我国物联网产业协同创新一体化研究.docx

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我国物联网产业协同创新一体化研究

我国物联网产业协同创新一体化研究

物联网作为战略新兴产业，很有可能会引领信息与通讯技术的下一次飞跃[1]，世界主要国家都力争在物联网的发展高地上占有一席之地。

我国的物联网产业与其他发达国家同时起步，已经有一定程度的发展。

自国家层面发布物联网发展指导意见、行动计划、工作要点的顶层政策架构以来，各地相继出台地方配套政策，大力发展物联网产业。

2013年中国物联网产业规模突破6000亿元，初步形成长三角、珠三角、环渤海和中西部四大物联网产业聚集区，预计2016年总体规模将突破万亿元。

然而，作为新兴产业，物联网的发展还面临很多挑战，其大规模应用还有待时日。

1研究背景

从已有研究而言，学者们对物联网的讨论涉及多个层面。

例如，朱卫未等对我国发展物联网的技术环境和政策环境进行了分析，指出物联网发展仍然缺乏核心专利和技术知识产权，虽然产业集群初具规模，但仍需进一步培育。

孙其博等从技术的角度，对物联网的技术架构和关键技术进行分析，认为相关研究还处于起步阶段，研究成果匮乏。

胡向东对发展物联网的关键问题进行了研究，指出物联网本身没有形成成熟的商业模式和推广应用体系，需要在完善政策环境、打破行业壁垒、降低成本、探索共赢模式等方面做更多努力。

面对物联网起步阶段中的诸多问题，协同创新始终是物联网创新发展的重要手段。

通讯网络等基础设施的共享、信息的互联互通、技术的合作开发以及数据的处理和综合运用都需要实现物联网的协同创新。

更重要的，物联网相关标准体系的建构、安全问题的解决等使协同创新成为发展物联网的必然选择。

《国务院在关于推进物联网有序健康发展的指导》中指出，实现技术创新、管理创新、商业模式创新的协同发展，使创新资源和要素得到有效配置，是发展物联网的第一目标。

部分物联网产业链上的企业已经在探索合作，例如，中国电信设立物联网技术重点实验室，与所在软件园展开商务和产品研发等诸多层面的产业为了对物联网产业的协同创新提供理论支持和方法论指导，一些学者对物联网协同创新中的部分问题进行了研究。

张志华等对协同创新的基本要素进行了分析，认为政府、产业骨干企业、高校科研院所、中介服务机构以及金融机构是物联网协同创新的主体要素，人才、技术、资金、基础设施、信息是资源要素，市场、组织、文化、政策是支撑要素。

部分学者针对物联网的产业链协同进行了研究。

储成祥等[7]描述了物联网产业链，对产业链协同中科技水平、技术标准、公众推广、商业模式以及信息安全等障碍进行了着重分析，在此基础上提出了消除障碍的对策。

朱蕊对物联网产业链的价值网进行了研究，构建基于价值网的物联网产业链管理协同、运作协同及产品与应用协同的3层次网络模型，并针对3种协同分别提出对策及建议。

少数研究将视野扩展到产业链外部，施卫东等指出通过企业、产业链、产业集群等不同层面的共同创新协同，形成完整的产业价值链和产业技术链系统。

卢涛等将物联网产业看作一个创新系统，以联动的视角，运用创新系统要素联动方法（LAFIS）构建物联网产业创新系统多要素联动概念分析模型，对物联网创新系统的内外层次进行了全面分析。

综上所述，现有对物联网协同创新的研究还比较缺乏，主要集中在探讨产业链内部的整合以及协同策略，部分学者采用不同视角对物联网协同创新系统进行了分析，但缺少案例支持。

本研究从共生理论视角探讨物联网协同创新体系，结合物联网产业特点，利用共生单元理论探讨物联网协同创新体系的组成架构，利用共生模式理论探讨协同的合作方式，利用共生均衡理论探讨物联网协同创新体系的组建和运行规律，此外，以中国电信物联网业务为案例说明其协同创新体系、存在的问题及解决的方法。

2物联网协同创新与共生理论

成功的创新活动强依赖于企业，不仅在其内部，而且通过创造和传播知识以及资源的有效性等途径外部获取。

协同创新将企业、政府、知识机构、中介机构和用户等创新主体有机结合起来，以实现知识互惠共享、资源优化配置、行动最优同步，最终形成一个能产生巨大经济和社会效益的1+1+1的创新系统。

