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物聯網解決信息不對稱
2010/4/6 17:42:57 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:物聯網解決信息不對稱信息還可以源于外部——從公共來源收集信息,從互聯網獲取信息,或者從信息供應商那里購買信息。
但是,可以預見的信息傳播途徑正在發生變化:物質世界本身正在成為一種信息系統。在這種稱為物聯網的信息系統中,嵌入各種實物——從公路路面到心臟起搏器——之中的傳感器和致動裝置,通過有線和無線網絡,并通常利用與聯接互聯網同樣的互聯網協議(IP)彼此聯接。這些網絡生成大量數據,并流入計算機中進行分析。當物品既可以感知環境,又可以相互通訊時,它們就成為能了解復雜性,并迅速對其做出響應的工具。在所有這一切中,具有革命性意義的是,這些實物信息系統現在正開始被部署運用,它們有的甚至可在基本無人干預的情況下工作。
形如藥丸的微型攝像機已能穿過人體的消化道,并傳回數千幅圖像,以查明疾病的來源。與遙感衛星和地面傳感器收集的數據無線聯接的精密農機設備,可以考慮作物的生長條件,并調整農田各個不同部分的種植方式——例如,對那些需要更多營養的地塊增加施肥量。在日本,廣告牌可以對路過的行人進行觀察,評估他們符合哪種消費者特征,并根據這些評估結果馬上改變顯示的廣告內容。
確實,在一些物聯網中,有著未來發展的蛛絲馬跡,也有對企業的早期預警。隨著創造價值新方式的出現,主要基于當今靜態信息架構的業務模式面臨著挑戰。當一位消費者的購買偏好在一個特定地點被實時感知到時,動態定價也許會增加購買的可能性。知道了一種產品的使用頻率或使用強度,就可以創造更多的選擇——例如,可以對產品收取使用費,而不是直接出售。通過在制造流程中密布大量傳感器,就能實現更精確的控制,提高生產效率。當對運營環境中的危險因素持續不斷地進行監測,或物品本身可以采取糾正措施,以避免損害發生時,就能降低風險和成本。充分利用這些能力的企業要比不這樣做的競爭對手處于更有利的地位。
物聯網的廣泛應用尚需時日,但是,由于其支撐技術的不斷完善,這一天正漸行漸近。無線網絡技術的進步,以及通訊協議的進一步標準化,使人們有可能在幾乎任何時間和任何地點,通過這些傳感器采集數據。為此,越來越小的硅芯片正在獲得越來越強大的能力,同時,遵循摩爾定律的發展模式,其成本卻在不斷下降。大量增加的存儲和運算能力(其中一些是通過云計算實現的)使得有可能以極大的規模和不斷降低的成本進行數據處理。
對于科技型企業和處在技術應用前沿的企業來說,這些都已經不是新聞。但是,隨著這些技術日趨成熟,企業運用這些技術的范圍將會擴大。現在,對于各行各業的企業高管來說,構建自己關于物聯網可能帶來的潛在影響和機遇的思路正當其時。我們注意到,正在出現6種各具特色的應用類型,它們分屬兩個主要門類:第一類是信息與分析;第二類是自動化與控制(見圖表)。
信息與分析
當利用新的網絡把來自產品、企業資產或運營環境的數據聯接起來時,它們就會生成更有用的信息和分析,從而可以大大改進決策。一些組織已經開始在目標領域里部署這些應用,而一些更具革命性、要求更高的應用仍然處于概念或實驗階段。
1. 跟蹤行為
當在產品中嵌入傳感器后,企業就可以跟蹤這些產品的運動,甚至監測與它們的互動。利用這些行為數據,就可以對業務模式進行精確調整。例如,一些保險公司主動提出在客戶的汽車上安裝位置傳感器,從而使這些企業能根據一輛汽車的駕駛方式以及行駛去向,確定其保單價格。保單的定價可以依據駕駛一輛汽車的實際風險,而不是基于一些代用指標(如司機的年齡、性別或居住地)來定制。
或者,考慮將傳感器和網絡連接嵌入一輛租賃汽車的可能性:可以將其短期租借給一家汽車服務機構的登記會員,而租車中心已變得沒有必要,可以對每輛汽車的使用情況進行優化安排,以獲取更高收入。Zipcar汽車共享服務公司已率先采用了這種租車模式,而一些更成熟的汽車租賃公司也紛紛開始跟進。在零售業,能記錄購物者特征數據(存儲在他們的會員卡上)的傳感器,可以通過在銷售點提供額外的信息,或提供價格折扣,幫助促成購買。一些零售市場領軍企業,如特易購(Tesco),在這些應用方面一馬當先。
