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從智慧建築與智慧家庭 看 IOT應用服務與挑戰
智慧聯網掌乾坤 創新視界研討會
中興保全 Robert Lien /練文旭 協理
電話:02-2557-5050 Ext.811 E-mail: [email protected] (5M)
2015/08/21
mailto:[email protected]:[email protected]
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Agenda
1.智慧物聯網的思維與範疇
2.建築場域應用與挑戰
3.家庭場域應用與挑戰
4.挑戰、風險與小結
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1.智慧物聯網的思維與範疇
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1.1 前言: 產業快速變動帶來的挑戰與機會
當科技/社會/環境/產業 ….面臨重大趨勢變化 對國家/公司/個人是一個…
要採取那些行動 才能抓住這個機會？
要採取那些行動 才能廻避或降低威脅？
•深度了解及洞察客戶需求與價值 •審視及建立核心能力和持續性競爭優勢
2015GDP成長率: 2月:預測 3.78% 5月:下修至3.28% 8月:下修至1.56% 紅色(主權基金)供應鏈 :
各界看好 物聯/互聯/ 雲端/工業4.0…等商機
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環境,財政,政府各項政策 是經濟,也是政治問題
轉變不易前提下
產業/公司機會在那裡呢?
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1.2-節能減碳:永續性的挑戰與機會 •台灣暖化速度是全球平均值的2倍 •台灣CO2人均年排放量全球第19位 (2010)
人均年排放量超過11.6公噸，約全球平均值的3倍。
•從經濟角度進口能源依存度達97.7%(2013)
(資料: www.newsmarket.com.tw)
(www.safetaiwan.tw)
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1.3 快速變動的科技發展帶來挑戰與機會 Connecting Everything
Connecting PC Connecting People Connecting Everything
(Source: Machina Research Connected Life Study)
And then ?
(Source: Harvard i-Lab)
** Monitored & Controlled: For Smart City 、Health Care
、Energy Consumption …
** Simply connecting things on the internet is not
enough
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1.3.1-張忠謀： 下一個big thing 物聯網
(圖/文:中時電子報,2014/3/28)
物聯網有機會用到不同的感測器，去執行測量溫度、偵測環境、感應人體血壓等功能。
這幾年…….主要是來自於智慧型手機、平板強勁需求所帶動。 張忠謀：下個關鍵 物聯網
(圖/文:蘋果日報,2014/05/23)
台積電董事長張忠謀（左）在台灣半導體協會中發表專題演說，他認為物聯網是個非常大的構想，對半導體來說，將會是下一個重要的市場。
IOT 肯定是主流趨勢: 但… 和建築有什麼關連? 和家庭有什麼關連? 和智慧有什麼關連? 和生活有什麼關連?
……如何掌握機會?
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1.4 多元應用的挑戰和機會 核心場域:人、車、建築/家庭、城市
主架構看似雷同: 感知、量測、傳遞、監督、控制 、 端雲平台、智慧分析、回應、服務 結合領域知識, 才能提昇應用價值
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Intelligence
Smart
Automation
Information
Data Big Data
Generate by People, machine…
Sensors, RFID, Transmitter, GPS…
M2M, M2H, H2M… X2X
Logical Decision
Automatic Control,
Reactive
Ability to learn about, learn from,
understand and interact with environment.
