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周洁:工业互联网关键技术专利态势分析

2018/2/7    来源:中国信息通信研究院    作者:周洁      
关键字:工业互联网  周洁  
周洁:大家好,我给大家介绍一下,工业互联网领域我们不可能把所有技术拿出来分析,我们对一些关键比较热点的技术拿出来进行分析。总体态势就是这几个关键技术的整体的情况。
    周洁:工业互联网关键技术专利态势分析
 
    周洁:大家好,我给大家介绍一下,工业互联网领域我们不可能把所有技术拿出来分析,我们对一些关键比较热点的技术拿出来进行分析。总体态势就是这几个关键技术的整体的情况。这个联盟之前推出工业互联网的体系架构,体系架构分成三大块,有网络互联技术、标识解析技术还有平台方面的技术,我们跟航天科工一起对这三大体系关键技术做一个分析,最后工业互联网领域存在一些知识产权的风险,我们研究一下最后给出建议。
 
    大家可以直观地看一下这个视频,这是一个地球有各大洲,北美洲有很粗很长的柱子,密密麻麻是欧洲,转过来就是中国,这个柱子比较粗比较长。这个图比较直观显现一下,现在在关键技术里面工业互联网关键技术布局比较多的主要是北美洲、欧洲、亚洲、大洋洲,他们的专利柱子比较粗比较长,他们关键技术专利量比较多。具体到国家来说北美洲就是美国,亚洲就是中国,我们分析工业互联网领域其他技术也大致呈现这个趋势。韩国、日本、俄罗斯、澳大利亚他们柱子比较粗长,这些布局比较强大。这个横轴是时间的变化,这些关键技术蓝色是美国,灰色是其他国家,红色是中国。中国、美国在这些关键技术方面专利布局比较多,布局比较活跃。这些关键技术,把技术用大数据聚类的话可以看到他们的技术热点方向包括一些数据库,数据库里面有虚拟机、微处理技术还有网络互联里面Rs485和现场总线及边缘计算,多租户技术专利较多。气泡还有不同颜色小色块代表重要的公司,像IBM是蓝色,IBM在多租户、数据库比较多。黄色微软在数据库比较多,专利有一定的布局。四象限的图横坐标越往后走技术性越强,纵坐标越往Y走有钱有资源往里砸。第一象限是市场领导者,这里没有气泡,这几种关键技术。第四象限是梦想家象限,关键技术里投入比较大,专利量比较多,资源投入有待往里砸钱,往里提高,这里是IBM。IBM这些关键技术比较多专利布局,有可能上升到一个领导者,成为市场领导者地位。第二象限挑战者象限,它是沃尔玛,对这个象限特点是很有钱,专利量没有到那个程度,可能花钱从梦想家里买,也可能自己研发。说到沃尔玛,他在国外是很强大的一个公司,非常注重加大它的O2O线上线下重合,他申请PAAS平台专利将近600多篇,强化平台化和PAAS专利布局。重资产模式下加强发展电子商务,潜力较大,值得关注。第三象限是新进者,可以简单理解没钱没技术,也不能这样说,它是在这些关键技术领域里面专利量布局没有那么大,资源投入没有那么多,但是这个人数是非常多的。可以看到有甲骨文、英特尔、西门子等,但是这只是一个暂时,这个会随时动态变化,这个气泡有可能进入各个象限。
 
