Nutzung globaler Patenttrends in der intelligenten Fertigung zur Entwicklung einer fundierten und effektiven IP-Strategie 

In der heutigen globalen Wirtschaft konzentrierte sich die Produktforschung und -entwicklung (F&E) historisch gesehen auf die USA und China. Diese Aktivitäten beginnen sich jedoch zu dezentralisieren und auf neue Regionen wie Japan und Südkorea auszuweiten. Diese geografische Verlagerung der F&E-Investitionen spiegelt sich in der steigenden Zahl neu eingereichter Patentanmeldungen wider, die jeweils den Schutz einer Erfindung in einem bestimmten Land oder Rechtsgebiet zum Ziel haben. Im Folgenden diskutieren wir die Trends bei Patentanmeldungen im Bereich der intelligenten Fertigung, um die F&E-Strategien der heutigen Top-Entscheidungsträger in diesem wichtigen Sektor zu informieren. 

Einführung 

Ingenieure und Wissenschaftler führender Unternehmen entwickeln ständig neue Lösungen für Probleme. Dies gilt insbesondere für Branchen wie die intelligente Fertigung, die für moderne Volkswirtschaften von zentraler Bedeutung sind. Eine Möglichkeit, eine Erfindung zu schützen, besteht darin, eine Patentanmeldung für diese Erfindung einzureichen. Diese Patentanmeldung wird bei einem oder mehreren Patentämtern weltweit eingereicht. Da es kein „internationales” Patent gibt, müssen Unternehmen entscheiden, in welchen Ländern sie Schutz beantragen möchten. 

Beispielsweise kann ein Unternehmen in die Entwicklung eines neuen Produkts investieren und dann eine Patentanmeldung einreichen, wenn sein Ingenieurteam diese Entwicklung erfolgreich abgeschlossen hat. Das Unternehmen kann beschließen, die Patentanmeldung in den USA einzureichen, da dies der Hauptabsatzmarkt für das Produkt ist, und in China, da dies der Hauptproduktionsmarkt für das Produkt ist. Der Patentschutz in China würde Maßnahmen gegen konkurrierende Hersteller ermöglichen, und der Schutz in den USA würde Maßnahmen gegen konkurrierende Wiederverkäufer ermöglichen.  

Patentanmeldungen sind in der Regel nach einer bestimmten Zeit (in der Regel 18 Monate) öffentlich zugänglich. Der Zeitpunkt, zu dem eine Patentanmeldung öffentlich zugänglich wird, liegt jedoch oft weit vor dem Zeitpunkt, zu dem die in der Patentanmeldung beschriebene Erfindung den Wettbewerbern bekannt wird. In unserem obigen Beispiel kann die Patentanmeldung, in der das Produkt beschrieben wird, lange vor dem Verkauf (oder sogar der Herstellung) des Produkts öffentlich zugänglich werden. Daher führt eine reaktive Untersuchung der Wettbewerbslandschaft ohne Berücksichtigung von Patenttrends zu einer erheblichen Informationslücke.  

Durch die Beobachtung von Trends bei Patentanmeldungen können Beobachter wertvolle Einblicke in ihre Wettbewerber gewinnen. Patentanmeldungen geben nicht nur einen groben Überblick über den Umfang der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in einem bestimmten Land oder bei einem bestimmten Unternehmen, sondern detaillierte Informationen zu Patentanmeldungen können sogar genutzt werden, um Erkenntnisse zu gewinnen, die auf einen bestimmten Technologiebereich zugeschnitten sind. In der folgenden Analyse identifizieren wir die wichtigsten Märkte und Herausforderungen, die die Landschaft der intelligenten Fertigung prägen. Außerdem diskutieren wir die aktivsten Technologiebereiche innerhalb der intelligenten Fertigung und geben einige konkrete Beispiele dafür, wie Patentanmeldedaten genutzt werden können, um spezifische Fragen zu beantworten und strategische Entscheidungen zu treffen. 

Rahmenwerk zur Kategorisierung und Analyse von Einreichungstrends in der intelligenten Fertigung 

Patentanmeldungen werden in der Regel nach Technologiebereichen klassifiziert. „Intelligente Fertigung“ ist ein von Natur aus unscharfer Begriff, für den es keine allgemein akzeptierte Definition in der Branche gibt. Daher ist es schwierig, Trends bei Patentanmeldungen im Bereich der intelligenten Fertigung zu untersuchen, und die bisherigen Ergebnisse sind eher akademischer Natur als umsetzbar. Intelligente Fertigung umfasst eine Vielzahl von Technologien, die die Integration physischer und digitaler Systeme ermöglichen, darunter Sensoren, Robotik, künstliche Intelligenz, Cloud Computing und Blockchain. Daher muss jeder Versuch, intelligente Fertigung zu definieren, ihrer multidimensionalen und dynamischen Natur Rechnung tragen. 