Proactive
Group of Symbols or Data that
can be interpreted as a message
1.5 資料資訊自動智慧化 挑戰與機會
感知、傳訊 是必要元素 未來最有值是會思考的大腦與小腦? (自我學習、分析、決策、回應能力)
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1.6 感知傳輸回應 應用服務 挑戰與機會
485 RF RFID,NFC WiFi Zigbee Zewave Bluetooth UWB Power Line
:
PSTN Lease Line GPRS ADSL WiFi 3G,WiMax
Fiber, LTE
Mobile Solutions GSM/GPRS/3G/4G
人車派遣服務
Data Base Network Management
System Security Applications
Cloud Computing
感知/量測 短距通訊 長距通訊 雲端.伺服器與平台 1 2 3 4 5
主機,控制器
6
崁入式系統 Win-CE
Linux Android
AP應用程式
(資料:中興保全 系統保全 資通訊架構)
磁篁/振動 紅外線
體溫/微波 :
定位感知 生理量測 地震感知 傾斜偵測 位移感知 CO2 感知 淹水偵測 電力量測 空氣品質
:
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1.7 多元週邊連動控制 挑戰與機會
智慧.物聯網(IOT)：
• 智慧(Automation, Smart, Intelligence, Wisdom) –
自動化：是依預設邏輯條件，知道怎麼做；能及時回應連動
– 智慧化：能自我學習、綜合思考、知道下一步該做什麼；
能預防or提早發現問題、回應解決問題
• 物.聯.網 – 什麼場域的物：人、車、大廳、車道、停車場、樓梯間、圍牆、
電梯、玄關、客廳、廚房、廁浴、頂樓、門、窗、社區 ...
– 物：那些物件？有電／無電／設備／設施?
– 聯：用什麼連接方式?有線、無線、頻段、通訊協定、標準…
– 網：連到那裡?聯結什麼網絡系統？
• 人、 警衛室、手機、雲端、社交網絡
• 服務網絡：管制中心、 服務中心…人員派遣
系統整合與通訊協定
什麼是智慧? 有價值的智慧?
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1.8 顧客需求與價值的挑戰與機會
產品特徵
價格
無異曲線
(共同特徵)
(共同與特殊特徵)
高價值 特徵區域 思考及挖掘： •那些是共同特徵? •那些是高價值特徵? •那些是顧客最重視的? •那些是顧客自已都說不
清楚的需求? •不斷Review- NABC
從無異曲線來思考創新價值與價格
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2. 建築場域應用與挑戰
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2.1-智慧綠建築標章
綠建築標章 智慧建築標章 基礎設施(必要)
功能選項(選擇)
綜合佈線
資訊通信
系統整合
設施管理
BA 自動化,智慧化連動
維護及使用管理平台
空調 照明 機電消防 門禁 保全 監視 ……
能源監控,節能, 能源資通訊
EEWH-BC 四大範疇，九大指標
生態
節能
減廢
健康
生物多樣性， 綠化量
基地保水， 節能:外殼,空調,照明
二氧化碳減量 廢棄物減量
室內環境， 水資源， 汙染垃圾改善
(資料參考：內政部／建築研究所 智慧、綠建築標章）
節能管理
公共導引,生活服務,資訊揭露 貼心便利
溫溼光熱,環境品質,照護
安全防災
健康舒適
ICT Infrastructure
防火,防震,防水,防盜…
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2.1.1-2016智慧建築評估冊(草案)
4
6
3
4 8
2
1
(資料: 內政部/建築研究所 公告草案版, 紅色數字為必要項目)
原: 健康舒適 貼心便利
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2.2 智慧建築整合服務
(資料: 中興保全)
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2.2.1 SIGMU-智慧建築解決方案
• Home Security
• Home Safety
• Home Automation
• Health Care
• Lighting Control
• Access Control
• Biometrics
• Surveillance
• Wireless, Mobile
• Building Automation
• BEMS,HEMS
(圖:Sigmu/中興保全)
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2.3-場域區隔需求思考
社區： 入口、邊界、停車場、公共空間、警衛室(櫃枱）、 生態池、植栽、邊坡…
建築： 門口、大廳、地下停車場、地下車道、電梯、 梯間、樓梯間、樓頂、機電室…
家庭： 門口、玄關、鞋櫃、客廳、卧室、兒童房、孝親房、 書房、浴室、廚房、前後陽台…
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2.4-台灣大用戶建築分類電能消費統計圖 (大用戶:契約容量大於800kW)
(資料：經濟部能源局/建築節能應用技術手冊 102/12)
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2.4.1台灣大用戶建築電能消費統計表
除特殊場合外: 空調設備和照明設備合併佔比最高,約六～七成 插座在學校,辦公類,政府機關,研究機構等佔比>10%
(資料：經濟部能源局/建築節能應用技術手冊 102/12)
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2.5-單位面積年用電量密度 EUI統計
(資料：經濟部能源局/建築節能應用技術手冊 102/12)
Taiwan SECOM-CSR D Corp.-CSR
為什麼一直無法大量普及呢?
