基于5.5G Passive IoT的海尔全场景物联应用白皮书
基于5.5G Passive IoT的海尔全场景物联应用白皮书2023年4月 邓邱伟 编委会主席：李洋 编委会副主席：张维杰周子涔胡南马帅闵昊孙传滨高全中蒋宗清许升指导顾问：周明立王自强李冰高蓓周志龙张昕罗斌夏军郭春田沈祖康执笔专家： 参编单位：海尔智家、中国移动通信集团有限公司、华为技术有限公司、青岛云裳羽衣物联科技有限公司、品冠物联科技有限公司、上海坤锐电子科技有限公司 高新、高晓海、黄橙、侯丽丽、胡战峰、黄振兴、揭笔超、姜海洋、李栋、李汉涛、鲁明光、李宁、刘强、吕镕均、吕顺、刘文倩、李永强、马可、闵锐、莫依凡、马志强、曲正平、邵海兵、孙晓梅、孙秀全、施艺、苏宇、唐恒敬、唐念行、王晨阳、王子真、徐晓磊、杨博涵、张策、张杰、赵荣、张祥、郑晓峰、钟壮（按照姓名拼音排序） 海尔智家副总裁海尔全屋智慧总经理邓邱伟序 言 从2019年5G元年以来，5G网络正在快速的覆盖海内外。随着5G网络建设，全球数字化进程也在不断加速，终端数量尤其是无源终端数量将连接到网络中来，更多无源场景会涌现出来。 海尔作为全球首个物联网品牌，拥有家庭、制造等多元生态化场景，通过Passive IoT无源物联技术（简称为PIoT）可以为用户提供更健康、安全、舒适、便捷、低碳的个性化场景解决方案。 本次《白皮书》的编制，旨在通过携手数字化领域上下游优秀企业，共同发起对未来数字化场景的定义，探索规划PIoT场景技术架构的发展路径和全场景能力构建，让企业及生态伙伴实现共创共赢，推动行业健康、快速发展。通过生态链上下游企业共同参与，才能实现数字化PIoT场景全面开花。 目 录01 数字中国理解和落地102 海尔网器生态和智能制造32.1.智慧家庭2.2.大规模定制4503 5.5G Passive IoT无源物联基本介绍704 5.5G Passive IoT无源物联是衣物数字化管理的核心基石104.1.场景1：居家衣物洗护穿搭管理场景4.2.场景2：社区洗衣门店洗护服务场景111305 5.5G Passive IoT无源物联是数字化物流的核心使能器155.1.场景1：生产物料透明化场景5.2.场景2：成品管理数字化场景161806 未来展望20 数字中国理解和落地01章节 数字中国理解和落地2数字中国理解和落地2023年2月中共中央国务院印发《数字中国建设整体布局规划》，提出按照“2522”的整体框架进行布局，即夯实数字基础设施和数据资源体系“两大基础”，推进数字技术与经济、政治、文化、社会、生态文明建设“五位一体”深度融合，强化数字技术创新体系和数字安全屏障“两大能力”，优化数字化发展国内国际“两个环境”。一方面，在数字基础设施建设中，为了打通数字基础设施大动脉，提出；加快5G网络与千兆光网协同建设，推进移动物联网全面发展。Passive IoT无源物联技术（后面章节简化为PIoT）作为移动物联网的前沿技术，大幅扩大移动物联能力边界，实现从有源物联向无源物联的演进，将打开千亿物联市场新空间。另一方面，文件提出，推动数字技术和实体经济深度融合，在农业、工业、金融、教育、医疗、交通、能源等重点领域，加快数字技术创新应用。工信部数据显示到2022年我国已经建设4000个5G+工业互联网项目，到2025年还将建设1万家5G全连接工厂。PIoT无源物联是5G增强技术，利用5G一张网网络优势，带动物流数字化、透明化和智能化进程，提升物料、容器和设备等生产要素的状态实时感知，盘点准确度和效率，加速企业数字化和智能化转型。 党的二十大报告提出：“ 着力提升产业链供应链韧性和安全水平”，对于推动高质量发展、加快建设现代化经济体系、维护国家产业安全具有重要指导意义。在此之前，2021年12月，国务院印发的《" 十四五 " 数字经济发展规划》指出，“ 要大力推进产业数字化转型，立足不同产业特点和差异化需求，推动传统产业全方位、全链条数字化转型，提高全要素生产率。”