物聯網 IoT​​​

徹底了解物聯網的定義、發展、趨勢、以及商業應用​​

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什麼是物聯網(IoT)?物聯網的應用領域與實際案例為何? 5G與雲端又會如何加速物聯網部署?IoT在AI與大數據的時代中,又會扮演著怎樣的角色? 在這一篇洞見當中,我們將會徹底解析物聯網的定義與不同產業的應用,並通過實際案例來帶出未來的發展。

物聯網不僅市場潛能非常龐大,其技術的應用層面更是廣泛。MGI的報告顯示,2025年開始物聯網每年都會在工廠、零售、以及城市等九種環境中創造出3.9兆~11.1兆美金的產值,而物聯網的裝置數量更是被預估會成長至754億個,這相當於2020年開始全世界每秒都會增加127個物聯網裝置。

這些數字彷彿承諾了全世界,但是產業的實際應用率卻是挺差強人意。不僅許多裝置尚未上線,那些上線了的IoT裝置,大部分的應用都是用做警訊的目的,例如工廠透過物聯網裝置發現某個物件的故障、或是機台過熱等。雖然警訊的應用本身就是一個很廣泛的應用,然而,透過物聯網所完成的預測以及優化才是在未來會產生更為龐大價值的領域。

隨著技術越來越普及以及成熟,我們在這五年中將可以看到更多物聯網所驅動的新應用,而企業也必須要抓緊機會,開始思考是否現在所遇到的問題或是所想要達成的目標,是否能透過IoT以更好的完成,並規劃相對的策略,以提升企業在未來市場的競爭力。

什麼是物聯網(IoT)​

IoT物聯網 – 定義、應用領域、以及產業實際案例
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物聯網,顧名思義就是讓物品上網,也就是說物品或稱裝置現在可以像人類一樣,通過網路去做資訊的讀取與傳遞、同時也能通過網路去取得資訊並執行某些動作。 而這兩個物聯網所賦予裝置的能力,也是為何現在IoT能為大部分的產業創造非常龐大的價值。

首先可以先看一下資訊的存取與傳遞,讀取背後的技術就是透過所謂的感應器(Sensor)所完成的,可以是動作感應器、濕度感應器、或是任何一種形式的感應器。而讀取之後的傳遞,就是IoT的應用層面了,任何物聯網驅動的機器或是設備,都能夠透過網路來傳遞訊息至雲端或是On Premise的伺服器。

把這個技術帶進工廠當中,人員可以更清楚的知道機台是否現在過熱、或是需要維護,這樣子就能有效的降低設備故障的機率以及機台停工的時間。 而把IoT技術帶進零售業的話,業者就能更有效的追蹤消費者的動態以及行為模式,最後在建立於這些洞見,去做更加數據驅動的決策。

再來看一下另外一個物聯網技術的價值面,也就是可以通過網路去取得資訊並執行某些動作的特徵,當前面所提的讀取與傳遞再加上這個價值面後,我們就可以一窺物聯網的龐大潛力了。

所以前面所提的機台過熱的案例,透過物聯網,我們就可以設計出一個實時優化器(Real Time Optimzier),並根據當時機台的熱度,來做即時的調整。而零售業的例子同理,假設物聯網裝置發現了架上的某些商品不足,它就可以直接傳送訊息給倉儲的機器人,並自動補進下一次補貨的上架商品中。

雖然許多應用都尚未大規模的出現在產業中,且大部分已有的應用都是以警訊或是收集資料為主要目的,而非利用物聯網去真正的做到預測與優化。不過我們也看到越來越多不同產業的企業與新創開始在測試,甚至有些公司已經透過物聯網發展了新的商業模式並且創造金流。

而在製造業中,我們更是看到許多燈塔工廠透過物聯網驅動工業4.0,並達到了優異的成績。其他還有城市、零售、家居、以及能源都漸漸地在透過物聯網走向智慧。

物聯網的五大應用領域

雖然這些概念彷彿遙不可及,但是各個產業的領導著們都不斷地朝著這個方向前進,根據Gartner預測,2020年,全世界將會有200億個裝置互相連接,而其中有一半會上線。物聯網將根本的轉變商業運作的方式,讓整個組織變得更為數據驅動。

物聯網中的常見問題

IoT的三大主要元件為感應器(Sensor)、數據儲存器(Data Storage Application)、以及聯網的技術(Network Connectivity)。

工業物聯網全名Industrial Internet of things,為物聯網在製造業當中應用,IIoT能夠為工廠提供更龐大的數據、更快的決策流程、以及更有效率的運營,為工業4.0最核心的技術之一。

AIoT = AI + IoT,也有人稱AIoT為Advanced IoT,不過背後的技術是一樣的,也就是利用人工智慧技術驅動感應能力。 這讓業者可以透過物聯網裝置去存取像是圖像、影像、或是任何形式的模式識別,並做更深層的數據分析,以挖掘出洞見。

5G將會如何加速物聯網部署?

