中国智能物联网发展机遇与挑战

现状与趋势 智能物联网的概念内涵n智能物联网：人工智能（AI）技术与物联网（IoT）基础设施的结合，通过物联网产生、收集海量数据，存储于云端或边缘端，再利用大数据分析和人工智能实现万物数据化、万物智联化。智能物联网定义智能物联网（AIoT），即人工智能技术与物联网技术融合的技术体系p物联网中的传感器为人工智能算法训练提供不同维度的海量数据信息，让算法更加接近人类的学习和决策模式。p人工智能的介入让物联网有了连接的“大脑”，使物联网具备决策能力，最终形成一套互联互通的智能化生态体系。AI+IOT=AIoTArtificial IntelligenceInternet of Things 智能物联网内涵p智能物联网的本质，即破除传统IoT及AI应用壁垒，打通实现体系内的“数据上行”和“知识下行”，完成“端到端”的应用闭环。p数据上行：实现全面感知与数据采集。p知识下行：实现智能化分析与决策。感知决策执行学习AI局限性IoT局限性数据上行知识下行Artificial Intelligence of Things 智能物联网是万物互联到万物智联演进的路径全面感知利用RFID、条形码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集及获取数据采集多维化数据采集实时化数据处理边缘化可靠传输通过各种通信网络与互联网的融合，将物体接入信息网络，随时随地进行可靠信息交互和共享信息互联互通设备广泛互联实时精确传递智能处理利用智能计算技术，对海量的跨地区、跨行业、跨部门的数据和信息进行分析处理满足差异化需求实现泛在化应用智能化处理分析物联网特征优势例：物流全环节感知——为物流品植入传感芯片，实现包装、装卸、堆栈、运输、配送等全环节设备的互联感知n传统的物联网是通过有线和无线网络，实现物-物、人-物之间的相互连接，而智能物联网不仅要互联互通，还要打通顶层应用服务之间的连接和数据的互通，实现自主智能的决策分析，进而实现万物之间的智慧融合。 利用感知资源，产生多模态感知数据，通过机器学习和深度学习实现对目标行为准确感知从网络数据中提取情境信息，通过自适应机制实现情境适配的低成本、针对受限环境设计相适应的轻分布式环境下实现多智能终端协将边缘计算技术引入物联网，形成“端—边—云”协同计算的智能物联网体系架构例：无人物流——通过泛在设备、高效网络、智能分析构建取货无人化、分拣自动化、出货智能化、配送无人化的自主全流程作业 特点泛在智能感知情景自适应通信高效通信物联网终端智能量级深度学习模型分布式群体智能作增强学习云边端协同计算AIoT特征优势 全球主要经济体持续强化智能物联网战略布局高度重视对人工智能能力的提升《促进创新和发展物联网法案》（2020.1）：要求美国商务部牵头组建联邦物联网工作组，促进物联网新兴技术创新发展，提升人工智能和先进计算能力国家人工智能研发战略计划（2023.5）：提出增强人工智能系统的感知能力，开发功能更强大、可靠的机器人等优先扎略成立人工智能研究中心：投入经费超5亿美元支持25个国家级研究中心，支持人工智能横向、纵向多维发展瞄准边缘计算推动感知端智能《欧洲数据战略》（2020.2）：到2027年开发通用欧洲数据空间和互连云基础设施，强调抓住边缘计算、5G和物联网带来的新机遇下一代物联网（NGIoT）战略研讨（2021.3）：构建可信的物联网和边缘计算平台以及编排机制来支持下一阶段的数字化《欧盟物联网研究、创新和部署优先事项白皮书》（2022.1）：重点涉及人-物交互（数字孪生、增强物联网）、可持续物联网等智能方向开放创新法国2030投资计划（2021.10）：投资8亿欧元发展机器人产业，制造结合人工智能技术的机器人德国高科技战略2025：在2026年之前每年提供约7000万欧元的资助，推动智能机器人在工业-医疗、物流等领域的应用。n全球各主要经济体通过顶层战略引导，逐步推动智能物联网技术融合、产业发展、技术创新。 