基于系统动力学的物联网产业链分析

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1、基于系统动力学的物联网产业链分析孙金良 吕稀艳（北京交通大学经济管理学院）100044摘要 ：随着社会现代化的发展和人们生活水平的提高，物 联网的应用势在必行，然而面对刚刚起步的物联网，物 联 网产业链也存在着 诸多的问题，本文主要从物 联网的 产业链出发，详细阐述了物联网产业链的现状，所存在的 问题 ，并运用系 统动力学的理论和方法 对物联网产业链发展做了详细的分析，最后 对存在的问题 提出了一些相关的建议。关键词： 物联网 产业链 系统动力学 关键因素分析一 引言 物联网的概念是在1999年提出的， 顾名思义，物 联网就是“物物相连的互联网”，物 联网是在互联网的基础上发展起来的，并且能

2、够实现物物相连。目前物 联 网已经广泛应用到人们的日常生活当中，主要的形式有企业专用的无线传感网，基于公众通信网 络 的M2M网络， 还有RFID类的短距离识别系统；物联网的应用形式也是多种多样，车辆调度系统， 电子收 费系统，无线POS机系统等等，德国甚至还出现了以物联网技术为主题的“未来超市”，物联网的应用前景十分广阔，美国权威咨询机构forrester预测未来物 联网的市 场应用价值将超过万亿美元，成为本世纪又一个经济增长点。目前我国物联网的发展正处于起步阶段，国内 对于物联网的研究也 处于摸索阶段，大多数的文章也主要局限于物联网在各个行业的应用，系 统的研究物联网产业链的文章 较少，而

3、脱离物 联网产业链的整体环境而单独研究物联网的应用显然意义并不大，本文采用系统动力学的方法，从系 统的角度对物联网产业链进行研究，找出影响物 联网产业链发展的关键因素，对物联网的研究具有理论意义。二 物联网产业链发展现状物联网产业链大致可以分作3个层次：首先是传感网络，以二维码 、RFID(射频识别技术)、传 感器为主， 实现“ 物”的识别；其次是传输网络，通过现有的互联网、广电网络、通信网络或者未来的NGN 网络(下一代网络)，实现数据的传输与计算；三是应用网络，即输入输 出控制终端，可基于 现有的手机、PC等终端进行。由于物联网产业链涉及的产业较多，本文主要对 物联网产业链各个层次的关 键

4、产业进行了描述。在传感网络层上，RFID 是物联 网发展的排头兵，全球 RFID市场规模从2007年的49.3亿美元上升到52.9亿美元，这个数字覆盖了 RFID市场的方方面面，包括标签、阅读器、其他基础设施、软件和服务等。RFID卡和卡相关基 础设备 占市场总量的57.3%，达 30.3亿美元。来自金融、安防行业的应用，如非接触支付、门禁控制共同推 动RFID卡类市场的增长。 2009年中国RFID市场规模突破了100亿元，年J复合增长率达到68%，其中电子标签超过38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。目前我国这类公司主要有 远望谷、新大 陆、厦门信达、东信和平等，其中

5、远望谷在铁路RFID市场份额过半，具自主研发优势和寡 头垄断优势而新大陆是国内唯一掌握二 维码核心技术的厂商、技 术达国际先进水平。MEMS传感器市场前景广阔， 传感器作为现代科技的前沿技术，被认为是现代信息技术的三大支柱之一。有市场报 告显示， 预计2010年全球传 感器市场可达600亿美元以上。我国传感器市场的增长率超过15%，2009年为430亿元。目前上市公司中歌尔声学已经掌握MEMS芯片设计、MEMS半 导体封装等多 项核心技术，2008年申请相关专利高达44项，主要 应用在MEMS麦克风的生产制造。在传输网络层上，通过现有的互 联网、广 电网络、通信网络或者未来的NGN网络(下一代

