一種構建物聯網產業生態圈的發展戰略分析方法

潘樂盈，喬少杰*，韓 楠，徐 浩，翁越男，吳凌淳，林羽豐，黃 萍

(1.成都信息工程大學 軟件工程學院，四川 成都 610225；2.成都信息工程大學 管理學院，四川 成都 610225)

0 引言

物聯網產生于傳媒領域，掀起了信息產業的第三次技術革命[1]。在這關鍵時期，《中國制造2025》戰略指出，在戰略發展過程中要積極發揮物聯網產業對我國傳統制造業發展的轉型和升級作用，應當加強物聯網和物聯網經濟在制造業中的普及和使用[2]。

成都市物聯網產業發展穩中有進，產業發展基礎良好，但總體來講，與先進地區相比仍存在差距，提出構建物聯網產業生態圈的發展戰略新思路迫在眉睫。關于物聯網產業，文獻[3]通過分析我國物聯網技術存在的短板，指出目前我國物聯網產業在發展過程中存在物聯網關鍵技術創新不足、物聯網產業發展的商業模式不清晰等問題。文獻[4]對物聯網的產業生態和物聯網行業應用進行深入研究，認為物聯網環境下的企業競爭是生態圈的競爭，生態圈內企業應進行資源與數據共享。文獻[5]通過分析皖江城市帶物聯網產業鏈的結構，構建“六域”模型，強調了物聯網產業鏈培育問題研究的重要性，進而更全面地制定適合其發展的策略。文獻[6]將鄭州物聯網作為研究對象，研究了區域宏觀發展背景下鄭州市物聯網產業的發展現狀和趨勢，認為物聯網發展對于促進城市產業結構調整和騰飛發展具有重要作用和價值，但構建物聯網產業生態圈仍存在城市產業基礎薄弱、產業鏈不完善、物聯網技術高端人才缺乏等問題。本文結合優勢、劣勢、機會和威脅(Strengths, Weaknesses, Opportunities, and Threats, SWOT)定性分析法與層次分析法(Analytic Hierachy Process, AHP),構建SWOT-AHP模型，提出成都市物聯網產生生態圈的發展戰略。

1 物聯網產業發展現狀與趨勢分析

1.1 國內外物聯網產業發展現狀

隨著世界各國對物聯網的重視程度越來越高，其產業規模正持續增長。根據《2020—2021中國物聯網發展年度報告》，全球物聯網出現很多新的發展特征和趨向，物聯網行業迎來了一個加速發展的新階段。在國際上，美國持續聚焦信息通信技術，持續監測先進制造業中的高效益領域；日本深入推進“社會5.0”建設，物聯網市場的支出大幅增長，政府對制造業的扶持顯著；韓國啟動智慧城市計劃，將采用LoRa連接技術實現首爾市內的物聯網部署。隨著世界各地對物聯網產業的快速布局與發展，自2020年起，物聯網技術支持體系與規范不斷健全，相關部門陸續出臺了政策、意見和辦法[7-9]。如2021年6月發布的《工業物聯網和物聯網無線電頻率使用指南(2021年版)》，指出引領物聯網與產業互聯網的無線技術創新要求；工信部于2022年9月印發關于組織開展2022年移動物聯網應用典型案例征集活動的通知，旨在推進整體產業的一體化物聯網生態系統建設，圍繞關鍵行業進行個案征詢，提高物聯網、芯片、模組等行業的技術水準。

1.2 物聯網產業趨勢分析

1.2.1 產業層面趨勢分析

從市場應用需求來看，我國目前在積極部署各領域物聯網產業，其中以工業領域、物流領域、交通領域為主，整體規模逐漸擴大，物聯網與各行各業的深度融合發展成為物聯網產業層面的重要趨勢，物聯網市場應用領域占比如圖1所示。

圖1 中國物聯網市場領域占比

中國物聯網產業在政府的大力支持與推動下，以發展戰略性新工業為基礎，營造物聯網產業生態圈，使用新興通信技術與物聯網產業鏈結合等方式[10-12]，多方面、多領域地推進物聯網產業發展。

