間,安全監控領域可保持36%的年均復合增速,增長至9.12億美元;醫療/科學應用領域可保持34%的年均復合增速,增長至8.67億美元;玩具/電子游戲可保持32%的年均復合增速,增長至2.74億美元;工業系統可保持18%的年均復合增速,增長至8.97億美元。
從應用形式來看,CMOS傳感器的主要應用為攝像頭模組(CCD),2014年全球CCD市場規模為201億美元,其中封裝、AF(自動對焦系統)& OIS(圖像穩定系統)供應商規模合計占比市場份額的72%,分別為72億美元和72.5億美元。根據Yole Développement預計,2020年CCD全球市場規模可增長至510億美元,6年間的年均復合增速為16.8%,其中封裝領域市場規模達225億美元,年均復合增速20%;AF & OIS市場規模達155億美元,年均復合增速13%。
目前手機、電腦用攝像頭是攝像頭模組下游應用的最廣泛領域之一,未來隨著無人駕駛技術的逐步推進,融合了圖像傳感器的車載攝像頭以及激光雷達,作為ADAS的解決方案將會面臨新一輪的增長,除了車感攝像頭之外,無人機和機器人領域、以及增強現實(AR)和虛擬現實(VR)領域都將是智能圖像傳感器的新的市場增長點。
1. 汽車領域的發展狀況
相比手機攝像頭,汽車攝像頭的進入壁壘更高,單價也是手機攝像頭的八倍左右(車載攝像頭價格在32美元(約合人民幣197元)左右,夜視用車感攝像頭更是高達上千美元。2016年ADAS的市場規模為105億美元,根據Strategy Analysis預測,到2020年ADAS市場規模可達300億美元,復合增長率可達24%。
隨著ADAS市場的爆發,車用攝像頭迎來了增長的風口,作為ADAS全景系統的重要組成部分,市場上主流的ADAS解決方案中,一輛車至少安裝7個攝像頭,按照安裝的位置,分別分為:前視、后視、側視以及車內監控四大部分。目前來看歐美國家的ADAS的市場滲透率較高,在8%左右,而中國的滲透率較低,為3%左右。且歐美各國近期都紛紛出臺強制安裝ADAS系統的政策,未來ADAS系統的滲透率將會逐步提高,相關機構預測到2020年全球新車ADAS系統的滲透率可達20%。
2005年-2015年,全球汽車產量由6593.4萬輛增長至8967.8萬輛,年均復合增速3%,預計未來仍以該速度增長,至2020年全球汽車產量可達1.04億輛,由此預估車用攝像頭的市場規模到2020年可達214.5億美元,年均復合增速為38.6%。
ADAS系統是無人駕駛的基礎,未來隨著ADAS系統技術的不斷成熟,無人車也將會進入爆發增長階段。相比車感攝像頭,激光雷達可以探測到更遠的距離,對惡劣天氣的適應性更強,因而成為無人車視覺系統的首選。根據激光雷達的激光發射器的數量不同,目前Velodyne Lidar無人車系統用激光雷達售價在7999美元-8.5萬美元,未來隨著激光雷達技術的不斷發展,成本可進一步降低,對車感攝像頭的替代效應也將凸顯。
根據BI Intelligence預測,未來自動駕駛車輛(包括L1-L5)將會由2016年的50萬輛增長至2025年的2200萬輛,其中不包括能夠實現L5的全自動駕駛車輛,達到L5級別的全自動駕駛車輛預計2025年之后將會出現。由于激光雷達的價格較貴,假設只有高自動駕駛車才會安裝,目前高端車占比市場總量的4%左右,保守估計2017年到2025年車用激光雷達的市場規模可以由10.5億美元增長至80億美元,年均復合增長率在33%左右。
2. 無人機和機器人領域的發展狀況
無人機和機器人有著極其廣泛的細分市場,包括消費者無人機,自動駕駛車輛,招待機器人,遠程呈現等,預計無人機和機器人業每年將新增至少10種應用,帶來約10億美元的收入。目前無人機和機器人傳感器的市場規模為3.51億美元,預計到2021年可增長至7.09億美元,年均復合增速可達12.4%。
具體到智能圖像傳感器在無人機領域的應用,目前主要是以相機模組的方式,搭載在無人機上,作航拍或者地圖測繪等需要成像的領域,2014年無人機出貨量為45萬臺,市場規模約7億美元,高盛預測,未來到2020年,無人機出貨量可達780萬臺,市場規模可達33億美元,出貨量年均復合增速達60%。隨著無人機市場的爆發,無人機用攝像頭也將會迎來新增長,預計到2020年無人機用攝像頭市場規模可達1億美元,2013-2020年年均復合增速達35.4%。目前激光雷達成本較高,多用于測繪用無人機上,未來隨著激光雷達技術不斷成熟,成本不斷下降,激光雷達在無人機市場的應用也將會越來越多。
3. AR(增強現實)和VR(虛擬現實)領域的發展狀況
隨著AR和VR的應用越來越廣泛,該市場包括了音頻、圖像、存儲器和處理器,幾乎可以涵蓋我們生活的方方面面。就近期而言,推動AR/VR發展的九大動力主要是:游戲、現場活動、電影娛樂、保健、不動產、零售、工業以及軍事,其初始驅動力來源于個人消費。高盛預計2025年,AR/VR軟件收入的60%將來源于個人,40%源自于企業和公共部門,而推動AR/VR的應用的三大動力主要是:用戶體現、技術突破和內容的拓展。
相關機構預測2016年-2025年,AR/VR的市場規模可從40億美元增長至800億美元,年均復合增速可達40%,其中硬件規模可由20億美元增長至420億美元。在未來市場增長一般的情況下,AR/VR設備的出貨量可由2016年的120萬臺增長至2020年的730萬臺,年均復合增速為57%。而在未來市場增長較好的情況下,AR/VR設備的出貨量由2016年的840萬臺增長至2020年的7000萬臺,年均復合增速可達68%。
由市場和出貨量我們可以估算出2016-2020年AR/VR設備的平均售價為2380美元/臺,未來隨著技術的不斷成熟,價格將會進一步降低。保守估算AR/VR領域用攝像頭市場規模由2016年8400萬美元增長至2020年的7億美元,年均復合增速為70%。
具有微米級特征的MEMS傳感器正逐步取代傳統機械傳感器的主導地位,預計2021年,MEMS智能傳感器市場規模可達200億美元,2016-2021年均復合增速為9%。攝像頭技術應用比較成熟,激光雷達尚未實現商業量產,未來可重點關注能夠降低成本的固態激光雷達的實現方式。
三、智能圖像傳感器的技術現狀及未來發展趨勢
1.MEMS是智能傳感器的未來
智能傳感器的基本技術主要包括:功能集成化、人工智能材料的應用、微機械加工技術、三維集成電路、圖像處理及DSP(數字信號處理)、數據融合理論(嵌入式數字成像技術),有兩種設計結構,分別是:數字傳感器信號處理(DSSP)和數字控制的模擬信號處理(DCASP),一般采用DSSP模式,通常至少包括兩個傳感器:被測量傳感器(如圖像傳感器)和補償傳感器,傳感信號經由多路調制器送到A/D轉換器,然后在送到微處理器進行信號補償和校正,測量的穩定性只能由A/D轉換器的穩定性決定。
具有微米量級特征的MEMS傳感器可以完成某些傳統機械傳感器所不能實現的功能。因此,MEMS傳感器正逐步取代傳統機械傳感器的主導地位,在消費電子產品、汽車工業、航空航天、機械、化工及醫藥等領域得到廣泛的應用。
MEMS傳感器的門類品種繁多,目前壓力傳感器、加速度計和陀螺儀是MEMS器件應用最廣泛的器件,MEMS的市場總額為54.25億美元,其中壓力傳感器、加速度計和陀螺儀合計占比約45%,隨著各國對ADAS系統的重視,以及無人駕駛的爆發,未來汽車電子市場的增長將會成為驅動MEMS市場增長的主要動力。
Yole Développement預測,未來MEMS(微機處理系統)智能傳感器將會從2015年的115億美元增長至2021年的200億美元,年均復合增速為9%,在相同時期,出貨量的同比增長率達13%。
智能圖像傳感器涉及到計算機、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、光機電一體化等多個領域,主要分為硬件系統和軟件系統兩大部分。硬件系統包含了處理器、存儲器和控制器,軟件系統主要包括各種驅動和算法。
目前較為先進的應用主要有:激光雷達、3D成像和傳感技術、虹膜識別。
激光雷達的成像主要涉及以下幾個主要部件:激光發射器——散射片——接收器——處理器——輸出顯示,其中關鍵部件在于激光發射光系統和接收光系統。
發射光系統中的激光器的輸出波長因工作物質的不同而不同,根據工作物質(氣體、光纖、半導體、自由電子、液體激光器)、激勵能源(光泵、電激勵、化學式)以及輸出的波長(紅外激光器、紫外激光器和可見激光器)可以對激光器進行不同的分類,目前主流激光器主要有:固體Nd:YAG激光器、光纖激光器、半導體激光器等。
用于激光雷達系統的激光器的關鍵技術指標在于光波可探測的距離,對于激光雷達來說,激光器發出的光波越長,可探測的距離就越長,而光波長度不僅取決于光波本身的特性還取決于激光器的功率,一般而言,功率越高光波可探測的距離越長。
