彭曉芳，吳潔*，吳月霞，劉沙沙

江蘇科技大學經(jīng)濟管理學院（鎮(zhèn)江 212003）

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)思維已經(jīng)滲透到傳統(tǒng)家電產(chǎn)業(yè)，智能冰箱技術(shù)不斷發(fā)展和升級[1]。2014年是中國智能冰箱“元年”，國內(nèi)幾大品牌家電紛紛推出智能戰(zhàn)略。長虹旗下美菱將圖像識別技術(shù)與云計算、大數(shù)據(jù)、變頻等多種技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)CHIQ冰箱的食品管理，拉開智能冰箱的發(fā)展帷幕。食材管理技術(shù)是利用信息采集技術(shù)和信息處理技術(shù)識別食材，并確定食材存放溫區(qū)及調(diào)節(jié)溫度范圍，確保食材新鮮營養(yǎng)[2]。食材識別技術(shù)是食材管理領(lǐng)域的重要分支，同時也是近年來食材管理領(lǐng)域中發(fā)展最為熱門的技術(shù)[3]。智能冰箱中的很多應(yīng)用是基于對冰箱中存儲食物的識別來開展，然而智能冰箱發(fā)展的難點在于食品識別，如何研發(fā)新的食材識別關(guān)鍵技術(shù)是智能冰箱食材識別研究領(lǐng)域的重要問題。

專利是企業(yè)創(chuàng)新活動的關(guān)鍵資源，其作用已從防御性手段轉(zhuǎn)變成戰(zhàn)略性工具[4]。研究智能冰箱食材識別領(lǐng)域的專利技術(shù)，有利于智能冰箱企業(yè)增強核心競爭力、優(yōu)化專利布局、加快培育高價值專利，以更快促進產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級[5]?；诖耍Y選智能冰箱食材識別領(lǐng)域的國外來華布局態(tài)勢、申請區(qū)域態(tài)勢、申請技術(shù)分布及主要申請人等，并對此進行深入分析，找出智能冰箱食材識別領(lǐng)域的不足，以預(yù)測產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，促進中國智能冰箱關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新和良性發(fā)展。

1 申請趨勢

食材識別技術(shù)大致有三個分支方向：食材圖像識別、RFID標簽識別、食材條形碼識別。采用的專利文獻數(shù)據(jù)主要來自智慧芽全球數(shù)據(jù)庫，通過篩選智能冰箱食材識別領(lǐng)域和其三個技術(shù)分支的關(guān)鍵詞和IPC分類號，對其初步檢索、擴展檢索等，以保證數(shù)據(jù)檢索的全面性，最終確定智能冰箱食材識別技術(shù)的檢索式，檢索截至時間為2017年12月31日。共檢索出全球1 103件專利，其中國內(nèi)專利申請697件，國內(nèi)原創(chuàng)申請638件，國外來華申請59件（發(fā)明專利申請通常是在申請日18個月后才能被檢索查詢，為保證專利分析的準確性，2017年部分專利數(shù)據(jù)僅供展示之用）。

1.1 中國原創(chuàng)專利申請趨勢

專利是企業(yè)創(chuàng)新能力和核心競爭力的重要體現(xiàn)。中國原創(chuàng)專利可輻射中國的技術(shù)創(chuàng)新水平和競爭態(tài)勢。在智能冰箱食材識別領(lǐng)域中國專利中，中國原創(chuàng)專利申請占比91.53%。圖1（a）顯示，智能冰箱食材識別技術(shù)在2001年以前出現(xiàn)零星的專利申請。2003—2006年，中國原創(chuàng)申請剛剛起步，處于摸索階段，增長趨勢較為緩慢；繼2006年后，由于國家和政府對專利申請的重視程度不夠，出現(xiàn)下降趨勢；而在2008年后，中國原創(chuàng)申請開始發(fā)力，國內(nèi)原創(chuàng)申請量占中國總專利申請量的80%～96%，進入快速增長期?？梢娫诒緡袌龈偁幹兄饾u掌握著主動權(quán)，在智能冰箱食材識別領(lǐng)域的新興市場地位越來越突顯。

中國原創(chuàng)申請在全球的申請總量占比分別為食材圖像識別53.63%，RFID電子標簽識別34.43%，食材條形碼識別37.38%。圖1（b）給出中國智能冰箱食材識別技術(shù)在各分支方向?qū)＠暾堏厔荨＝陙?個技術(shù)分支方向上均有發(fā)展，但發(fā)展較不均衡，食材圖像識別技術(shù)發(fā)展趨勢較為顯著，其他技術(shù)分支發(fā)展較為薄弱。