1.2.2 技術層面趨勢分析

我國的信息產業鏈作為自主創新技術的突破重點，在物聯網技術的發展中占有重要優勢。在技術創新上，物聯網連接技術的突破帶動了行業發展，發揮各行業的協同優勢。目前占據市場的主流連接技術為NB-IoT窄帶物聯網技術和LoRa遠距離無線電技術，其主要應用場景如圖2所示。

圖2 物聯網主流技術及其主要應用

在關鍵技術研究方面，國家積極推進集成電路工業的發展，在以華為、中芯國際為代表的科技公司的帶領下，有望攻克自主研發高端芯片的大關；在技術融合方面，區塊鏈、邊緣計算、人工智能等新技術與物聯網共存共發展的局面，為物聯網技術的革新注入新活力，未來物聯網技術創新研究以及高端芯片的研發制造必將取得更大的突破。

1.2.3 應用層面趨勢分析

隨著5G通信技術的商用與發展，國家正積極拓展物聯網應用新場景。在國家政策引導下，結合當前市場需求，通過支持技術攻關、匯聚關鍵數據的方式夯實場景應用，無人駕駛、遠程醫療、工業自動化等新的智能應用場景不斷涌現。聚焦智能生活、智能生產、智慧城市三個重點領域探索構建新業態，并推出一批引領性的創新產品。

2 構建成都市物聯網產業生態圈的SWOT定性分析

2.1 優勢分析

成都市結合國家政策內容，根據自身發展情況，制定了相關政策與實施辦法，物聯網產業已初具規模。首先，成都市的主要區域形成了較為完善的產業鏈。根據《成都市實施產業建圈強鏈行動推進產業高質量發展工作方案》，成都聚焦多個重點產業實行“鏈長制”的工業建設，已初步形成在儀器儀表、通信設備、數據挖掘、解決方案及信息系統集成、物聯網安全服務等領域具備相對優勢的較為完整的產業鏈[13]。其次，對外交通較為便捷。2022年成都市交通建設將聚焦“雙圈”建設，通過改善交通環境，加快塑造區域協同新格局，構建物聯網產業新體系。最后，現階段成都物聯網產業應用市場具有較大的規模。成都市經信局在第九屆中國(西部)電子信息博覽會上發布了《成都智能物聯網產業規劃(2021—2025年)》，明確了2025年全市建成全國智能化物聯網產業策源地與集聚地的目標，開放多領域應用場景，加快布局智能物聯網產業。

2.2 劣勢分析

首先，物聯網產業缺乏關鍵核心技術。成都市在集成應用領域具有一定優勢，但從位于產業鏈前端的芯片設計環節布局較少，缺少龍頭企業帶動。其次，物聯網專業領域缺乏高端人才。據統計，2022年1月成都常住人口突破2 093萬，人才總量達587.58萬，其中各類重大人才計劃專家達3 788人[14]。全市人才總量多，但物聯網企業規模普遍較小，薪酬待遇不一，人才培養與物聯網企業發展之間仍存在缺口。最后，城市關鍵領域缺乏產業生態圈建設。成都市集成電路、高端軟件等重點產業均已“成圈成鏈”，但成都市各產業仍需“建圈強鏈”[15]，鏈主企業與上下游企業聯系不穩定，產業生態體系仍需完善。

2.3 機會分析

根據《物聯網新型基礎設施建設三年行動計劃(2021—2023年)》內容，要求精準聚焦于物聯網產業鏈各個層面與重點環節，強鏈補鏈要求突出，同時開展產業生態培育行動，聚焦培育多元化主體，加強產業聚集發展[16]。成都市政府也出臺了物聯網專項規劃和發展意見，多方面有序推進物聯網產業建設。在人才引進方面，成都市人力資源和社會保障局發布的《成都市人才開發指引(2022)》提到，以具體化標準化的人才引進方法，加快“建圈強鏈”和人才資源的有效協作。在產業生態圈建設方面，《成都市支持集成電路產業高質量發展的若干政策》強調，要進一步加快產業生態建設，建立省級和國家級博士后工作站，培養集成電路產業管理和技能人才[17]。

2.4 威脅分析

國內優勢地區搶占資源。無錫市作為國家物聯網產業基地，通過各項政策支撐、充分利用資金等方式，匯集3 000余個重點骨干公司，初步形成完備的物聯網產業鏈。作為成都市對標城市的重慶市依托雄厚的制造業基礎，已經擁有了包括計算機整機、通信設備、集成電路等在內的工業系統。根據成都市和重慶市近5年的經濟與社會發展情況統計公報，成都與重慶第二產業占比對比如圖3所示。

