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GE公司工业互联网技术专利布局分析与启示

【编者按】 工业互联网的出现,不仅从根本上颠覆了工业制造业发展模式,也将深刻地改变未来国际产业分工与国际贸易竞争格局。鉴于工业互联网的重要意义,国外主要企业依托技术和产业优势,积极进行专利布局,给我国工业互联网发展带来隐患。为掌握主要企业对工业互联网的专利布局情况,本期信息速递对美国通用电气公司(GE公司)的专利申请情况展开检索,并对其专利布局情况进行解读,总结布局特点,并提出相关建议。

一、GE公司工业互联网介绍

Predix是美国GE推出的全球第一个专为工业数据与分析而开发的操作系统,实现了人、机、数据之间的互联。GE于2015年向所有公司开放Predix平台,帮助工业客户开发,部署和运维工业应用到边缘侧和云端,帮助客户可靠、安全的连接设备,获取数据用于分析提高生产效率。

图1 Predix平台架构示例

图1示出了Predix平台架构的一个示例,从风机收集数据并将其推送到云上的风场应用程序。风机和风场处于Predix平台的“边缘”。使用Predix的服务,使用者可以接收和分析来自风机传感器的数据,也可以监视和优化风机的运行,以获得该资产的最大价值。Predix检测异常情况并在断电发生之前帮助进行预测,进而改进风场可靠性,优化实时维护并减少风机停机时间。Predix可以使用从传感器收集的数据并使用边缘分析监视工业资产的状态,如果检测到不正常的情况,Predix机器可以在损坏发生之前将风机关停。通过Predix机器,数据科学家可以存储并分析整个风场的数据,他们可以查找一段时间的趋势,识别新的模式,创建新的边缘分析,并将这些信息推送回所有风机。Predix连接(Predix Connectivity)具有离线支持功能,能为应用程序提供持续数据访问,即使在网络不可用时也不中断。应用程序开发人员可以使用Predix云上的工业服务构建、测试和部署工业互联网应用程序。这个定制构建的云数据基础设施具有增强的安全控制,世界一流的数据处理与联网功能。通过改进分析、实时资产优化或预测性维护,Predix平台设计用于支持工业业务过程的持续改进。

二、GE公司工业互联网技术专利布局特点

(一)配合公司发展战略,相关专利申请近年显著上升

GE公司在1997年至2017年期间相关专利申请有两次飞跃。GE公司2001年的工业互联网相关专利申请增加至43件,推测此时GE公司已开始涉足工业互联网领域;2012年,GE发布《工业互联网:突破机器和智慧的边界》白皮书,首次提出工业互联网概念,并提出工业互联网发展战略的大致脉络。在知识产权方面,体现为相关专利申请量由2013年的114件迅速上升至2014年的172件,增幅高达33.8%。

(二)专利布局相对完整,涵盖工业互联网关键技术领域

GE公司在工业互联网领域的专利布局较为完整,涵盖数据处理、控制调节、专用测量监督系统、信号装置、数字信息传输、无线通信网络等技术。其中,数据处理领域专利申请最多,为500件,占比37.4%,重点在数据存储、分析、优化等方面做了布局;控制调节领域专利申请300件,占比22.5%,重点在资产信息选择、资产管理方面做了专利布局;专用测量监督系统266件,占比20%,重点在资产监测、操作、预测等方面做了布局。

从GE公司专利申请技术变化趋势来看,涉及信息检索、数据库结构方面的专利申请在2010年以后增加最快,2013年达到33件,其次为资产控制系统方面,2012年达到30件。

(三)专利流向集中,目标国家和地区明显

分析GE公司在工业互联网领域专利申请的受理局,发现其专利流向非常集中。美国、欧洲以及中国是其主要目标国,在美国国内申请了568件,占全部申请量的42.5%,在欧洲地区重点布局了179件专利,占比13.4%,在中国申请了122件专利。此外,GE公司还通过世界知识产权组织申请了214件专利,占比16%,可以预见,该214件专利有极大可能进入欧洲地区和中国。

表1 GE工业互联网领域专利流向

受理局

专利件数

占比

美国

568

42.5%

世界知识产权组织

214

16%

欧洲

179

13.4%

中国

122

9.1%

在专利同族方面,在GE公司提出的122件中国专利申请中,发明专利为114件,占总量的93.4%;具有美国或欧洲专利同族的专利为109件,占比89.3%,其中同族数量最多的高达31件。同族专利的数量是衡量专利经济价值的重要指标,专利申请人只有在对某国市场有预期的情况下,才会向该国提交专利申请,同样,一家公司如果为一项技术申请了大量同族专利,也可以从一个侧面反映出这项技术的重要程度。因此,通过对同族专利数量的分析,反映出GE公司目前在中国提出的专利申请主要为工业互联网领域的高价值专利。