协同创新的本质是各创新主体为了实现重大科技创新而开展的大跨度整合的创新组织模式，是当今科技创新的新范式。

物联网协同创新是协同创新在物联网产业中的具体应用，张爽等将其定义为物联网产业系统中的各个主体联合，以企业、大学、研究机构为核心要素，政府、创新平台、金融机构、非营利性组织、中介组织等作为辅助要素进行协同，以促进物联网的创新与发展。

张志华等的定义是物联网利益链上的主体，包括企业、政府、高校、科研机构及中介服务机构等，为解决物联网发展过程中的关键问题，进行优质资源要素的全面共享和创新要素的深度融合，构建协同创新的新模式和新机制。

共生的概念最初来源于生物学，产业生态学将其引入经济学、管理学领域，形成了产业共生的概念。

产业共生有效的共享信息、物资、基础设施等资源，实现产业持续的发展。

抽象地说，共生是指在一定的共生环境中，共生单元之间按照某种共生模式形成的相互联系、共同生存、协同进化的关系，任何共生关系都是共生单元、共生模式以及共生环境相互作用的结果。

共生关系三要素与共生的均衡共同构成了共生理论的基本分析框架。

近年来，已有学者利用共生理论的分析框架对产学研的协同创新进行研究。

张雷勇等在综述相关文献的基础上，分析产学研主体间的共生关系，从理论上论证了以共生视角探究协同创新关系的合理性。

3物联网产业协同创新的共生关系

物联网协同创新共生系统，包括电信运营商、产业链上下游企业、用户、高校及科研机构、服务机构、政府在内的各共生单元，通过技术、资金、人力的整合，实现知识转移和价值创造的目标。

同时，不同共生单元在协同创新的过程中相互链接、相互作用，表现出特定的共生模式，它既反映共生主体结合的方式也反映共生主体能量交换的特征，刻画了该体系协同创新的程度和效率。

共生单元和共生模式共同描述了物联网协同创新共生体的内部状态。

物联网协同创新共生系统在一定的外部环境中产生发展，促使共生内部体系和外部环境的协调适应，是实现物联网共生体系内部知识有效运动和创新效率提高的关键。

物联网协同创新与共

3.1物联网协同创新各共生单元及其作用

从产业链内部来看，电信运营商与硬件提供商、系统集成商同属物联网产业链上的重要环节。

电信运营商在物联网产业中首先是通信管道的提供者。

物联网的发展需要一个全新的通信和网络架构，能够融合现有的多种通信、网络技术及其演进，能够适应各类感知方式、解析架构以及未来可用的网络计算处理。

其次，是平台的运营者，现有的物联网平台以M2M平台为主，以实现升级维护、故障定位、大数据决策分析、数据保密等运营管理。

最后，电信运营商还是重点行业应用的集成者，充当系统集成商的角色。

电信运营商为主导是物联网协同。

创新共生体系的主要特征，可以从6个方面进行分析。

（1）物联网层次

从电信运营商所处物联网层次看，其位于感知层、网络层和应用层中的网络层，并向应用层积极拓展，起到了提纲挈领的作用。

一方面，通讯管道是物联网产业无法逾越的基础设施，国内三大电信运营商垄断这一资源，充分利用已经广为覆盖的通讯网络。

电信运营商作为信息的传递者，其传输效率、通讯标准都是影产业水平的重要因素。

当下，4G通讯技术在国内商用才处于起步阶段，三大运营商又已开始布局5G。

仅从速率角度布局物联网通讯管道已经引发了很多争议，可见，通讯网络平台的构建，标准的统一已经成为运营商需要解决的紧要问题。

另一方面，作为平台运营者的电信运营商，提供大的公共平台以及共性技术平台是物联网平台发展的方向，而平台的创新是应用集成性质的创新，需要产业链上众多单元的协作，电信运营商牵头，众企业合作成为搭建技术与标准体系成熟、产品类型多样、应用界面友好平台的必然选择。

（2）物联网的发展阶段

作为起步不久的战略性新兴产业，物联网的发展需要政产学研的协调合作，共同推动。

在企业层面，亟需拥有信息产业基础的大企业在资金、技术和人才上的投入，电信运营商作为信息化产业的巨头，其资金、技术和人才等已有资源在推动物联网起步发展的过程中具有先天的优势。

同时，移动互联网的蓬勃发展给物联网产业的开拓指明了方向，推动物联网产业向纵深发展。

高德纳咨询公司最近的一份研究表明，2015年的全球IT和电信行业开支将增长3.8%，总额超3.8万亿美元。

几乎所有的新增开支和三分之一的总开支都将以物联网等新技术为重点。

（3）物联网的应用层面

电信运营商是终端应用链接上游的桥梁，其利用已有的广大客户资源，在应用的示范、推广上的作用不可替代，且三大运营商已经制定了向应用层下游寻求业务突破的战略，例如，仅靠传统业务难以实现再造一个电信目标的中国电信，将物联网相关新兴业务作为集团未来发展的重点。