激光雷達接收器的作用在于將目標反射或者散射的激光回波信號轉換為相應的電信號,主要由:接收光學系統、光電探測器、前置放大器、主放大器和探測器偏壓控制電路構成。就接收器使用的材料而言,主要是IV族中的Si、Ge和III-V族的GaAs、InP等材料,但硅材料以其晶體完整性、大尺寸、優良的熱學性能等以及硅微電子技術的成熟性等優勢,廣泛應用與目前的集成電路。但具最新消息,在Luminar公司即將推出的1000臺性能優越的激光雷達(40陣列、探測距離可達200米),所用激光接收器為InGaAs接收器。相比硅基的激光接收器,InGaAs接收器具有更高的敏感性,但成本更高,未來隨著成本的降低,將會有越來越廣泛的應用。
除了有可以接收直線光的接收器之外,還有另外一種形式接受光信號的形式,即是Oryx獨家開發的“相干光雷達系統”。不像激光雷達那樣通過光電傳感器來偵測光線粒子,該系統根據光的“波粒二象性”,以波的形式使用納米天線來感知反射回來的信號(光)。
其原理是:用激光束照亮前方,用第二套光學儀器,將入射光導引到大量的微型整流納米天線中。由于系統不需要機械鏡面或一系列通道來引導激光、捕捉環境,只需要發出激光束來照亮前方,所以可大大降低成本。另外,系統所使用長波紅外光被水吸收的比率很低,也很少受到太陽輻射的影響,所以不會在大霧或強光直射環境下失效。
激光雷達按有無機械旋轉部件分類,包括機械激光雷達和固態激光雷達。根據線束數量的多少,又可分為單線束激光雷達與多線束激光雷達。而未來的發展方向將會從機械走向固態,從單線束走向多線束。
目前激光雷達遲遲沒有大規模應用的原因在于組裝和調試成本高,為了實現激光在水平視角的360°掃描,需要為激光雷達安裝機械旋轉裝置,而降低激光雷達成本的根本手段便是取消機械旋轉結構。方法一是:利用MEMS微振鏡來控制激光的方向,把所有的機械部件集成到單個芯片,目前荷蘭Innoluce公司正在著手這一技術的研發,預計2018年量產,成本不超過100美元。方法二是:完全取消機械結構,采用相控陣列的原理實現固態激光雷達。光相控陣列的原理是:采用多個光源組成陣列,通過控制各光源發射的速度和時間差,靈活合成角度,且精密可控的主光束,目前Quanergy公司的S3產品用的就是這一原理,成本可降低至250美元/臺。
隨著激光雷達技術的推進,微型化、低成本、高性能將會成為必然趨勢,固態激光雷達也將會成為最終的激光雷達形式。全球現有的激光雷達的主要生產廠家,如下表所示:
3D成像能夠識別視野內空間每個點位的三維坐標信息,從而使得計算機得到空間的3D數據并能夠復原完整的三維世界并實現各種智能的三維定位。目前在高端市場如:醫療和工業領域的應用逐漸成熟,呈現出加速趨勢,預計2018年在移動和計算領域將會有大量3D成像和傳感產品面市,如:iPhone 8將采用前置3D攝像頭、Kinect游戲配件和Leap motion手勢控制器,3D成像技術將是解決人機交互的突破口。
目前主流的3D成像技術有三種:
(1)結構光(Structure Light)。具有特別結構的光投射特定的光信息到物體表面后,由攝像頭采集。根據物體造成的光信號的變化來計算物體的位置和深度等信息,進而復原整個三維空間,代表公司如:以色列PrimeSense公司Light Coding方案。Light Coding發射940nm波長的近紅外激光,透過diffuser(光柵、擴散片)將激光均勻分布投射在測量空間中,再透過紅外線攝影機記錄下空間中每個參考面上的每個散斑,形成基準標定。標定時取的參考面越密,則測量越精確。獲取原始數據后,IR傳感器捕捉經過被測物體畸變(調制)后的激光散斑pattern。通過芯片計算,可以得到已知pattern與接收pattern在空間(x, y, z)上的偏移量,求解出被測物體的深度信息。
(2)TOF(Time Of Flight,飛行時間)。通過專有傳感器,捕捉近紅外光從發射到接收的飛行時間,判斷物體距離。TOF的硬件實現方式和結構光類似,區別只是在于算法上,結構光采用編碼過的光pattern進行投射,而TOF直接計算光往返各像素點的相位差。
(3)雙目測距(Stereo System)。原理類似人的雙眼,在自然光下通過兩個攝像頭抓取圖像,通過三角形原理來計算并獲得深度信息,目前的雙攝像頭就是雙目測距的典型應用。
從技術角度來說,3D成像并不是近年才新出現的。自2009年微軟基于3D成像的游戲體感交互設備Kinect已經有8年時間,而Google的Project Tango也提出了4年。3D成像已經過了技術基礎期,即將進入長達5年以上的高速成長期。
虹膜識別是一種新興的生物特征識別技術,通過采集虹膜圖像,提取和比對虹膜紋理特征點之間的差別來識別身份,相比于傳統的指紋、人臉等生物特征識別技術具有唯一性、穩定性和高度的防偽性等優勢。對比其他生物測定技術只能讀取13-60個特征點,虹膜測定技術可以讀取266個特征點,準確率高達99.29%。虹膜識別技術的過程一般來說包含如下四個步驟:虹膜圖像獲取——圖像預處理——特征提取——特征匹配。
虹膜識別系統自進入21世紀之后開始大量應用于安防、監控、特種行業身份識別等領域,但由于其硬件的笨重和算法的低靈敏度,并沒有突破消費級電子市場。直到2015年5月,日本手機廠商富士通了全球首款限量產虹膜識別智能手機Arrows NXF-04G,才被人們認知。但相比目前的指紋識別,并沒有得到廣泛的應用,其原因在于以下三大挑戰:虹膜算法,基于互聯網的安全解決方案以及虹膜支付的生態建設。
同時,虹膜識別技術本身也存在著以下幾點主要難題:圖像難采集、睫毛和眼皮的遮掩、瞳孔彈性形變、頭或眼球的轉動帶來虹膜旋轉誤差、戴眼鏡的反光影響、不同攝像頭設備帶來圖像質量的差異等。
3.融合智能傳感器的ADAS解決方案(以Mobile eye為例)
ADAS即是汽車駕駛輔助系統,Mobileye ADAS在功能方面覆蓋了安全增強、便利提高兩個方面功能,詳情如下表所示:
Mobile eye的ADAS系統主要有三大核心技術,分別是:傳感器識別(Sensing)、高精地圖定位(Mapping)和駕駛策略系統(Driving Policy)
(1)傳感器識別包括車輛搭載的所有傳感器設備:攝像頭、雷達、激光雷達、超聲波傳感器等,所有這些傳感器所收集到的信息,都將作為原始數據被傳輸到高性能電腦當中并加以分析,為車輛建立環境模型(environmental model)。
Mobileye的圖像識別技術主要是基于EyeQ芯片技術的基礎,研發單眼攝像頭。EyeQ芯片是Mobileye的核心技術,具備異構可編程性,用來支持包括機器視覺、信號處理、機器學習任何以及深度神經網絡的部署。從EyeQ5開始,Mobileye將會正式支持全自動駕駛標準的操作系統以及全套開源SDK用于開發者進行算法開發。Mobileye下一步布局三目攝像頭識別以及傳感器融合,完成360°全車周圖像傳感識別的覆蓋。
(2)高精地圖定位:用于幫助車輛在整個路徑規劃中精確定位,提供無人駕駛系統安全冗余,高精度地圖的車輛定位精確度達到了10cm,遠高于GPS的定位精確度。Mobileye推出道路體驗管理系統(Road Experience Management, REM)——一個端到端地圖和定位引擎。這個引擎包含三個主體:數據采集主體、地圖整合服務器(云端服務器整合眾包數據)、地圖使用主體(無人駕駛車輛)。
中圖分類號:F121.3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 06-0127-01
一、小衛星產業
(一)國內外衛星概況。截止2010年7月1日,全球在軌衛星為3445顆,其中美國1084顆,獨聯體1432顆,日本125顆,中國88顆。在1985年-2000年的16年中,全世界發射各種類型的小衛星約660顆,占同期發射航天器總數的1/3強。到2020年,國內各類衛星需求量將達200顆左右,據有關部門調查結果:國內制造衛星能力每年制造8-10顆小衛星,不能滿足市場需求,大約共有80顆左右缺口。
(二)我省研制小衛星的技術條件、社會效益、發展機遇。衛星工程產業是一個綜合性、系統性很強的產業,需要結合光學、機械、電子、計算機、材料、化工、能源等多個領域的成果。利用小衛星產業作為產業龍頭,可以帶動我省相關產業的發展,形成以小衛星產業為中心的戰略性新興產業鏈條,開辟新的經濟增長點,具有很好的發展前景。我省是一個農業大省,農業生產的安全十分重要。利用小衛星拍攝的遙感圖像可以很好地監測我省農業生產狀況,監控耕地使用狀況,為農業生產提供可靠、高效的數據,促進我省農業的發展。國家發改委已把航天(民用)產業列新興產業名錄中。