2G進入3G時,無數的商業模式受網路速度的大幅提升所驅動而誕生,手機不再只是通話、簡訊、或是單純的上網,而是能夠通過網路下載圖像、影像、以及音樂等數據的媒介。當4G進入市場時,更快更穩定的速度,更是讓這些新的商業模式成功地被市場所採納,並且廣泛的被不同年齡層的用戶所接受。

與2G進入3G同理,5G所帶來的不僅僅只是快於4G一百倍的速度,而是這樣子的高速所能夠驅動的商業模式。Erricson針對全球百大電信業者的調查指出,高達92%的高階主管認為5G將會驅動新商業模式的發展,而其中最龐大的應用面即是物聯網。

而之所以5G能夠在物聯網中帶來龐大價值並且加速部署,是因為5G技術背後的兩個特性,一特性為超可靠低延遲通信(URLLC),正如其名,超可靠且低延遲。超可靠的性質讓業者可以將物聯網部署於那些不容許任何差錯的環境,例如智慧交通、工廠產線的實時優化器、甚至是體內的物聯網應用。 而低延遲的性質也讓業者可以將物聯網部署於那些不能接受任何延遲的環境中,像是自動駕駛、工業機器人、或是智慧家電的應用。

5G的另一個特性是,其技術讓政府、企業、或是一群公司,可以經有私人網路(Non-Public Network)去部署,業者可以經由獨有的IoT頻譜、共享的頻譜、或是未授權的頻譜,來設定IoT裝置,以達到高安全性的效益。 如此特性讓業者可以放心部署IoT裝置至那些安全需求度極高的應用當中,例如人體物聯網、智慧家電、或是可穿戴裝置等。

雖然現在各個市場中,5G仍然是處於部署期,尚未出現許多大規模的實際應用,然而我們已經可以看到許多業者彷彿蓄勢待發,在各個環節上做好了準備。

雲端將為帶給IoT怎麼樣的效益?

我們在雲端運算這篇洞見當中解析了雲端的成本效益、擴展性、效能性、安全性、以及易用性,這些特性在物聯網的部署過程當中尤其如此。 從擴展性(Scalability)來說,雲端的如此優勢對於IoT的部署來說十分理想,若業者要增加運算資源,不僅不需要購買任何硬體設備,甚至只需要在IoT雲端平台上點擊幾個按鈕即可。 而若業者決定要停用部分IoT應用,同樣的,僅需在平台上減少租用的運算資源即可。 這讓業者可以輕鬆測試,並且更敏捷的部署相關的IoT策略。

安全性更是如此,物聯網的應用不論何種環境,通常安全性都是最重要的。 而這對於雲端來說,即便是全面部署於公有雲的上雲模式,也通常會比大部分的On Premise還要來得安全。這是因為雲端提供商在這方面的龐大投資,例如AWS的Simple Storage Service的續航性就是99.999999999%而物件的availability則是99.99%,這些都是企業自建的Server難以達到的。

最後提到易用性,將各個不同渠道的IoT數據整合、管理、分析、並且自動執行某些動作,這樣子的IoT平台背後通常都是各個不同的技術以及資源提供商所整合而成的。倘若缺乏相應的人才與資源去維護並且管理這些基礎建設,業者將無法最大化物聯網所帶來的價值,甚至可能因此帶來更多的問題。

而這些雲端所提供的優勢就是為何許多業者將IoT數據轉移至雲端的原因,不僅能夠提高安全性、易用性、以及擴展性,將不同裝置的數據整合並且部署不同的分析模型也是雲端所提供的一大優勢。 然而,是否雲端的解決方案真的適合業者仍然是要根據每一個不同的企業環境以及應用面去評估,並根據不同的狀況去客製化解決方案。

物聯網的應用

MGI預測,2025年,物聯網將在九大領域中每年產出總共3.9~11.1兆美金的價值。其中由擁抱第四次工業革命的工廠產出最多價值,供需匹配、售後服務、以及資源與流程的優化等,都可以經由結合物聯網來達到更好的成效,我們在這篇工業4.0中,針對8個價值層面作了更深的探討。

同時,物聯網在讓城市更智慧的過程也是必不可缺的,隨著各個地方政府不斷的推動智慧城市的發展,物聯網也被預測每年將產出上兆美金的價值,例如監視器、智能號誌、智慧城市平台、以及智能路燈等等…

人體也是物聯網的一大應用領域,現在也已經在例如糖尿病患等的領域中頻繁被使用,然而,未來能否具備市場的高採納率仍取決於政策的走向以及技術上的突破。

物聯網的應用領域

工廠 - 工業4.0、智慧製造

工業的IoT,又稱IIoT(Industrial Internet of Things),是第四次工業革命中最核心的科技之一。員工、移動裝置、設施、感應器、與各式各樣的設備都彼此互相溝通,並且傳送數據至伺服器做實時分析。