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2.6 既有建築智慧化改善常見手法彙整
102年施作指標 102年智慧化改善案例摘要
安全防災監控 14
影像監控，淹水偵測／抽水系統整合
水資源管理／漏水偵測，廁所緊急呼叫系統，消防安全警報，逃生門監測警示，緊急求救安防系統
健康照護管理 3 生理監測,照護,有害氣體監測（連動）
便利舒適服務 8 空氣品質，環境品質，停車導引
系統應用整合 30
空調，照明，數位電表量測／控制，能源整合，ＢＥＭＳ，ＣＯ２
消防空調整合，教室空調／電力管理，照明偵測感知，排程控制…
(參考: http://www.abri-ibi.org 彙整)
http://www.abri-ibi.org/http://www.abri-ibi.org/http://www.abri-ibi.org/
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P24
2.7 集合住宅公共用電比例
集合住宅各類型設備所佔之公共用電比例
(資料參考：集合住宅節能技術手冊）
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2.7.1 公共用電佔比統計參考
(資料參考：集合住宅節能技術手冊）
(資料: 林憲德教授, 2003)
公共用電, 依公共設施量與使用強度之差 異，佔每戶總用電支出25~47%，平均35%，
公共用電節能措施對於集合住宅而言極為重要
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2.8 智慧建築綜合思考 • Access Control, Security Management •
Environmental Controls • Building Utility, Facility Services
– Electric, Water, Gas, Solar – Remote Command & Control –
Fault Detection & Diagnosis, – Maintenance management,
Continuous
Commissioning, • Energy Conservation, Optimize Lighting, •
Seamless Integration, Notification, • Interface with
elevators/HVAC/Exterior in real time, • Comfortable, performance,
Conveniences, efficiency • Integrate every devices and systems,
Transform from
conventional • Less Energy, Safer, Lower Costs, Significant
Return on
Investment
面臨什麼困擾? 要解決什麼問題? 用什麼方法? 花多少錢? 帶來多少效益? 提供量化指標?
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2.9在場及離場相關連動感控
• ASHRAE/IES 90.1 規範適用建築下列場所的照明，須裝設可以在人員離開之後30分鐘內自動關燈(automatic
shutoff)的在場感應器(Occupancy Sensors)控制。其他空間也鼓勵使用
- 教室、講堂、教育訓練室 - 會議室、會客室 、 員工餐廳、休息室
- 儲藏室、機房、小型倉庫 (1000 sq. ft. 以下)
- 文件印刷或影印室 、
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2.9.1- 停車場照明感控
• 美國能源部的進行多年的節能研究調查報告已經證實，停車場照明採用在場感應控制 (Occupancy sensing
control)的節能效果，最為顯著。
• 停車場所必須裝設可自動關閉(Automatic shutoff )的照明控制 (排程、在場感控、或
感知無人在場等控制系統)
- 每一獨立燈具必須在其所屬照明區域(不可大於3,600 sq.