同时，尽管小米、华为及BAT加紧布局各自的物联网生态系统，但其消费性的产业应用还处于追赶苹果、惠普等国外厂商应用的阶段，而现有生产性应用的试验几乎都是由电信运营商所主导的，其对物联网商业模式的探索已经走在了前列。

可见，以盈利为目标的产业价值创造是实现协同创新的主要推动力量。

（4）物联网产业链

从物联网产业链看，中间强，两头弱的现状一时还难以有所改变，处于感知层的硬件提供商以及处于应用层的系统集成商不管从技术、实力还是资金、人力资源上都比较弱，难以主导物联网产业的协同创新。

数据显示，作为主要硬件提供商的国内传感器企业产值过亿的仅占总企业数量的13%，产品种类齐全的专业厂家不足3%。

长期以来技术分散、规模偏少，致使国内市场主要应用的传感器大部分仍要依赖于进口。

（5）面临的问题

从物联网面临的关键问题看，电信运营商不仅在网络及通讯技术上占据主导，同时在以底层网络及通讯基础设施为基础的大数据处理和云计算等计算与服务技术上拥有话语权。

此外，云安全事件层出不穷使安全性问题日益突出，通过构筑抵御攻击、数据认证、访问控制、隐私保护等方式管控安全风险已经成为物联网能否健康发展的共识。

电信运营商率先探索上述安全问题管控的技术与方法，占据了主动地位。

（6）监管与社会责任

从政府以及企业社会责任看，政府希望并且需要电信运营商在发展物联网这一略性新兴产业上承担更多的责任，包括产业链整合、技术研发、应用试验等。

由此，作为产业链主导环节，电信运营商还承担了代表产业链与其他主体协同的主要责任和任务，以实现知识、技术和人才的循环流动。

硬件提供商供给各种芯片、器件和设备，作用是实现物的识别和为后续环节提供硬件支持，包括芯片与器件提供商和感知层末端设备提供商等。

作为产业链起始环节的硬件提供商属于知识密集型制造商，需要实现传感器、射频识别标签等在不同应用环境下的可靠性，同时还要兼顾产品的小型化、低成本。

以射频识别芯片为例，目前欧盟已经能够生产尺寸仅有0.05mm0.05mm的便携化产品。

对技术的依赖使硬件提供商在关键技术突破、硬件标准化等问题上需要与产业链中的其他环节合作。

系统集成商主要致力于系统软件的开发与集成，为行业应用提供差异化的解决方案。

这一环节对技术、资金等的需求特别大。

物联网技术体系中4个关键应用技术：

标签事物的RFID技术、感知事物的传感器技术、思考事物的智能技术和微缩事物的纳米技术中[4]，有3个都与系统集成商紧密相关，这些技术的突破和发展能够极大的促进物联网产业的进步。

目前，系统集成商与其他共生单元有一定的合作，但是由于缺乏核心软件和较强的集成能力，使得物联网产业化效率不高，资源利用率较低，同时，随着电信运营商积极向产业链下游扩展，原系统集成商将面临更大的竞争与挑战，因此有必要进一步强化相互间的协作程度。

用户作为产业链的终端消费者，获得物联网相关应用的服务，为产业链提供资金和知识。

已有学者对用户在协同创新体系中的作用进行过分析，李清政等实证研究了顾客共同生产对服务创新绩效的影响机制，结论显示顾客共同生产推动顾客知识向组织的转移与应用，进而提高服务创新绩效。

虽然物联网产业中顾客共同生产的作用还未有研究进行实证，但本研究认为作为新兴产业，物联网应用试验的客户反馈对产业链的协同创新具有导向性的作用。

很多学者对高校科研机构以及政府在协同创新体系中的作用进行了研究。

孔祥浩等提出的政产学研四轮驱动模型认为企业是技术创新的主体，高校科研机构是技术转移的源泉，政府是创新环境的主导者。

杜兰英等提出了六位一体协同创新模型，认为政府在行业政策、知识产权保护、信贷融资条件等方面的支持对企业创新行为有着积极影响，而高校科研机构为创新输入人才、物资和技术。

