《電子技術(shù)應(yīng)用》
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釋放百億物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的基礎(chǔ) 從經(jīng)濟(jì)視角看低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)

2016-03-21

  低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWAN)作為技術(shù)和商業(yè)解決方案,將是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要基礎(chǔ),為什么呢?我們先從L說(shuō)起。

  LPWAN中的“L”代表什么

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  為什么大家對(duì)LPWAN非常激動(dòng)?從“L”來(lái)切入是非常有效的?!癓”代表低功耗,即該技術(shù)的一個(gè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)是可以在一段很長(zhǎng)時(shí)間中僅僅消耗非常小的電量。舉例來(lái)說(shuō),Ingenu公司與WellAware公司合作,支持電池供電級(jí)的數(shù)字油田應(yīng)用,電池可以持續(xù)使用20年以上;還有Link Labs公司開發(fā)出基于LoRa技術(shù)的網(wǎng)絡(luò),達(dá)到7年以上的電池壽命。

  “低功耗”確實(shí)是與物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線連接中普遍存在的問(wèn)題——生命周期關(guān)系很大,對(duì)于無(wú)線應(yīng)用技術(shù)來(lái)說(shuō),長(zhǎng)壽命是指無(wú)線技術(shù)應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)較長(zhǎng)的生命周期。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),這意味著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備壽命不同于一般消費(fèi)手持類設(shè)備(如手機(jī)),如果你使用一臺(tái)智能手機(jī)超過(guò)兩年,甚至1年,你的設(shè)備就往往被認(rèn)為是“舊”技術(shù);在大部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,設(shè)備生命周期一般為10年到20年甚至更長(zhǎng)。舉例來(lái)說(shuō),每年去更換智能路燈中的無(wú)線模塊是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的事情。一旦部署了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用,由設(shè)備支撐基礎(chǔ)設(shè)施或企業(yè)資產(chǎn)的運(yùn)營(yíng),一般要實(shí)現(xiàn)效率的提升和成本的下降,至少不能因此帶來(lái)更多的額外成本。每一兩年不斷地對(duì)設(shè)備進(jìn)行修修補(bǔ)補(bǔ)實(shí)際上成本很高。

  簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)投資回報(bào)核算

  為了便于理解,我們做一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)備投資回報(bào)計(jì)算。這個(gè)例子中所使用的數(shù)字雖然都是虛構(gòu)的,但卻作為L(zhǎng)PWAN成本收益的一個(gè)說(shuō)明還是比較典型的。我們假設(shè)這筆投資在去除所有成本后,每年可以帶來(lái)5美元的回報(bào)(或節(jié)省成本)。

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  第一眼看的時(shí)候,這似乎并不是一個(gè)劃算的投資。不過(guò),我們要將設(shè)備技術(shù)的壽命考慮進(jìn)去的話,這一數(shù)字一般是從2年到20年。在這個(gè)例子中,設(shè)備需要一個(gè)上門服務(wù),其壽命包含了各種條件下的不同變化,上門服務(wù)一般比較貴,且常被視作隱性成本。因技術(shù)的進(jìn)步,上門服務(wù)的成本要包括更換電池和更換無(wú)線模塊。預(yù)期服務(wù)年限代表了設(shè)備可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間,這個(gè)時(shí)間當(dāng)然需要上門服務(wù)。上門服務(wù)很多時(shí)候由服務(wù)供應(yīng)商來(lái)提供,一次上門服務(wù)成本約為350美元。

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  第二張表格展示了給定設(shè)備生命周期,每年節(jié)省的成本。表格中顯示,擁有上門服務(wù)的設(shè)備每5年更換一次電池,預(yù)期服務(wù)周期為15年的話需要2次上門服務(wù)。黑色框中的數(shù)字代表了沒(méi)有上門服務(wù)的設(shè)備每年節(jié)省成本5美元,灰色框中的數(shù)字代表了由于需要不斷更換上門服務(wù)而形成的損失。

  從以上表格中可以清晰看出,上門服務(wù)是物聯(lián)網(wǎng)投資的殺手。在每一案例中,設(shè)備生命周期至少要達(dá)到服務(wù)年限以保障有利可圖,而因?yàn)樯祥T服務(wù)的存在,預(yù)期收益就消失了。為了讓每一次物聯(lián)網(wǎng)投資都有意義,低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)就變得很有意義了,它能讓每個(gè)設(shè)備只有小量預(yù)期收益的項(xiàng)目有利可圖,這也是物聯(lián)網(wǎng)所宣稱的效率提升所在。

