物联网的缘起

  物联网(Internet of Things, IoT)的概念出自于1995年比尔盖兹(Bill Gates)的《未来之路》一书。而物联网一词,则是由国际电信联盟(International Telecommunication Union, ITU)2005年所发布的报告《The Internet of Things》中提出。其核心概念系指在网络化的时代下,从图一(物联网的联结)看见,在物联网下,人跟人之间可以通过网络相互联系、人也可通过网络取得对象的信息外,对象与对象之间可以互通的网络环境。换言之,物联网代表着未来信息技术在运算与沟通上的演进趋势,而这样的演进过程将会需要各式各样领域的技术及科技创新来带动,小从纳米科技、大至智慧城市的建设,其影响范围相当广泛。

(图一) 物联网的连结

  从发展趋势来看,物联网的发展可分为时间(Time)、地点(Place)与物件(Thing)三个维度,随着物联网发展趋于成熟,将创造出所有对象皆可在任何时间、任何地点相互沟通的环境。其涵盖了人与人对象与对象人与物件三大范畴。由于物联网运行时将会通过营运商所建构的网络布线,因此将带给营运商更多机会主导物联网产业商业模式的发展。

  物联网的架构

  为将所有物品通过射频识别讯息传感设备与因特网连接起来,提供智慧化识别与管理。物联网整合了信息传感设备,如无线辨识系统(RFID)、红外线传感器、全球定位系统、雷射扫描仪等种种设备;经由智能芯片如高通(Qualcomm)、英特尔(Intel)CPU运算后,再通过无线传输设备如WIFI、蓝牙与电信运营商的无线传输网络结合,使各种物品在生产、流通、消费的各个过程,实现物品的自动识别和信息的互联与共享。

  物联网的运作:

  对物体属性进行标识,属性包括静态和动态的属性,静态属性可以直接存储在卷标中,动态属性需要先由传感器实时探测

  需要识别设备完成对物体属性读取,并将信息转换为适合网络传输的数据格式

  将物体的信息通过网络传输到信息处理中心(如家里的计算机或者手机,或IDC集中管理),由处理中心完成物体通信的处理

  物联网涵盖范围广泛,现今中国之物联网分类多以下图方式分类:


(图二) 物联网分类

 物联网的应用:

  从图三显示,物联网遍及交通、环境保护、政府工作、公共安全、家居安全、消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。

  从最小至个人的健康管理、人与人之间的文件传输、空间规划与预测,大至智慧城市的规划、能源管理与环境的维护,借助物联网得帮助与连结,使我们得生活迈入更智慧的时代。

 (图三) 物联网促成得智慧生活

  物联网的产值

  物联网目前仍处于导入期,因此在未来仍有相当大的成长空间。图四是2020年全球物联网规模的预估产值,预计在2020年全球物联网的规模将成长到1兆美金,而应用服务的成长在整体物联网规模的市值中是最明显的,高达6.5倍的成长,从这样的数据也透露,市场对于物联网得应用将会更加多元,且带给用户的附加价值也随之提升。

 (图四) 全球物联网规模

  酝酿中的未来-一个超乎你我想象的世界

  物联网的应用范围相当广泛,如图五(物联网应用范畴)所示,依照应用产品或服务的贴身程度,可从穿戴式设备、智能汽车、智能家居智能交通、智慧城市,到工业物联网等,其应用范围之广泛,几乎涵盖所有的领域,不论是衣服、水杯、运动器材,到灯具、监视器、传感器等生活用品,都有企业投入将一般产品结合物联网的研究,而各种产品间,又能依照不同情境来搭配,因而产生智能家居、智慧饭店、智慧小区、智慧零售、智慧办公室、智能金融等新型态的生活方式,如此的发展不仅丰富了人类生活,更创造一个超乎你我想象的世界,接下来我们来进一步了解何谓智慧生活与工业物联网的概念。

(图五) 物联网应用范畴

智慧生活范畴

  智慧生活范畴涵盖在智慧城市与智慧家庭之中,凡是人类生活中的一切事物都是智慧生活可以应用的范围,但事实上智慧生活的发展不只是要让原本生活就很富裕的人们过得更好,更试图通过整合科技研发及人文思维关怀,将创新与前瞻科技导入以往资源最缺乏的社会底层,改善生活、环境质量、健康水平与社会文化。我们可以通过国际智慧生活教育平台的分类,从三大领域的角度切入,全面的来解构何谓智慧生活:

(图六物联网的生活范畴

  永续智慧生活空间

  首先是关于永续空间的部分,凡是人类生活的空间,包含住家、办公室、商业空间都是这领域的范畴。从图七可以得知,智慧生活空间的做法是将科技做为载具,从以人为本的出发点来思考科技、空间与使用者之间的关系,并实践环境永续与文化再造的目标。

(图七) 智慧生活空间

  举例来说像国土、城市、乡村、小区,到住宅以及车载空间都是永续空间的应用对象。通过科技通讯基础设施来整合生活空间中的设备,加上物联网的技术应用,如:Zigbee、雾运算等,来建立一个内部共通的沟通平台,以做到内部互通、信息安全与资源开放等,同时也延伸出智慧安防、智慧节能、智能车载系统等课题。

  智慧健康医疗照顾

  随着已开发中国家的人口结构逐渐高龄化,医疗照护资源的需求日益提升,为了能够提供足够的资源给老人一族,医院每天须花无数的人力成本来提供服务以及处理信息,因此为了让医疗信息的成本下降,完善的数字化医疗系统是不可或缺的建设;这套系统并不只是做数据的储存,更要能从收集而来的数据针对现有的流程进行改善,我们可以从图八的示意图去看智慧医疗的运作,而市场中,也已出现众多厂商积极开发这块市场,像IBM开发的超级计算机华生,能够从全球的病例中找出符合病人症状的案例,以协助医生做诊断。

