物聯網產業運行機制與發展策略研究

岳中剛，侯赟慧

(1.南京郵電大學經濟與管理學院，江蘇 南京 210023;2.東南大學經濟與管理學院，江蘇 南京 211189)

1 引言

美國研究機構Forrester預測，到2020年，全球范圍內“物物相連”的業務量將是“人與人通信”業務量的30倍，物聯網將成為下一個萬億級產業。關于物聯網的相關研究已經有了一定進展，為這一新興產業發展和運作實踐提供了重要參考，大致可以分為以下三個層次:

(1)從宏觀戰略視角分析物聯網產業的發展政策。2008年，美國國家情報委員會發布了《對美國利益潛在影響的關鍵技術》，把物聯網列為六大突破性技術之一，明確提出物聯網發展的產業政策將集中于寬帶網絡建設、智能電網、醫療信息化三大領域［1］。歐盟專門制定了物聯網發展的系列規劃，將“加強物聯網管理”和“推廣標準化”作為推動物聯網產業發展的政策建議。日本則是世界上第一個提出“泛在”戰略的國家，2005年就推出了與物聯網相近的泛在網計劃(UJapan)，加強物聯網在交通、醫療、教育、環境監測等社會領域的應用。

(2)從中觀組織視角探討物聯網產業的商業模式。中國移動2010年發布的《物聯網產業發展研究報告》根據全球運營商的業務參與程度，總結了物聯網產業正在形成的商業模式大致有通道型、合作型、自營型［2］。陶治以有助于物聯網大規模應用為原則，提出了促進我國物聯網產業發展的商業模式:政府買單模式、免費模式、運營商推動模式、用戶和廠商聯合推動模式、垂直應用模式和行業共性平臺模式［3］。歐陽桃花和武光選擇農業物聯網企業作為案例研究對象，歸納了權變型和平衡型兩種類型，并解釋了由戰略動機、企業資源和產業環境共同作用以形成商業模式的根本機制［4］。

(3)從微觀主體的角度分析物聯網產業的競爭策略。中國移動發布的《2010年全球物聯網產業鏈分析及投資調研報告》總結了Orange、Telenor、Wyless等物聯網運營商和服務商的實踐經驗，認為運營商將從網絡通道向綜合解決方案提供商轉型，而服務商將由直接服務終端客戶轉向支持運營商提供各類物聯網應用業務［5］。中國電信制定的《2010年物聯網發展戰略》對我國三大運營商進行了比較分析，認為三大運營商的物聯網產業發展策略比較類似，均提出了“聚合服務策略”和“應用帶動策略”［6］。羅仲偉和邢云鵬以中經匯通公司為案例，提出我國物聯網產業應當由以設備制造商為核心轉變為主要依賴網絡運營商提供整體解決方案和服務提供商開發應用的發展模式［7］。

2 物聯網產業的運作機制分析

2.1 物聯網產業鏈結構

借鑒產業模塊化理論，物聯網產業鏈系統按照功能不同可以分為四大模塊:感知模塊、傳輸模塊、應用模塊和增值服務模塊(見圖1)。物聯網產業模塊價值群也相應地包含四類參與主體:①產業消費方，即物聯網用戶;②產業供給方，包括應用模塊企業群和傳輸模塊企業群;③中間供應商，包括感知模塊企業群和增值服務模塊企業群;④產業宏觀管理者，即產業管理機構。在物聯網產業模塊化網絡中，產業主體都參與到價值創造活動中來，它們通過模塊化分解，利用電信運營商提供的網絡平臺，形成一個具有協同效應的模塊價值群，從而達到集群價值創新以及產業融合與發展的目的。在這個模塊化系統中，盡管不同的模塊企業群共同合作來創造價值，但由于各模塊在技術特征、產業壁壘、市場結構等方面不同，物聯網產業鏈模塊價值呈現出“兩邊高、中間低”的倒U型特征，即應用模塊和增值服務模塊價值比例較高，而傳輸模塊價值比例僅為15%。