(四)GE智能平台有限公司

GE智能平台是2015年由原GE 智能平台与阿尔斯通合并后形成的自动化和控制业务单元,专注于提供用于自动化控制的软件、控制及通讯解决方案以及军工及航空航天嵌入式系统,分析其专利布局可以发现有三大特点。

1.技术领域集中

其中194件专利申请涉及数据处理领域,占总量的34.3%;192件专利申请涉及控制调节系统,占比34%。

2.专利申请起步晚,增幅快

该公司2009年之前专利申请一直较少,年均不超过5件。2009年进入第一次飞跃期,专利申请增至36件,如前所述,此次专利申请量的飞跃可能受到GE公司发展战略调整影响;2016年,公司专利申请进入第二次飞跃期,达到104件,考虑到公司于2015年合并阿尔斯通,推测本次飞跃期的出现与此有关。

3.专利流向集中

美国、欧洲以及中国是其主要目标国,美国国内申请135件,占全部申请量的23.9%,在欧洲地区重点布局了92件专利,占比16.3%,在中国申请了72件专利,占比12.7%。此外,GE公司还通过世界知识产权组织申请了116件专利,占比20.5%,可以预见,该116件专利有极大可能进入欧洲地区和中国。

表2   GE智能平台专利主要流向


受理局

专利数量

占比

美国

135

25.14%

世界知识产权组织

116

21.60%

欧洲

92

17.13%

中国

72

13.41%

(五)工业互联网标准化

工业互联网要实现技术创新、互联互通、系统安全和产业提升均离不开标准化的引领。当前标准化工作已经获得了国内外的普遍重视,包括美国工业互联网联盟(IIC)、德国工业4.0平台、国际电工委员会(IEC)、中国智能制造标准工作组等组织均在积极布局推进。

2015年GE公司宣布向所有企业开放Predix操作系统,帮助企业创建和开发自己的工业互联网应用。GE此番举动有助于培养工业互联网应用开发生态圈,但也使predix有可能成为工业互联网操作系统的事实标准,故应对predix操作系统核心专利给予更多重视。

表3 GE公司predix操作系统部分重要专利

受理局

专利名称

申请时间

美国

Method, System, And Program Storage Device   For Managing Tenants In An Industrial Internet Of Things

2016-03-22

美国

System And Method For Zone Access Control

2016-05-06

美国

System And Method For Scoped Attributes

2016-05-06

美国

User Interface Component For Browsing   Industrial Assets

2016-09-09

美国

Mobile Management Of Industrial Assets

2017-01-27

美国

Development Platform For Industrial   Internet Applications

2016-12-07

美国

System And Method For Access Control Services

2016-05-06

美国

User Interface Component For Managing And   Presenting Data Corresponding To Industrial Assets

2016-09-09

PCT

Mobile Management Of Industrial Assets

2017-01-30

PCT

User Interface Component For Browsing   Industrial Assets

2017-02-17

PCT

Managing And Presenting Data For Industrial   Assets

2017-02-17


三、启示与建议

(一)加快工业互联网技术的前瞻性专利布局

中国是GE、西门子等领先公司的主要目标市场,随着GE在中国的工业互联网业务的逐渐增加,其在中国的专利布局将日趋完善,我国工业互联网发展前景非常严峻。有鉴于此,我国不仅要加快发展工业大数据集成、处理、分析与应用软件等技术,更应该重视创新成果知识产权保护。尤其是工业互联网关键技术领域,应进行前瞻性专利布局,抢占相关技术领域制高点,掌握中国工业互联网发展的主导权和话语权。

(二)更多关注高价值专利

GE、西门子等公司涉足工业互联网领域较早,专利布局已初步成形。建议相关技术人员更多关注GE智能平台、predix操作系统核心专利,以及西门子公司的高价值专利,了解关键技术竞争态势,明晰可借鉴的技术热点,促进相关技术研发。

(三)加快标准制定进程,推进专利技术标准化

标准必要专利是一种重要的战略资源,是技术标准与专利相结合的产物,在通讯、计算机等领域呈现快速增长的趋势。对于企业而言,标准必要专利数量越多、质量越高,其主导世界市场的可能性就越大。因此,标准必要专利越来越成为各个国家、各个企业战略竞争的焦点。

在工业互联网领域,由于涉及到数据处理,信息交互、智能终端等多方面技术,可以预见,工业互联网标准中涉及专利的现象将远比其他行业突出,呈现出你中有我、我中有你,相互很难分离的现象。

不同于已经成熟的商业互联网,工业互联网的相关技术标准还远远没有成形,各国政府和领先企业正在展开激烈的博弈和争夺。因此,我国不仅仅要关注专利技术的引领作用,积极参与国际标准研制,更要加大创新成果标准化和专利化工作力度,推动形成标准研制与专利布局有效衔接。

(航天科工基地  张明鹤供稿)

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