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物聯網的發展挑戰與臺灣代工轉型的機遇

发布时间:2019-10-12 17:11:09 编辑:笔名

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  日期: 11: 8:0 来源:物联中国 点击:501次 核心提示:物联科技的出现将为人类生活带来正向巨大的改变,然而这个领域仍在初生阶段,不少的独特性为投入者带来许多发展上的挑战台湾想从过去的 物联科技的出现将为人类生活带来正向巨大的改变,然而这个领域仍在初生阶段,不少的独特性为投入者带来许多发展上的挑战台湾想从过去的代工思维转型投入物联,待克服的因素更是各方必须正面以对,建立以我们为主体的生态圈与平台将是发展方向

  物联的发展挑战较互联更艰巨

  互联蓬勃发展已经超过20年,重新定义了全球大部份人的生活光是从 Google Play或App Store里面各有超过100万个应用程序(apps)就可以知道互联、乃至移动互联早已无孔不入地深入你我的生活不过,互联都在处理人与人之间的互动(H2H),直到络基础设施的日渐完善、数据传输速度提升、云计算与云储存设施建立等因素具备后,人们开始朝人与机器互动、机器与机器互动(H2M, M2M, M2H) 等方向探索,这些构成了物联应用的主要方向

  互联专注在面对特定对象(target audience)的需求,面对的是统一规格的PC或 移动装置,主导的厂商也早早一统江山,所 以移动apps开发商只要了解Google Play或App Store的单一串接标准与此相比,物联的发展面对的挑战远远大于互联曾经面临的障碍

  首先,不论是桌上型或笔记本电脑,其规格全球均一致,智能亦然运作其上的操作系统,在桌机或笔电不是Microsoft 就是Mac,在上不是Android就是iOS 至于芯片是否采用ARM架构、是否采用联发科或高通(Qualcomm)设计的芯片,完全不在apps开发团队考虑之列

  而物联的应用范围无比广大,应用在工厂智能化被德国人称作工业4.0,或被美国人称为工业物联,导入农业耕作或渔产养殖就是智慧农渔业,结合家庭内各项家电或设施就是已经热炒了几年的智能家居但是在这些不同领域的应用方案内采用的传感器与关,有的要适应工厂内可能高热或各种不良环境,有的要适应户外的严酷气候条件,有的可能要配合家庭消费者的收入条件而强调低价

  此外,应对不同的使用场域,对于络讯号的强度、传输距离与穿透性等等也不尽相同, 在空旷的地方可以采用较高频率、功率较强的通讯技术,反观在家庭室内,因为电源充足且隔间较多,需要的通讯技术偏向也不相同硬件方面的挑战除了种类、功能、价格等等因素需要评估,在物联时代,数量庞大的被链接装置将是管理上更重大的挑战

  依照Cisco IBSG的估计,2020年全球的连装置将到达500亿个,平均每个人身边有6.58个装置连,届时如何维持所有装置间被有效串连、已串连的装置数据能够稳定正确的收集、收集回来的数据如何高效地确保数据正 确性及做好分类处理等等,都不是传统信息业者有能力应对

  再者,绝大部份的物联装置因为只是传感器,而且为了成本考虑不会同时附挂微控制器(MCU)或中央处理器(CPU), 因此不具备思考能力装置与装置间 (M2M)、人与装置间如何沟通,都有赖人类撰写 协议 (protocol),让装置间有语言沟通目前物联因为发展方兴未艾, 百家争鸣

  因此非常多的组织都推出各类协议,传统电信业采用 TR-069,移动装置则是 OMA DM,工业有非常多的协议,诸如: MQTT、XMPP、LWM2M 等等,智能家居应用则有OCF的Iotivity、Apple 的 Homekit 与 Google的Thread

  未来的物联应用跨越数种通讯协议的情形将比比皆是,举例来说,当我们开着电动车在路上遇到电力不足的紧急状况,我们可能通过车载装置(vehicle control unit)预订最近的紧急充电桩这个简单的应用包含了移动端装置与智能城市管理单位的云端平台沟通,然后平台再与设置在智能路灯的充电桩沟通

  这个场景内包含了一个电动车上的应用服务与一个固定端的智慧城市服务方案两个方案内各自采用不同的传感器与其他硬件装置,使用不同的通讯协议,两个方案之间又需要相互沟通甚至同一个智能工厂内可能有几十种不同机器设备,各自间未必全部采用同一种协议,因此 大大提高了物联方案的开发困难度