6、网络)，实现数据的传输与计算；具体就技术而言主要有无线通信技术和有线通信技术，无线通信技术主要可分为短距离接入技术的无线网状网、 RFID和Wi-Fi/WiMAX 等，中 长距离的GSM 和CDMA（2G/3G/4G），以及卫星通信技术等几大类。近距离无线网状网是传感网业务的主要基础，许多发展潜力巨大的技术还处在研究阶段， 产业化还有待开 发。目前移 动运营商是扛M2M（物联网）大旗的主力，提供M2M 网络连接服 务的基于GPRS/CDMA 的移 动运营商主要可以划分为以下三类: 传统的移动网络运营商MNO (Mobile Network Operators），移动虚拟网络运营商MVNO （M

7、obile Virtual Network Operators）和主要针对M2M市场的M2M移动运营 商MMO（M2M Mobile Operators）。中国主要的几家物联网中游企业都已跻身世界500强，具有相当的实力，但是相关的物 联网发展与研究计划尚在起步阶段，产业链完全成熟 还需要相当长的时间。在应用网络层上，即输入输出控制 终端，可基于 现有的手机、PC等终端进行。物联网下游产业中集成电路产业有望迎来发展新机遇，在物 联网时代，每个物体上都要加装一个甚至多个芯片，集成 电路产业规模将迎来发展新机遇。 产业链内设计、生 产与封测 企业将受益。2005年集成电路产量达到266亿块，销售收

8、入由2000年的 186亿元提高到2005年的702 亿元，年均增 长30.4% ，占世界集成电路产业中的份额由1.2%提高到4.5%。市 场规模迅速扩大，2005年我国集成电路市场规模较2000年翻了两番，达到3800亿元，占全球比重达25%，成 为全球仅次于美国的第二大集成 电路市场。目前在集成 电路设计方面，代表公司有大唐微 电子、士 兰微和上海贝岭，集成电路制造方面则有中芯国际、华虹NEC等，集成电路封测方面的代表公司主要有通富微 电和 华天科技。智能 终端设备是将来物联网发展的又一重点，目前法国Violet公司推出了Nabaztag小兔子，通过wi-fi路由连接网络，可为主人提供所需

9、的各类新闻等，能够讲5国 语言，在主人接收到 邮件或信息 时，会发出语音提醒。此外它还能识读Ztamps标签 上的信息，并实时连网，随 时呈现动态信息。随着物联网推进，家用电器的智能化智能终端发展的又一领域，上市公司中的拓邦 电子是家电智能控制 应用领域的行业先行者。三 中国物联网产业链所存在的问题3.1 产业链缺乏融合统一目前物联网在技术层面上并没有新的革命性技术，在 应用上只是各个技 术的单独应用，缺乏 统J一的融合，而当前应用上也大多 仅限于无线传感的应用，在传感网和互联网的融合上应用较少，适合传感网与互联网融合的关键技术在应用上较少，用 户不多，只有少量的示范工程，同 时物联网在网络间

10、互联上也缺乏有效的控制，没有 统一的协议对网络间互 联进行规范， 产业链发展尚不成熟，企业间协作较少，没有形成规模效应 ，造成目前物 联网成本居高不下，难以形成大规模的应用，从而阻碍了物联网的推广和产业链的成熟。在信息共享方面，厂商为了各自的利益，缺乏信息的相互沟通，这在无形中加大了信息的获得成本，由于相互 间的竞争关系，企业合作不够，加上中国企业的研发能力有限，这样就形成了一个个信息孤 岛，各个企 业间单兵作战，从而不利于革命性技术的突破，阻碍物联网的推广和应用。各个行业间 普遍存在着进入壁垒，有 实力的大企 业在整合行业资源时成本较高，行业间缺乏积极的参与，资源开放度不高，这都阻碍了物联网

11、 产业链的健康发展。3.2 产业链发展不均衡目前中国已经有多家企业开始试水物联网业务，在 产业链 的上中下三层也形成了一些有实力的龙头企业，但就总体而言，产业链发展仍然不均衡，由于在当前利益和物联网概念的驱使下更多的企业关注了物联网的应用，以及如何 实现物联网产业链新的 应用模式，也就是更多的关注了物 联网发展的下层，而造成了物联网上 层和中层发展乏力，目前中国的物联网上游企业缺乏统一的标准，还处于起步阶段，在物联网的核心技 术上我国的物联网上游企 业与国外还存在着较大的差距，在 2005年中国RFID的专 利数量仅为美国的6.5% ，这就造成了中国上游企业在开发成熟产品的过程中大量的引用了国