在企業對企業(B2B)市場上,物聯網的一種眾所周知的應用包括,當通過供應鏈運送產品時,利用傳感器跟蹤安放在產品上的RFID(無線射頻識別)標簽,從而改進庫存管理,同時降低運營資金和物流成本。可能使用貨物跟蹤技術的范圍正在不斷擴大。在航空業,傳感器技術正在催生各種新的業務模式。噴氣發動機制造商可以保有其產品的所有權,同時根據航空公司所使用的發動機動力向其收取費用。飛機制造商正在建造帶有網絡傳感器的機身,這些傳感器可以向自己的電腦不斷發送產品磨損和開裂的數據,從而可以主動進行維護保養,并減少非計劃檢修時間。
2. 增強對環境的認知
從部署在基礎設施(如道路和建筑物)或報告環境條件(包括土壤濕度、洋流或天氣)的大量傳感器中所獲得的數據,可以增強決策者對實時事件的認知,尤其是當這些傳感器與先進的顯示或可視化技術一起使用時,更是如此。
例如,保安人員可以使用與視頻、音頻和振動探測器相結合的傳感器網絡,發現未經授權擅闖禁區的人員。一些先進的安全系統已經采用了這些技術的一些要素,而隨著傳感器變得體積更小、功能更強大,軟件系統變得更善于分析和顯示獲取的信息,人們正在計劃更深入而廣泛的應用。航空公司和貨運企業的物流管理人員已在利用一些初步的功能,獲取有關天氣條件、交通狀況以及車輛位置的實時信息。這樣,這些管理人員就能增強其不斷調整運輸路徑的能力,從而降低交通擁堵代價,提高網絡的有效能力。在另一種應用中,執法人員可以獲得來自聲波傳感器的瞬時數據,根據這些數據就能定位開槍的位置。
3. 傳感器驅動的決策分析
物聯網還可以支持更廣泛、更復雜的人力規劃和決策。技術要求——與先進的軟件系統相聯接的龐大存儲和計算資源,這種軟件系統可將分析數據生成各種圖形顯示——也相應提高。
例如,在石油和天然氣行業,下一階段的油氣勘探和開發可以依靠廣泛安放在地殼中的傳感器網絡,來提供潛在油氣田的位置、結構和儲量規模數據,這些數據比用現有數據驅動方法獲得的數據更準確。其回報是:降低開發成本,提高原油產量。
至于零售業,一些企業正在研究如何收集和處理成千上萬購物者逛商店過程中產生的數據。傳感器讀數和視頻攝像會記錄購物者在各個商品展區逗留多長時間,并記錄他們最終購買了什么商品。根據這些數據進行模擬演示,將有助于通過優化零售布局來提高銷售收入。
在醫療衛生領域,傳感器和數據聯網提供了以相對較低的成本,實時監測病人行為和癥狀的可能性,使醫生能夠更好地診斷疾病,并制訂專門的治療方案。例如,在目前正在進行的少數醫療試驗中,為慢性病患者配備了傳感器,從而可以持續不斷地監測他們在日常活動中的身體狀況。其中一項試驗招收了一些患有充血性心力衰竭癥的病人。這些病人通常只有在醫生定期上門巡診時才能監測其體重、血壓、心率和心律。而現在,安放在病人身上的傳感器可以持續不斷地遠程監測病人的許多生理跡象,可以向醫務人員發出病人身體狀況的早期預警,否則,就可能導致意外的住院治療和昂貴的急診搶救。在美國,僅僅通過對充血性心力衰竭患者進行更好的管理,每年就能減少10億美元的住院治療和急診費用。
自動化與控制
將數據作為自動化和控制的基礎,意味著將通過物聯網收集的數據和分析轉換為可通過網絡反饋給執行機構的指令,然后由執行機構來改變流程。形成從數據到自動操作的閉環控制系統,可以提高生產率,因為有了這些可對復雜情況進行自動調節的系統,就使許多人工干預變得沒有必要。較早采納這些技術的企業正在引入一些比較基本的應用,這些應用提供了立竿見影的回報。隨著這些技術的進一步發展,先進的自動化系統將會被各種組織所采用。
1. 流程優化
物聯網正在開辟改進工藝流程的新領域。在一些行業(如化工生產),正在安裝大批傳感器,以實現更大范圍的監測。這些傳感器將數據送入電腦,由電腦對其進行分析,然后向執行機構發出信號,由其對工藝流程進行調整——例如,改變混合物成分、溫度或壓力。當一個實物工件沿著產品裝配線運動時,還可以利用傳感器和制動器使其改變位置,以確保其到達機床的最佳位置(在加工中,工作位置的很小偏差都可能造成故障,乃至損壞機床)。在整個生產流程中,這種經過改進的調整操作要增加數百次,從而可以大大降低損耗、能源成本和人工干預。