当前，全球产业数字化的进程正如火如荼。在后疫情时代，全球贸易格局和消费形态亟待重塑的背景下，全数字化的生产流、供应链数字化能力的建设成为中国制造业发展的共识。时效性、稳定性和增值服务等诉求都成为生产流和供应链价值的主要衡量标准之一。广域局域的全场景全要素的无源物联应用，包括如下几点。“数据驱动”——数据成为智能应用关键使能。构建“采集、建模、分析、决策”的数据优化闭环，应用“数据+模型”对物理世界进行状态描述、规律洞察和预测优化，已成为智能化实现的关键路径，在工厂各个领域展现出巨大赋能潜力。“柔性敏捷”——柔性化制造将成为主导模式。传统大规模量产的生产模式已无法在可控成本范围内满足个性化需求的敏捷响应和快速交付。工厂亟需通过构建柔性化生产能力，以大规模化生产的低成本，实现多品种、变批量和短交期的个性化订单的生产和交付。“全局协同”——单点优化迈向全局协同变革。随着5G、5.5G和物联网等网络技术的全面应用，万物互联已成为数字时代的典型特征。基于数据协同，通过网络化方式进行资源要素的共享、调度，企业内外业务的集成打通，推动从数字化设计、智能化生产等局部业务优化，向网络化协同、共享制造等全局资源协同优化迈进。“绿色安全”——资源效率与社会效益相统一。近年来，在双碳战略目标引领下，开展智能工厂建设和数字化转型的同时，以数字技术赋能节能环保安全技术创新，应用人工智能、大数据、5G、工业互联网等提升工厂能耗、排放、污染、安全等管控能力，逐步迈向绿色制造、绿色工厂和绿色供应链，加快制造业绿色化转型， 创造良好的经济效益和社会效益。 海尔网器生态和智能制造02章节 海尔网器生态和智能制造2.1 智慧家庭4海尔网器生态和智能制造智慧家庭行业规模：智慧家庭是数字家庭升级的方向，是一个蓬勃兴起的万亿赛道。随着5G/5.5G、人工智能、物联网、大数据等技术逐渐成熟，以及国家政策利好因素影响，中国逐渐成为全球最大的物联网市场。智慧家庭作为物联网应用落地较为成熟的领域，产品种类不断丰富，细分市场规模加速扩张，渗透率也快速提升。根据CSHIA的数据，2016-2020 年间，我国智慧家庭市场规模由2608.5亿元增长至5144.7亿元，年均复合增长率达到18.51%；2021 年中国智慧家庭设备市场出货量超过2.2亿台，规模达到5800亿元；未来五年智慧家庭预计将以21.4%的复合增长率快速增长，到2025 年市场出货量有望接近5.4亿台，规模达8000亿元，并有望突破万亿。智慧家庭的发展与演进：1984年，美国诞生了世界公认的第一幢智能建筑——都市办公大楼，这标志着智能建筑及智慧家庭发展的起步。 1994年，比尔·盖茨的智能化豪宅完工，智能化系统和智慧家庭开始进入普通人的视线。国内智慧家庭产业，尽管起步较晚，但发展速度惊人。在历经萌芽期、开创期、徘徊期、融合演变期后，智慧家庭迎来爆发期，其市场规模和销售额均呈现倍数型增长，足以证明用户对智慧家庭的接受和认可。当前，智慧家庭更加强调以用户体验为中心，建设“家庭大脑”自感知、自学习、自进化技术基础，实现智慧家庭的主动服务能力。相对于传统智能家居基于IoT的远程控制方式，“家庭大脑”是基于AI+IoT能力，通过感知用户相关数据，构建用户画像，通过自主思考为用户进行个性化精准服务。通过增强家居设备的互联、互通互控性，突出人与“家”之间的自然交互关系，物与“机”之间的互联互通关系。2022年3月，家电龙头海尔智家牵头发布《智慧家庭智能家居智能化能力等级评估模型》，从智能化等级到评估标准，构建了完善的智慧家庭智能化等级的评价方法，填补了行业空白。评估模型以智慧家庭系统为评估主体，以人机智能协同理论为基础，通过系统的用户体验作为评估要素，分析用户与智慧家庭系统的关系及业务模式。该标准提出了智慧家庭智能化等级的定义（L1-L5），分别对应智慧家庭发展的5个阶段： 2.2 大规模定制消费者对定制化需求：《世界经济论坛白皮书行业数字化转型》分析，企业通过为消费者赋予产品定制能力，更好地满足其个人需求，从而建立更亲密的客户关系。