12、外的技术从而造成了总成本的提高，从而制 约了整条物 联网产业链的发展，物 联网上游无疑已成为整条产业链的短板，在物 联网中层的系统集成上，我国与国外也存在着较大的差距，由于缺乏核心软件和我国在整个系统集成上较弱，使我国物 联网产业 化效率不高， 资源利用不健全，作为物联网产业链中层的核心，高水平系 统集成软件商的空缺也限制了物 联网产业链的发展。3.3 物联网产业链政策导向不明显由于我国物联网的起步，很多地方政府已 经把物联网作为 未来的支柱产业来发展，江 苏已经把物联网做为江苏的六大支柱产业来发展，在无 锡也建成了中国首个物 联网研发基地，随后北京、上海、广东、山东等省市也各自提出了自己的物

13、 联网发展规划，但由于物联网的应用尚不能够普及，很多地方政府也仅仅局限于研究阶段，没有确定物 联网产业链的 发展重点，由于物 联网所涉及的厂商众多，各方利益与合作的关系复杂，如何从政策上 进行引导，制定行业内的行为规范显得尤为重要，在国家层面上，物联网已经被列入国家 长期发展的重点，成 为国家的 战略性产业，但是具体的相关政策并没有被制定出来，国家的扶持性政策对于物联网起步阶段的 发展将有关键性的作用。四 我国物联网产业链的系统动力学分析在进行系统动力学分析的时候，主要是找出影响系 统变化的关 键因素，我国物 联网产业链尚在发展阶段，所以就要明确，我 们所要建立的系统是要解决什么样的问题，目前

14、我们所关心的是如何提升物联网产业链的综合能力，从而使我国的物 联网产业链 尽快成熟，所以本文系 统动力学分析的关键点就是找出影响物联网产业链综合能力的关键因素。一般影响物联网产业链能力的因素可以分为J宏观因素和微观因素，在宏观 因素方面主要是物联网的发 展环境、国家的社会 经济环境和国家的一些相关政策、法规等，在微观因素方面，主要是企业的科技水平，人才水平和财务状况等，为了使本文的系统动力学分析更加清晰，本文依据系统动力学的理 论和方法，采用系 统动力学中的因果回路图，定性的分析了我国物联网 产业链，找出了影响我国物 联 网产业链综合能力的关键因素。物联网产业链因果回路图，如图1所示：由因果回

15、路图我们可以定性的分析出影响物联网产业链综合能力的关键因素，在宏观方面来说一个良好的产业链发展环境是影响我国物联网产业链发展的关键而从产业链自身来说产业链的规模，以及物联网产业链网络的覆盖率水平可以通过规模效应有效的降低成本，而无论对于物联网产业链来说， 还是对于其他产业链来 说良好的经济效益都是促进 物联网发展的关键动力，而社会的需求会随着国家经济水平的提高而提高，当越来越多的人希望获 得增值价值时，物 联网产业链企业如何创造适合的商业模式来迎合人们的需求将是物联网产业链能否发展的焦点，而就目前物联网尚在初级阶段这种情况来说，国家如何打造适合物 联网产业链发展的 环境，仍将是当前 阶段物联网

16、发展的主要任务。业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业 业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业业+-+- -+-+ +五 物联网产业链系统动力学分析启示5.1 打造物联网产业链发展环境图 1J由系统动力学的因果回路图分析可以知道，一个良好的 产业链发 展环境可以有效的促进产业链利润的增长和产业链科技水平的提升， 进而促进我国物联 网产业链的发展，打造一个良好的 产业链发展环境除了物联网企业自身外更多要靠国家的引导和支持，这主要包括国家的产业政策，国家相关标准的制定和国家对于物联网产业链的投资，从 产业政策上来 说主要是要制定有利于物联网产业链发展的政策，和规划出有利于行 业发展的竞争机制，促 进产业链 的良性循环，而国家标准的制定则有利于物联网产业链快速实现产业化，使 产业链上中下游企 业间的产品实现自由的无缝对接，也有利于我