ft.)無人在場的30分鐘之內，自動降低其照明功率輸出至少30%以上。
- 在距離有採光開窗的停車場外圍牆面20 ft 內的燈具必須具備晝 光感應控制(Daylight control)功能。
18:00 01:00 User Experience, Benefits per Cost, Business
Model…
Energy Conservation,
Optimize Lighting
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2.10 Environmental Control : 建築物淹水感知與通報案例
• 建置智慧化淹水偵測警示及抽水系統，並整合安全監視系統。
•
地下室出口及入口處設置淹水偵測，並與抽水機連動，偵測共分為抽水機啟動，第一次告警，第二次告警發送簡訊，並將警示狀態及歷史紀錄等功能整合至系統以利遠端掌握現場狀況。
(資料:www.abri-ibi.org)
水位計安裝
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2.10.1- Environmental Control: 地下道淹水感知與連動
•台中大甲的民生地下道，5月中發生駕車受困溺斃，事發後，市政府網羊補牢…
•控制淹水的四顆感應球，藏在柏油路底，浮力順序，黑色第一顆是降雨警示、第二顆代表路面積水，抽水機啟動，第三顆紅球，水淹10公分，轄區警消保全，會立即到場，第四顆紅球則是積水15公分，柵欄直接放下擋車
標準,驗證,法規… 橋樑,邊坡…
(資料: 2014/06/21 民視新聞)
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2.12 Connect Everything: 水資源管理及漏水偵知案例
1. 大樓進水箱浮球凡而故障，造成溢流水患，且平常不易發現，發現時都為時已晚，產生龐大的水資源浪費。
2.
智慧水表及管理平台可於無人用水時段觀察管末端是否發生用水異常或是漏損，夜間無人用水時段之漏損量若超乎漏水基準線則系統發告警mail通知管理者。
3.
應用智慧水表的流量瞬間曲線紀錄值及管理平台，透過圖形以人工判讀方式來查覺無人用水時段，蓄水池蓄水次數是否異常，可供管理單位作異常判斷。
(示意圖參考:http://www.ems.com.tw) (圖:http://www.abri-ibi.org)
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2.13 Connect Everything: 以AED 結合感知服務應案例
(2012/9/21)
機場AED發揮功能 美女店員救一命 (2013/8/15 蘋果日報）
(音頻感知偵測)
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2.14 IOT應用機會與挑戰:以IAQ,IEQ為例
(資料來源：內政部建築研究所)
調查規劃建置診斷改善應用
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3. 家庭場域應用與挑戰
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3.1場域,載體與應用領域 區隔與選擇
安全.安心
健康.照護
節能.減排
舒適.便利
手持 AM
建築
家庭 商辦 OE
場域載體 汽車 人
應用領域 穿載
物品/設施…
有電源 無電源…
公領域 私領域
家庭 建築 社區 城市
Everything is Nothing !
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3.2更多家電、傢俱、設備感知回應智慧
• 吸塵器：自動吸塵器、自動調整強度
• 洗衣機：判斷污濁程度及洗滌
• 床墊/床：睡眠感知,離床感知,睡眠健康
• 枕頭：眠眠品質，打鼾調整
• 生理鬧鐘：感知睡眠週期最佳喚醒期
• 沙發：壓力坐姿感知及回應
• 鏡：智慧鏡（顯示，互動）
。。。
• 基本智慧：自我診斷感知與回應
• 進階智慧：感知傳訊並與具跨devices分析回應
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3.2.1 家電自動控制整合: 以SAANet為例
SAANet 4.0智慧家電已完成下列介面標準草案：
冷氣機、除濕機、電冰箱、洗衣機、乾衣機、熱泵熱水器、電視機、空氣清淨機、微波爐、電子鍋、開飲機、烘碗機、電磁爐、全熱交換器等
(資料及版權：台灣能源產業資通訊協會）
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3.3 HEMS國際市場現況
