一种构建物联网产业生态圈的发展战略分析方法
时间：2023-06-25 12:05:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
潘乐盈，乔少杰*，韩 楠，徐 浩，翁越男，吴凌淳，林羽丰，黄 萍
(1.成都信息工程大学 软件工程学院，四川 成都 610225；
2.成都信息工程大学 管理学院，四川 成都 610225)
物联网产生于传媒领域，掀起了信息产业的第三次技术革命[1]。在这关键时期，《中国制造2025》战略指出，在战略发展过程中要积极发挥物联网产业对我国传统制造业发展的转型和升级作用，应当加强物联网和物联网经济在制造业中的普及和使用[2]。
成都市物联网产业发展稳中有进，产业发展基础良好，但总体来讲，与先进地区相比仍存在差距，提出构建物联网产业生态圈的发展战略新思路迫在眉睫。关于物联网产业，文献[3]通过分析我国物联网技术存在的短板，指出目前我国物联网产业在发展过程中存在物联网关键技术创新不足、物联网产业发展的商业模式不清晰等问题。文献[4]对物联网的产业生态和物联网行业应用进行深入研究，认为物联网环境下的企业竞争是生态圈的竞争，生态圈内企业应进行资源与数据共享。文献[5]通过分析皖江城市带物联网产业链的结构，构建“六域”模型，强调了物联网产业链培育问题研究的重要性，进而更全面地制定适合其发展的策略。文献[6]将郑州物联网作为研究对象，研究了区域宏观发展背景下郑州市物联网产业的发展现状和趋势，认为物联网发展对于促进城市产业结构调整和腾飞发展具有重要作用和价值，但构建物联网产业生态圈仍存在城市产业基础薄弱、产业链不完善、物联网技术高端人才缺乏等问题。本文结合优势、劣势、机会和威胁(Strengths, Weaknesses, Opportunities, and Threats, SWOT)定性分析法与层次分析法(Analytic Hierachy Process, AHP),构建SWOT-AHP模型，提出成都市物联网产生生态圈的发展战略。
1.1 国内外物联网产业发展现状
随着世界各国对物联网的重视程度越来越高，其产业规模正持续增长。根据《2020—2021中国物联网发展年度报告》，全球物联网出现很多新的发展特征和趋向，物联网行业迎来了一个加速发展的新阶段。在国际上，美国持续聚焦信息通信技术，持续监测先进制造业中的高效益领域；
日本深入推进“社会5.0”建设，物联网市场的支出大幅增长，政府对制造业的扶持显著；
韩国启动智慧城市计划，将采用LoRa连接技术实现首尔市内的物联网部署。随着世界各地对物联网产业的快速布局与发展，自2020年起，物联网技术支持体系与规范不断健全，相关部门陆续出台了政策、意见和办法[7-9]。如2021年6月发布的《工业物联网和物联网无线电频率使用指南(2021年版)》，指出引领物联网与产业互联网的无线技术创新要求；
工信部于2022年9月印发关于组织开展2022年移动物联网应用典型案例征集活动的通知，旨在推进整体产业的一体化物联网生态系统建设，围绕关键行业进行个案征询，提高物联网、芯片、模组等行业的技术水准。
1.2 物联网产业趋势分析
1.2.1 产业层面趋势分析
从市场应用需求来看，我国目前在积极部署各领域物联网产业，其中以工业领域、物流领域、交通领域为主，整体规模逐渐扩大，物联网与各行各业的深度融合发展成为物联网产业层面的重要趋势，物联网市场应用领域占比如图1所示。
图1 中国物联网市场领域占比
中国物联网产业在政府的大力支持与推动下，以发展战略性新工业为基础，营造物联网产业生态圈，使用新兴通信技术与物联网产业链结合等方式[10-12]，多方面、多领域地推进物联网产业发展。