圖1 食材識別領(lǐng)域中國原創(chuàng)專利申請趨勢

1.2 國外來華申請趨勢

通過分析智能冰箱食材識別技術(shù)國外來華專利的動態(tài)，企業(yè)能更好把握國外來華在該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢和科研方向。圖2是智能冰箱食材識別領(lǐng)域國外來華專利的布局趨勢。圖2（a）顯示，國外來華專利1997年及之前僅1件，2001年之后加強來華布局，但絕對數(shù)量較少。為更直觀地顯示國外來華布局的狀況，引入來華布局因子（來華布局因子=申請量/（全球申請量-中國申請量），2008年之后，來華布局因子基本維持在10%以上，尤其在2013年達到最高，來華布局因子為28%，可以看出國外巨頭非常注重對于中國地區(qū)的專利布局，也反映中國市場的吸引力。圖2（b）是智能冰箱食材識別領(lǐng)域各分支方向國外來華布局趨勢。同中國原創(chuàng)申請一樣，食材圖像識別技術(shù)的專利數(shù)量較高，而RFID電子標簽和食材條形碼識別技術(shù)國外來華專利數(shù)量較少。

2 申請區(qū)域態(tài)勢

通過對智能冰箱食材識別領(lǐng)域國內(nèi)原創(chuàng)申請省市進行統(tǒng)計，洞悉該技術(shù)領(lǐng)域在省市呈現(xiàn)發(fā)展狀態(tài)。圖3（a）是智能冰箱食材識別領(lǐng)域國內(nèi)原創(chuàng)申請的省市分布。國內(nèi)原創(chuàng)申請主要分布在安徽、山東和廣東，分別占比21.21%，21.21%和14.50%。中國智能冰箱的強企合肥華凌股份有限公司、合肥美菱股份有限公司、青島海爾股份有限公司分別位于安徽和山東，可以看出智慧芽全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫檢索出的數(shù)據(jù)與實際情況吻合，然而上海、河南和天津等在智能冰箱食材識別領(lǐng)域的專利戰(zhàn)略布局相對弱化。如圖3（b）所示，中國大部分省市均有智能食材圖像識別技術(shù)；安徽省和山東省在智能冰箱食材識別技術(shù)分支均有較多專利，但在智能冰箱食材圖像識別技術(shù)上更具有優(yōu)勢；廣東省和四川省相比其他分支，在智能冰箱食材圖像識別領(lǐng)域有更強的技術(shù)實力，反映中國智能冰箱食材圖像識別技術(shù)發(fā)展勢頭良好。

圖2 食材識別領(lǐng)域國外來華布局態(tài)勢

圖3 食材識別領(lǐng)域國內(nèi)原創(chuàng)省市分布

3 申請技術(shù)分布

專利技術(shù)是指處于有效期內(nèi)的專利所保護的技術(shù)。對檢索出來的智能冰箱食材識別專利技術(shù)數(shù)據(jù)進行整理，分成國內(nèi)原創(chuàng)和國外來華兩大分支，對比分析兩大分支專利技術(shù)的差異，準確把握技術(shù)動態(tài)，從而預(yù)測技術(shù)發(fā)展態(tài)勢。

圖4是智能冰箱食材識別領(lǐng)域中國原創(chuàng)和來華申請的技術(shù)分布圖?？梢钥闯鰢鴥?nèi)原創(chuàng)申請和國外來華智能冰箱食材識別技術(shù)均主要集中在控制或安全設(shè)備的配置或安裝方向，F(xiàn)25D29（控制或安全設(shè)備的配置或安裝）的專利科研成果占據(jù)較大優(yōu)勢，國內(nèi)原創(chuàng)占比39.86%，國外來華占比22.60%，發(fā)展勢頭較好。此外F25D11（與冷卻機相關(guān)的獨立可移動的設(shè)備）和F25D23（一般結(jié)構(gòu)特征）的國內(nèi)原創(chuàng)和國外來華申請量也占據(jù)一定優(yōu)勢。但中國原創(chuàng)在F25D29的專利數(shù)量占比要高于國外來華，F(xiàn)25D11與F25D23的占比較為接近。然而智能冰箱食材識別領(lǐng)域中國原創(chuàng)和國外來華的薄弱技術(shù)不盡相同，中國原創(chuàng)在H0429、H04N7、G06K9、H04N5等技術(shù)領(lǐng)域較為缺乏，而國外來華在G06K7、H04N5、G06F19、H04L12等技術(shù)領(lǐng)域較為匱乏。

