制造业的物联网应用前景

郭凯婴 朱岩

摘 要：近年来，物联网产业（Internet of Things，IoT）发展已步入正轨，但尚有潜力可挖掘，并极有可能成为制造业发展的新引擎。从以往的数据来看，制造业企业由物联网应用获得的收益达到历史最高 。通用电气（GE）等龙头企业已致力于产品智能化及服务方式革新的研究，为了创立新的经营模式，文章还对过去无法处理和利用的数据重新进行了分析。

关键词：制造业；物联网；应用前景

1 物联网将成为制造业发展的新引擎

TCS此次调查共涉及四大区域（北美、欧洲、亚太地区和拉美地区）的795名企业高管，分析了目前企业与物联网产业相关 的经营模式及发展蓝图，并对制造业的前景进行了宏观研究。研究主要将针对以下几个方面展开：

（1）企业中哪些部门负责与物联网应用相关的事务？目前与物联网相关的研发进展及未来的计划？研发的方向？

（2）企业中应用到的涉及物联网产业的技术有哪些？目前是如何应用及应用在企业经营的哪些环节上（如：市场、销售、服务、供应链等环节）？

（3）物联网技术的应用给企业经营模式带来了怎样的变化？哪一类的产品和服务从中受益？利润额如何？

（4）企业物联网技术应用过程中的经验和教训（收入有无增加和减少）？收入增减差距如何？

TCS针对企业物联网技术应用深度的调查包括以下四个方面：

（1）供应链监控：传感器、数码摄像头、无线射频识别系统（RFID）、经营活动跟踪设备、状况监控设备，以及产品运送到客户途中的全程监控系统等。

（2）商业经营场所监控：数码摄像头、视频摄像头、传感器（在企业经营场所安装的监控设备，主要用于对员工和客户间的商业行为进行监控，相关企业包括汽车销售商、工厂、车间等）。

（3）产品和服务监控：在向客户销售的产品中安装数码传感器、嵌入式软件等相关产品。

（4）客户监控：通过在客户的移动设备（包括智能手机、平板电脑和其他可穿戴设备等）中安装相关应用程序实施。

2 报告中涉及的制造企业

为完成此次调查，TCS共访问并征集了140名制造企业高管的意见，这些制造企业的高管中有3/5来自美国，18.6%来自德国，12.9%来自中国香港，7.9%来自日本，7.1%来自巴西，2.9%来自印度，2.9%来自澳大利亚。

大多数（占比80%）受访企业的年收入超过10亿美元，另外1/5的企业年收入超过500亿美元。

调查受访者中，25%从事IT工作，18.6%从事销售工作，12%从事生产和制造工作，高管占比10%。图1所示是受访企业年收入区间统计。图2所示是受访者的职位情况列表。

图1 受访企业年收入区间统计

图2 受访者职位情况

在受访者中，有10.7%的受访者是企业的首席执行官、首席营运官或负责业务部门的高管，14.3%的受访者是企业的一级管理人员（如：业务主管、市场主管、销售主管、首席信息官等），47.9%的受访者是直接对企业一级管理人员负责的二级管理人员，余下的则是其他人员。73%的受访者属于企业管理层，包括首席执行官、部门领导、高管及直接向他们负责的管理层。图3所示是不同职级受访者所占的比例。

图3 不同职级受访者所占比例

3 制造企业的物联网投入

2015年，制造企业在物联网方面的平均投入为1.082亿美元，占其平均收益的0.45%。从表1可以看出，制造业在物联网方面的投入占比虽然不及旅游、运输和酒店业（占收益的0.6%）及通信业（占收益的0.55%），但较投入占比较低的能源业（占收益的0.22%）而言，还是高出不少。表1所列是2015年各产业企业物联网投入的情况统计。

制造企业为何选择在物联网技术方面进行投入呢？在如今的竞争态势下，制造企业面临压缩开支、谋求商业模式创新满足客户需求，以及开发智能产品的挑战。越来越多的企业为了占得先机，都纷纷加大对物联网技术方面的投入，如电梯制造企业就在其产品中嵌入了故障停机报警系统。

制造企业对物联网改造方面的投入中，35.5%用于产品监控，其余方面还包括供应链监控、客户监测和营业场所监控等，对产品监控方面的投入明显大于其他方面。这一点不难理解，毕竟对产品监控方面的投入是资产密集型的，投入可以更为直观地用在原材料到成品的这一生产过程中。除此之外，供应链监控和客户监控方面的投入也有显著增长。图4所示是2015年物联网各核心业务的投入占比情况。

对于其他产业而言，同样把对物联网的投入重心放到了产品监控方面，2015年投入占比31%，供应链监控投入占23%，营业场所监控占19%。

图4 2015年物联网各核心业务的投入占比情况

据预测，到2020年，制造企业产品监控方面的投入将有所减少（占33.1%），但在这四类投入中的占比仍然最高，营业场所监控的投入根据预计也将有所减少。图5所示是预计2020年物联网各核心业务的投入占比情况。