(三)幾點建議。一是抓緊機遇,將航天產業作為吉林省的戰略性新興產業的培育提到議事日程;二是直面航天產業體制和機制尚未完善的現實,積極探索、勇于打破束縛,走出一條發展民用小衛星產業的新路子;三是根據吉林省農業和工業建設的需要,提出民用小衛星研制、生產、運行、數據處理、數據分發等產業鏈條上各個部分的實際要求和可行性分析;四是積極尋求國家支持,在國家統籌安排下,把地方的優勢充分發揮出來。
二、RFID電子標簽產業
(一)RFID電子標簽及用途。RFID電子標簽系統由標簽(閱讀器、甸、天線)三部分組成。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據,識別工作無須人工干預,可工作于各種惡劣環境。RFID技術可遠距離識別高速運動物體,可同時識別多個標簽,操作快捷方便。它廣泛應用于防偽、生產流水線管理、倉儲管理、銷售渠道管理、貴重物品管理、圖書管理、租賃產品管理、其他如物流及供應鏈、汽車防盜、航空包裹管理等。
(二)市場情況。RFID電子標簽作為物聯網的上游產品,物聯網的快速發展為RFID電子標簽提供巨大的市場空間。物聯網用途廣泛,遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業監測、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等領域。
從2010中國國際物聯網大會上了解到,物聯網將成為全球信息通信行業的萬億元級新興產業。到2020年前,全球接入物聯網的終端將達到500億個。我國作為全球互聯網大國,未來將圍繞物聯網產業鏈,在政策市場、技術標準、商業應用等方面重點突破,打造全球產業高地。物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信后的又一次信息產業的革命性發展。物聯網已列為國家重點發展的戰略性新興產業之一。物聯網產業具有產業鏈長、涉及多個產業群的特點,其應用范圍覆蓋了各行各業。
RFID是物聯網在感知層非常關鍵的技術,我國年RFID的銷售額己達到了85.1億,在全球排第三位,僅次于美國和英國。2010年中國RFID產業市場規模,可望突破100億元,從“物聯網”商機上看,未來將實現RFID千億元產業市場規模。
(三)RFID電子標簽相關產業鏈內容。RFID電子標簽產業鏈包括標準制訂、芯片設計與制造、天線設計與制造、芯片封裝、讀寫設備開發、生產系統集成、數據管理軟件平臺及應用系統開發等方面。其中最關鍵環節是芯片封裝技術,它的高低取決于封裝設備的水平。封裝設備技術復雜,需要多臺高精準設備同時工作,涉及光學、精密機械、計算機、自動控制等技術,目前國內只有幾家單位具備該設備的制造能力,市場缺口較大。
(四)幾點建議。一是抓緊機遇,將RFID電子標簽產業作為吉林省的戰略性新興產業的培育提到議事日程;二是整合資源,提前布局,對RFID電子標簽產業進行系統規劃,給予相應的政策和資金支持,促進其快速良性發展;三是根據國內外物聯網快速發展的需要,提出RFID電子標簽產業設備制造、標簽生產、標簽應用推廣、數據軟件等產業鏈條上各個部分的具體實施步驟;四是為RFID電子標簽產業創造應用條件:高速公路/供熱收費應用系統、大型超市物流倉儲、汽車/藥品生產線、銀行信用系統等。
三、懸浮成像動漫產業
(一)懸浮成像原理、用途。懸浮成像系統是一項新穎多媒體演示系統,具有三維空間成像的功能,它能將實物或三維動畫立體地成像在空間,使人們看到眼前栩栩如生的三維物體動畫而不需要借助于任何成像介質或輔助工具。
支招大數據引領經濟轉型
《2015年中國大數據產業白皮書》顯示,2014年中國大數據市場規模達到767億元,同比增長27.83%,預計到2020年,中國大數據市場規模將達到8228.81億元。大數據技術已經深入融合到金融、教育、醫療、農業、電信、交通等各個行業。大數據的充分挖掘和運用,將引領經濟轉型升級。
2016數博會5天時間,嘉賓學者八方論道,既有總結貴州大數據先行經驗的熱烈討論,又有解讀挖掘大數據應用價值的前沿觀察。
“未來,以大數據為代表的信息技術驅動新一輪的工業化、城鎮化和現代農業化,將會是經濟新常態的最重要表現形式。”微軟云計算中國區總監沈寓實這樣理解大數據帶來的發展動能,“革命性技術、商業模式和全新應用必將在大數據時代應運而生。這將為中國實現跨越式發展以及向‘中國智造’轉型提供難得的戰略機遇。”
今年2月,貴州獲批建設首個國家級大數據綜合試驗區,在大數據領域贏得了先行先試的優勢。對此貴州提出,將在數據資源管理與共享開放、數據中心整合、數據資源應用、數據要素流通、大數據產業集聚、大數據國際合作、大數據制度創新等方面開展系統性試驗,充分挖掘大數據的商用、政用、民用價值,為貴州實現后發趕超培育新動能,壯大新實力。
今年第一季度,貴州大數據產業規模總量同比增長34.8%。去年一年,全省注冊的大數據及其關聯企業有2600多家。
“經濟數據的快速攀升跟聚焦大數據產業是分不開的,這也從一個側面證明貴州選擇大數據產業是非常正確的。”第一視頻集團董事局主席張力軍認為,貴州下一步的大數據產業發展,最具挑戰和價值的是數據挖掘和應用。解決好數據的分享、共享、收集、挖掘,應該成為貴州大數據產業發展的重要方向。
中國工程院院士倪光南表示,貴州以發展大數據產業實現經濟增長,驗證了“互聯網+”所具備的三大優勢:第一是人才優勢,因為發展大數據,“貴漂”成為流行詞。2015年,貴州已成為全國大學生流入地,在全國排名第七,貴州不僅讓外地人才“漂”來創業,也拉動當地就業,培養本土人才;第二是市場優勢,由政府主導打造的“云上貴州”,實現了部門間數據存儲、共享開放和開發利用,實質上就是以開放的市場,讓數據紅利共享;第三是安全優勢,貴州通過全國首部大數據地方法規確保大數據安全,無疑有先見之明。
探討大數據提升政府治理能力
大數據時代是政府治理理念轉型、治理模式創新、決策科學化、服務效能提升的重要歷史機遇期。
數博會期間,大數據與政府治理創新成為與會嘉賓熱議的話題。
全國政協委員、國家行政學院原副院長周文彰表示,中國經濟社會進入重大轉型期,國家治理面臨前所未有的機遇和挑戰,國家治理的開放性、多樣性、復雜性程度越來越高,必然要求尋求更多、更有效的治理工具。未來,“數據治理”和“數據文明”是大數據時代國家治理的重中之重。
“在大數據時代,必須要打造整體政府、開放政府、協同政府和智慧政府,借助信息網絡技術,云計算、大數據、物聯網完全可以實現。政府治理引入信息化技術,將提升政府管理能力,提高社會治理水平。”國家信息化專家咨詢委員會委員汪玉凱表示大數據將融入政府管理的方方面面。
北京郵電大學信息與通信工程學院院長劉韻潔則為眾多嘉賓分析了不同的場景應用,“大數據在城市管理中應用廣泛。在智能交通中的應用,可以讓未來城市的交通更加方便快捷安全;在公共安全中的應用,可以有效避免自然災害的發生。政府的數據開放有利于實現經濟和社會的融合,帶動社會創新。”
事實上,運用大數據提升政府治理能力,貴州已做出有益探索。2015年2月,貴陽市公安交通管理局啟動“數據鐵籠”行動――在每個交警身上配備了執法記錄儀,一旦交警外出執法,必須開啟。此舉使每一個交警的個體權利行為,都被大數據全過程完整記錄下來,讓權力在陽光下運行。
2014年10月,貴州把分散在全省各個部門的數據統一匯聚到一個平臺上,“云上貴州”系統平臺開通運行,這也是全國第一個省級政府數據集聚共享的統一云計算平臺。在“云”上,政府各部門實現數據共享、業務協同,使公共服務更加便捷、高效,真正實現數據多跑路,百姓少跑腿。
熱議大數據助力大扶貧
貴州省明確在“十三五”時期圍繞“守底線、走新路、奔小康”總要求,突出實施大扶貧、大數據兩大戰略行動。
大數據如何助力大扶貧?2016數博會期間,以“電商扶貧分論壇――觸動農業思維”為主題的分論壇開壇論道。來自不同領域的專家建言獻策,共論大數據助力大扶貧。
國家林業局信息辦主任李世東以自己在貴州山區為時三天的調研開場。他在調研中發現,貴州有機綠色林產品資源豐富,但是由于交通不便,銷售渠道不暢通,導致產品市場價值與商品本身的價值差距懸殊。
針對銷售渠道不暢的問題,李世東認為新一代信息技術的出現,為扶貧工作帶來了新的機遇,這個機遇就是電子商務。“電商扶貧,是精準扶貧的重要突破口。”李世東說,中國90%以上的貧困地區都在林區、山區、沙區,這90%的問題就是扶貧的關鍵所在。在這些地方具有林產品等資源優勢,倘若通過電商的發展打破因交通不便帶來的發展壁壘,幫助老百姓就地就業、就地創業、就地脫貧,在李世東看來,這是解決貧困的根本措施。
“電商+扶貧”是貴州省大扶貧戰略行動的重要組成部分。貴州省扶貧辦黨組副書記、副主任王貴認為,高鐵和高速公路的通達為貴州電子商務的發展創造了有利條件。