感知模塊主要實現對物品標識的智能感知識別、信息采集處理和自動控制，然后通過通信子模塊將物品標識與信息連接到傳輸模塊和應用模塊。該模塊以感知設備制造業為主，包括傳感器產業、RFID產業以及智能儀器儀表產業，通過向軟硬件系統集成商或用戶提供終端設備來參與物聯網產業價值創造。其中，RFID產業是物聯網產業化發展的關鍵，主要包括標簽、識讀器、軟件和系統集成服務，在各國政府以及跨國零售企業的研發推動下，市場應用和需求規模發展迅速(見表1)。根據ID TechEx公司的統計數據，目前全球對RFID需求量最大的是金融、安防等行業，其次是運輸系統(電子票證)、車輛管理等，而零售消費品行業將是RFID需求增長最快的應用領域。

傳輸模塊是進行信息接入、交換和傳遞的網絡通道，也是連接感知模塊、應用模塊和用戶的網絡平臺。典型的傳輸模塊包括電信網、互聯網和專用網，目前主要是由全球電信運營商提供網絡傳輸服務。隨著傳統語音和數據市場漸趨飽和，電信運營商積極尋找與開發新業務增長點，物聯網產業成為被關注的焦點，這一趨勢在發達國家市場表現尤為明顯。根據TechNavio公司發布的2010年全球物聯網電信運營商市場統計數據，排名第一的AT＆T擁有約11%的物聯網市場份額。Verizon、沃達豐和中國移動分別以10%、9%、7%的全球市場份額排名第二至四位。從物聯網業務的收入結構來看，大多數電信運營商正在從主要依靠發行SIM卡和提供網絡通道服務獲取流量收入，轉向與應用軟件商或集成商合作為用戶提供系統解決方案的收入模式(見表2)。作為物聯網產業鏈的主導和推動者，全球電信運營商的物聯網業務發展呈現以下趨勢:一是積極導入云計算技術，以降低服務成本，提高服務效率;二是更加注重為用戶提供信息增值服務，以提高單位用戶平均收入(ARPU);三是實現與用戶原有管理信息系統的無縫連接，以降低用戶的系統轉換成本。根據全球移動通信協會(GSMA)發布的統計數據，隨著全球可接入設備數量的不斷增長，到2020年運營商物聯網業務收入將達到1.2萬億美元，比2011年增長7倍。

圖1 物聯網產業鏈模塊化結構

表1 RFID市場結構和市場規模預測(單位:億元)［8］

應用模塊是以用戶需求為導向，將物聯網與行業技術深度融合，通過集成化的中間件和應用軟件，對感知模塊收集的信息進行存儲、計算、分析和挖掘，進而為用戶提供智能化的服務或應用解決方案。由于全球物聯網產業正處于從概念形成到局部應用的導入階段，其市場應用則以政府在公共管理和服務領域的示范項目為主，如智能安防、智能電力和智能交通等。近年來，物聯網技術在個人消費領域的創新應用不斷涌現，將形成公共服務領域應用之外的新增長點。如在健身市場，耐克與蘋果公司合作推出了Nike+iPod運動組合設備、阿迪達斯公司推出了名為miCoach Pacer的跑步裝備，這兩種設備通過軟件分析用戶的健身數據，從而為用戶提供個性化的健身計劃。根據全球移動通信協會的預測，物聯網的產業化趨勢將主要受消費電子、汽車、健康醫療器械等領域應用的帶動，2020年物聯網在上述三大領域的市場規模將分別達到4450億美元、2020億美元、970億美元，占整體市場份額的 37.1%、16.8%和 8.1%。

增值服務模塊是為用戶提供統一的終端設備鑒權、計費等服務，實現終端接入控制、應用管理、業務運營管理、決策分析和數據保密等服務。受物聯網應用市場規模的限制，目前專業服務商仍處于市場孵化和投入期，增值服務主要是由電信運營商通過產業鏈的縱向延伸來提供。隨著用戶尤其是中小企業對“一站式”物聯網服務需求的不斷增長，以Jasper、Wyless為代表的全球服務商開始轉向與電信運營商、應用軟件開發商、系統集成商合作，通過為其他模塊企業提供業務平臺、用戶解決方案、運營維護等增值服務而獲取收入。