圖3 近5年成都市與重慶市第二產業占比

關鍵核心技術存在受制的風險。中美貿易摩擦持續不斷，美國計劃擴大對中國出口人工智能芯片與芯片制造設備的限制，還可能對運往中國的含有特定芯片的產品提出許可要求，對核心技術和關鍵器件的嚴重依賴將在一定時期內制約整個行業的發展。

物聯網的安全問題嚴峻。在物聯網技術中需要的海量數據，有可能成為應用過程中的不確定因素。物聯網所具備的開放性擴大了其安全邊界，數據信息安全存在巨大隱患，有可能導致物體位置隱私、用戶個人隱私泄露問題的發生。

3 成都市物聯網產業生態圈的SWOT-AHP定量分析模型

3.1 物聯網產業生態圈層次分析模型

成都市目前正處于轉型發展的關鍵時期，物聯網產業的發展優勢較為明顯。通過對成都市構建物聯網產業生態圈發展戰略的 SWOT定性研究，將物聯網產業優勢、劣勢以及外在機遇與威脅作為準則層，將技術、市場、政策等各方面影響因素納入到方案層，AHP模型如圖4所示。

圖4 成都市構建物聯網產業生態圈的發展戰略層次模型

3.2 判別矩陣及一致性檢驗

本文采用幾何平均法求出判別矩陣的特征向量，并將其標準化。幾何平均和標準化如式(1)～(2)所示：

(1)

(2)

為判定組內相關判別矩陣是否具有可行性，需計算矩陣的最大特征值λmax，得到一致性指標CI(Consistency Indicator)與一致性比率CR(Consistency Ratio)結果，避免構建判別矩陣時造成邏輯錯誤。其中，RI(Random Index)是一個平均的、具有隨機一致性的指標。若CR低于0.1，則表明符合標準，通過一致性檢驗。最大特征值與一致性比率的計算方法如式(3)～(5)所示：

(3)

(4)

(5)

本文采用1-9尺度方法建立判別矩陣，如表1所示。由式(3)求出λmax的值為4.199，四階矩陣的RI值為0.882，根據式(5)求得CR為0.075≤0.1，表明通過一次性檢驗。由權重結果可知，成都市物聯網發展的“優勢”在整個準則層的比重最大，約為46.47%；其次是“機遇”，約為33.39%；其中“劣勢”占比最小，僅為8.97%。說明構建成都市物聯網產業生態圈應為：優勢+機遇+戰略，即利用重點領域、市場環境、交通體系等突出優勢，把握發展新機遇。

表1 準則層判別矩陣

根據各方案層內的影響因素與準則層的權重，確定構建成都物聯網產業生態圈戰略組內相關判別矩陣如圖5所示。

圖5 總體戰略組內相關判別矩陣

通過式(1)～(5)分別對準則層的一致性比例與方案權重進行分析，結果如表2所示。

表2 一致性檢驗與權重分析

3.3 成都市物聯網產業生態圈發展戰略

綜合表2對成都市物聯網產業生態圈的權重分析，結合SO戰略方向，從人才、技術、平臺等各個層面給出相應的戰略對策與切實可行的建議。

(1) 成都市物聯網產業生態圈發展總體思路

成都市物聯網產業生態圈建設應按照“五個一”工程的智能物聯網產業規劃，結合成都市建設領域發展的新路徑，奮力開創物聯網產業高質量發展新局面。具體思路為：① 堅持區域規劃帶動重點區域建設。按以成都市為中心的發展重點功能區規劃形成的“東進、南拓、西控、北改、中優”空間功能布局，鼓勵各區域根據自身城市建設、交通樞紐、新興產業等方面精準定義自身地位，發揮區域優勢作用，積極同物聯網產業融合，引導各區域各領域特色發展。② 堅持創新發展發揮自身優勢。加大物聯網產業核心技術的創新研發工作，鼓勵企業與高校、科研機構在人才、技術、設計等方面全方位深化合作，充分發揮利用成都在電子信息領域的優勢，逐步擺脫關鍵核心技術帶來的制約和限制。③ 堅持循序漸進式動態發展。時刻抓牢國家政策的重大機遇，把握物聯網發展的新動向，在現有基礎上用動態發展的方法部署建設物聯網產業生態圈，精心做好“優化”功課。根據成都城市發展需要，利用細分、整合、籌建等方式調整物聯網產業生態圈的動態發展。

