隨著全球制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的加速,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)深度融合的產(chǎn)物,已成為推動產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵引擎。其中,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為實現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通與系統(tǒng)互操作的基礎(chǔ)支撐,其創(chuàng)新活躍度與專利布局態(tài)勢直接反映了技術(shù)發(fā)展趨勢與產(chǎn)業(yè)競爭格局。本報告基于2019年的全球?qū)@麛?shù)據(jù),對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域的專利態(tài)勢進行深入分析,旨在揭示技術(shù)熱點、競爭主體與未來方向。
一、 總體態(tài)勢:專利數(shù)量持續(xù)增長,技術(shù)進入深化應(yīng)用期
2019年,全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)專利申請與授權(quán)量保持強勁增長態(tài)勢。從技術(shù)生命周期看,基礎(chǔ)性通信協(xié)議(如工業(yè)以太網(wǎng)、時間敏感網(wǎng)絡(luò)TSN)的專利增長趨于平穩(wěn),而面向特定工業(yè)場景的融合性、定制化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(如5G與TSN融合、工業(yè)無線確定性網(wǎng)絡(luò))成為新的增長點。中美歐日韓是主要的專利來源地與目標市場,其中中國專利申請活躍度顯著提升,但高價值專利與核心基礎(chǔ)專利的積累仍需加強。
二、 關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)@季址治?/p>
- 工業(yè)有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù):工業(yè)以太網(wǎng)相關(guān)專利布局較為成熟,競爭焦點轉(zhuǎn)向高性能、高實時性與安全性增強技術(shù)。時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)成為絕對熱點,其在標準演進、芯片實現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)調(diào)度與管理方面的專利申請激增,主要參與者包括傳統(tǒng)通信設(shè)備商、半導(dǎo)體廠商及自動化領(lǐng)軍企業(yè)。
- 工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù):傳統(tǒng)工業(yè)無線(如WIA-PA、WirelessHART)專利增長放緩。5G技術(shù)在工業(yè)場景的應(yīng)用專利呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,集中于uRLLC(超高可靠低時延通信)、網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計算協(xié)同等方向。專為工業(yè)環(huán)境優(yōu)化的新型無線技術(shù)(如確定性Wi-Fi、工業(yè)5G專網(wǎng)架構(gòu))也是布局重點。
- 網(wǎng)絡(luò)融合與互操作技術(shù):實現(xiàn)IT(信息技術(shù))與OT(運營技術(shù))網(wǎng)絡(luò)的安全融合是核心挑戰(zhàn)。相關(guān)專利集中在軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)、網(wǎng)絡(luò)虛擬化(NFV)在工業(yè)環(huán)境的應(yīng)用,以及OPC UA over TSN等跨層統(tǒng)一通信框架。標識解析體系(如Handle、OID)的網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)技術(shù)專利亦受到關(guān)注。
- 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù):工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全的專利布局從傳統(tǒng)的邊界防護,深度延伸至設(shè)備內(nèi)生安全、網(wǎng)絡(luò)流量異常檢測、安全協(xié)議適配以及垂直行業(yè)的安全解決方案,與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身緊密結(jié)合。
三、 主要創(chuàng)新主體競爭格局
- 領(lǐng)先企業(yè)集團:西門子、博世、通用電氣、華為、思科等橫跨工業(yè)自動化與ICT領(lǐng)域的巨頭構(gòu)成了第一梯隊。它們憑借深厚的產(chǎn)業(yè)知識與技術(shù)積累,進行了廣泛而系統(tǒng)的專利布局,覆蓋從底層協(xié)議到整體解決方案的全鏈條。
- 專業(yè)技術(shù)公司:包括芯片廠商(如英特爾、恩智浦)、專注工業(yè)通信的企業(yè)(如赫優(yōu)訊、摩莎)以及新興的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè),它們通常在特定技術(shù)節(jié)點或細分市場擁有深厚的專利壁壘。
- 研究機構(gòu)與高校:在基礎(chǔ)理論、新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和前沿探索性技術(shù)(如面向工業(yè)的語義通信、數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò))方面貢獻了較多前沿專利,是未來技術(shù)演進的重要源頭。
四、 與展望
2019年的專利分析表明,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正從“連接”向“智能、可靠、安全、融合”方向發(fā)展。TSN與5G是兩大核心驅(qū)動力,二者的協(xié)同與融合將成為未來專利布局的制高點。面向垂直行業(yè)(如離散制造、流程工業(yè)、能源)的差異化網(wǎng)絡(luò)解決方案,以及“云-邊-端”協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)創(chuàng)新,是專利競爭的關(guān)鍵賽道。建議我國創(chuàng)新主體在積極參與國際標準制定的加大在融合創(chuàng)新與場景落地方面的研發(fā)投入,構(gòu)建高質(zhì)量專利組合,以在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的全球競爭中占據(jù)有利位置。