重点布局智能机器人领域应用 以技术创新驱动产业发展日本规划社会5.0：依靠分布广泛的感应器和物联网，获取大量的环境信息、机器运转情况、个人信息等数据，然后再通过超人力的AI分析韩国《物联网基本规划》：提出成为“超联数字革命领先国家”的战略愿景，通过物联网产品及服务的开发，打造安全、活跃的物联网发展平台 我国高度重视物联网发展，政策为迈向“万物智联”正式定调n国家高度重视物联网产业发展，先后发布系列政策文件，推动物联网产业从“万物互联”向“万物智联”转变。2024年9月工信部首次提出推进移动物联网“万物智联”发展的战略部署和任务要求。加快5G网络与千兆光网协同建设，深入推进IPv6规模部署和应用，推进移动物联网全面发展。2021.03加快发展物联网，建设高效顺畅的流通体系，降低物流成本。2022.03提高物联网在工业制造、农业生产、公共服务、应急管理等领域覆盖水平，增强固移融合、宽窄结合的物联接入能力。2022.10建设高速泛在、天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施，增强数据感知、传输、存储和运算能力。推动物联网全面发展，打造支持固移融合、宽窄结合的物联接入能力。2023.02打造支持固移融合、宽窄结合的物联网接入能力，加速推进全面感知、泛在连接、安全可信的物联网新型基础设施建设，加快技术创新，壮大产业生态，深化重点领域应用，推动物联网全面发展。打造支持固移融合、宽窄结合的物联网接入能力，加速推进全面感知、泛在连接、安全可信的物联网新型基础设施建设，加快技术创新，壮大产业生态，深化重点领域应用，推动物联网全面发展。到2027年，构建高低搭配、泛在智联、安全可靠的移动物联网综合生态体系。工业和信息化部发布的物联网产业发展相关政策文件国家层面发布物联网产业发展相关政策文件《数字中国建设整体布局规划》“二十大”报告《“十四五”数字经济发展规划》《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》《关于关于推进移动物联网“万物智联”发展的通知》《物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021-2023年）》《“十四五”信息通信行业发展规划》 2021.092021.112024.09 AIoT产业赋能作用持续增强，已迈入产业增长期关键阶段（2009-2015年）萌芽期AI模组智能物联网发展历程大量AI智能单品云边端的软硬件产品组合算法的自动化下发与升级边缘计算盒子l核心AI硬件涌现l从算法和用户需求出发，实现算法与硬件解耦，打造标准化硬件单品。l“云边端”产品体系重构;·l形成一整套覆盖“云-边-端”的AI0T软硬一体化产品组合。lAIOT产业链全面开放;l实现“硬件标准化”和“算法充分供给”，全面激发AIT产业生态创新。20092015单品短闭环产品大闭环阶段互联智能阶段20252021（2016-2021年）蓄力期（2021-2025年）增长期自研AI开放平台提高算法能力加速算法生产的标准化和规模化降低算法生产和部署成本n目前智能物联网正处在产业增长期的关键发展阶段，AIOT产业链全面开放，正在推进从“万物互联”向“万物智联”发展。 时间l“万物智联”全面实现l通信、感知、智能和价值深度融合，全面实现“通感智值一体化”发展。主动智联阶段（2026~）成熟期开源和组件化成熟高度定制化解决方案全球范围内的数据跨境流动规则 智能物联网市场规模高速增长，具有较高的发展潜力消费级AIoT市场规模1761亿元2016年4433亿元2023年企业级AIoT市场规模389亿元2016年3380亿元2023年公共级AIoT市场规模440亿元2016年4055亿元2023年随着大数据、AI、通信、感知技术融合，智能物联网产业启动了新一轮强势增长，将带来巨大经济和社会效益，未来仍将继续保持较高的增长潜力和发展活力33295384566259.467729.6615.50%23.49%00.050.10.150.20.25全球AIoT市场规模（亿元）资料来源：IDC及智次方研究院整理制图n据统计，2023年我国智能物联网市场规模为11868亿元，其中消费级市场规模为4433亿元，企业级市场规模为3380亿元，公共级市场规模为4055亿元，发展增速持续领先全球水平，未来仍将保持较高的市场规模增长。 