  再从另一个角度来看物联应用方案的组成困难之处:举在宅养老银发照护的物联方案为例,应用方案开发团队,必须由了解大多数老人生活习惯、熟稔老年人生活障碍的专家(可能是专精于高龄医学的医生)提出需求,由有能力开发应用程序的系统整合专家搭配物联装置管理平台与数据分析团队,根据需求找到各种合适硬件装置

  例如保健的穿戴式装置设备、居家侦测跌倒的雷达或摄影机、智能的照护机器人,前述的数据分析团队还要结合高龄医学专家开发合适的 算法,收集到的个人健康数据还要实时传送给老人照护机构、医院,甚或是独居老人关怀的政府单位(如社会局)或非营利组织简言之,一个好的在宅养老物联应用方案的开发需要集结多少种软、硬件,串连多少个不同的关系人(stakeholders),考虑多种领域的知识与法规

  物联发展的主要障碍、服务型态与监管

  世界经济论坛(World Economic Forum, WEF)调查显示,推动工业物联前三个 需要克服的障碍,第一就是缺乏交互运作能力与共同标准(lack of interoperability and standard),点出的就是上面这种令厂商多到无法选择的「共同」协议,以及采用不同协议间的装置或方案之间如何相互沟通与交互运作

  其二就是因为物联生态系内常常横 跨不同的硬件装置、应用软件,乃至多领域的专家知识(domain know-how)需要在同一个方案内呈现所以2014年11月WEF在德国慕尼黑的工作讨论,才提出生态系内的软件平台可以促进数据汇整与交换,同时可以促成跨产业的合作,迸出全新的商业关系与新的专业

  物联应用方案开发极度需要跨界思维与生态系通力合作,可惜的是,台湾的厂商过去因为专精于制造个别的零组件或单一装置,欠缺将多种异质性装置组合成一个系 统,解决单一装置无法解决的问题的能力 因此普遍无法理解如何善用软件平台将生态 系内的装置变成一个系统,更不用说这样的方案要被组成、被应用来提供 服务 ,而不是单一装置强调的 功能

  这两者的差别在于,服务是对人的,唯有有能力厘清、定义被服务者的需求的厂商,才能针对已经厘清的需求提出对应的价值设计(value design),从而搜寻适合的硬件装置,设计对应需求的软件整合这些装置,才能提出用户有感的物联应用方案

  物联应用方案的出发点虽然是前述的 H2M、M2M、M2H,但它终究是通过软硬整合的方式,用各种 物 (things)的组合去满足 人 的需求所以说物联的本质是 服务 ,而且是借助软件组成的一整套装置,满足一个已经存在但尚未被满足或者过去不曾想象的需求

  举例来说,在水质不佳的地区,人们自力救济的方式往往是带着桶子出门买水,未来可以通过装置水质传感器且具备联能力的净水器,人们在家依照使用量付费,厂商则在远程掌控净水器运作状态,视情况而不定时主动前往更换滤芯

  又或者未来我们可能不需要购买空气清净机,也不用主动了解应否清洗滤,未来可能出现一种服务,它是根据我们希望自己处在什 么程度的空气质量环境,方案厂商负责提供不同等级的空气清净机,根据远程监测主动调整机器运作速率,决定维修或清洗时间,这是因为我们未来要购买的是所处环境的空气质量,而非单一的空气清净机

  这两个例子分别就体现了WEF描述的物联发展第二阶段的 新产品与新服务 (new products services)与第三阶段 需求导向方案设计 (结果经济,outcome economy)的特征

  同一份WEF调查里面提到的第三个障碍,是投资物联应用方案的回报(ROI) 很难证明,导致已经设计出来的物联应用方案很难说服买方愿意付费对于一个工厂老板来说,采用物联科技与否不是简单的跟风流行,想说服他们买单,至少要做到 WEF指出的物联发展第一阶段特征:营运效率提升(operational efficiency)

  白话一点的说法,上门推销的方案开发商至少要能清楚指出这个方案诉求的是生产效率提升或是不良品减少,而且必须有数据左证效率提升多少或不良品减少多少其中一个经常被提到的课题就是预防性维修(preventive maintenance),然而预防性维修这个效果不会因为机台上装了数个传感器,就自动产生预防性维修的示警能力