    这个图是我们联盟白皮书里面到处提到的体系架构,三个体系架构,这三个体系架构我们拿出来要分析的关键技术,网络互联里面主要分析这三个,现场总线、以太网、OPC,标识解析有这四种技术,平台是我们和航天科工分析的关键技术。网络互联技术的申请态势,可以看到在我今后所有图里面红色元素是咱们中国,蓝色是全球。随着时间推移,现场线专利量比较大,现场总线工控领域里面非常成熟,专利这么多不足为奇。可惜大家早就布局差不多,现在是应用,2017年新增专利在农林、矿、无人驾驶等。2016年受中国经济影响,现场总线节点数下滑,专利增速有一些变缓,未来趋势现场总线朝向一个网络简单化融合趋势,跟传统的PLC和DCS不是取代的关系,而是融合继承和提高的关系。我们产业不断升级,今后它还会不但在各方应用,各家占山头太多标准,今后形成一个统一标准。工业以太网明显全球量和中国的量少了很多,工业以太网这几年专利量是增长趋势。可用性越来越好,很快普及各级网络趋势,2017年新增很多专利用于能源、楼宇。OPC/OPC  UA,跟前两者比起来更少了。是未来TSN时间敏感网络重要支持技术,证明这是一个非常重要的技术。跟工业以太网在博弈,很多联盟也在关注和探索。既然提到TSN,我单独拿出来说一下。TSN是很前沿的研发技术,值得关注和追踪。这点从专利也体现出来了,TSN是什么?以太网不确定性还将改变工业互联网底层架构,有失有更带宽,互相操作性,同步安全好。重点是大同数据通道,实现真正数据中心化。现在的发展阶段在技术测试定型阶段,目前还是很多厂商都在推进。
 
    这张图X轴是时间趋势,不同颜色气泡代表不同国家的趋势,中国红色气泡TSN专利布局一直持续而且是增多,美国、欧洲、WO气泡比较大。我们占26%,美国的占18%,把总量占一个趋势对比,这个都是在增长。TSN总量并不是很多,谁来申请?看这个图,Y轴是申请的人,横轴是时间。爱立信、英特尔和同济大学在TSN布局比较早,量是下面这个红框的企业比较多,思科、通用等,可以看到他们气泡在这几年特别多。他们注重TSN的研发。全球来看申请量排名考前是有西门子、博世、松下、通用。中国申请TSN专利,西门子他们都很注重中国市场,布局很多专利,剩下就是中国高校在研究。
 
    提到网络互联技术,布局地域大部分是在中国,很多专利是在中国公开。中国是很重要的工业互联网市场,份额比较大,相关专利也都多。美国也占比比较大,在10%~12%,因为很多FF五现场总线是基金会推出。欧洲主要是德国的网络互联专利比较多,因为Profibus是德国国标的总线。亚洲还有韩国、日本以及澳大利亚也关心网络互联技术,相关的占比能到2%,日本有三菱为主导集体推出CCLinc。
 
    这是全球现场总线,红色是中国,中国排名靠后。中国公开现场总线,西门子等。工业以太网全球和中国,这是OPC/OPC  UA的全球中国情况。西门子在这几个网络互联技术都是专利申请很多、储备很多,排名第一,而且很注重咱们中国的市场。像ABB、ROCKWELL知名的公共企业他们实力不容小觑,绿色这些申请人全球都有布局,主流自动化厂商还有华为等等还有一些基金会他们也都支持以OPC UA融合开发。
 
    网络互联技术通过聚类看一下它的热点方向,现场总线主要聚集在数据采集方面,RS232、远程监控、Can总线、数据采集器。工业以太网热点聚集在工业以太网交换机,层交换机、电源、网络拓扑等等。OPC和OPC UA热点专利布局在客户端包括数据采集、标准协议、过程控制以及服务器一些技术。
 
    我们对网络互联技术进行一个采集的总结,大部分现场总线还是集中在中美欧,中国占比比较多。但是国外这些西门子等企业积极申请,专利申请时间早,数量占比比较大,国内主要是科研院校。工业以太网跟现场总线的情况差不多,但是工业以太网势头比较好,最近已经有诉讼发生,比如2014年Spherix起诉思科系列路由器,Rockwell起诉3S-Smart公司,对我们都是威胁,值得注意。OPC和OPCUA这几年专利量不多,这几年在中国挣大了,中国申请人占比比较多,西门子他们也围绕了很多PLC控制过程。TSN是很热的方向,大家都申请,但是目前量不足百件。但是英特尔布局比较早,松下和西门子布局比较早,中国科研院校还比较重视,企业比较少。但是很多企业他们这么早布局,他是要往标准里去埋伏专利,未来你收费的时候你不要后悔。
 