Für die Zwecke unserer Analyse haben wir einen Rahmen geschaffen, um eine Untergruppe von Patentanmeldungen im Technologiesektor „intelligente Fertigung“ zu identifizieren und zu isolieren. Dieser Rahmen ist relativ weit gefasst, um die aktuellen Standpunkte der Branche genau widerzuspiegeln und aussagekräftige Erkenntnisse zu liefern. Dementsprechend umfasst die resultierende Untergruppe Patentanmeldungen aus zahlreichen Technologiebereichen, darunter beispielsweise additive Fertigung, Lagerhaltung sowie die Verwaltung und Steuerung von Geräten, unter anderem durch die Nutzung des Internets der Dinge. Diese Definition soll nicht erschöpfend oder exklusiv sein, sondern vielmehr einen angemessenen und praktischen Rahmen für die Identifizierung und Kategorisierung von Patentanmeldungen im Zusammenhang mit intelligenter Fertigung bieten. 

Anhand dieser Definition haben wir eine Kombination aus Stichwortsuchen, Patentklassifizierungscodes und manueller Überprüfung angewendet, um irrelevante Patentanmeldungen herauszufiltern und diejenigen zu isolieren, die für die intelligente Fertigung am relevantesten sind. Die daraus resultierende Teilmenge der Patentanmeldungen spiegelt die Vielfalt und Bandbreite der Technologien für die intelligente Fertigung sowie die Innovationsbemühungen und -strategien verschiedener Unternehmen in diesem Sektor wider.  

Analyse der Ergebnisse 

Zunächst untersuchen wir, wo in den letzten 10 Jahren Patente für intelligente Fertigung angemeldet wurden.¹ Sofort fällt auf, dass die Zahl der Patentanmeldungen in letzter Zeit deutlich gestiegen ist. So verzeichneten beispielsweise China und die USA einen Anstieg der Patentanmeldungen für intelligente Fertigung um 579 % bzw. 212 %. Zum Vergleich: Der Anstieg der Gesamtzahl der Patentanmeldungen (nicht nur im Bereich der intelligenten Fertigung) in China und den USA betrug im gleichen Zeitraum nur 196 % bzw. 157 %. Dies deutet auf intensive Entwicklungsbemühungen in diesen Schlüsselmärkten hin. Viele Unternehmen verfügen über bedeutende Produktionsstätten in China und den USA, und diese Länder gehören oft zu den beliebtesten für Patentanmeldungen. Die immense Zahl der Anmeldungen in China und den USA unterstreicht die Notwendigkeit einer Patent- und F&E-Strategie, die diesen Märkten Priorität einräumt. 

Zwar nicht annähernd in gleichem Maße, aber dennoch haben viele Länder in letzter Zeit einen Anstieg der Patentanmeldungen im Bereich der intelligenten Fertigung verzeichnet. Besonders auffällig ist der Anstieg der Anmeldungen in Japan und Südkorea. Viele Unternehmen haben Produktionsstätten in Japan und Südkorea, sodass Anmeldungen in diesen Ländern oft sinnvoll sind. Ein treibender Faktor für den Anstieg in Japan und Südkorea in den letzten 10 Jahren könnte sein, dass beide Länder 2014 dem Global Patent Prosecution Highway (GPPH) beigetreten sind, einem Programm, das den Prozess zur Erlangung eines Patents oft beschleunigt. 

Wenn man China und die USA ausklammert, zeigen sich interessante Trends bei den Patentanmeldungen im Bereich der intelligenten Fertigung. Bemerkenswert ist, dass internationale („WIPO“) Patentanmeldungen, die selbst keine Rechte gewähren, aber oft als Sprungbrett für die Einreichung von Patentanmeldungen in zahlreichen Ländern dienen, in den letzten Jahren an Beliebtheit verloren haben. Ein weiterer Trend ist, dass die Anmeldungen in hoch entwickelten Ländern wie Japan, Südkorea und Europa deutlich zugenommen haben.  