  这样的效果仰赖数据科学家根据传感器收回一定数量的数据,通过机器学习等方式逐步找出规律,最重要的是找出不正常型态的数据(abnormal pattern detection)后,每逢系统发现这种不正常型态就发出通知

  这种 预言 能力来自于数据累积与数据科学家结合专业知识的分析判断,它不是一蹴可几,也很难在应用方案导入之初就清楚得知改善的程度,毕竟机器学习是一种学 习过程,计算机多久学会,学会后智商多少, 都会因为不同的数据团队专业能力以及对相关产业的专家知识掌握度而有差异而这种期初决策左证数据不足的状况,对于工厂老板来说显然风险过高,自然影响到采用物联应用方案的意愿

  至于WEF调查里面的第二个影响物联推广的因素 数据安全(security concern),依笔者之见仍属于 想象中 的问题究其原因,目前真正广泛被采用的物联应用方案并不多见,即便是各国政府相对广泛考虑引进的各种智慧城市方案,不管是智能路灯、污水处理、交通管理、警政安全等等,由于收集的数据有限,更绝少听到实际发生的黑客事件事实上互联存在已久,虽然有为数不少的黑客兴风作浪,企业与个人也不曾因为黑客的存在而降低对互联的倚赖

  何况,互联世界的各项安全攻击,不管是通过软件或硬件提高防骇围墙的科技所在多有,相类似技术未尝不能同样导入物联应用固然,物联应用方案使用装置数量按平均每人6.58个的预测来看,必然较现有每人一到两支的密度更高,安全风险更大,但是防骇措施从来就是一个在交易风险与交易效率求取平衡的问题

  一般人为了防止小偷进到家里,当然可以锁上20道锁,提高小偷的被捕获风险,代价就是每次进出家门,要花非常多的时间开锁,不过这明显就是过度妨碍生活便利如何适度防止黑客入侵,又不过度损害物联方案的运作效率,与其说是一个不可能的任务,更像是防病毒软件公司为了提升销售,到处宣传黑客的可怕,遂行其业绩增加目的的手段

  WEF所描述的第一阶段(营运效率提升)、第二阶段(新产品或新服务)、或第三阶段(结果经济)一旦实现,对于生产效率的提升、人类生活型态或质量的改变,与互联对于人类的影响相比,一点都不会稍逊举例来说,目前已经存在我们身边的一 个物联应用就是Google Map,许多开车的朋友已经逐渐放弃使用卫星导航装置,改用 Google Map,理由是Google Map包含实时路况

  万能的Google可以提供这样的信息服务是因为,每一支Android只要GPS处于开 启状态,Google就知道特定Android所在位置,删除移动速度低于一定速率的,可以合理推测就是在路上行走的驾驶持有,这时候每一支 Android 就是 Google Map 的传感器,随时提供道路上车辆数量

  这种新服务的出现给了我们更多的用路信息,填补了一个传统卫星导航装置无法满足的需求,因此严重打击了传统卫星导航装置的销售它带来了质性的变化,尤其是结果经济阶段的物联方案,以上述的空气质量保证方案为例,更将完全颠覆空气清净机的销售与传统维修商的生存模式随着具有类似颠覆性质的方案逐一被找出来,我们的生活必然会因为一定数量的物联应用方案的普及而与今日完全不同

  根据美国电信营运商Verizon公布的一份报告,未来十年物联将重构制造业、医 疗、能源及公用事业、运输及配送、农业科技、智慧城市、零售与金融服务等八个领 域可以料想到的,因为跨界整合产生的新服务乃至结果经济型的服务对于既有法规的冲击必然巨大

  正如同Uber提出的分享经济概念,让任何有车有闲的非职业驾驶与职业驾驶产生竞争关系未来出售空气质量保障服务的营运商,他们负担的法律必然要高于制造空气清净机的厂商,但是这样的空气质量保障服务不管在民法上、健康卫生法规或环保法规上会产生什么样的影响,谁是这样形态服务的主管机关都必将出现争议

  特别是因此而失业的电子产品零售商及其从业人员、相关赖此维生的空气清净机维修人员的利益再纳入考虑后,产生的又是另一场跨领域的战争我们目前很难想象某些颠覆性服务会是什么型态,所以无法做出清楚的法规变动预测,但这样的争议仍旧值得拭目 以待