“移動互聯網化、社交化、本地化,‘三化’結合將是農村電商扶貧最重要的基礎。”趕街網總經理潘東明說,貴州農產品品質好,需求大,但銷售鏈條呈碎片化,根本原因在于最基礎的供應鏈管理沒有做好。他認為農村電商競爭力尚小,升值空間大。“最先進的互聯網工具能為弱勢群體提供幫助,農村電商相對城市電商才剛剛開始。”潘東明說。
世界服務機器人――處于起步發展階段
一、服務機器人前列國家:美日韓德法
數據顯示,目前世界上至少有48個國家在發展機器人,其中25個國家已涉足服務型機器人開發。在日本、北美和歐洲,迄今已有7種類型計40余款服務型機器人進入實驗和半商業化應用。日前美國正在致力于將為軍隊傷病員開發的機器人假肢和小型無人偵察直升機等技術轉為民用,歐盟最近啟動全球最大民用機器人研發項目,到2020年將投入28億歐元研發用于醫療、護理、家務、農業和運輸等領域的機器人。在服務機器人領域,發展處于前列的國家中,西方國家以美國、德國和法國為代表,亞洲以日本和韓國為代表。
美國是機器人的發源地,美國的機器人技術在國際上仍一直處于領先地位,其技術全面、先進,適應性十分強,在軍用、醫療、家用服務機器人產業都占有絕對的優勢,占服務機器人市場約60%的份額。
日本是機器人生產、研發和使用大國,一直以來將機器人作為一個戰略產業,在發展技術和資金方面一直給予著大力支持。有報告指出日本在2006-2010年5年間為了攻克關鍵的服務機器人技術每年投入1000萬美元用于研發服務機器人。近年來,巨大的老年護理市場需求促使企業競相研發小型家用機器人。2013財年,日本政府撥款23.9億日元,幫助24家企業開發和推廣護理機器人。日本還計劃至2020年,實現產業機器人市場規模翻番,擴大至1.2萬億日元(約合人民幣732億元),主要增量將集中在服務機器人。護理和醫用機器人領域的市場規模也將達到1.2萬億日元,是現在的20倍。
韓國將服務機器人技術列為未來國家發展的10大“發動機”產業,把服務機器人作為國家的一個新的經濟增長點進行重點發展,對機器人技術給予了重點扶持。
德國向來以嚴謹認真稱世,其服務機器人的研究和應用方面在世界上處于公認的領先地位:其開發的機器人保姆Care-O-Bot3遍布全身的傳感器、立體彩色照相機、激光掃描儀和三維立體攝像頭,讓它既能識別生活用品也能避免誤傷主人;它還具有聲控或手勢控制有自我學習能力,還能聽懂語音命令和看懂手勢命令。
法國不僅在機器人擁有量上居于世界前列,而且在機器人應用水平和應用范圍上處于世界先進水平。法國政府一開始就比較重視機器人技術,大力支持服務機器人研究計劃,并且建立起一個完整的科學技術體系,特別是把重點放在開展機器人的應用研究上。
二、市場規模:增速快,空間廣闊
1.當前服務機器人市場銷量:增速快
根據IFR2013年世界服務機器人統計報告,服務機器人2012年總銷量為301.6萬臺,總銷售額為46.2億美元。其中個人/家用服務機器人銷量為300萬臺,環比上升20%,總銷售額為12億美元;專業服務機器人2012年總銷量為16067臺,環比增長2%,銷售額為34.2億美元。
專業服務機器人:1998年至今,專業服務機器人累計銷量已超過12.6萬臺。專業服務機器人2012年總銷量為16067臺,比2011年的15776臺增長了2%,而2012年銷售額為34.2億美元,環比略降1%。其中軍用機器人銷量為6200臺,約占總銷量40%;場地機器人銷量為5300臺,占銷量比例33%;醫用機器人銷量1308臺,環比上升20%,占總銷量8%;物流用途機器人1376臺,環比上升11%,占專業服務機器人總量比例9%,銷售額為1.96億美元。在專業服務機器人中,醫用和物流用途機器人是增長潛力最大的兩類專業服務機器人。
個人/家用服務機器人:2012年銷量約為300萬臺,環比上升20%,總銷售額為12億美元。其中家用機器人銷量約196萬臺,銷售額6.97億美元,環比上升53%;娛樂機器人銷量約為110萬臺,環比上升29%,銷售額為524萬美元;殘障輔助機器人銷量為159臺,環比上升2%。其中家用服務機器人和娛樂機器人大致占97%的市場份額,殘障輔助機器人市場份額很小,目前覆蓋十分率低,但潛力大,因為當前許多國家正在運作此類項目和計劃以推廣殘障輔助機器人的技術和使用率。根據中科院的研究分析,個人/家用服務機器人發展的三大趨勢是與人合作、以手機作為處理核心以及可以接通云服務的機器人,目前四大研究熱點是教育娛樂、公共安全、信息服務以及智能家居。
2.未來預估服務機器人市場:500億美元級別
IFR報告預期,從2013年到2016年,全球工業機器人市場將以年均6%的速度增長,中國是這一增長趨勢的領跑者,年均增長率達15%。根據marketsandmarkets的報告,2011年全球服務機器人市場規模為183.9億美元,到2012年增長到207.3億美元,計2012-2017年全球服務機器人市場規模復合增速將達到17.4%,到2017年達到461.8億美元。對于專業服務機器,IFR預測2013-2016年估計有94800臺專業服務機器人會得到安裝使用,銷售額達171億美元。其中軍用機器人銷量約達28000臺;場地機器人中的擠奶機器人銷量估計為24500臺。兩者占總專業服務機器人銷量55%。
對于個人/家用服務機器人,IFR預測2013-2016年估計會有220萬個人/家用機器人得到銷售。其中家用機器人銷量估計為1550萬臺,銷售額達56億美元;娛樂機器人為350萬臺;教育類機器人300萬臺;殘障輔助機器人估計為6400臺。隨著相互學習與共享知識云機器人技術獲得重大突破,小型家庭用輔助機器人大幅度降低生產成本,將在2020年之前形成至少累計416億美元的新興市場;另一方面雖然殘障輔助機器起步還是很慢,但可預測未來20年會有高速增長。
三、中國服務機器人的發展:起步慢機會大
智能服務機器人是未來各國經濟發展的有力支柱之一,國家不斷提高對機器人產業的重視度,中國《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》把智能服務機器人列為未來15年重點發展的前沿技術,并于2012年制定了《服務機器人科技發展“十二五”專項規劃》支持行業發展。
中國的服務機器人市場從2005年前后才開始初具規模但中國在服務機器人領域的研發與日本、美國等國家相比起步較晚,與發達國家絕對差距還比較大,但相對起工業機器人而言則差距較小。因為服務一般都要結合特定市場進行開發,本土企業更容易結合特定的環境和文化進行開發占據良好的市場定位,從而保持一定的競爭優勢;另一方面,外國的服務機器人公司也屬于新興產業,大部分成立的時候還比較短,因而中國的服務機器人產業面臨著比較大的機遇和可發展空間。
目前,中國的家用服務機器人主要有吸塵器機器人、教育、娛樂、保安機器人、智能輪椅機器人、智能穿戴機器人、智能玩具機器人,同時還有一批為服務機器人提供核心控制器、傳感器和驅動器功能部件的企業。
四、國際服務機器人行業知名企業及中國領先科研機構
國際服務機器人行業知名企業代表列舉如下:美國iRobot公司、R emotec公司、德國宇航中心、德國機器人技術商業集團、德國KUKARoboterGmbh公司等等。中國服務機器人行業領先科研機構列舉如下:湖北省智能機器人重點實驗室、北航機器人研究所、南開大學機器人與自動化研究所、上海交大機器人研究所和哈工大機器人實驗室等等;服務機器人行業領先企業列舉如下:廣州中鳴數碼科技有限公司、沈陽尤尼克斯機器人有限公司、沈陽新松機器人自動化股份有限公司、盟立自動化科技(上海)有限公司及上海未來伙伴機器人有限公司等。
醫用機器人――第三代外科手術時代
一、行業概述:醫療行業的新興增長點
從傳統的開刀手術到機器人手術,人類歷經了近3個世紀。18世紀80年代,維也納外科醫生Billroth首次打開病人腹腔,完成了首例外科手術。這種傳統的開刀手術被稱為第一代外科手術并一直沿用至今。20世紀80年代,以腹腔鏡膽囊切除術為標志的微創手術取得突破性進展,在許多領域取代了傳統開刀手術,稱為第二代外科手術。進入21世紀,手術機器人得到開發并迅速投入臨床應用,被認為是外科發展史上的一次革命,也預示著第三代外科手術時代的來臨。
醫用機器人是一種智能型服務機器人,它能獨自編制操作計劃,依據實際情況確定動作程序,然后把動作變為操作機構的運動。隨著發達國家進入老齡化,醫療、護理和康復的需求增加,同時由于人們對生活品質追求的提高,使得醫療不管在質還是量都得滿足更高水準的要求。另一方面,醫護人力相對缺乏,醫用機器人作為新興醫護手段具有巨大的發展潛力。
1.醫用機器人用途廣泛,醫療衛生智能化