    接下来介绍工业互联网第二个体系就是标识解析体系,标识解析体系分析的是Handle专利,总量不是特别多,全球200多件。这是Ecode是我国主导推出的用于物联网的编码解决方案,2013年有相关专利,绝大多数是中国,2017年新增4件。OID和ONS技术,OID和ONS技术它们时间比较久远,应用比较多,所以专利量这几年有一个创新放缓趋势,专利量也不是很多了。标识解析体系的地域分布,这四个标识解析技术了,Handle主要分布在美国,占比达到第一。中国比较少,2017年新增5个。Ecode技术是我们国家主导,92%专利都是中国。OID和ONS应用领域比较广泛,应用类型比较多样,可以看到各个国家占比明显多了。
 
    标识解析体系专利申请人这是Handle全球和中国,全球Handle全十没有中国企业。Handle申请人特别类型很多,谁都有,传统IT也有数字企业、物流等等,谁拿的专利也都不是特别多。第一个IBM18件,每个企业侧重申请也不一样,IBM可能是出版物,物流就是侧重物流。Handle就是美国国家研究推进机构有17件重要专利,2017年未公开专利。我们国家有全球Handle运营管理机构北京中数创新,也申请一些专利,但是量也不大。Ecode是中国主导,我没有把全球列出来,太少了。Ecode专利是由这些编码主导单位、牵头单位去申请的,企业就是东莞有一个公司申请专利。还有OID和ONS全球和中国的情况这么对比都可以看到了。OID领域比较广,类型比较多样了,韩国ETRI全球专利排第一,中兴第三,中兴和中科院在全国都是跻身前十,我们有一定的实力。ONS这块全球申请专利权人类型非常分散,值得一提像思科和IBM、夏普他们在这块比较重视。
 
    这四个技术他们的热点方向我列出来的这些,像Handle主要是数据处理,2017年在系统增强和应用方面。Ecode新增专利主要聚焦在光学防伪和光学编码。OID2017年新增集中在一些域名节点和用户输入物品信息跟踪等等。ONS2017年新增主要是射频识别的热点技术。
 
    我们对标识解析体系进行一个小结,Handle技术全球创新仍在持续,中国有新增专利,主要分布在美国,中国现在也有增多,但是中国新增主要是在应用领域,其实我们国家应该加强一些底层技术研究开展布局。Ecode是我国主导,中国专利比较多,牵头单位和应用单位在申请。OID技术和ONS技术这两个全球创新有一些放缓,专利量比较少应用领域比较多样。
 
    第三个体系就是云平台的态势,云平台介绍了边缘计算技术。大数据和人工智能发展边缘计算正在兴起,专利量这几年是小幅度递增,全球技术是一个发展阶段。我国的边缘计算技术是增多,2016年边缘计算产业联盟成立了。PAAS技术往上涨,专利量也是比较多。相对现在已经成气候的IAAS和SAAS技术,PAAS处于发展初期。后续PAAS技术还是很有潜力。多租户技术全球专利两千多,是上升趋势。云平台的地域分布,边缘计算、PAAS和多租户美国占的比较大,这些技术他们在布局专利。美国作为工业互联网发源地,在这块平台技术专利量比较多。我们中国的占比能排到第二,因为咱们中国是很大的市场国家,IBM、高通这些外企都很注重在中国申请相关专利,我们国家企业积极应对这种布局。韩国、日本现在在这方面也有一些发展,相关专利占比也能达到一定的份额。谁来申请呢?边缘计算全球是这个情况,中国是这情况。边缘计算英特尔现在比较领先,没有在中国布局。国内主要是高校浙大、交大、华中科技,华为在全国和国内都有布局。PAAS技术IBM和中国的排名全球比较靠前,中兴比较靠前,华为排第11。多租户技术现在Saleforce全球第一,IBM第二。国内多租户是起步阶段,全球排名没有中国企业,国内有甲骨文、微软,浪潮,华为表现也好。热点方向可以看到边缘计算主要还是在计算期间、计算机设备、计算机系统、图片处理、算法等等。PAAS主要在虚拟化、资源管理、处理器、图形化等等。多租户主要在计算环境、计算技术、存储等等。
 