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3.4 民眾對ＨＥＭＳ看法的機會與挑戰
92.4% 不太清楚 完全不清楚
(資料參考: MIC, 2014/07)
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3.5 傳統建材智慧化：以門 窗 鎖為例
＜研究針對 227位慣犯訪談研究＞
門鎖：(door)
平均10分鐘無法打開或破壞大門，則會放棄作案
門窗：(window)
平均8.8分鐘無法打開或破壞大門，則會放棄作案
(資料：99/05, 何明洲，住宅竊盜安全設計與防制之研究博士論文 P164-166）
(圖:secom/安心玻璃) (圖:台北市警察局/治安風水師)
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3. 6-IOT Enable 傳統設備:不同層級思考
感知控制回應: 產品 >> 插座 >> 無融絲開關 >> 數位電錶 >>
煙、熱感知連動
(圖:經濟部標檢局, 大紀元電子報 2011/05/20) (圖:e電視, 2014/02/16)
Proactive >> Reactive
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需求背景 : •客戶外出時偶而會忘記關閉瓦斯、電熱器、電熨斗 •形成心理上的不安心或 造成實質的危險
•手機可遠端控制，但如果忘了? 等煙熱出現都太晚了
服務思維 : 外出設定保全系統時, 主機會主動檢查危險性設備裝置:
•若在使用中, 會以語音提醒危險性設備正在使用中,
•屋主若未即時處理，繼續設定外出，保全主機針對該危險設備主動進行斷電或關閉瓦斯
3.7 Proactive Management -以2008年 危險設備監控為例
危險設備 瓦斯控制盒
(資料：中興保全/2008, 2014）
https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCJ_5iPSiqMcCFYknlAodhxYAEw&url=https%3A%2F%2Fwww.facebook.com%2Fmyvita.plus%2Fphotos_stream%3Ftab%3Dphotos&ei=iLbNVZ-VNonP0ASHrYCYAQ&psig=AFQjCNEh49TmQKDldpoRF_oJKIF03lY0Lg&ust=1439631349162476
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3.8 IOT Enable 傳統設備: 以 Nest Protection為例
2:00 Am in the morning…. (Source: Nest Protect on The Ellen
DeGeneres Show)
(Source:YouTube)
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3.8.1-Nest「回收」44 萬部煙霧感應器
美國消費品安全委員會（CPSC）要求，早前被 Google 以 32 億美元收購的智能家居廠商 Nest
Labs，需回收旗下因未能正常運作的煙霧探測器。
CPSC 指該感應器有可能在火災時出現錯誤操作，隨時令用家身處險境。但 Nest
表示不會實體「回收」該產品，改而會透過網路遠端暫停出問題的功能，並會透過軟件更新推送到用戶的產品之中，從而解決是次問題。
(Source: 2014/05/22 )
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3.9-傳統家電智慧化思維 微波爐
烤箱
智慧在那裡? 解決什麼問題? 帶來了有什麼好處?
智慧物聯/互聯 烤箱
不會烤焦的 烤箱
視覺, 重量… 微波狀態回饋
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3.9.1-運用電腦視覺技術的智慧烤箱 食物不烤焦
家電廠商June看中Nvidia旗下電腦視覺應用技術，將去年推出的Tegra
K1處理器應用在新款智慧烤箱，藉由相機傳遞影像進行電腦視覺運算，藉此判斷食物狀態調整烹烤火侯與時間，同時也能與手機連線確認食物烹烤狀態。
目前June所推出此款智慧烤箱已經開放預購，建議售價將是2995美元，預計在2016年春季出貨，而在7月10日之前也將提供1495美元價格吸引訂購。
有多少可能的技術解決方案? 競爭者可能會怎麼做? 關鍵門檻是什麼? 客戶要付出多少費用?