圖4 食材識別領(lǐng)域中國申請技術(shù)分布

4 主要申請人

4.1 主要申請人分析

通過對智能冰箱食材識別領(lǐng)域的我國專利權(quán)人進行統(tǒng)計，找出該技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導者和主要競爭者，企業(yè)可以準確把握自身定位，制定合理專利布局。如表1所示，食材圖像識別技術(shù)和RFID電子標簽識別技術(shù)的前10名申請人是個人的只有1名，其他均為企業(yè)，而食材條形碼識別技術(shù)的前10名申請人均為企業(yè)。美的集團股份有限公司、青島海爾軟件有限公司、合肥華凌股份有限公司是智能冰箱食材識別3個分支方向的佼佼者。美的集團股份有限公司在食材圖像識別和RFID電子標簽識別的專利申請具有較大優(yōu)勢，青島海爾股份有限公司在食材條形碼識別上專利申請量名列第一。

表1 食材識別領(lǐng)域我國主要申請人

4.2 主要申請人重點技術(shù)

食材圖像識別領(lǐng)域的重點技術(shù)如四川長虹電器股份有限公司涉及信息交互技術(shù)，是一種基于多攝像頭切換技術(shù)的冰箱內(nèi)部查看方法。RFID電子標簽識別領(lǐng)域的重點技術(shù)如青島海爾軟件有限公司的基于射頻識別的專利技術(shù)借助采用射頻識別技術(shù)的管理系統(tǒng)來識別食材，了解智能冰箱儲存食物的信息。合肥華凌股份有限公司和美的集團股份有限公司的智能冰箱通過豎直和水平放置的兩套射頻天線線圈，使天線線圈與電子標簽上的感應(yīng)線圈在電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生水平和豎直方向的磁場，從而對來自任何角度的電子標簽進行識別，充分擴大識別范圍。食材條形碼識別領(lǐng)域的重點技術(shù)如合肥美菱股份有限公司的智能冰箱憑借可實現(xiàn)遠程監(jiān)控的智能食材管理系統(tǒng)，采用視頻攝像頭進行條碼掃描，將食品信息存儲到相應(yīng)的存儲單元中，同時中央控制單元計算食品的到期時間并將提醒信息發(fā)送至遠程的智能終端。四川長虹電器股份有限公司的智能冰箱食品錄入專利技術(shù)則通過掃描模塊掃描食品包裝上的條形碼，獲得食品信息。

4.3 申請人合作分析

在智能冰箱食材識別領(lǐng)域中國的原創(chuàng)申請中，共有合作申請121件，其中企業(yè)與企業(yè)合作99件，而其他類型的合作專利申請很少，如企業(yè)與高校合作僅1件?？梢娭袊髽I(yè)的合作研發(fā)側(cè)重于與企業(yè)合作。企業(yè)與高校合作代表一定的產(chǎn)學研結(jié)合比例，而中國企業(yè)與高校的合作比例較低，這一現(xiàn)象值得政府、企業(yè)、高校、科研院所深思。說明在智能冰箱食材識別領(lǐng)域，還需加強科研與產(chǎn)業(yè)的結(jié)合。

圖5 食材識別領(lǐng)域中國原創(chuàng)申請人合作情況

5 法律狀態(tài)

專利法律狀態(tài)是專利申請在錄入專利文獻數(shù)據(jù)庫時所處的狀態(tài)，專利的法律狀態(tài)關(guān)系著專利的歸屬，直接影響專利質(zhì)量和專利交易。專利的法律狀態(tài)在專利引進、組建專利池和專利聯(lián)盟中有著不容忽視的作用[6]。