  “L”的經(jīng)濟(jì)性

  由低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)所帶來(lái)的長(zhǎng)壽命表現(xiàn)為設(shè)備較長(zhǎng)的生命周期,正如以上例子所示,設(shè)備較長(zhǎng)的生命周期構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)所帶來(lái)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。經(jīng)濟(jì)學(xué)入門教科書提到:規(guī)模經(jīng)濟(jì)來(lái)源于對(duì)固定成本的攤?。ū热缭O(shè)備成本)。生命周期就構(gòu)成了“攤薄要素”,形成了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用的高回報(bào)率。物聯(lián)網(wǎng)為從企業(yè)到家庭的經(jīng)濟(jì)生活中帶來(lái)了史無(wú)前例的效率提升,這些效率是建立在長(zhǎng)生命周期形成的規(guī)模經(jīng)濟(jì)上。

  投資回報(bào)隱藏在有用的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生命周期中,設(shè)備服務(wù)周期越長(zhǎng),投資回報(bào)越高,持有成本越低。在很多應(yīng)用場(chǎng)景中,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的需求是價(jià)格敏感型的,所以,對(duì)于設(shè)備制造商來(lái)說(shuō),獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì)是非常重要的,使得他們?cè)O(shè)備價(jià)格可以在企業(yè)和消費(fèi)者愿意支付的范圍之內(nèi)。

  當(dāng)企業(yè)和其他用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的投資時(shí)間越長(zhǎng)且不需要額外支出時(shí),將實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)規(guī)模。如果制造商嘗試“報(bào)廢計(jì)劃”時(shí),其需求也會(huì)迅速枯竭,因?yàn)樵谝欢ǚ秶鷥?nèi)價(jià)格是彈性的。因此,超長(zhǎng)設(shè)備的生命周期,不僅使企業(yè)和消費(fèi)者投資于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,而且還允許制造商在如此低的價(jià)格上獲得必要的投資回報(bào)率。

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  這種價(jià)格敏感性對(duì)制造商有好處。延長(zhǎng)設(shè)備壽命周期允許較長(zhǎng)的時(shí)間段來(lái)拉伸設(shè)計(jì)和資本資產(chǎn)跨越。首先,設(shè)備制造商生產(chǎn)足夠的設(shè)備后將達(dá)到一定規(guī)模,并逐步提高其固定成本。這些成本包括設(shè)計(jì)和測(cè)試成本,認(rèn)證成本(在適用的情況下),和自身制造業(yè)的資本成本。只有設(shè)備價(jià)格足夠低時(shí)才可實(shí)現(xiàn)在市場(chǎng)上的廣泛應(yīng)用,因此每臺(tái)設(shè)備的利潤(rùn)并不大。然而,當(dāng)制造商達(dá)到一定規(guī)模后,通過(guò)延長(zhǎng)設(shè)備壽命周期并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)可使利潤(rùn)率得到提高。因此延長(zhǎng)設(shè)備的壽命周期變?yōu)檫_(dá)到相當(dāng)規(guī)模所必不可少的需求。

  延長(zhǎng)使用壽命還可以減少各種成本。正如一個(gè)簡(jiǎn)單的例子那樣,每次一個(gè)設(shè)備需要被服務(wù)的變量的成本都是不可能的,這是一種物聯(lián)網(wǎng)投資的可行。我們?cè)缙诘脑S多客戶要求很高,他們用很多生活中的問(wèn)題讓我們解決,從而使了我們的技術(shù)不斷完善。為滿足客戶需求,這些問(wèn)題向我們提出了挑戰(zhàn),這些遠(yuǎn)不是那種可以在會(huì)議室里能預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題。這些客戶希望消除已經(jīng)存在的成本:需要外派一個(gè)技術(shù)員來(lái)找出設(shè)備到底發(fā)生了什么故障。

  對(duì)于這一波物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來(lái)說(shuō),重要的是無(wú)線技術(shù)不僅要消除上門服務(wù),由于電池壽命短或過(guò)時(shí)制造也不能引入上門服務(wù)(好比技術(shù)的沒(méi)落對(duì)移動(dòng)通信來(lái)說(shuō)是一場(chǎng)災(zāi)難)。這就是為什么延長(zhǎng)使用壽命,作為物聯(lián)網(wǎng)通信的解決方案-超長(zhǎng)的電池壽命是LPWAN的一個(gè)核心價(jià)值。

  總之一句話,延長(zhǎng)壽命是實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵,也使物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的投資廣泛和深入的融入整個(gè)市場(chǎng)。


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