(图八) 智慧健康医疗照顾

  医院的病房、诊疗室、急诊室等皆是智能医疗照护应用的范畴,除此之外,家居的照护也涵盖在内,例如中兴保安有推出MyCare健康照护,通过远程照护与通报系统,就像家中有一个贴身护士在照料一般,能及时将信息传送回医院,并免去年长者与行动不便者的奔波之苦,另外大同集团旗下的大同医护深耕医疗信息系统多年,2015年以智能医疗为主轴,打造“go健康自我健康管理平台,借助科技通讯科技与生理量测电子化医疗器材应用,提供远程关怀照护整合服务。

  技术导向生活科技

  技术导向生活科技是要将物联网的技术应用在我们生活中所有的事物之上,从图九中可以看出,衣、食、住、行、育、乐都能因为连上了网络,产生更佳的使用体验。

 (图九) 技术导向生活科技

例如Vessyl的智能杯,只要将液体倒入杯中,杯子就能分析物质的组成,告知使用者内容物为何,并将日常饮用的习惯记录下来,进一步分析健康状况,让生活更加美好,另外也有和运动结合的例子,例如Babolat这款能分析使用习惯的网球拍,通过设置在网球拍上的传感器,将每次击球的信息传入行动设备,让用户通过手机就能了解如何改善球技。目前主要的应用范围相当广泛,各类民生用品,生活起居常用的的器具都是文化导向科技的应用范畴。

  介绍完智慧生活的三个领域,可以发现借助网络将物与物、物与人以及人与人的联结,可以创造出许多的机会,物联网的出现,不仅改变了我们现在的生活模式,也创造了企业在供应链上的机会,接下来我们再从工业物链网的角度切入以了解物联网的应用。

  工业物联网范畴

  从图十所见,随着科技的进步,工业革命也来到了4.0的时代,除了家用的消费型商品已经逐步采用了物联化技术,同时在工业的领域中,工业物联网 (IIoT)也在市场中引起一股风潮。

 (图十) 工业革命的演进

  根据管理顾问公司 Accenture 调查,IIoT 将结合多个复合性工业部门,创造大量的机会,多数的企业领袖更看好 IIoT 带来的前景:机会的创造远胜于取代

  虽然自动化生产已经促使科技进步,大幅提升量产速度与价格竞争力,但从图十一工业物联网开拓了另一片疆土:以快速成长的智能网络结合设备、机台、对象,提供大规模实体产品的数据给供应链尾端的顾客,满足订制需求。

 (图十一)工业物联网的示意图

  以专注发展科学农业的 On Farm 说明,借助传感器搜集农地环境数据(如:气候、地质等),传送至营运中心进行巨量分析,为农夫提供植栽顾问说明,如此农业发展不再一味受环境束缚,能针对特定区域的特定作物,以更有保障的生产条件获取利润。

  显示乐观的企业主认为,工业物联网可以让生产的效率提高以外,更重要的是,它将带来一波新产品、新服务、新市场的浪潮。Accenture 调查也显示在 1,400 个企业中有 87% 的领导人都认为,IIoT 会成为主宰未来网络工作的创世主,Accenture 更预测 IIoT 将在 2030 年促进 20 个经济体 14 兆美元 GDP 的提升。

  区别以往全面自动化取代人工的框架,工业物联网推动的是人机协同合作,也就是人在智慧制程中,不再只是提供劳力的一方,而是扮演生产过程的设计决策者及管理者。美国马里兰州一间钢铁公司即是利用自动化和机器人分析功能,发展更知识密集的工作,在 IIoT 的应用下保障工作安全,兼顾人力经验,提供高产能、高质量的成果。借助数字投资,钢铁公司更能显著增加员工时薪,兼备高雇用率,应对持续看涨的需求。

  但推动工业物联网的路途颠簸,并不是一路风调雨顺,负责人可能面临企业内部结构的破坏,还有推动革新的风险。图十三显示有 73% 的执行官与企业负责人还不敢轻易制定实体 IIoT 计划,只有 7% 已经发展全面投资方案,企业领导人如何有效善用数字技术,并且带给员工最大的福祉是一项艰巨考验。

  不过,工业物联网中,数字机器人、健康照护分析等新的技术皆需要软件开发,也将创造更多新的工作机会,另一方面推动智慧工厂或许将进一步解决全球制造业面临升级的问题。在工业4.0时代,企业若拥抱工业物联网带来的好处,势必能让中国企业成功的转型。

  未来与展望

  了解物联网的整体概要后,我们发现物联网的应用是相当多元的,换句话说,物联网的应用将会是引领我们生活迈向更便利、更进步的重要枢纽,以致我们的生活模式大大的被改变。在这波科技革命的浪潮中,中国企业若善加利用这个机会,一定在全球物联网的供应链中扮演重要的角色,借助物联网的协助,进行组织的变革与转型,让企业能够在工业4.0的时代中,站稳脚步,并重新立足于世界的经济体系中。

2016年12月11日

物联网总体概论:一颗一兆美元的金苹果

导读: 从发展趋势来看,物联网的发展可分为时间(Time)、地点(Place)与物件(Thing)三个维度,随着物联网发展趋于成熟,将创造出所有对象皆可在任何时间、任何地点相互沟通的环境。

转自 物联网之家

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