例如,在紙漿和造紙行業,由于需要對石灰窯爐的溫度頻繁進行手動調節,限制了生產率的提高。一家企業通過使用嵌入式溫度傳感器,利用其采集的數據自動調節窯爐火焰的形狀和強度,從而將生產率提高了5%。由于將溫度的變化減小到接近于零,提高了產品質量,而且消除了操作人員對生產過程頻繁進行干預的必要性。
2. 優化資源消耗
利用網絡化的傳感器和自動反饋機制(往往通過提高動態定價能力的方式),可以改變對稀缺資源(包括能源和水資源)的使用模式。例如,一些公用事業公司,如意大利的Enel公司和美國的太平洋天然氣和電力公司(PG&E),正在部署“智能”電表,這種電表可以為住宅和工業用戶提供表明用電量和實時電費的可視顯示。(傳統的住宅用電按每度固定價格計費掩蓋了一個事實,即在一整天之中,發電成本存在很大差異。)基于分時定價和更清晰的信息,住宅用戶可以在高峰時段關閉空調或推遲使用洗碗機。商業客戶則可以將能源密集型的流程和生產從高電價的用電高峰時段轉換到低電價的非用電高峰時段。
作為全球能源需求增長最快的細分市場之一,數據中心也開始采用與信息反饋聯系在一起的用電管理技術。電力消耗往往占到一臺典型設備使用期間全部費用的一半,但大多數管理者對設備的耗能模式缺乏詳細認識。獲得這種認識并非易事,因為根據不同的工作負荷,服務器耗電量達到峰值的時間也有所不同。此外,許多服務器都是每周7天、每天24 小時開機運行,但大部分是在最小負荷狀態下使用,因為它們都依賴于各種特定的運行方式。制造商已經開發出能監測每臺服務器用電情況的傳感器,并采用了能平衡計算負荷、以及可取消未充分利用的服務器和存儲設備的軟件。格林菲爾德數據中心已經采用了這項技術,在幾年之內,該技術有可能成為數據中心基礎設施的標準配置。
3. 復雜自治系統
要求最嚴格的物聯網應用涉及對不可預知的環境條件,以及由自動化系統引導的瞬時響應進行快速、實時探測。這種機器決策模仿人類的反應,盡管是在大大提高了的性能水平上。例如,汽車行業正在加緊開發能夠檢測到即將發生的碰撞,并采取避讓動作的系統。在高檔汽車中,采用了一些基本的應用技術(如自動剎車系統)。通過更廣泛地部署這些技術,每年因減少潛在的交通事故而節省的成本就可能超過1,000億美元。一些企業和研究機構正在試驗某種形式的汽車自動駕駛儀,它可驅使網絡化汽車按照協同模式,以高速公路的速度行駛。這項技術將會減少“幽靈擁堵”的數量,這種交通擁堵是由一些很小的干擾因素(如突然亮起的剎車燈)引起的,它會引起連鎖反應,進而形成交通堵塞瓶頸。
在其他一些行業,科學家正在試驗利用大批機器人來維修設備或清理有毒廢棄物,而國防部門正在研究的一些系統將能協調指揮無人駕駛機群的飛行。盡管這些自治系統面臨著研究開發和不斷完善的挑戰,但它們能在提高安全性、降低風險和成本上帶來巨大的效益。這些實驗還可以激發有關如何在人類難以到達或高度危險的惡劣自然環境中(如深海、戰場和受污染地區)完成任務的新思維。
下一步如何發展?
物聯網具有巨大的發展前景,然而,在這些系統被廣泛接受之前,還必須解決商業上、政策上和技術上的各種挑戰。率先采用物聯網的企業必須證明,這種以傳感器驅動的新型業務模式能夠創造卓越的價值。行業團體和政府監管部門應該研究有關數據保密和數據安全的規則,尤其是對涉及到敏感的消費者信息的數據使用。政府、企業和風險分析專家必須與保險公司一起,制定針對自動化系統錯誤決定的法律責任框架。在技術方面,必須將傳感器和執行機構的成本降低到能激勵人們廣泛使用的水平。必須不斷提高聯網技術以及對其提供支持的標準水平,使數據能在傳感器、計算機和執行機構之間自由流動。匯總和分析數據的軟件,以及圖形顯示技術的水平也必須提高,使海量數據能被人類決策者所理解,或能對其進行綜合分析,以更恰當地指導自動化系統工作。
在企業內部,信息模式的巨大變革將對組織結構,以及決策方式、運營管理和流程構建產生影響。例如,產品開發將需要反映獲取和分析信息的更大可能性。
企業現在就可以開始采取行動,通過采用新技術,優化那些傳統方式無法帶來理想回報的業務流程,奠定自己在這些變革中的地位。提高能效和優化流程是很不錯的初期目標。應該在開發實驗室對各種新興技術進行實驗,并進行小規模試點,一些老牌企業可以尋求與為目標行業創建物聯網能力的創新技術提供商建立合作伙伴關系。
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