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工业互联网关键技术专利态势分析（2019）

核心内容

本报告由工业互联网产业联盟发布，聚焦工业互联网三大体系：网络互联、网络标识解析和应用支撑，分别对关键技术进行专利态势分析，涵盖现场总线、工业以太网、OPC/OPCUA、TSN、ONS、Handle、OID、Ecode、边缘计算、PaaS、多租户等。报告通过时间、地域、申请人和技术创新等维度分析了各技术的专利布局和发展趋势，并提出了综合性的建议。

主要观点

网络互联体系

1. 现场总线

   • 仍是市场份额的主要技术，但专利增长放缓。
   • 中国在该领域专利数量较多，欧洲FIELDBUS市场拓展带动专利增长。
   • Siemens 在全球和中国现场总线专利布局领先。
   • 技术热点集中在数据采集、Field Bus、过程控制等领域。

2. 工业以太网

   • 市场快速增长，专利申请持续增加。
   • 中国工业以太网专利占比全球第一，但市场仍处于发展初期。
   • 外企在该领域专利布局占优，中国企业和科研机构积极跟进。
   • 技术热点集中在交换机、控制单元、自动化系统和数据采集等。

3. OPC/OPCUA

   • 技术专利总量较少，但未来增长潜力大。
   • 中国OPC专利全球份额有所提升，应用领域不断拓展。
   • 外企在该领域专利布局占优，中国科研机构在专利布局上有所提升。
   • 技术热点集中在客户端、过程控制、OPC服务器、OPCUA节点等。

4. 时间敏感网络（TSN）

   • 专利申请量较少，但增长迅速。
   • 主要布局在美国和中国，美国占比最高。
   • 技术热点集中在帧结构、信号处理、业务流控制等领域。
   • 随着TSN标准的推进，预计未来专利数量将快速增长。

网络标识解析体系

1. 对象名解析服务（ONS）

   • 全球专利创新放缓，中国专利数量较少。
   • 专利主要集中在欧美，美国占主导地位。
   • 中国专利权人以本土机构为主，主要集中在信息查询、标识方法等领域。

2. Handle

   • 全球专利持续创新，但动能放缓。
   • 中国专利数量开始增多，主要集中于数据处理、兼容、追踪等领域。
   • 专利持有人类型多样，美国占主导地位。

3. 对象标识符（OID）

   • 全球专利创新放缓，但应用广泛。
   • 专利主要分布在美国和中国，美国占主导地位。
   • 技术热点集中在编码、标签、安全性等领域。
   • 中国在OID技术上具有一定的技术实力。

4. 物联网统一物品编码（Ecode）

   • 专利申请时间较晚，主要集中在2013年。
   • 属于中国自主可控的标准，专利主要分布在中国。
   • 技术热点集中在底层技术和应用领域，如编码、信息追溯等。
   • 中国物品编码中心是该领域专利持有量最多的机构。

应用支撑体系

1. 边缘计算/雾计算

   • 是工业互联网发展的关键要素，专利申请呈递增趋势。
   • 技术主要分布在中美，美国技术领先。
   • 中国企业在该领域积极布局，但国际布局意识仍不足。
   • 技术热点集中在计算设备、数据处理、资源分配等领域。

2. 平台即服务（PaaS）

   • 工业互联网应用核心，进入快速发展期。
   • 专利主要分布在中美，美国占主导地位。
   • IBM、Microsoft、Oracle 等企业积极布局PaaS专利。
   • 技术热点集中在计算设备、计算环境、用户接口、微服务等领域。

3. 多租户

   • 技术发展迅速，专利申请趋势增长。
   • 美国在该领域专利布局占优，中国专利占比逐年提升。
   • 主要专利申请人包括 Salesforce、Amazon、Microsoft、IBM 等。
   • 技术热点集中在数据库、计算环境、远程访问控制等领域。

关键信息

• 专利总量：2000年至2018年，全球工业互联网专利申请量接近5万件，其中网络互联、标识解析和应用支撑三大体系构成核心。
• 地域分布：美国和中国是工业互联网专利布局的主要国家，合计占比超过76%。
• 专利申请人：外企在大部分技术领域占据主导地位，尤其在工业以太网、OPC/OPCUA、PaaS、多租户等，而中国企业和科研机构在部分技术上表现突出，如现场总线、边缘计算、Ecode 等。
• 技术热点：各技术领域均有明确的专利热点，如现场总线的数据采集、工业以太网的交换机、OPC/OPCUA 的客户端与服务器、TSN 的帧结构、ONS 的信息查询、Handle 的数据处理、OID 的编码与安全性、Ecode 的底层技术、边缘计算的数据处理、PaaS 的计算环境与微服务、多租户的数据库与数据隔离等。

总体建议

1. 提升创新主体知识产权战略意识和能力

   • 鼓励行业组织、产业联盟和专业机构编制发布知识产权布局指南。
   • 定期发布知识产权保护状况报告和分析评议报告。
   • 引导骨干企业贯彻实施知识产权管理标准。

2. 加强人才队伍建设

   • 建立知识产权专家咨询制度，设立专家委员会和专家库。
   • 鼓励高校加强制造业知识产权应用型人才培养。
   • 面向行业骨干企业开展知识产权战略与技能培训。

3. 强化知识产权的协同运用

   • 支持联盟、协会设立知识产权保护与运用协作机制。
   • 推动知识产权依法依规共享，加强产学研协同。
   • 鼓励优质服务机构面向中小微企业开展集中委托管理服务。
   • 通过发布名录、专题交流、专场培训等方式促进知识产权服务机构与企业对接。