醫用機器人集醫學、生物力學、機械學、機械力學、材料學、計算機圖形學、計算機視覺、數學分析、機器人等諸多學科為一體的新型交叉研究領域,在軍用和民用上有著廣泛的應用前景,是目前機器人領域的一個研究熱點。根據IFR的分類,醫用機器人歸屬于專業服務機器人,其自身可以分為四個類別,診斷機器人、外科手術輔助機器人、康復機器人及其它。醫用機器人用途主要為用于傷病員的手術、救援、轉運和康復,是醫療衛生裝備信息化、智能化的重要發展方向之一。尤其是外科手術機器人,醫生透過它所提供的靈巧操控、精準定位以及術前規劃,可以使得病患手術傷口減小、術后迅速恢復正常生活等,達到精準性和微創性兩大優點。
2.醫用機器人市場:單位價值最高的專業服務機器人
目前,全世界已有33個國家、800多家醫院成功開展了60多萬例機器人手術,手術種類涵蓋泌尿外科、婦產科、心臟外科、胸外科、肝膽外科、胃腸外科、耳鼻喉科等學科。
根據國際機器人聯盟的2013年的機器人統計報告,2012年全球醫用機器人銷量為1308臺,同比增長20%,占全部專業服務機器人銷量的8%,市場規模約為60億美元。其中外科手術輔助機器人銷量為1053臺,環比上升6%,總銷售額達14.95億,占醫用機器人銷售額的44%。醫用機器人是單位價值最高的專業服務機器人,每臺醫用機器人(包括附件和零部件)售價可達150萬美元。
雖然當前醫用機器人普及率還很低,并且安裝的大部分是發達國家,但摩根的近期的一個調查研究中問及外科醫生們未來他們會在自己在手術中多高頻率的使用醫用機器人,數據表明美國的外科醫生們認為未來3-5年里醫用機器人在手術中的使用率會迅速上升到一個比較高的層次,約占50%,醫用機器人市場潛力巨大。IFR預測在未來的4年里,醫療機器會以每年19%的速度增長,2016年全球市場規模估計會增長到119億美元。
二、中國醫用機器人的發展:技術有所突破,挑戰與機遇并存
1.總體水平:整體水平低,普及率低
醫用機器人在中國現在還處于整體水平技術低下發展緩慢的階段,與發達國家差距巨大,缺乏研究醫用機器人的人才和技術。中國目前還沒有成型的規模化醫用機器人產品,中國機器人網上列出的醫療機器人除了上海硅萊實業有限公司生產的便攜式牙科治療機之外都是小型機器人部件,而便攜式牙科治療機的功能簡單,價格低下。
但在國家的支持下,中國的醫用機器人也取得了一定的突破,2013年11月,哈工大機器人研究所研制的“微創腹腔外科手術機器人系統”,通過了國家“863”計劃專家組的驗收。這一手術機器人的出現意味著進口達芬奇手術機器人技術壟斷的打破,中國將加快實現國產微創手術機器人輔助外科手術機器的開發。2014年3月由妙手機器人科技集團和天津大學合作研發的“S妙手”機器人首次用于臨床為3位患者進行了胃穿孔修補術和闌尾切除術。與此同時,許多高校和企業也正在把醫用機器人研究開發作為重點課題項目進行合作,其中,胃鏡診斷治療輔助機器人系統研制就是十二五國家科技支撐計劃課題,由博實股份主導,為解決胃腸道疾病治療過程中的及時止血難題,以提升中國先進醫療裝備的創新及產業化。
目前中國醫用機器人的普及率和使用率低下,截止直覺外科公司2014年第一季度的統計報告,中國只安裝了25臺達芬奇機器人,而臺灣、韓國及日本則已經安裝了20、44以及178臺達芬奇機器人。而根據世界銀行2014年1月公布的人口數據,大陸人口分別是臺灣、韓國及日本的58倍、27倍和10倍。雖然中國目前醫用機器人使用率和普及率低下,但這也反映出中國醫用機器人的市場潛力巨大。許多企業比如博實、新松機器人都在公司的產品規劃中加入了醫療機器人開發的戰略布局,而國際企業也針對中國市場擴大產能。比如2013年安川在中國常州新建工廠進行了產能擴張并計劃推出一款針對中國市場的康復機器人。
2.中國醫用機器人有其剛性驅動因素,市場規模可達億級
醫用機器人會是中國醫療工具和手段的前沿發展方向,驅動其發展的因素有:對各種疾病診斷和治療的巨大高端技術需求、老齡化對老殘輔助和護理的社會壓力以及高素養醫護人員的缺乏導致的供需矛盾。
醫用機器人與傳統人工技術相比有許多技術優勢,具有精細化智能化微創化的特點,可以更精確地診斷癥狀,科學分析病理,降低人工操作失誤,并可以減少患者在手術過程中的痛苦,使患者恢復的速度加快。醫用機器人在中國經濟持續高速發展進入更高層次的時候必定替代一部分傳統的人工技術。
目前中國已成為世界上人口老齡化速度最快的國家之一。2012年的數據顯示,未來5年中國超過60歲的老人將達到1.49億人,占總人口的11%,占世界老齡人口總數的五分之一,中國在可預見的未來對于養老護理的需求極大;另外,中國的殘疾人總數巨大,2013年已經與德國總人口數相當,對殘障機器人和康復機器人的需求總量大。
中國是一個發展中的人口大國,醫生和護士人數相對于人口基數十分缺乏,根據世界銀行2014年公布的數據,中國每千人的護士僅為世界人均量的0.46,占日本的0.4,占美國的0.15;中國每千人的醫生人數僅為日本的0.79,僅為德國的一半。因而醫護人員的不足引起的供需矛盾使得醫用機器人的發展具有更多的動力。
在這些驅動因素的促進下,中國未來的醫用機器人發展市場巨大,根據IFR預測,2013至2016年的4年里醫療機器人會以每年19%的速度增長,2016年全球市場規模估計會增長到119億美元。而中國作為服務機器人的高速增長部分,按目前中國市場占外科直覺公司的銷售比例估計,2016年中國的醫療機器人會達到0.97億美元的市場規模。
3.國內重點醫用機器人公司/研究機構:醫療技術商業化有待提高
隨著醫用機器人技術的不斷突破和發展,從2005年開始中國有一批重點高校科研醫院單位及研究所在研究醫用機器人系統并取得了一些小成就,比如哈工大的微創腹腔外科手術機器已經成功被專家驗收,天津大學的妙手機器人在今年3月份開始臨床使用;同時,隨著醫用機器人商業化市場化的可能性愈發明晰,已經有部分企業正在生產或者打算進軍醫用機器人細分行業,其中就包括機器人領先企業的博實股份和新松機器人。
家庭智能機器人――智能物聯網時代家庭的核心終端
一、行業概述:物聯網時代的家用智能機器人
隨著智能技術的發展,在21世紀的頭十年物聯網已經開始和互聯網一樣引人注目。物聯網這個名詞最初由1999年美國麻省理工學院提出,即通過信息傳感設備把用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡,被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。物聯網技術將會引起現有產業的大洗牌,而智能機器人正是在新一輪發展中極具前景的產業,未來一定是機器人的時代,家庭智能服務機器人就是物聯網時代家庭的核心終端。
家庭智能機器人是指為人類服務的智能機器人,主要從事家庭服務,包括維護、保養、修理、運輸、清洗、監護等工作,家庭智能機器人被定位為智能物聯網時代中家庭物聯網的核心信息中樞,具有人性化交互、運動化控制和組件化成長的特性。按照應用范圍和用途的不同,家庭智能機器人分為電器機器人、娛樂機器人、廚師機器人、搬運機器人、不動機器人、移動助理機器人和類人機器人。
二、市場規模:世界經濟增長引擎即將由IT進入RT時代
家用智能機器人被認為是未來最具發展潛力的新興產業之一,美國研究公司(ABIResearch)的統計,2012年全球消費的智能家庭機器人產品總額已經達到16億美元。IFR預測2013-2016年估計會有2200萬臺智能家庭機器人得到銷售。其中家用機器人銷量估計為155萬臺,銷售額達56億美元;娛樂機器人為350萬臺;教育類機器人300萬臺。隨著相互學習與共享知識云機器人技術獲得重大突破,小型家庭用輔助機器人大幅度降低生產成本,將在2020年之前形成至少累計416億美元的新興市場。世界經濟增長引擎即將由IT進入RT時代(Roboticstechnology)。
日本是世界上機器人開發和研究最發達的國家之一,2010年家庭智能機器人產量為4萬臺,約占全世界50%;韓國也在積極開發家用機器人,2010年個人服務用機器人產值為1717億韓元,韓國政府計劃到2020年讓每個韓國家庭都擁有一個能做家務的機器人。而中國家用智能機器人產業規模尚未形成,缺乏大型支柱企業,也沒有形成有影響力的品牌,僅占全球機器人市場的4.5%。目前的狀況是,中國家用智能機器人的電機、驅動器、減速器等關鍵部件主要靠進口,國產性能較差。
三、家庭清潔機器人:最成熟的智能家庭機器人