1.2.2 技术层面趋势分析
我国的信息产业链作为自主创新技术的突破重点，在物联网技术的发展中占有重要优势。在技术创新上，物联网连接技术的突破带动了行业发展，发挥各行业的协同优势。目前占据市场的主流连接技术为NB-IoT窄带物联网技术和LoRa远距离无线电技术，其主要应用场景如图2所示。
图2 物联网主流技术及其主要应用
在关键技术研究方面，国家积极推进集成电路工业的发展，在以华为、中芯国际为代表的科技公司的带领下，有望攻克自主研发高端芯片的大关；
在技术融合方面，区块链、边缘计算、人工智能等新技术与物联网共存共发展的局面，为物联网技术的革新注入新活力，未来物联网技术创新研究以及高端芯片的研发制造必将取得更大的突破。
1.2.3 应用层面趋势分析
随着5G通信技术的商用与发展，国家正积极拓展物联网应用新场景。在国家政策引导下，结合当前市场需求，通过支持技术攻关、汇聚关键数据的方式夯实场景应用，无人驾驶、远程医疗、工业自动化等新的智能应用场景不断涌现。聚焦智能生活、智能生产、智慧城市三个重点领域探索构建新业态，并推出一批引领性的创新产品。
2.1 优势分析
成都市结合国家政策内容，根据自身发展情况，制定了相关政策与实施办法，物联网产业已初具规模。首先，成都市的主要区域形成了较为完善的产业链。根据《成都市实施产业建圈强链行动推进产业高质量发展工作方案》，成都聚焦多个重点产业实行“链长制”的工业建设，已初步形成在仪器仪表、通信设备、数据挖掘、解决方案及信息系统集成、物联网安全服务等领域具备相对优势的较为完整的产业链[13]。其次，对外交通较为便捷。2022年成都市交通建设将聚焦“双圈”建设，通过改善交通环境，加快塑造区域协同新格局，构建物联网产业新体系。最后，现阶段成都物联网产业应用市场具有较大的规模。成都市经信局在第九届中国(西部)电子信息博览会上发布了《成都智能物联网产业规划(2021—2025年)》，明确了2025年全市建成全国智能化物联网产业策源地与集聚地的目标，开放多领域应用场景，加快布局智能物联网产业。
2.2 劣势分析
首先，物联网产业缺乏关键核心技术。成都市在集成应用领域具有一定优势，但从位于产业链前端的芯片设计环节布局较少，缺少龙头企业带动。其次，物联网专业领域缺乏高端人才。据统计，2022年1月成都常住人口突破2 093万，人才总量达587.58万，其中各类重大人才计划专家达3 788人[14]。全市人才总量多，但物联网企业规模普遍较小，薪酬待遇不一，人才培养与物联网企业发展之间仍存在缺口。最后，城市关键领域缺乏产业生态圈建设。成都市集成电路、高端软件等重点产业均已“成圈成链”，但成都市各产业仍需“建圈强链”[15]，链主企业与上下游企业联系不稳定，产业生态体系仍需完善。
2.3 机会分析
根据《物联网新型基础设施建设三年行动计划(2021—2023年)》内容，要求精准聚焦于物联网产业链各个层面与重点环节，强链补链要求突出，同时开展产业生态培育行动，聚焦培育多元化主体，加强产业聚集发展[16]。成都市政府也出台了物联网专项规划和发展意见，多方面有序推进物联网产业建设。在人才引进方面，成都市人力资源和社会保障局发布的《成都市人才开发指引(2022)》提到，以具体化标准化的人才引进方法，加快“建圈强链”和人才资源的有效协作。在产业生态圈建设方面，《成都市支持集成电路产业高质量发展的若干政策》强调，要进一步加快产业生态建设，建立省级和国家级博士后工作站，培养集成电路产业管理和技能人才[17]。
2.4 威胁分析