資料/圖片: 2015-06-11
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3.10 Connect Everything: 以養護中心 床墊感測應用案例 •
長期臥床住民，因無法自行翻身，長時間易造成褥瘡，規劃藉智慧感知技術提供照護人員定時翻身提醒或活動狀態的資訊，提高照護品質，降低疏失意外的發生。
• 導入舒適的軟質壓力感測床墊WhizPad，結合後端資通訊平台與雲端技術，建立適用於養護機構之智慧健康照護管理系統平台
逾時就寢通知
離床通知
無卧床活動通知
活動量
卧床狀態
(圖: www.abri-ibi.org , www.imager-37.com.tw/)
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3.10.1 IOT Enable 傳統設備案例
(產品：Power Sleep 圖：蘋果日報）
IOT+Cloud :
• Enable 傳統產業智慧化 創造附加價值,提昇競爭力 • Wearable Devices
(產品: WhizPad, 圖:世大化成公司)
(Source: JAWBONE UP24)
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3.11 從居家安全到照護服務
(資料: 中興保全)
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3.12 Canary – Smart Home Security
(Source: www.indiegogo.com, Canary.com)
Before Canary, home security was complicated, expensive, and
largely ineffective…
http://www.indiegogo.com/
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3.13 Belkin/WEMO Home Automation
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3.14 August Smart Lock
•Keyless
•Total Control
•Log Records
•Always on
•Simple to use
•Auto Unlock
•Auto Lock
•Easy Install
•Design
•Bluetooth
•No Wiring
•Universal
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SPC
救急
熱感知搭配發射器
控制開關及明亮度
家庭主機
煙感知
磁簧感知發射器
設定/解除
電源開關/中繼器
體溫+拍照
MyVita 雲端服務
管制中心
服務中心
派遣服務
3.15 ＩＯＴ應用結合服務
雲端服務
電子鎖
https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCJ_5iPSiqMcCFYknlAodhxYAEw&url=https%3A%2F%2Fwww.facebook.com%2Fmyvita.plus%2Fphotos_stream%3Ftab%3Dphotos&ei=iLbNVZ-VNonP0ASHrYCYAQ&psig=AFQjCNEh49TmQKDldpoRF_oJKIF03lY0Lg&ust=1439631349162476
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3.16整合多元：兼具節能、智慧、安全住宅
(Sources:內政部／建築研究所 Living 3.0展示中心）
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4. 挑戰、風險、小結
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4.1 多元領域 與 Life Cycle挑戰
目標市場與價值鏈： • 3%新建築 與 97%既有建築 • 公有建築和私有建築，辦公大樓和住宅大樓 • 家庭建築社區城市
架構需求不同，但密切關連 • 產業鏈成熟度
跨領域整合： • 建築、機電、照明、冷凍、空調、建材、管理營運 • ICT控制及整合，跨領域的溝通、規劃、整合、標準
建築與資通訊產品生命週期的不同： • 建築物的使用年限至少30-50-100年 •
資通訊(ICT)產品1-3-5年生命週期
• 持續性的維護和服務
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4.2 顧客需求與價值的挑戰與機會
(共同與特殊特徵)
Product Features
Price
無異曲線
共同特徵
高價值
特徵區域
（產品特徵:品牌? 服務? 材料？功能？效能？體積？電耗？美感…）
•共同特徵? •高價值特徵?
•顧客觀點決定 •智慧化高價值特徵
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4.3 風險與挑戰
• 錯失新商機(Missing Opportunities)
• 過度高估新商機(Overestimate Opportunities)
• 被輕忽的價值鏈資源(Ignored Value Chain & Resources)
• 被輕忽的技術缺口(Ignored Skill Gaps)
• 被輕忽的使用者需求與體驗(Ignored UR & UX)
• 被輕忽的核心競爭力(Ignored Core Competence)
• 法規、隱私(Legal, Privacy Issues)
.在那個跑道上跑?
.往那個方向跑?
.在什麼樣的環境下跑?
.有那些核心能力?
.Partner? Competitor?
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4.4 小結： • 智慧建築、智慧家庭:是ＩＯＴ的重量級應用場域
• 場域混合：城市、建築、家庭、汽車、人
• 應用領域：安全安心、健康照護、舒適便利、節能永續
• 深入探討市場區隔、選擇
• 數位化自動化智慧化 明確定義及發展策略
• ICT+傳統建材、器材、設備智慧化重要推手及商機
• ICT＋IOT＋ Big Data, Data Analytics, Cloud
Computing, Mobility ,並結合跨領域知識共創價值
• 以人為核心貼近顧客需求價值
– 先談顧客再談技術
– 先談需求、價值再談產品、服務
• 深度洞察產業趨勢，社會環境與使者需求
• 審視及建立核心能力及競爭優勢
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謝謝大家 中興保全： Robert Lien /練文旭 協理
電話02-2557-5050 Ext.811
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