家庭清潔機器人是指能夠進行家庭家務自動智能清潔的機器人,是集機械學、電子技術、傳感器技術、計算機技術、控制技術、機器人技術、人工智能等諸多學科為一體的機器人。吸塵機器人是智能移動機器人實用化發展的先行者,其研究始于20世紀80年代,而德國凱馳2006年生產的Rc3000是世界上第一臺能夠自行完成所有家庭地面清潔工作的清潔機器人,其內置有光電傳感器和芯片控制,包含四種清潔程序,當遇到障礙時,會隨機改變一個角度然后繼續直走,直到遇到新的障礙物,會自動回到充電站完成充電和垃圾處理的任務,同時能夠根據用戶設定的信息來控制機器人完成相應的操作。家庭清潔機器人目前主要分為兩個分類,一種是掃地機器人,一種是拖地機器人(包括干洗和濕洗)。智能掃地器是一種配備了微電腦系統的吸塵器,是靠吸力打掃衛生的,能夠按照人們的設置自動智能地清潔房間的某一特定部分或全部并完成自動充電,適合幾乎所有的地面,包括地板、地磚、地毯及部分地毯;拖地機器人則在使用中會用到水,一般靠噴水后再吸水來清潔家庭清潔機器人市場發展:歷史短,發展迅速。家庭清潔機器人21世紀的新產品,但在其短短十幾年的歷史里卻有著迅猛的發展,許多國家已經涉足并開發出家庭清潔機器人,其中前沿的國家主要有美國、德國、日本、瑞典及韓國等。
智能吸塵機器人是一個巨大的市場,隨著經濟水平和技術的提高,掃地機器人將會替代更多的傳統型掃地設備,2013年數據統計,在家庭掃地市場上,北美市場為22億美元,機器人占18%;歐洲、中東及非洲地區(EMEA)市場達25億美元,機器人占20%;環太平洋與日本(APAC)市場為22億美元,其中機器人占16%。
掃地機器市場具有巨大的潛力,增長勢頭強勁。13年家庭掃地機器人市場規模大于12億美元,過去三年復合增長率達21.8%。掃地機器人對傳統掃地設備的替代率不斷提高,13年占掃地設備市場18.1%。
四、中國清潔機器人發展:滲透率低下
1.總體水平:滲透率低,生產規模小
從美國iRobot公司2002年成功研發吸塵機器人Roomba開啟家用服務機器人時代開始,隨著國內生活水平的提高,掃地機器人逐步進入中國。但掃地機器人在中國滲透率低下,有部分企業已經涉足掃地機器人的研發設計和銷售,但生產規模小,市場潛力還未得到開發。
由于城市化水平還不足夠高、國內收入差距巨大以及傳統文化的影響,中國家庭清潔大部分還是采用傳統的普通吸塵器設備或者人工清潔方式,掃地機器人滲透率十分低下。目前家庭服務機器人年銷售額已經近10億,但是沿海城市的產品滲透率剛達到5%,內地城市為0.4%,而美國家庭已經達到16%。相對比其他家用電器,洗衣機的滲透率已經幾乎達到100%。掃地機器人滲透率低下的另外原因是掃地機器人價格相對而言比較昂貴,農村家庭和許多城市家庭還消費不起,但可估計,隨著生活水平的繼續提高,掃地機器人的滲透率會慢慢提高。
2.中國家用機器人驅動因素:人力成本提高及收入上升
位置服務發展的“一波三折”
然而,這么紅火且看似有著大好前途的東西在中國似乎還欠點火后。2001年5月,北京移動在GSM網上基于CELL-lD(粗精度定位)推出國內首例LBS服務。中國移動在2002年11月首次開通位置服務,如移動夢網品牌下的業務“我在哪里”、“你在哪里”、“找朋友”等。之后,中國聯通、中國電信和中國網通等央企也紛紛跟進。但市場反應冷淡,很長一段時間都無人問津。此后在近4年的時間里,我國的LBS發展始終處于非常緩慢的增長階段。
2005至2007年曾被譽為“中國LBS年”的高速發展年,事實卻讓業界再次失望。LBS市場并沒有出現人們想象中的“井噴”需求,甚至算不上有“收獲的驚喜”。宄其原因,主要是技術發展緩慢和業務開展進度緩慢,電信運營商和導航終端廠商及手機廠商投入精力有限,市場反應冷淡,用戶需求不旺,且服務不被認可直接影響了后續推廣和新業務與功能的開發。
2008年以后,隨著中國3G網絡部署提速與電信重組的完成,GPS手機大力推廣,用戶對位置服務的認知度開始提高,我國位置服務的發展環境趨于良性,以中國移動、中國電信為代表的電信運營商積蓄力量服務市場,從而帶動了相關市場的發展與競爭,中國的位置服務業務進入市場成長期。更為重要的是,隨著3G時代的到來,巨大的市場需求極大推動了國內LBS市場的發展。如在城市規模擴大和交通路線延長的背景下,人們駕車出行或者搭乘公交、地鐵時對定位、導航的需求不斷增長。同時,基于LBS的社交、電了商務、游戲等增值服務層出不窮,也給了廣告土、商家和用戶更多使用LBS的理中。
當下,我國的LBS用戶數呈爆發式增長。據中國行業咨詢網的研究顯不,2012年LBS個人市場規模達到36.78億元,同比增長135%;2013年我國個人LBS業務市場規模將達到70億元,行業LBS業務規模將達到64億元。
LBS商業模式頻頻創新
相較于社區網絡告訴人們“我是誰”,微博告訴人們“我關心什么”,LBS則告訴人們“我在哪里”,這種功能是其他移動應用無法做到的,所以LBS才有生存的空間,地理位置服務才紅遍了整個移動互聯網產業鏈。而尉繞移動位置的各類應用和服務,不儀能使用戶獲得基礎的地理位置相關服務,還可以很好地實現基于社交網絡的“溝通、分享”,電了商務的“吃、喝、玩、樂、購”以及新聞、交友、信息甚至各類移動搜索的應用等等。
現階段,國內的LBS市場曰漸火爆.各類的LBS可行模式大放異彩。其中,“LBS+商務社交”模式將位置服務與社交網絡深度整合起來,其基于LBS的地理位置,利用在同一地點參與的共同屬性,實現與更多人的互動、交流和交換電了名片,并保持長期的線上聯系,維護關系;“LBS+生活信息服務”結合,打破了傳統的信息結構,自動識別地理位置,完全按地點展不信息,讓用戶獲取信息更簡單,更容易鎖定H標;而“LBS+優惠券”模式則同步了實時周圍的優惠、打折券,使用者通過簽到或把此信息推薦給好友等方式均可獲得優惠券的使用權,等到商家處消費時,只要展示給商家已獲得的消費券即可。
以大眾點評網為例。這個用創始人的話說是“吃出來”的網站一開始只是做點評,模式也不為業界看好,最大的困擾就是盈利模式。直到2006年,大眾點評網定位為做電了優惠券、關鍵詞推廣及后來的團購等方式才算找到了明晰的路。這一“LBS+020”的模式被稱為是“消費半徑上的精準營銷”,首先按用戶位置推薦相關信息,增加用戶個性化的定制功能,能夠讓其一目了然地找到周邊感興趣的信息。而一旦用戶覺得體驗不錯,就會很容易形成回頭客,此時就帶來了口碑營銷的附加價值。“020加上LBS,絕對讓大眾點評如虎添翼。”大眾點評網董事、資深副總裁龍偉如是說。
現下,LBS似乎成了21世紀互聯網行業的標配,不斷改變著我們的生活。但不管是互聯網行業的大佬還是剛剛進入到互聯網行業的新秀,在而對LBS這個領域時都沒有絕對的優勢,只能摸索著前進。
位置產業規模將突破千億元
(二)初步建立了河南農業大數據采集、加工處理與預警服務平臺。搭建了農業大數據采集體系,對重要農產品生產、自然災害、重大動植物疫情等的監測預警和應急防控,整合農產品生產數據和主要批發市場流通數據,采集農產品主要產地生產、氣象、交通等數據,形成農產品供應趨勢預測,定時價格指數與市場風險預警信息。
(三)整合“河南農業信息網”門戶網站,建成一個“河南農業綜合業務信息平臺”。以《河南省人民政府辦公廳關于印發河南省政務信息系統整個共享實施方案的通知》(豫政辦〔2017〕116號)為依據,按照“統一領導、統一規劃、統一建設、統一管理”的原則,以構建“大網站”、建設“大平臺”、融通“大數據”為抓手,從全局上和根本上解決政務信息化建設“各自為政、條塊分割、煙囪林立、信息孤島” 的問題。依托我廳“河南農業信息網”門戶網站,將分散、獨立的廳直屬各單位網站統一整合為一個門戶網站。建成一個“河南農業綜合業務信息平臺”,將廳直屬各單位工作人員使用的政務業務信息系統接入“河南農業綜合業務信息平臺”,在不改變其應用形式的基礎上,共享數據庫出口,提取有效數據,完成政務信息系統整合,推動廳直屬各單位之間政務信息系統互聯互通和數據共享,為分析研判、信息獲取提供方便。
(四)開發建設互聯網+現代農業綜合服務平臺。2018年中旬,初步完成全省益農信息社管理平臺、運營服務平臺、第三方資源整合平臺的研發調試,并完成已建的村級益農信息社的數據導入與SAAS服務。
在2018-2020年重點任務為:
(一)運營益農信息社。運營益農信息社主要做好以下4方面工作。
1.建立“政府+運營商+服務商”三位一體的推進機制。按照政府引導、市場化建設、專業化運營的思路,創新運營模式,培育壯大產權清晰、權責明確、誠信守法、有經濟實力和運營活力的建設運營企業,健全政府與運營和服務企業的合作機制,三方合力推進信息進村入戶。為農民提供免費或低價服務;服務商負責提供各類商業服務和通道服務,通過擴大市場規模獲得收益。
2.開展四類服務。完善信息進村入戶公益服務,應用12316三農服務熱線、信息服務平臺等渠道,精準推送農業生產經營、技術推廣、政策法規、村務公開、就業等公益服務信息,協助開展農技推廣、動植物疫病防治、農產品質量安全監管、土地流轉、農業綜合執法等業務。完善信息進村入戶便民服務,開展水電氣、通信、金融、保險、票務、醫療掛號、惠農補貼查詢、法律咨詢等服務。完善信息進村入戶電子商務,開展農產品、農資及生活用品電子商務,提供農村物流代辦等服務。完善信息進村入戶培訓體驗服務,開展農業新技術、新品種、新產品培訓,提供信息技術和產品體驗。