圖6對比智能冰箱食材識別領(lǐng)域國外來華申請和國內(nèi)原創(chuàng)申請的法律狀態(tài)。國外來華和國內(nèi)原創(chuàng)的專利授權(quán)率在34%左右，專利權(quán)人獲得技術(shù)授權(quán)后，需按時繳納年費來維持專利權(quán)，當維持專利權(quán)帶來的成本高于收益時，專利權(quán)人可能不會繼續(xù)維權(quán)。圖6顯示國外來華未繳年費比率大于國內(nèi)原創(chuàng)，且在國外來華和國內(nèi)原創(chuàng)所有法律狀態(tài)中排名第三，說明中國智能冰箱食材識別領(lǐng)域的核心專利不多，專利品質(zhì)欠佳，導致專利權(quán)人不愿意繼續(xù)維權(quán)。自2009年起中國智能冰箱食材識別領(lǐng)域?qū)＠杆僭鲩L，然而專利申請?zhí)幱诠_狀態(tài)的占比較小，一方面是因為一部分專利進入實質(zhì)審查期，國外來華占比23.73%，國內(nèi)原創(chuàng)占比38.84%；另一方面反映出中國專利申請少，申請人積極性不高等問題。國內(nèi)原創(chuàng)專利無效占比1.03%，可能是因為專利權(quán)人未按時繳納年費、專利審查后未授權(quán)以及專利期限屆滿。處于公開、駁回、撤回、無效狀態(tài)的專利申請量占比很大，國內(nèi)17.14%，國外30.50%，說明國內(nèi)專利質(zhì)量低下、專利權(quán)人資金薄弱，國外占比近乎國內(nèi)占比的2倍，進一步反映中國智能冰箱食材識別領(lǐng)域設(shè)置專利壁壘，國外專利在中國市場上較為被動。

圖6 食材識別領(lǐng)域法律狀態(tài)

6 專利預(yù)警

中國在智能冰箱食材識別領(lǐng)域取得了豐碩的成果，但也存在多方面的問題。

1) 專利技術(shù)發(fā)展不均衡。智能冰箱食材識別領(lǐng)域3個技術(shù)分支的發(fā)展明顯不均衡，自2013年起，食材圖像識別技術(shù)專利申請量處于迅速增長期，發(fā)展勢頭良好，而RFID電子標簽技術(shù)和食材條形碼識別技術(shù)發(fā)展趨勢較為緩慢；區(qū)域分布對3個技術(shù)分支的發(fā)展也呈現(xiàn)不均衡狀態(tài)，各省市對智能冰箱食材圖像識別技術(shù)的研究較為深入，其他2個則較為薄弱。

2) 專利品質(zhì)低下，存續(xù)期短。國內(nèi)外法律狀態(tài)處于未繳年費、撤回、駁回、無效均占比較大，國內(nèi)25.4%，國外42.36%，很多專利品質(zhì)欠佳，專利權(quán)人維權(quán)帶來的收益小于成本時，便不再愿意繳納年費，使得專利存續(xù)期短。

3) 國外專利在中國市場上較為被動。自2015年來，來華申請專利出現(xiàn)下降趨勢，與此同時專利的撤回、駁回、無效所占比重也遠大于國內(nèi)專利。自2011年始，來華食材圖像識別技術(shù)專利處于迅速增長期，而RFID電子標簽技術(shù)和食材條形碼識別技術(shù)專利申請均為0，可見國外專利在中國市場上較為被動。

7 結(jié)語與展望

專利技術(shù)對于智能冰箱食材識別領(lǐng)域發(fā)展的重要性不言而喻，其數(shù)量和質(zhì)量在一定程度上反映企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力。通過分析中國智能冰箱食材識別領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)的申請趨勢、區(qū)域態(tài)勢、技術(shù)分布和法律狀態(tài)，更加真實地反映技術(shù)研發(fā)狀況和產(chǎn)業(yè)競爭態(tài)勢，也發(fā)現(xiàn)中國智能冰箱食材識別技術(shù)創(chuàng)新能力不足和專利品質(zhì)低下等問題。

基于此，建議在企業(yè)層面上，加大智能冰箱食材識別核心技術(shù)的研發(fā)投入，把握最新的技術(shù)動向，突破國外來華布局技術(shù)壁壘，占領(lǐng)前沿技術(shù)陣地；根據(jù)智能冰箱食材識別技術(shù)預(yù)警分析結(jié)果積極布局關(guān)鍵技術(shù)核心專利，提升風險防控能力。突出地區(qū)優(yōu)勢，鼓勵強強聯(lián)合，推進區(qū)域統(tǒng)籌發(fā)展，建立集群優(yōu)勢，共享專利成果。在政府層面上，組織企業(yè)、高校、研究機構(gòu)圍繞重大核心技術(shù)、工藝和關(guān)鍵零部件開展產(chǎn)學研合作，在技術(shù)攻關(guān)的基礎(chǔ)上，培育高價值專利，形成法律價值度、技術(shù)價值度和經(jīng)濟價值度高的專利和專利組合；通過項目扶持、技術(shù)指導及企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略推進計劃的實施，使企業(yè)普遍建立起企業(yè)專利微導航體系。