435324832153660587586463470451760879272.3210823.9012610.1014513.2316998.7419726.2822597.8413.20%11.00%11.05%9.50%10.00%9.00%8.00%19.96%16.73%16.50%15.09%17.13%16.05%14.56%中国AIoT市场规模（亿元）全球AIoT市场规模增长率中国AIoT市场规模增长率 感知与通信加速融合，构建起全覆盖的智能基础设施n基于AI与传感器深度融合，特别是机器学习和深度学习技术的进步，显著提升了传感器的准确性、灵敏性和适应性。n未来智能传感器将朝着集成化、微型化、低功耗化的方向加速演进，并与边缘AI形成更加紧密的融合，推动人工智能模型不断迭代升级。AI技术逐渐向边端下沉，AI不仅仅只是在云端进行数据分析，也能够在本地进行初步处理，从而减少延迟，提高响应速度。AI“智能边缘”的发展使得传感器能够更好地适应复杂多变的环境，满足各类应用需求。AI赋能智能传感器自主学习能力智能传感器能够满足多场景的应用需求人工智能与物联网的深度融合（AIoT）催生了具有自主学习和优化数据处理能力的智能传感器。通过算力算法从中心向边缘侧的下放，智能传感器自主完成对实时元数据的检查、诊断和校准，优化数据质量，自主完成数据分析，执行决策反馈。传感单元1传感单元2传感单元n智能计算单元接口单元外部网络/系统信号调理数据处理数据存储......智能传感器原理 以智能家居为例，智能传感器是智能家居系统的核心组件之一，通过感知环境和用户行为，为智能家居提供了强大的功能支持和智能化体验：•环境感知与自动化控制•智能安防管理•能耗监测•睡眠监测•语音控制•...... 通信技术多样化发展，构建起“通感算智”一体化网络通感算智一体化网络：具备物理—数字空间感知、泛在智能通信、智能计算与ü感知功能：可为分布式算力的最优化调度决策提供丰富的先验信息，进一步提高了算力网络的泛在计算能力。ü通信功能：可有效辅助网络实现多节点协作感知，拓宽感知的广度，增强感知能力；ü实时共享的分布式算力：可对感知数据进行定制化的特征抽取及信息融合，将原始感知信息转化为可被终端或用户直接理解的意图及语义信息；计算能力分布在网络的各个节点，可根据需求动态调配，支持感知数据的实时处理和复杂任务的智能决策三类无线技术分足鼎立1.蜂窝物联网2.短距离通信占比两成•2G•3G•4G（含CAT1~M）•5G•6G占比六成•WiFi•蓝牙•RFID/NFC•UWB•Zigbee/Z-wave•根据LoRa联盟发布最新数据，2024年全球已部署超过3.5亿个搭载LoRa芯片的终端阶段和690万个搭载LoRa芯片的网关。NB-IoT、CAT1LoRa、Sigfox•据IoT Analytics数据，截至2024年底，全球蜂窝物联网连接数达到突破40亿大关，其中Cat.1 bis表现突出，增速高达100%。平分秋色智慧交通边缘智能计算核心云服务器3.低功耗广域网n随着人工智能技术在网络中的不断深入应用，未来通信网络也朝向内生智能和智算一体演进，通感算智将成为未来无线网演进中的重要趋势。 010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101通感算一体化核心云网通感算一体化边缘云网通感算一体化终端 决策能力智能工厂基站移动边缘智能服务器分布式智能计算 AI能力成为竞争壁垒，互联网公司依托优势布局智能物联网战略nAI的初步赋能，使得IoT产品越发成熟，不少厂商将智能物联网提升到了战略的高度。深入地探索AIoT