由于数字化能帮助企业大规模提供定制化产品，因此到2025年，选择定制化的消费者数量可能会增加至25%；与此同时，每年选择定制化购物的比例也将从0.1%上升为5%。这将推动约500亿美元的价值从传统非定制化产品向定制化产品转移。预计消费者为定制化产品支付的价格要比传统产品高20%�相当于创造了约300亿美元的附加价值。高度个性化不仅仅只有利于企业，客户和社会也能从中获益：节省时间、减少购买闲置物品的开支，并通过减少生产这些闲置物品而降低排放，预计未来十年将累计创造约2,300亿美元的风险价值。海尔大规模定制化探索：在物联网时代，家电龙头海尔高度重视并积极探索用户需求驱动的大规模定制模式，从2015年参加“IEC全球研讨会”发布互联工厂模式，并纳入IEC《未来工厂白皮书》，到2017年发布全球首个工业大规模定制白皮书，截止到2022年海尔已拥有5家工厂被世界经济论坛公布为全球先进“灯塔工厂”，成为拥有“灯塔工厂”数量领先的中国企业之一。 海尔将供应链的全流程体系前连引领战略，后连个性化定制，整合全球一流的研发资源网、供应商资源网、用户资源网打造精准、高效、满负荷下的大规模定制体系，颠覆“为库存生产”到“为用户生产”。在不久的将来，中国智慧家庭产业有望凭借人工智能、物联网及云计算等技术发展和应用领域的拓宽，跨领域、跨品牌、跨生态互联互通的全面成熟，智慧家庭将逐步迈入泛在智能阶段。PIoT作为新一代物联网技术，将助力智慧家庭中的每一个智能设备在执行和运转过程中均被打上“数字标签”，这些标签作为物理世界在数字世界的映射，通过智慧算法在家庭大脑中汇聚、重组，实现人与物、物与物交互，为用户提供“懂你所需”的持续交互服务。目前海尔已经在开展智家大脑的平台建设，期待5.5G PIoT技术的到来并不断成熟，从而全面提升智慧连接和交互体验。单机智能（L1）、协作智能（L2）、决策智能（L3），以及即将实现的高度主动智能（L4）和泛在智能（L5）。该标准的发布，从根本上解决了长期困扰智慧家庭行业等级标准缺失的问题，为用户提供了智慧家庭智能化水平判断依据。5海尔网器生态和智能制造 这背后需要企业具备大规模定制交付能力，海尔通过整合全球资源，持续破解行业的诸多结构性难题。其中，基于5.5G的PIoT技术结合海尔现场PLS（物料调度平台）、MOM等智能执行系统的试点，实现了工厂设备、工装容器、物料互联互通和工业流水线的数据驱动，每一个工装容器、关键物料都有一个唯一标识码的PIoT TAG标签，通过PLS与产线订单工艺信息相结合，PIoT能实现Min级现场实物信息的实时感知，驱动信息流和实物流合一，告知每一个物料、工装要被送到那、用到那，结合现场MOM系统也将采集到订单数据、生产数据、人员数据等，为生产系统的优化提供了数据支撑，从而实现了人机互联、机物互联、机物互联、机机互联，搭建了一个自作业、自反馈、自诊断的物联网生态系统，助力海尔实现大规模定制转型。目前，企业已经完成MOM应用层系统的开发，期望5.5G PIoT技术发展成熟，成为工厂数字化物流连接底座，并在新工厂的建设中得到规模化应用。6海尔网器生态和智能制造 01数字中国理解和落地5.5G Passive IoT无源物联基本介绍03章节 5.5G Passive IoT无源物联基本介绍85.5G Passive IoT无源物联基本介绍PIoT技术是5.5G的六大能力之一（mMTC），是在5G的Redcap、NB-IoT物联能力基础上构建无源物联的能力，进而赋能千亿链接的规模。随着蜂窝技术从人到车再到物的链接能力延伸，PIoT技术将赋能物料从供应商到工厂再到用户三个环节的全域感知和用户使用环节的全生命周期管理，助力行业挖掘大数据的价值经营。无源物联技术的目标是利用外部环境能量为标签终端供能，包括无线电、光、热、振动等，实现物品的全生命周期管理的免电池维护。无源物联技术是基于3GPP