表2 電信運營商的收入結構分析

2.2 物聯網產業的雙邊市場特征

根據Armstrong對雙邊市場的界定，兩邊或多邊參與者通過中介或平臺進行交易，并且平臺一邊參與者的收益受平臺另一邊參與者數量的影響［9］。在物聯網產業中，電信運營商提供的網絡平臺為應用軟件開發商或系統集成商和物聯網用戶提供了相互依賴性的服務，應用軟件開發商和用戶之間形成正反饋的“交叉網絡外部性”，而感知模塊和增值服務模塊作為中間產品或服務提供商共同構成了雙邊市場網絡系統。由此可見，物聯網產業具有典型的雙邊市場特征:

(1)雙邊需求的聯合性。在物聯網產業中，應用軟件開發商通過電信運營商的網絡平臺實現了物聯網服務的供給，用戶通過接入網絡平臺滿足了對物聯網服務的需求。如果網絡平臺上不存在用戶，那么應用軟件開發商對平臺服務則沒有需求;如果網絡平臺上沒有應用軟件開發商提供物聯網服務，那么平臺服務對用戶而言沒有任何價值。

(2)交叉網絡外部性。與需求方規模經濟的直接網絡外部性相比，交叉網絡外部性更為關注雙邊參與者之間的相互影響，即一邊參與者接入平臺的收益取決于另一邊參與者的規模。這意味著電信運營商的網絡平臺上接入的物聯網用戶越多，將會吸引更多的應用軟件開發商加入該網絡平臺提供物聯網服務;若加入網絡平臺的應用軟件開發商越多，也就越有利于用戶獲得多樣化的、“一站式”物聯網服務。

(3)價格結構的非中性。Rochet和Tirole認為，雙邊市場是介于市場與一體化組織之間的商業形態，科斯定理失效是雙邊市場存在的必要條件，這需要平臺企業根據雙邊參與者的交叉網絡外部性強度、需求價格彈性及相對市場勢力、平臺競爭等多重因素，對價格總水平、價格結構以及定價方式進行動態適應性調整［10］。在物聯網產業中，價格結構的非中性特征要求運營商對價格總水平在雙邊參與者之間進行合理的分配。以擴大物聯網用戶規模為例，在保持網絡平臺服務總價格不變的情況下，運營商應適當地提高應用軟件開發商的價格，將使接入網絡平臺的用戶數量增加，應用軟件開發商和電信運營商的利潤可能都隨著用戶規模的擴大而增加。

3 物聯網產業發展策略研究

Gartner公司發布了《2012—2013年技術成熟度曲線報告》，從技術成熟度、影響力、市場采納速度以及發展趨勢等方面對新興技術進行了評價，認為物聯網仍然處于“技術萌芽期”，針對技術研發和標準的討論正處于“期望膨脹期”，需要10年左右才能形成產業規模。從美歐以及日韓等信息化程度較高國家的物聯網產業發展路徑來看，均呈現出以公共管理和服務市場應用為示范，逐步形成協調發展的物聯網產業鏈和市場化運作模式，從而帶動企業或行業應用市場，進一步擴展到個人市場的動態演進趨勢。例如，美國在電力、環境監測、醫療、空間和海洋探索等領域投入應用，歐盟在電力、交通以及物流領域已形成了一定規模的應用，日本在災難應對、安全管理、公眾服務、智能電網等領域開展了應用，并實現了移動支付領域的大規模商用。

規模化的市場應用是物聯網產業發展的關鍵問題［11］。解決具有雙邊市場特征的物聯網產業的規模化應用問題，實際上是研究平臺企業如何定價來吸引雙邊參與者進行交易的策略性行為，即經濟學上的“雞蛋相生問題”。本文借鑒Armstrong的雙寡頭競爭型平臺定價模型，分析物聯網產業尤其是平臺企業的發展策略［9］。為了強化平臺競爭效應，該模型假定應用軟件開發商和用戶只加入某一運營商主導的物聯網平臺，即單歸屬。電信運營商的物聯網業務收入為雙邊參與者的接入費以及在平臺上實現的與交易量有關的使用費，并且以利潤最大化為目標。該模型推導出了平臺利潤最大化條件下雙邊參與者的價格結構pS、pB(模型1)以及平臺利潤π(模型2):