目前物聯網最廣泛被應用的層面是QC,也就是品質控管,例如使用具備圖像辨識功能的物聯網裝置(AIoT)來判別產品是否不良。或是利用其他種物聯網裝置做異常偵測等。

而不止QC,物聯網在售後服務中更是扮演了至關重要的角色,通過坎入產品中的感應器或是API,業者能夠實時的監控產品的健康程度,並在需要保養時即時通知消費者。例如一間國際卡車製造商在他們當次所生產的十萬輛卡車內的引擎以及其他機件安裝監測器(Monitor),並透過他們所訓練的模型(機器學習)預測哪一輛卡車將在近期故障,當發現潛在故障可能時,系統將會自動通知司機此情況並與卡車附近的維修中心預約保養時間。同時,系統將會自動寄出相關機件(卡車內部故障的機件)至維修中心,並傳遞詳細情況給維修技師。 

而不僅能夠提供更好的服務,業者更是能夠思考如何從中建立出一道新的收益來源,如戴爾利用物聯網偵測客戶的墨水量,並提前寄送墨水到即將需要墨水的客戶手中。 此舉不僅優化了客戶體驗,更是創造為戴爾創造一道新的收益來源。

智慧城市

智慧城市的定義為利用數位科技與數據的方式來解決城市的問題,並提高生活品質。 而物聯網在其中所扮演的角色即是讓城市的每一個角落串聯在一起,並通過如此連接性所取得的數據以更好的解決城市所遇到的問題以及進一步的優化市民的生活品質。

舉個例子來說,城市流動性一直是許多現代城市所遇到的最大問題。僅美國,2018年就因為塞車的關係而導致全國損失了超過三千億美金的經濟生產力。 這些損失涵蓋了駕駛以及乘客因為塞車所失去了時間產值、貨物因延遲而提高的成本、浪費的能源、以及其他間接導致的結果。  

而這個對於美國政府來說價值三千億美金的問題,物聯網能提供的幫助是非常龐大的。 其中受物聯網所驅動的技術包括V2I智慧車道、實時的交通回饋、甚至是間接受物聯網所驅動的自動駕駛等,這些科技都能透過更好的應用分配與應用現有資源來有效的提升城市的流動性。

而這個所謂城市所遇到的問題即是極度都市化的現代大多數城市所面臨的八大問題:安全性、健康與醫療、交通流動性、能源的永續性、水資源的管理、廢棄物的處裡、經濟發展與房市的狀況、以及市民間的互動。 我們在智慧城市將如何解決現代城市所遇到的八大問題間更進一步的做了不同科技在城市智慧化的應用,點擊下方連結以閱讀更多。

零售

零售產業,2018年全球市場估值24.8兆,為全球最大的產業的之一,而對於一個頻繁與消費者互動的產業來說,物聯網在其中的應用更是對消費者顯得明顯。從自動結帳、個人化行銷、智能貨架、RFID、供應鏈4.0、實時感應裝置、智能貨架一直到機器人員工,整個零售的營運流程充滿著能應用物聯網的層面,而物聯網更是讓零售業者具備捕捉原本無法取得的數據的能力。

 

新零售2.0,又稱智慧零售,即是這樣子受物聯網所驅動的一種商業模式,我們定義新零售2.0為一個以顧客為核心,受數據所驅動,並以科技為媒介的營運模式。這包含了採購模式、供應鏈管理、服務運營、以及行銷與銷售等業務功能,全面性的串聯,提供顧客更高的價值以及更好的體驗。

智慧家庭

智慧家庭是由家中裝置互聯產生的生態系統,其核心概念是,讓家中裝置能更好的解決用戶在居家環境中常發生的問題,同時。更確切的說,智慧家庭意在讓用戶的生活變得更加安全、便利、節能、甚至降低支出、與增加娛樂價值。

伴隨著智慧市場的成長與突破,業者越來越能準確的應用數位科技滿足消費者需求,而這樣子的狀態也大幅的驅動智慧家庭市場的成長。BCG的研究更是預測了美國2017至2022年,採用智慧家庭裝置的複合年增長率達到42%。

那究竟什麼是智慧?這個智慧其實就是讓各種不同的智慧家庭裝置能更好的迎合每一位使用者的生活習慣,並提高用戶的生活品質。 現在更是有些業者結合各種裝置創造某種特別的情境,像是消費者使用手機App平台加入音響、電動窗簾、咖啡機等裝置,並設定早晨情境,時間到了後裝置機會自動切換成此情境,這時家內就會有音響開始出現早安曲,電動窗簾接著拉開,咖啡機準備好了一杯熱騰騰的咖啡。

如以上所敘,所謂的智慧化並不是盲目的導入更先進的科技,而是能有效解決消費者問題,甚至提高生活品質的一個過程。

波士頓顧問團隊將智慧家庭近一步細分成11個類別,分別為燈光及空調、智慧能源、智慧廚房、軟體平台、 遠端醫療、穿戴式/行動裝置、組件、AI與自然語言、機器人、音響影音、安全系統。

人體

人體內的物聯網應用被MGI預估每年將創在2000億到1.6兆美金的價值,而如此巨大的變數是出於各國法令的規範。目前最普遍的使用為糖藥病患者的監控上,而不止監控,這些數據能夠更近一步的做分析並建立深度學習模型來更好的預防以及治療病情。 

Author: Masa Chen

Masa Chen為台北辦公室的資深合夥人,主要業務範疇為協助先進亞洲之企業轉型。

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