国内优势地区抢占资源。无锡市作为国家物联网产业基地，通过各项政策支撑、充分利用资金等方式，汇集3 000余个重点骨干公司，初步形成完备的物联网产业链。作为成都市对标城市的重庆市依托雄厚的制造业基础，已经拥有了包括计算机整机、通信设备、集成电路等在内的工业系统。根据成都市和重庆市近5年的经济与社会发展情况统计公报，成都与重庆第二产业占比对比如图3所示。
图3 近5年成都市与重庆市第二产业占比
关键核心技术存在受制的风险。中美贸易摩擦持续不断，美国计划扩大对中国出口人工智能芯片与芯片制造设备的限制，还可能对运往中国的含有特定芯片的产品提出许可要求，对核心技术和关键器件的严重依赖将在一定时期内制约整个行业的发展。
物联网的安全问题严峻。在物联网技术中需要的海量数据，有可能成为应用过程中的不确定因素。物联网所具备的开放性扩大了其安全边界，数据信息安全存在巨大隐患，有可能导致物体位置隐私、用户个人隐私泄露问题的发生。
3.1 物联网产业生态圈层次分析模型
成都市目前正处于转型发展的关键时期，物联网产业的发展优势较为明显。通过对成都市构建物联网产业生态圈发展战略的 SWOT定性研究，将物联网产业优势、劣势以及外在机遇与威胁作为准则层，将技术、市场、政策等各方面影响因素纳入到方案层，AHP模型如图4所示。
图4 成都市构建物联网产业生态圈的发展战略层次模型
3.2 判别矩阵及一致性检验
本文采用几何平均法求出判别矩阵的特征向量，并将其标准化。几何平均和标准化如式(1)～(2)所示：
(1)
(2)
为判定组内相关判别矩阵是否具有可行性，需计算矩阵的最大特征值λmax，得到一致性指标CI(Consistency Indicator)与一致性比率CR(Consistency Ratio)结果，避免构建判别矩阵时造成逻辑错误。其中，RI(Random Index)是一个平均的、具有随机一致性的指标。若CR低于0.1，则表明符合标准，通过一致性检验。最大特征值与一致性比率的计算方法如式(3)～(5)所示：
(3)
(4)
(5)
本文采用1-9尺度方法建立判别矩阵，如表1所示。由式(3)求出λmax的值为4.199，四阶矩阵的RI值为0.882，根据式(5)求得CR为0.075≤0.1，表明通过一次性检验。由权重结果可知，成都市物联网发展的“优势”在整个准则层的比重最大，约为46.47%；
其次是“机遇”，约为33.39%；
其中“劣势”占比最小，仅为8.97%。说明构建成都市物联网产业生态圈应为：优势+机遇+战略，即利用重点领域、市场环境、交通体系等突出优势，把握发展新机遇。
表1 准则层判别矩阵
根据各方案层内的影响因素与准则层的权重，确定构建成都物联网产业生态圈战略组内相关判别矩阵如图5所示。
图5 总体战略组内相关判别矩阵
通过式(1)～(5)分别对准则层的一致性比例与方案权重进行分析，结果如表2所示。
表2 一致性检验与权重分析
3.3 成都市物联网产业生态圈发展战略
综合表2对成都市物联网产业生态圈的权重分析，结合SO战略方向，从人才、技术、平台等各个层面给出相应的战略对策与切实可行的建议。
(1) 成都市物联网产业生态圈发展总体思路
成都市物联网产业生态圈建设应按照“五个一”工程的智能物联网产业规划，结合成都市建设领域发展的新路径，奋力开创物联网产业高质量发展新局面。具体思路为：① 坚持区域规划带动重点区域建设。按以成都市为中心的发展重点功能区规划形成的“东进、南拓、西控、北改、中优”空间功能布局，鼓励各区域根据自身城市建设、交通枢纽、新兴产业等方面精准定义自身地位，发挥区域优势作用，积极同物联网产业融合，引导各区域各领域特色发展。② 坚持创新发展发挥自身优势。加大物联网产业核心技术的创新研发工作，鼓励企业与高校、科研机构在人才、技术、设计等方面全方位深化合作，充分发挥利用成都在电子信息领域的优势，逐步摆脱关键核心技术带来的制约和限制。③ 坚持循序渐进式动态发展。时刻抓牢国家政策的重大机遇，把握物联网发展的新动向，在现有基础上用动态发展的方法部署建设物联网产业生态圈，精心做好“优化”功课。根据成都城市发展需要，利用细分、整合、筹建等方式调整物联网产业生态圈的动态发展。