其中，pS、pB為應用軟件開發商和用戶向運營商繳納的平臺服務費;cS、cB為運營商向應用軟件商和用戶提供網絡平臺服務的成本;αB、αS為交叉網絡外部性參數，αB＞0表示加入運營商平臺的應用軟件商數量增加給用戶帶來的正外部性，αS＞0表示參與運營商平臺的用戶數量增加給應用軟件商帶來的正外部性;nB、nS為參與運營商平臺的用戶和應用軟件開發商數量;ηS、ηB表示應用軟件開發商和用戶對運營商平臺服務的需求價格彈性，盡管雙邊市場理論認為pS＜0或pB＜0是可能的，即平臺企業對一邊參與者甚至雙邊參與者進行補貼，但產業實踐中并不多見。為此本文假定ηS＞1、ηB＞1，使pS＞0、pB＞0;tS、tB分別為運營商提供的平臺服務對應用軟件開發商和用戶的差異化程度，即運營商對雙邊參與者的市場勢力參數。

將模型(1)中的參數賦予一組標準化的數值，采用MATLAB軟件可以得到圖2和圖3，即應用軟件開發商或用戶對平臺服務的需求價格彈性、交叉網絡外部性參數、另一邊參與者數量與平臺服務費演化規律的仿真結果。根據物聯網產業的運行實踐和上述理論模型以及仿真結果，本文可以得出以下推論:

推論1:運營商向應用軟件開發商或用戶收取的服務費，與雙邊參與者對物聯網平臺服務的需求價格彈性負相關。

推論2:運營商向應用軟件開發商或用戶收取的服務費，與雙邊參與者對另一邊的交叉網絡外部性負相關。

推論3:運營商向應用軟件開發商或用戶收取的服務費，與另一邊加入物聯網平臺的數量負相關。

推論4:競爭型市場結構下電信運營商的利潤，與其對雙邊參與者的市場勢力正相關，與雙邊參與者之間的交叉網絡外部性負相關。

上述四個推論揭示了物聯網平臺企業對雙邊參與者如何定價的關鍵變量，這些變量不僅影響應用軟件開發商和用戶參與平臺交易的數量，而且影響物聯網產業的規模化發展趨勢以及產業鏈的良性循環機制。因此，物聯網平臺企業如何根據各關鍵變量的動態演變，合理地促成應用軟件開發商和用戶的交易，對于物聯網產業的規模化應用和產業鏈的聯動發展至關重要。

(1)以公共服務應用培育物聯網市場。在物聯網產業的發展初期，運營商面臨著優先培育哪一邊市場的難題。根據雙邊市場理論以及“需求誘致創新”假說，平臺企業應優先培育交叉網絡外部性較強的用戶市場，以有效需求規模和市場快速成長來激勵應用軟件開發商加入平臺和提供物聯網應用服務。在產業政策的支持和引導下，運營商大多選擇對平臺服務需求價格彈性相對較低、交叉網絡外部性較強的公共服務市場開展物聯網應用示范，并且對應用軟件開發商通過收取較低甚至免收平臺服務費的方式引導和扶持它們進行物聯網應用創新。美國Palm公司的發展經驗支持了該策略的合理性，在掌上電腦(PDA)市場發展的初期，只有少量的第三方軟件開發商為Palm操作系統提供應用服務，Palm公司對于軟件開發商免費贈送Palm軟件開發包，并設立了“軟件開發論壇”和5400萬美元的基金，激勵軟件開發商為消費者帶來豐富多彩、功能強大的應用軟件。

圖2 需求價格彈性、網絡外部性參數與平臺服務費的演化(cS或cB=1，nB或nS=5)

圖3 需求價格彈性、參與者數量與平臺服務費的演化(cS或cB=1，αB或αS=0.04)