图5 预计2020年物联网各核心业务的投入占比情况

相比较上面提到的投入预算而言，物联网投入的经费预算也呈现类似的趋势，即产品监控占比最高（30.4%），客户监控其次（28.5%），供应链监控22.1%，营业场所监控18.9%。图6所示是预计到2018年制造业企业的物联网投入经费预算情况。

图6 2018年制造业企业的物联网投入经费预算情况

从预算看，制造企业2018年对物联网的平均投入将继续维持在1.202亿美元的水平上，也就是说比2015年的投入水平高出11个百分点；相比较其他产业的情况而言，制造企业的物联网投入计划也将比较高。图7所示是2018年各行业物联网投入的经费预算情况。

4 制造企业目前的物联网技术使用情况

近半数的企业将物联网技术运用到生产和配送方面，以监控产品从制造到送到客户手中的全过程。制造企业的物联网投入涵盖了产品生产的每个阶段，同时企业还不遗余力扩大增值服务的范围以满足客户需求。

图7 2018年各行业物联网投入的经费预算情况

（1）近半数（48%）的制造企业把物联网投入重点放在从生产到配送环节的产品流监控上

对供应环节的监控是目前制造企业物联网技术运用的重点，包括：从原材料到制成品的过程监控，从产品到客户手中的运输、仓储和配送过程监控等。制造企业努力提高整个流程的可见程度。近十年来，RFID标签主要被用在库存管理方面。随着目前传感器价格降低和能效提高，相信RFID标签的使用将更为频繁，制造企业将更多地把标签用于进料托盘和备品补充监控方面。

例如德国马牌轮胎制造企业——大陆集团（Continental AG）将Wi-Fi传感器应用在橡胶和其他轮胎配件的装车管理上，通过传感器将装有相关材料的位置数据向库存管理系统传输，有效优化了原材料管理流程，并提高了生产效率 ；另一个事例来自欧洲飞机制造企业——空中客车公司，他们在制造和装配过程中，通过智能眼镜和平板电脑对飞机零配件进行扫描，以确保整个流程的精确性（比如：每颗螺丝应旋紧的程度等） 。

（2）超过1/4（26.4%）的制造企业把物联网投入重点放在对产品表现进行监控的方面

美国通用电气公司（GE）物联网技术应用的重点在于客户对产品表现的评价，他们设计的应用程序可以采集和分享来自于客户的相关数据。比如，在一条能源通道上，GE可以接收并分析来自智能传感器，以及气象、地震、人口、医疗健康、学校等部门的数据，并对维修和风险管理的过程进行优化分析并加以安排。

（3）近1/4（24.3%）的制造企业把物联网投入的重点放在客户移动终端上安装的应用程序设计，实现对相关信息的采集

汽车制造企业通过为汽车配备移动用户界面，以掌握用户使用习惯等反馈信息；通过在生产制造的汽车上配备信息娱乐系统，也可以为相关部门追踪用户在线服务消费模式和偏好提供便利；通过将获取到的信息与车主及人口统计数据等资料库相关联，保险公司的保费核算就有了参考依据；通过对先进的车载远程信息系统进行分析，才能设计出更方便易用的移动应用程序。

德国采埃孚股份有限公司（ZF Friedrichshafen AG） 的智能汽车传送系统，能监控并记录出卡车司机的驾驶习惯，传感器还能对获取的数据进行分析，通过关联当前路况与地形数据信息，对司机行进过程中的速度调整给出适当建议，这对于节油和延长传送系统工作寿命都有助益 。

（4）约22%的制造企业把物联网投入的重点放在经营场所安装的传感器或其他设备，实现对工作人员与客户的沟通情况进行监控

Nest公司 的智能恒温控制器通过气温调节，起到节约能耗的作用 。这个自学习程序使恒温控制器能够对采集到的使用者行为及习惯数据加以分析，比如对包括使用者出现并离开监控场所的时间、监控场所内外的温度和湿度条件进行分析，以决定能源使用模式，实现节能的效果。

（5）约7.9%的制造企业把物联网投入的重点放在可穿戴移动终端上，实现监控功能

目前制造企业中出现了一个新理念，一些企业已经开始对这一理念的应用研究，即通过让企业工作人员佩戴相应的可穿戴移动终端实现监控。比如亚马逊对其配送中心的送货员都安装了GPS定位标签并为他们配备了随身扫描仪，以便优化配送流程 。

同时，汽车制造企业也针对他们的实际情况研发出易用的可穿戴设备及应用，如汽车制造企业可以通过苹果公司的智能手表产品的相关应用程序，为客户在展厅中营造出个性化的参观体验。图8所示是制造企业物联网技术的运用情况。图9所示是2020年制造企业应用物联网技术的方式调查。

对于目前仍未使用数字技术的制造企业而言，其中31.6%的企业表示截至2020年他们可能会通过在产品上安装数字传感器了解产品表现；另有相近比例的企业表示或将对产品配送过程进行监控；26.3%的这类企业表示或将对经营场所安装监控设备实施监控。