    总结一下边缘计算技术态势。80%的边缘计算专利申请在中美日三地。中国申请人持有18%专利。国内大学高校他们也在研究还有华为、中兴,我们考虑跟高校合作。PAAS技术今后很有潜力,大部分专利集中在美国,有10%集中在中国,中兴和华为做的很好。多租户技术国外IBM、甲骨文重视在中国的布局,浪潮、华为也开始布局,应该重视一下多租户技术的发展方向,关注重要企业的创新发展方向。
 
    工业互联网前面已经讲到开源,我这块简单说一下工业软件开源是一个趋势,但是开源不等于免费,不同的开源许可协议有不同的风险,具体有什么风险有商标版权,比如著作权风险。GPLv3  LGPLv3。没有按照协议规定你的修改或者版权,没有付许可证,你就存在著作权侵权或者你改了没有标时间、没有标哪儿改了,你把人家开源的东西改了之后变成你的闭源,有侵权违规的风险。还有ApacheV2有风险,别人的程序把你的商标放上去是不对的。还有在GPL里面把人家商标抠掉,加上你的,也有侵权风险比较大。专利有一些协议,MIT没有明确专利情况,开源也申请专利,你也可能是踩雷。
 
    工业互联网还有什么风险?侵权诉讼风险,PAAS领域已经有诉讼了,访问云安全、云应用,工业软件企业存在侵权诉讼风险西门子他们有很强大的技术,善于制造技术壁垒,他们也喜欢打击竞争对手,Rockwell诉讼就很活跃。
 
    工业互联网领域自动控制软件你用的时候有人找你要许可,我们列了一些许可的技术,都谁拿着这些技术许可?高校、研究院、企业,他们拿左侧的技术向下面这些被许可的人向一体实体工业企业和信息科技企业去收取许可费。工业互联网领域今后还可能会出现一些专利池,他们成立了以后,找你上门让你交许可费。现在有11家企业划在框里,索尼、中兴、高通,他们成立一个联盟,2017年12月他乡宝马收取第一个专利许可费,达成企业合作协议。这个联盟的专利池目标今后向车联网、智能电表、智能家居和物联网领域、工业软件企业等等,今后工业互联网五会大量用到通用连接技术。
 
    基于前面提到的风险和重点专利布局,我们建议企业加强风险防范意识,关注重点企业的产品,做一些协同防御和协同运用。对企业来说,工业企业对知识产权重视不如ICT那么重视,还是要呼吁,做好防御,做好布局,把你的产品要及时用专利保护起来,可能诉讼不是现在发生,到一定产业成熟到一定程度发生,那会再想已经晚了,这种诉讼已经看到有苗头,也要做好风险规避。开源有风险,加强培训,跟工程师多讲开源风险的一个规避,让他们做的时候做好风险防范,管理也要做好完善。西门子这些重点企业你要跟踪,看我们竞争对手做什么,把在怎么做,放什么,往哪些标准里面埋伏专利,今后对我造成威胁,都是关注的重点。
 
    还有联盟有很多成果可以为大家提供服务,这一年来我们联盟做了一些事情,做了工业互联网知识产权公共服务平台,大家可以在这个网址去注册,提交申请试用,针对联盟成员是开放的,大家可以进行专利检索,我们把电子商务、智能终端诉讼按照自定义的技术嵌入里面大家可以查。我们联盟出了白皮书,我们跟航工科做了工业互联网的知识产权专刊,可以免费下载。今后也是持续更新。这个二维码是我们一个官微,跟知识产权相关的东西大家可以扫描或关注一下。我的演讲到这,谢谢大家。
 
责任编辑:李欢
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