(2)以差異化服務帶動企業規模化應用。該階段為物聯網產業發展的成長期，加入運營商的應用軟件商的數量不斷增多，應用服務的創新能力也逐漸增強，并與運營商共同運作較為成熟的商業模式。隨著應用軟件開發商對物聯網服務的需求價格彈性越來越低，運營商應對交叉網絡外部性較強的企業用戶采用傾斜性低價策略，對應用軟件開發商收取相對較高的服務費，以吸引更多的企業用戶接納物聯網服務。此外，產業管理機構應引導運營商實施差異化的商業模式創新，針對不同產業領域和不同企業群體，運營商應由物聯網平臺服務者轉向物聯網業務整合者，通過提供差異化和聚合化的物聯網服務，以降低企業用戶和應用軟件開發商的需求價格彈性來提高物聯網市場規模。

(3)以低價或免費策略促進大眾化應用。由于大眾用戶對物聯網平臺服務的需求價格彈性較高，并且其對應用軟件開發商的網絡外部性較大。大眾化用戶對物聯網產業發展的長期影響可能比需求拉動的短期影響更重要。一方面，大眾化的規模化需求將鼓勵物聯網企業創新并開發滿足消費者特定需求的新產品;另一方面，大眾化的規模需求有助于拓展物聯網企業的市場規模，并推動規模報酬遞增，企業也才有可能憑借這種規模報酬遞增獲取必要的資本積累以發展創新能力并拓展價值增值空間。因此，運營商為吸引大眾化用戶采納物聯網服務，不僅應采取低價或免費體驗策略，還可以在不違反公平競爭原則的前提下與互聯網業務“捆綁銷售”，通過一系列增值服務創新來“鎖定”消費者，提高消費者的需求價格彈性和轉換成本。由于雙邊參與者的交叉外部性限制了平臺企業運用市場勢力獲取壟斷利潤的能力，運營商需要通過技術創新降低網絡運營成本，從而在保持用戶和應用軟件商效用不變的情況下降低雙邊價格，這將進一步提高物聯網產業規模和利潤。

4 研究結論與政策建議

本文通過對物聯網產業鏈的模塊化結構分析，構建了物聯網產業的雙邊市場框架，然后基于雙邊市場理論模型探討了產業發展路徑的動態策略。本文的政策建議認為:

(1)物聯網產業鏈的模塊化結構決定了其自身所具有的深化分工、促進創新、提高組織效率的特征。產業創新機理將突破傳統價值鏈中單方的價值攀升，不同的參與主體共同合作來創造價值，以實現從價值鏈到價值群的價值創新系統轉變。

(2)物聯網產業的運行機制表現為由運營商提供網絡平臺，應用軟件開發商通過網絡平臺為用戶提供物聯網服務，增值服務商和設備制造商為用戶提供設備和綜合性服務，收入由各參與主體進行協商分成。物聯網產業這種雙邊市場特征的“商業生態系統”可能與傳統的產業發展模式不盡相同。以定價問題為例，經濟學的定價理論以生產成本與市場需求之間的平衡來確定，而這種新經濟形式的“商業生態系統”則更為關注應用軟件開發商與用戶的交叉網絡外部性，運營商需要通過非中性定價以及非價格競爭策略來平衡雙邊參與者的需求。

(3)物聯網產業的發展路徑呈現出以公共服務市場應用為示范，帶動企業或行業應用市場，進一步擴展到大眾化市場的動態演進趨勢。在不同的發展階段，解決物聯網市場應用的發展策略至關重要。作為產業的網絡平臺和主導者，運營商需要根據雙邊市場理論和產業參與主體的特征變量進行非中性定價，因為價格結構不僅影響雙邊參與者的積極性，而且影響產業發展的市場規模和動態發展趨勢。

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［5］戰略發展部.2010年全球物聯網產業鏈分析及投資調研報告［R］.北京:中國移動通信集團公司，2010.

［6］戰略發展部.中國電信2010年物聯網發展戰略［R］.北京:中國電信集團公司，2010.

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