数字孪生技术专利态势

一、数字孪生技术的专利范围

在数字孪生技术中，各种方面和组件都可以根据其新颖性、创造性和适用性获得专利。以下是数字孪生技术中可能获得专利的一些元素示例。这些包括用于数据分析的算法、创建虚拟模型的特定方法以及将实时数据集成到数字孪生中的独特方法。此外，数字孪生技术在医疗保健、制造业和城市规划等行业的创新应用也可能获得专利保护。

1.系统架构：用于创建和管理数字孪生的新型架构或框架可以申请专利。这可能包括数字孪生环境中的数据存储、处理、可视化和集成的创新方法。这可能包括数字孪生环境中的数据存储、处理、可视化和集成的创新方法，这些方法可能有资格获得专利保护。

2.物理系统与其数字对应物之间的集成、同步和通信：这可能包括物理系统与其数字对应物之间的数据集成、同步和通信的创新方法，以进行专利保护。

3.数据建模和表示：在数字环境中建模和表示物理资产或系统的独特方法可以申请专利。这可能涉及用于捕获和组织有关物理实体的相关信息的创新数据结构、算法或本体。

4.模拟和分析算法：用于模拟数字孪生中物理系统行为的创新算法或技术可申请专利。这可能包括用于分析数据和预测物理系统未来状态或行为的预测分析、机器学习模型或优化算法。

5.与物联网和传感器数据的集成：将物联网设备和传感器数据与数字孪生体集成的创新方法可以申请专利。这可能涉及收集、处理和集成实时传感器数据的新方法，以提高数字表示的准确性和保真度。

6.用户界面和交互模型：用于与数字孪生交互和操作的独特用户界面或交互模型可能受到专利保护。这可能包括创新的可视化技术、用户体验设计或利用虚拟现实或增强现实等技术的沉浸式界面。

7.安全和隐私措施：确保数字孪生数据安全和隐私的创新解决方案可以申请专利。这可能涉及新颖的加密技术、访问控制机制或数据匿名化方法，以保护与物理系统相关的敏感信息。还可以为增强数字孪生数据整体安全性和隐私性的流程或算法申请专利。

8.应用和用例：数字孪生技术在各个行业的具体应用或用例也可以申请专利。这可能包括由数字孪生技术实现的预测性维护、流程优化、远程监控或个性化客户体验的创新解决方案。可能性无穷无尽。

值得注意的是，一项发明的专利性取决于多种因素，包括其新颖性、创造性、工业适用性以及是否符合专利法律法规。建议咨询合格的专利律师或代理人，以评估数字孪生技术特定方面的专利性，并有效地指导专利申请流程。专利申请流程可能很复杂，获得专业指导可以大大增加成功获得专利的机会。

二、数字孪生技术专利态势

根据研究分析公司GlobalData的专利分析数据库显示，当前数字孪生技术专利态势总体如下：

1.美国专利数量领先于中国，近三年爆发式增长

据研究分析公司GlobalData称，美国在数字孪生专利方面遥遥领先于中国，其2016年至2023年间共公布近3000项专利。美国的出版物数量远远领先于中国，中国位居第二，同期仅发表了681件专利。

GlobalData的专利分析数据库显示，仅在2023年，数字孪生相关专利就超过1600项，而2019年的申请仅有不到200项，2022年增加到1000多项，表明人们对该技术的兴趣日益浓厚。

图1 数字孪生专利趋势（2016-2023）

资料来源：GlobalData

2.美国工业自动化公司为主要申请人

数字孪生技术最常发布专利的是西门子、通用电气、霍尼韦尔和罗克韦尔自动化等工业自动化公司。2016年至2023年期间，美国是数字孪生专利公布数量最多的国家，累计专利数量近3000项。在此期间，美国占全球公布的数字孪生专利数量的69%。美国的专利主要由IBM、罗克韦尔国际和NVIDIA占据。

随着专利的增长，数字孪生在公司专利申请中的提及量也出现了短暂的增长。

3.公司报告中出现“数字孪生”的频次有所下降，Matterport公司频次最多

GlobalData的公司文件数据库报告称，2016年至2022年期间，公司文件中对数字孪生的提及从64次增加到2,900次。然而，此后增长速度有所放缓。2023年，GlobalData的文件分析报告称，数字孪生的提及次数较2022年下降了12%，仅检测到2600次提及。GlobalData在其2024年数字孪生专题情报报告中指出，这种下降可能是因为企业将注意力转向了人工智能等其他颠覆性技术。

在公司文件中提及的数字孪生方面，Matterport的数量最多，有600多次提及数字孪生。Matterport对数字孪生的提及大多集中在元宇宙、潜在的并购和数字化方面。继Matterport之后，Bentley Systems和ANSYS分别以624次和240次提及位居第二和第三。

图2 公司文件中提及数字孪生的频次（2016-2023）

资料来源：GlobalData

三、数字孪生市场预计2030年超1500亿美元

GlobalData预测，到2030年，数字孪生市场总额将超过1540亿美元，从2019年起实现35.6%的复合年增长率。

 

参考文献：

1.https://www.einfolge.com/blog/Understanding-the-Scope-of-Patents-in-Digital-Twin-Technology?trk=article-ssr-frontend-pulse_little-text-block

2.https://www.verdict.co.uk/in-data-digital-twin-patents-exceeded-1600-publications-in-2023/?cf-view. [2024-05-10].