服务机构包括金融机构、人力资源服务机构、咨询机构、会计和法律事务所等，这些机构为创新主体之间的知识流动和技术转移提供服务，致力于解决产业链条上共生单元的融资、人才、信息和管理问题，从而降低创新风险和成本，提高创新绩效。

在物联网协同创新共生体系中，高校科研机构以知识、技术、人才作为质参量参与产业链的协同创新，政府及服务机构以信息和资金作为质参量参与产业链的协同创新。

物联网协同创新共生单元。

3.2物联网协同创新共生单元的协作方式

物联网协同创新体系中起主导作用的电信运营商，以共生质参量为媒介，与其他共生单元发生交互关系，在多种合作模式下，实现质参量的连接与转移，推动创新升级和物联网产业的起步发展。

从共生的行为模式来看，物联网产业存在3种行为模式。

电信运营商与产业链上游的硬件提供商和系统集成商同处一条产业链条，在以知识和技术为质参量的共生界面上，电信运营商一方面对上游企业提出设备需求，另一方面积极向系统集成商方向扩展，使硬件设施的创新生产和具体应用的创新开发都需要产业链上的共生单元与其进行协作，进行知识和技术的交流共享，不仅存在双向双边交流，而且存在多向多边交流。

同时，国内三大运营商垄断了物联网产业的通讯管道和平台，上游企业在技术标准、产品兼容方面必须与电信运营商的要求相匹配，共生利益的分配要以电信运营商为主导。

由此，电信运营商与产业链上共生单元非对称性互惠共生。

这种共生模式也体现在电信运营商与用户之间，两类共生单元存在知识和服务的双向关联，产生的共生新利益的分配机制是不对称的。

现阶段电信运营商与政府及服务机构的协同模式决定了其共生行为模式以偏利共生为主。

从政府一方来看，其对物联网产业的促进和支持着眼的是未来在这一战略新兴产业上取得优势地位，实现社会进步、经济发展的综合效益，而作为发展初期的物联网，其社会效益和经济效益均还未得以实现。

一方面，物联网应用尚处于试验推广阶段，社会对其产品带来的效益还处于观望期;另一方面，物联网产业还未形成成熟的商业模式。

由此，电信运营商与政府的共生作用表现为有利于电信运营商的进化创新，产生的共生利益由电信运营商全部获取，政府不参与新利益的广谱分配，而是通过未来的补偿机制达到目的。

物联网产业高校科研机构与电信运营商的共生行为模式为对称性互惠共生。

两者均能够从共生关系中生成新的能量，并都获得该新能量的分配。

这样两者的共生关系才能得以维持下去。

高校科研机构为企业输出技术知识和人才，帮助企业提高技术能力和创新应用能力，企业为高校科研机构提供资金和物资，促进其

学术水平和教学水平的提高。

两者不仅质参量关联，而且在交流机制和共生利益分配上都参照对称性的原则进行。

需要指出的是，三大电信运营商之间也可以在技术、标准、平台和安全等方面实现部分协同效益，由于三者形态方差接近于零且存在竞争关系，其协作方式只能参照对称性互惠共生进行，但当前没有资料显示运营商之间进行了有效合作，表明三大共生系统仍处于相对独立的运行状态，其协同仍需政策引导。

从共生的组织模式来看，多种合作方式决定了点共生、间歇共生、连续共生和一体化共生在不同单元之间的应用实践。

点共生是指共生单元在某一特定时刻T1具有的一次相互作用，技术转让和专利买卖属于此类模式。

例如，电信运营商与高校及科研机构的协同中，买进专利权或相关技术的使用权，将科研成果转化为市场效益。

间歇共生是指共生单元在不连续时间间隔Ti之间具有多次相互作用，委托开发属于此类模式。

例如，电信运营商在开发物联网应用上寻求实现相应功能的硬件供给，在订立项目合同、进度反馈和产品试验阶段需要和硬件提供商多次接洽，并对产成品进行多次修改完善。

这一模式是现阶段物联网共生中较为普遍的合作方式。

连续共生是指共生单元在一时间段内持续的相互作用，合作开发属于此类模式。

基于政府主导的物联网协同创新平台，如江苏无锡中国物联网研究发展中心以及北京中关村物联网产业联盟，为共生单元间的长期协作提供了方便的信息、技术渠道。

这一模式的采用在协同创新的深度和广度上向前走了一大步，有利于资源在配置阶段的优化，是物联网协同演化的方向。

一体化共生指共生单元间形成了具有独立功能的共生体。

未来电信运营商与产业链上其他企业共建战略联盟，与高校科研机构共建术实验室，与政府共建应用推广中心都可以看作一体化共生的合作模式。