  与台湾产业有关的物联发展机会

  美国国务院前技术顾问Alec Ross今年八月来台演讲时盛赞台湾将是物联时代的重要推动者,对于这样善意的恭维我们万勿沾沾自喜台湾的科技通讯制造业的确曾经引 领一代风骚,但是随着周边地区的加入竞争,我们的领先距离逐渐被拉近而且如上 所述,物联科技的生态系庞大,虽然众多台湾厂商制造的硬件装置是各种物联应用方案中不可或缺的一部分,然而物联方案的核心是有意识地通过软件将必要的装置整合成一个系统,用这个系统性的方案去服务人面对这种挑战,以下提出企业和政府必须努力的四个方向:

  (一)想要掌握物联商机,首先台湾企业老板们必须放下对单一装置功能性追求的惯性思维,放下过去对研发的轻忽,只追求制造效率提升与订单规模的渴望,转而拥抱系统研发这个改变必须从上到下深入到整个组织,否则就算在内部成立物联事业部,这个事业部仍将受制于代工思维,对于单一订单数量远小于以往的物联应用方案订单肯定不愿意分配资源支持

  (二)其次,过去台湾的企业家大多靠硬件制造发迹,导致过去各大学培养的科技工人才或者去海外发展,或者纷纷投效硬件制造商负责固件撰写,或者投效更容易短期获利的游戏产业,或者投入目前当红的apps开发在个别产业(例如:医疗、农业、工厂 自动化、精密机械)长期投入的信息人才寥寥可数,遑论在台湾默默耕耘能见度很低的物联装置管理平台,至于数据分析也不过是过去两年爆红之后才吸引到不少人才开始投入,远远谈不上具有强大的国际竞争力

  然而,拥有足够数量具有产业专家知识又有软件撰写能力或数据分析的人才、具有规划系统性方案的人才、有能力开发巨型装置管理平台的人才,是台湾能否真正逐鹿物联商机的致胜关键台湾本地因为上面种种理由导致人才供给严重不足解决方法只能外求,来源包含邀请已经在海外拥有相关能力的公司或敦聘滞留海外的台湾人信息精英回归,用各种方式向周边地区吸引他们的信息软件团队或个别人才加入

  另一种方式是吸引欧美的孵化器/加速器到台湾设立专门培养物联应用方案团队或是设法吸引更多的欧美天使投资人到台湾,借助这些国际性经验与资源的引入,提升岛内既有人才的国际经验与思维此外,岛内各大学仍有不少老师默默研究或培育物联系统或软件人才, 这些都是政府在培植更多的物联应用方案开发团队人才这个项目上的可施力点

  (三)政府提出的五大创新产业中亚洲硅谷与智慧机械之都,本质上都是物联科技的应用在这两个计划下,政府应该特别着重在鼓励物联生态圈与平台构建(connected ecosystem and platform),笔者草创的物联联盟目的就是为台湾与周边地区有意投入物联的厂商建立一个物联生态圈

  其中也包含符合具备串联海量装置、支持大部分协议 (protocol)、具有统一(unified)管理接口、 提供快速客制接口、智能连动、具备远程自动软件维护与韧体升级能力的装置管理平台,目的就是让企业层(enterprise tier)的应用方案开发团队可轻易地串连各种异质性装置(edge tier),快速形成联生态圈(connected ecosystem),非常适合协助政府广泛性地建构各种物联生态系

  (四)他山之石可以攻玉,政府主导加强岛内厂商与其海外地区物联企业的交流与合作,也是一个快速的方法,例如与美国硅谷、法国IoT Valley、以色列、日本、韩国、 新加坡物联新创企业等,都可以是岛内厂商切磋琢磨的对象国际性的物联论坛或展览,也是政府可以积极组团带领岛内团队参展或观展的机会

  综上所述,物联商机方兴未艾但潜力无穷,台湾的起点与优势在于我们的硬件装置制造能力,以此为基点,我们可以积极吸引其海外家或地区企业或人才到台湾共同争取这个庞大的商机只是不管是行业本身特性带来的挑战或者是台湾独有的不足或有待改进 之处,都需要政府、企业主、投身其中的逐梦者在众多面向抛下过去硬件制造的成功经验,投注比以往发展竹科工业更多心力,转向系统、少量多样的思维,组成以我们为主的生态圈与物联平台,我们才有机会迎来 下一波的荣景

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