(2) 成都市物聯網產業生態圈建設目標

到2025年，成都市將建成體系完善、應用廣泛、影響力大的物聯網產業生態圈，其區域空間布局與產業群體聯系將發揮更大的區域協調作用，形成“活圈固鏈”的生態圈新格局。物聯網產業生態圈力爭賦能城市特色、領域優勢，構建區塊聯動、創新發展、動態調整的物聯網產業良性生態。

(3) 成都市物聯網產業生態圈建設定位

根據SWOT-AHP分析法，成都市應按照“找短板補弱鏈，保長板穩強鏈”的方式建立物聯網產業生態圈。全市以應用為牽引，結合NB-IoT窄帶物聯網技術、LTE長期演進技術、5G通信技術打造的基礎網絡環境，積極推進在信息系統集成、物聯網安全服務等重點領域的應用場景布局，引導物聯網產業生態圈建設。

(4) 成都市物聯網產業生態圈建設重點

結合成都物聯網產業的基礎優勢，將已經具有較完整產業鏈的重點領域“成圈”，作為成都市物聯網產業生態圈建設重點。在重點領域“成圈”的基礎上，持續關注成都市區域規劃，推動關鍵核心技術研發、人才培養力度。依照成都市的生態圈建設要求，動態調整物聯網產業生態圈規劃，充分擴大自身優勢。

3.4 物聯網產業生態圈發展對策建議

3.4.1 對政府的建議措施

科學規劃物聯網產業發展戰略，推進產業生態建設。通過科學規劃戰略布局引導，力爭更多國家級資源，提升城市資源優勢。政府加強產業生態圈建設統籌，促進產業要素資源集成共享，擴大產業規模。

制定完善物聯網產業生態圈建設相關政策，在建設過程中找短板補弱鏈，同時充分吸收企業、高校、科研院所的建議，全面了解各領域各行業對物聯網產業生態圈建設的意愿與想法。

堅持推進特色鮮明的區域性建設，加快形成物聯網產業生態圈的競爭優勢。區域性建設有利于提供產業的發展動力，建議圍繞重點領域，有側重地開展區域性科研平臺、投資企業等布局，制定精細化、可實踐的產業生態圈政策和落實舉措。

3.4.2 對企業的建議措施

積極參與生態圈建設，促進產業協作共進。成都在通信設備、數據挖掘等領域已形成產業規模，企業能夠通過物聯網產業生態圈的建設，順應市場發展趨勢，由此形成產業自我調節、資源有效聚集、科技人才互動的良性格局。

大力支持開放應用新場景，拓展應用市場需求。以應用為突破口，舉辦體現智能生活、智慧城市等主題的展銷展會，推出一批具有引領作用的新產品和新業態，領導新一輪的投資創業熱潮，做好企業示范作用，穩固產業生態圈建設。

加強技術創新，在物聯網領域樹立角色定位。通過建立科技創新中心推動創新發展，進一步加大傳感器芯片設計、傳感器研發力度，為物聯網產業提供有力的技術支持，形成創新能力更強、價值更高、應用更廣的產業強鏈。

4 結束語

本文通過國內外物聯網產業發展現狀的研究以及對近5年成都市關于物聯網政策的解讀，結合SWOT-AHP模型計算成都市物聯網產業生態圈發展因素的權重并給出具體建議，對構建成都市物聯網產業生態圈提出戰略構想。將區域規劃帶動重點區域建設、推動創新發展、堅持動態發展作為發展戰略新思路，將“活圈固鏈”的生態圈新格局作為新目標，明確全市以應用為牽引的建設定位，穩抓具有完整產業鏈領域“成圈”的建設重點，從政府和企業兩個側重點提出相應建議措施。在發展戰略提出的基礎上，進一步研究如何補弱鏈穩強鏈，對鞏固城市物聯網產業生態圈的建設也具有重要的現實意義。