(2) 成都市物联网产业生态圈建设目标
到2025年，成都市将建成体系完善、应用广泛、影响力大的物联网产业生态圈，其区域空间布局与产业群体联系将发挥更大的区域协调作用，形成“活圈固链”的生态圈新格局。物联网产业生态圈力争赋能城市特色、领域优势，构建区块联动、创新发展、动态调整的物联网产业良性生态。
(3) 成都市物联网产业生态圈建设定位
根据SWOT-AHP分析法，成都市应按照“找短板补弱链，保长板稳强链”的方式建立物联网产业生态圈。全市以应用为牵引，结合NB-IoT窄带物联网技术、LTE长期演进技术、5G通信技术打造的基础网络环境，积极推进在信息系统集成、物联网安全服务等重点领域的应用场景布局，引导物联网产业生态圈建设。
(4) 成都市物联网产业生态圈建设重点
结合成都物联网产业的基础优势，将已经具有较完整产业链的重点领域“成圈”，作为成都市物联网产业生态圈建设重点。在重点领域“成圈”的基础上，持续关注成都市区域规划，推动关键核心技术研发、人才培养力度。依照成都市的生态圈建设要求，动态调整物联网产业生态圈规划，充分扩大自身优势。
3.4 物联网产业生态圈发展对策建议
3.4.1 对政府的建议措施
科学规划物联网产业发展战略，推进产业生态建设。通过科学规划战略布局引导，力争更多国家级资源，提升城市资源优势。政府加强产业生态圈建设统筹，促进产业要素资源集成共享，扩大产业规模。
制定完善物联网产业生态圈建设相关政策，在建设过程中找短板补弱链，同时充分吸收企业、高校、科研院所的建议，全面了解各领域各行业对物联网产业生态圈建设的意愿与想法。
坚持推进特色鲜明的区域性建设，加快形成物联网产业生态圈的竞争优势。区域性建设有利于提供产业的发展动力，建议围绕重点领域，有侧重地开展区域性科研平台、投资企业等布局，制定精细化、可实践的产业生态圈政策和落实举措。
3.4.2 对企业的建议措施
积极参与生态圈建设，促进产业协作共进。成都在通信设备、数据挖掘等领域已形成产业规模，企业能够通过物联网产业生态圈的建设，顺应市场发展趋势，由此形成产业自我调节、资源有效聚集、科技人才互动的良性格局。
大力支持开放应用新场景，拓展应用市场需求。以应用为突破口，举办体现智能生活、智慧城市等主题的展销展会，推出一批具有引领作用的新产品和新业态，领导新一轮的投资创业热潮，做好企业示范作用，稳固产业生态圈建设。
加强技术创新，在物联网领域树立角色定位。通过建立科技创新中心推动创新发展，进一步加大传感器芯片设计、传感器研发力度，为物联网产业提供有力的技术支持，形成创新能力更强、价值更高、应用更广的产业强链。
本文通过国内外物联网产业发展现状的研究以及对近5年成都市关于物联网政策的解读，结合SWOT-AHP模型计算成都市物联网产业生态圈发展因素的权重并给出具体建议，对构建成都市物联网产业生态圈提出战略构想。将区域规划带动重点区域建设、推动创新发展、坚持动态发展作为发展战略新思路，将“活圈固链”的生态圈新格局作为新目标，明确全市以应用为牵引的建设定位，稳抓具有完整产业链领域“成圈”的建设重点，从政府和企业两个侧重点提出相应建议措施。在发展战略提出的基础上，进一步研究如何补弱链稳强链，对巩固城市物联网产业生态圈的建设也具有重要的现实意义。
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