3.培訓信息員。每個村級益農信息社至少有1名有文化、懂信息、能服務、會經營的村級信息員。由各縣(市、區)農業部門委托運營商對村級信息員集中培訓,主要依托現有教育培訓體系、電子商務進農村綜合示范縣農村電商培訓體系和應用新型職業農民培訓、農民智能手機應用技能等培訓項目,通過網絡電視、電腦、智能手機等信息傳播媒介,建立“上門培訓+集中培訓+網絡培訓”的多元化培訓模式,對村級信息員分區域進行培訓。
4.增強益農信息社持續運營能力。探索可持續的商業模式,依托運營商、服務商,拓寬經營服務內容范圍,通過提供政策、技術等公益服務和培訓體驗服務聚集人氣,通過代繳費、小額取款、物流代收等便民服務獲取適當收益,并開展網店建設裝修和運營推廣,應用線上、線下相結合的渠道資源開展產銷對接、農產品上行等業務,提高信息員自身收入。
(二)管理運營網絡體系。省農業廳將會同有關部門制定建設運營、資源共建共享、風險防控、延伸績效考核等方面的制度規范,指導全省各省轄市、縣(市、區)有力有序有效開展工作。同時,研究制定益農信息社管理辦法,建立益農信息社登記、備案及管理考核制度,建立信息進村入戶服務規范,明確公益服務職責、商業服務內容及標準、法律責任,加強網絡和信息安全防護能力建設,有效防控技術風險、經營風險和法律風險,確保信息進村入戶工程安全規范推進和運行。
中圖分類號: U298.3 文獻標識碼: A 文章編號: 1673-1069(2016)15-147-3
1 RFID電子封鎖概述
RFID一次性電子封鎖產品是一次性安保產品,具有成本低、體積小、存儲信息容量大、全方向讀寫、識別距離長及存貯時間長等特點,并具有定位及長期跟蹤管理優勢,與互聯網、通訊技術有面結合,可實現全球范圍內物品跟蹤與信息共享。RFID是繼PC、互聯網和無線通信之后的第四次的信息技術革命,是21世紀最有發展前途的信息技術之一[1]。主要應用于海運集裝箱一次性封鎖、航運包裹、石油天燃氣化工管道節點管理、銀行錢袋與票據袋管理、快遞郵政包裹、電力電表、水廠水表封鎖管理、采礦下井工人管理、物流管理、農業生產管理、公共信息服務行業、防偽防盜等領域。
在物流行業,主要應用在于部分自動識別與數據采集(AIDC)技術中,特別是目前發展最快的快遞行業中的自動分揀系統,大量的包裹通過自動分揀系統傳輸帶,通過讀寫設備可自動分出包裹的去向,然后包裹自動從流道中分揀出來,電子封鎖在包裹袋中,可在任一方向被讀寫設備識別。傳統條形碼打印、條形碼識別技術由于信息存貯量有限,隨著RFID技術的發展,越來越多的領域采用RFID電子封鎖,以此來不斷降低RFID成本。
RFID的自動識別與數據采集技術(AIDC)主要解決貨物與信息之間的匹配關系,在各類實物在存貯、運輸過程中,隨時可以掌握物流的整個過程,使物流鏈變得透明化、信息安全化。目前,RFID是自動識別與數據采集AIDC領域最熱門的技術,射頻技術是利用無線電波對記錄媒體進行讀寫,射頻識別的距離可達幾十厘米乃至幾十米,且根據讀寫的方式,可以輸入數千字節的信息,同時,還具有極高的保密性。
2 國內外研究現狀和發展趨勢
RFID最早發明于1948年,并首先應用于第二次世界大戰,通過安裝在飛機上的RFID標簽和閱讀器發送和接受無線射頻信號,來分辨敵我雙方飛機。到了70年代,美國政府通過Los Alamos科學實驗室,將RFID技術轉為民用,并應用在物品跟蹤管理上[2]。從90年代開始,RFID正逐步應用在郵包跟蹤、機場行李及乘客跟蹤、倉儲管理、存貨控制、健康護理、物流供應鏈管理等領域[3]。隨著RFID硬件技術的不斷改進與完善,RFID設備的體積越來越小,成本也越來越低,其應用領域將更為廣泛。RFID技術與互聯網、通信等技術相結合,以產品電子編碼(Electronic Product Code, EPC)和無線射頻識別(RFID)為核心在互聯網之上構造“物聯網”,可以在全球范圍從根本上改變對物品生產、運輸、倉儲、銷售等各環節物品移動監控和動態管理[4]。為了使RFID在全球進行推廣應用,國際上已成立了一個標準化組織EPC global[5],提出了基于RFID的應用體系架構,制定全球統一標準來保證供應鏈各個環節信息的自動識別。各大軟件廠商也在其產品中提供了支持RFID的服務及解決方案,如Sun EPC網絡[6]、SAP-自動識別基礎設施[7]、Oracle傳感服務器[8]、IBM Websphere服務器[9]、Sybase RFID解決方案[10]、微軟的RFID中間件[11]等。
當前,國家眾多企業中,信息化水平尚處于較低水平,阻礙RFID電子封鎖的應用。RFID電子封鎖作為一種信息技術手段,其主要功能是快速、精準地采集數據。采集數據后,須經過進一步的對比分析處理,才能達到提高效率、降低總成本的作用。即,RFID電子封鎖的應用,需要相應的企業信息化達到一定的水平,使RFID電子封鎖系統與該企業的erp、CRM等信息集成在一起,才能充分發揮作用。
我國產業供應鏈發展尚處在初級階段,也阻礙了RFID電子封鎖的實際應用。與西方國家的企業相比,由于在技術和管理方面的弱勢地位,況且我國大多企業之間更多的是在競爭,而非合作。價格成為競爭的主要手段,這就造成眾多制造業利潤率維持在相當低的水平,整個產業供應鏈的上下游企業之間往往博弈大于合作。然而,RFID技術只有在整個供應鏈上協調實施,才能完全實現信息的透明和分享,充分發揮其作用。此外,RFID電子封鎖的另一個主要好處,是可以大幅度減少人工成本。如沃爾瑪RFID每年為可為其節省數十億美元的成本。
隨著,中國企業信息化的發展,RFID電子封鎖的應用將由點到面,延伸至各個領域。而RFID電子封鎖D的實施成本,必然伴隨RFID的推廣而逐漸降低。在具體應用層面,也將會從托盤或整箱的貨物跟蹤逐漸擴展到單品貨物跟蹤的水平。從產業供應鏈的角度看,國家倡導的產業升級,鼓勵眾多企業多多生產高技術、高附加值、高利潤產品,而RFID將會在整個產業升級中發揮用武之處。
RFID電子封鎖主要由耦合元件及芯片組成,其基本原理就是通過內置天線和射頻天線間實現通信。從原理與結構分析,整個電子封鎖中的兩大主要元件是“芯片與內置天線”,國外對RFID電子封鎖的研究也集中在這兩大項上面。
通過對SoC片上系統的不斷研發與實際應用領域的飛速擴張,RFID電子封鎖的研發將朝著體積更小、儲存信息容量更大、讀寫速度更快、穿透性強非可視識別、對高速移動目標識別能力強、可同時多目標識別、能夠嵌入GIS(地理信息系統)、gps(全球定位系統)、BD2(北斗2號衛星定位系統)、GLONASS(格洛納斯衛星定位系統)芯片進行定位與實時跟蹤,應用領域多樣化的新興高科技產業群發展。到2011年RFID電子封鎖的全球市場規模將達1100億美元,國內占比8.5% ,并且2011年到2015的市場規模年均復合增長率在17.83%以上。 3 應用或產業化前景
RFID一次性電子封鎖技術,依據單元技術與系統集成并重、產業投入與市場培育并重、企業運作與政府推動并重、技術創新與標準制定并重、自主研發與國際合作并重的原則,以實現RFID一次性電子封鎖產業自主、健康和可持續發展。
隨著RFID技術融入到電子封鎖行業,顯示出巨大的發展潛力與應用空間。近年來,國家相繼頒布了試運規定與技術政策,加大了對RFID電子封鎖產業發展政策支持力度。實際應用領域也從“天津港基于RFID的集裝箱陸運作業流程改造項目”、“上海港中美集裝箱電子封鎖國際航線應用項目”拓展到“五糧液酒防偽電子封鎖項目”、“沃爾瑪將全部貨物上的條形碼標簽改為RFID封鎖”多元化領域。
2011年RFID電子封鎖的全球市場規模將達1100億美元,國內占比8.5% ,并且2011到2015年的市場規模年均復合增長率在17.83%以上。
隨著,互聯網+的發展,RFID電子封鎖技術將會得到更廣泛的應用,RFID一次性封鎖產品的種類將越來越豐富,電子封鎖、讀寫器、系統集成軟件、后臺服務等都將取得新的進展。
4 技術路線及方案
本項目將采用吸收與創新并用、理論分析與實驗驗證相結合的方法,充分利用前人和自己以往的相關研究成果,綜合天線技術、信號處理、計算機技術等多學科的積累,并將結合現代物流、倉儲等特定的領域和應用背景來研發低成本RFID電子封鎖,提高成果的實用價值。
RFID電子封鎖是由RFID芯片和天線組成,利用電磁反向散射耦合原理實現與讀寫器之間的通訊。電子封鎖中存儲一個唯一編碼,其地址空間遠遠高于條碼所能提供的空間,因此可以實現單品級的物品編碼。當RFID電子封鎖進入讀寫器的作用區域,就可以根據電磁反向散射耦合原理在天線兩端產生感應電勢差,并在芯片通路中形成微弱電流,如果這個電流強度超過一個閾值,就將激活RFID電子封鎖芯片電路工作,從而對標簽芯片中的存儲器進行讀/寫操作。系統組成如圖1所示:
RFID電子封鎖是研究將RFID芯片、天線與附著的封鎖介質三者之間的匹配技術,以及電子封鎖加工過程中的一致性技術。主要為倉儲與物流配送管理,通過條碼在生產加工及商店供應鏈中建立可追溯系統。在物流作業中,電子封鎖記錄貨品信息。條碼系統能清晰的獲取物品的各類信息,包括當前位置、名稱、儲運情況等等,為用戶查詢提供全面、可靠的信息。
5 電子封鎖應用后的作用及意義
在電子封鎖自主創新技術研發的基礎上,保持RFID天線最優化設計,完善電子標簽嵌入式的封裝工藝,降低生產成本,滿足市場需求;建設產業基地,加快產業鏈形成,提升電子封鎖產品在國際中市場競爭能力。
方便信息的更新,滿足客戶需求,電子標簽則可重復修改、刪除、新增RFID卷標內儲存的數據。
電子封鎖的運用成為各企業維護知識產權及打擊假冒偽劣商品重要防范措施重要手段。由于RFID存儲的是數據信息,可設置密碼保護,從而提高了數據傳輸的安全性,避免在物流環節中流入的大量假貨而損害知名品牌。
在快遞行業自動分揀系統中運用RFID電子封鎖技術,實現對包裹的跟蹤與定位監管,加強通關監管水平,提高通關效率。
大大降低物流運輸成本,電子封鎖通過GPS全球定位系統,采用有源RFID技術、GMS通信技術的GPRS/SMS業務、GIS技術、計算機網絡和數據庫等技術,在貨物狀態發生變化時實時將狀態變化發生的時間、地點以及周圍的環境信息傳輸到貨主或管理人員的機器上去,電子封鎖甚至能夠在損害行為發生時提供即時求救信號。提高貨物運輸的安全程度和透明度,將使綜合運輸成本大幅降低。
帶動電子、信息等行業的發展,不僅提高產品的高端技術水平,也提高了國民經濟整體效益。一方面,可催生新的行業發展,帶動就業。另一方面,可為企業培養新的業務增長點,減低成本,從而提高企業的整體經濟規模。
參 考 文 獻
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傳統信貸不適應家庭農場融資發展。不同于小農家庭和雇工農場,家庭農場主要是從事農業規模化、集約化、產業化的新型農業經營體,在成長壯大過程中其融資需求逐步向規模化、綜合化、特色化轉變,傳統信貸模式由于信貸準入門檻高、融資配套服務體系缺失、風險管控要求嚴等原因已經無法滿足家庭農場融資發展需求,家庭農場融資需求活動遭遇傳統信貸制度性、機制性、主觀性等因素的嚴重制約,傳統信貸服務成效并不顯著。
互聯網金融與家庭農場的契合性分析
家庭農場積極融入“互聯網+”的變革
在互聯網創新浪潮的推動下,互聯網以終端用戶為中心,以價值創造為主線,迅速滲透到各行各業,給傳統農業帶來一系列化學反應,催生“互聯網+家庭農場”的發展新機遇。
互聯網+新型農業組織。互聯網在與農業結合中創造新的價值,改變傳統農戶分散、交易成本高、信息不對稱的洼地,重構原有農業經營模式,改變產業市場者行為,倒逼農業生產的集中化發展,促進農業向生產自動化、精準化、可追溯性的家庭農場轉型。
互聯網+新型產業鏈。家庭農場以客戶為中心借助互聯網對市場、產品、技術、資源等信息的廣泛收集和專業分析,重塑整個農業產業鏈,升級農資銷售模式以電商模式銷售優勢釋放市場效應,聚集消費群體,擴大市場規模,以優質的農產品、低廉的銷售渠道和完善的售后服務,增加市場紅利。
互聯網+新型農業金融。互聯網對家庭農場新型經營模式的生產、流通、交易、融資的各個環節進行改造,以互聯網信息采集能力以及大數據分析能力提升生產運營效率,以高額流入的預期收益吸引更多的社會資本注入,形成家庭農場的互聯網金融服務模式。
互聯網金融契合家庭農場融資需求
家庭農場經濟組織經營運作特征直接決定其金融需求數量、期限、用途、內容等特點。新常態環境下,融入互聯網思維的融資服務新模式在目標定位和技術條件上具有鮮明的電子化、信息化、在線化、便捷化的特征,契合家庭農場融資需求。
資源集聚滿足規模化資金需求。區別于自給自足的傳統小農家庭,家庭農場多是在集中租賃的土地上以專業化、規模化以及標準化生產的方式進行大規模的生產經營,規模經濟效應明顯,融資體量相對較大。受資源動員能力、經營管理能力和風險防范能力的限制家庭農場往往不被傳統金融機構所優先考慮,互聯網金融以集聚效應產生與傳統金融相匹敵的市場新能量。一方面,開拓服務渠道。另一方面,資源配置去中介化。
成本低廉保證周期性資金周轉。農業生產的周期長,農產品需求彈性小,生產的周期性和季節性決定家庭農場在不同的時間點上應收應付賬款同樣表現出周期性特征,承擔著高額的資金周轉成本。互聯網金融一定程度上代表著邊際成本遞減的趨勢。
數據技術規范多元化資金管理。市場經濟環境中,家庭農場兼具農業生產與市場經營的雙重主體身份,資金用途與需求內容呈現出多元化需求的特點。互聯網金融的大數據應用與信息處理技術在解決傳統的家庭農場資金管理以及風險管理上優勢突出。在資金配置上,互聯網金融企業聯合電子商務平臺、第三方支付等組織,將互聯網大數據資源、搜索引擎技術與金融咨詢、在線服務等金融專業技術相互融合,通過清單式篩選準確核定家庭農場新技術的研發與新品種的投入需求,為季節性閑置資金尋找保值增值服務的短期理財業務,規范家庭農場資金使用。在風險管理上,互聯網金融借助互聯網數據挖掘技術,利用交易記錄、買家評價、交易價格等代表性指標,識別不可控制性因素所引發的突發性事件以及連鎖性風險,通過公開違約和降低評級信息等方式,增加違約成本,有效控制金融風險。
創新家庭農場互聯網融資模式的措施
家庭農場是實現專業化生產、規模化經營、社會化運作、市場化競爭的新型微觀經濟組織,其資金需求特征與融資現實決定有必要打通互聯網渠道。基于家庭農場的基本界定,準確把握融資需求特點,利用互聯網思維從思維、客戶、產品、渠道、風控、科研等方面推進融資服務模式的改革創新,實施更直接和更具針對性的支持措施,對于突破家庭農場融資發展瓶頸至關重要。
發散思維,開拓思路。在創新渠道發展的時代主題下,互聯網思維以其穿透力推動傳統金融改革,利用互聯網思維分析家庭農場融資發展的內外部環境,思考變革融資模式思路,是未來金融支持家庭農場融資發展先導理念。
分類核定,框定等級。家庭農場融資行為的市場性需要依據市場規律運作,因為發展程度參差不齊,所以首先需要厘清家庭農場所屬的層次。根據農業部門認定標準,嚴格框定準入條件,按照家個體所處的行業類別、經營規模、勞動力數量、經營成效等有重點分層次的制定互聯網融資服務方案。首先,核實基本情況。其次,認定行業類型。再次,核定經營情況。最后,核定資金情況。
優選客戶,提質增量。在家庭農場互聯網融資體系中客戶是維系生存發展的基礎與最重要的戰略資源,提高家庭農場線上金融的使用率重在發揮互聯網用戶思維優選客戶,深度挖掘農業龍頭企業以及上下游潛力農場,夯實強大的客戶基礎創造規模效應。
線上線下,升級產品。在激烈競爭的同業市場上,產品是金融機構參與競爭的根本命脈,根據家庭農場所處的行業門類,線上線下同步聯動,全面升級特色金融產品,滿足家庭農場生產設施投入高的特點。第一,以信息技術為基礎工具,以網絡系統為基本載體,加大對家庭農場融資需求的分析研究,突破傳統抵質押融資模式,開發適應互聯網金融特點的線上產品。第二,明確區分線下融資路徑的拓展工作,按經營規模提供大額信貸資金支持。
多重手段,管控風險。從金融供給的角度看,金融風險的管控必是根據具體產品類別的現狀進行,抓住家庭農場互聯網融資特點進行風險控制是增強穩定性的重中之重。第一,客戶準入上,加強對家庭農場所處行業門類、產品質量、價格波動、市場行情等情況的全面把握,重點審查交易流程、銷售方式、交貨方式、付款周期等,防范集中性的自然風險、行業風險、市場風險等。第二,信用評價上,突破傳統的推薦評價,在考察單筆家庭農場線上融資業務的自我清償力的同時還需要將融資項下資產、資金使用、交易對手運營狀況等指標納入信用評價體系,防止交叉傳染性風險。第三,操作管理上,消除傳統系統操作過程中信息推送有限的弊病,打通與龍頭企業、家庭農場個體的信息對接端口;通過互聯網大數據技術收集、整理、分析包含龍頭企業上下游客戶的經營指標以及財務指標,提高線上金融風險預警能力。第四,風險分擔上,與龍頭企業簽訂合作協議,按照比例交納保證金建立線上風險資金池,明確補充機制以及違約責任;鼓勵融資性擔保機構優先為參加銀行制度保險的家庭農場主體提供融資擔保,共擔風險。
加大研發,推新增智。發展家庭農場互聯網融資并非簡單的將傳統信貸嫁接于互聯網之上,在互聯網融資模式發展的潛力就在于不斷更新換代的信息技術與研發水平。構建家庭農場互聯網金融服務體系重在商業銀行、龍頭企業、家庭農場個體、第三方平臺、政府等信息對接系統的配套研發開發。