Hinter diesen Zahlen verbirgt sich jedoch mehr, als auf den ersten Blick ersichtlich ist. Oftmals besteht ein erheblicher Unterschied zwischen der Anzahl der Patentanmeldungen und der Anzahl der erteilten Patente. Dies liegt daran, dass Patentämter Patentanmeldungen häufig ablehnen, weil sie keine neue oder nicht offensichtliche Erfindung beanspruchen. Dies gilt insbesondere für Technologiebereiche wie die intelligente Fertigung, die sich in einer intensiven Weiterentwicklung befinden. 

Unsere Analyse ergab, dass zwar eine große Anzahl von Patentanmeldungen im Bereich der intelligenten Fertigung in China eingereicht wurde, jedoch nur relativ wenige Patente für intelligente Fertigung in China erteilt wurden. Wie unten dargestellt, sind die USA führend bei der Erteilung von Patenten für intelligente Fertigung (trotz der deutlich höheren Anzahl von Patentanmeldungen in China). Dieser Trend unterstreicht die Notwendigkeit für Unternehmen im Bereich der intelligenten Fertigung, in den Aufbau solider US-Patentportfolios zu investieren. 

Außerhalb der USA und Chinas zeigen die Trends bei der Patenterteilung, dass Japan andere Länder dominiert, obwohl es in letzter Zeit einen relativ starken Anstieg der Patenterteilungen in Deutschland, Taiwan und Großbritannien gegeben hat. Der Anstieg der Patenterteilungen in Großbritannien spiegelt wahrscheinlich die Auswirkungen des Brexits wider, aber der Anstieg in Deutschland ist merkwürdig und verdient eine genauere Untersuchung. 

Eine weitere Möglichkeit, die Trends bei Patentanmeldungen im Bereich der intelligenten Fertigung zu betrachten, besteht darin, die Anmeldungen in Segmente zu unterteilen, die jeweils eine bestimmte Technologie repräsentieren. Ein Vergleich der untenstehenden Diagramme aus den Jahren 2014 und 2024 zeigt einen deutlichen Anstieg der Patentanmeldungen im Bereich der Fertigung, während gleichzeitig die anhaltende Dominanz der Patentanmeldungen im Bereich der Datenverarbeitung (Steuerung) deutlich wird, die in diesem Zeitraum um fast 85 % zugenommen haben. Zusammengenommen verdeutlichen diese Zuwächse den Trend, sowohl für physische Hardware als auch für Softwaretechniken und -innovationen Patentschutz zu beantragen. 

Größe des Segments „Intelligente Fertigung“ im Jahr 2014	Größe des Segments „Intelligente Fertigung“ im Jahr 2024

Es haben sich weitere interessante Trends herauskristallisiert, die die Entstehung und Verbreitung neuer Fertigungstrends wie der additiven Fertigung oder des Additive Layer Manufacturing (ALM) verdeutlichen. Die Patente im Bereich Fertigung und Kunststofftechnik explodierten um 3.293 % von nur 349 Patentfamilien im Jahr 2014 auf 11.840 Patentfamilien im Jahr 2024. Ähnlich verhält es sich mit dem Segment Fertigung und Schichtprodukte, das um 44.511 % von nur 18 Patentfamilien im Jahr 2014 auf 8.030 Patentfamilien im Jahr 2024 explodierte. Diese Zuwächse in den Segmenten verdeutlichen einen „Wettlauf zum Patentamt”, um neue ALM-Techniken zu schützen. 

Forschungs- und Entwicklungsstrategien im Hinblick auf die Analyse 

Die oben beschriebenen Trends bei Patentanmeldungen liefern quantitative Belege für die Vermutungen, die Insider der intelligenten Fertigung seit vielen Jahren hegen. China und die USA sind die dominierenden Märkte für Forschung und Entwicklung, aber die anhaltenden Reshoring-Bemühungen haben begonnen, die Landschaft neu zu gestalten. Technologie-Hotspots wie Japan und Südkorea haben sich die intelligente Fertigung zu eigen gemacht und rücken zunehmend in den Fokus. In Europa deuten die Anmeldungen im Vereinigten Königreich und in Deutschland auf einen stärker lokalisierten Ansatz in der Fertigung hin, ähnlich wie er seit vielen Jahren in den USA zu beobachten ist. Natürlich wird der bevorstehende Wechsel in der Bundesregierung Auswirkungen (und möglicherweise erhebliche Auswirkungen) auf die Reshoring-Bemühungen haben und sich auch auf die künftigen IP-Strategien auswirken.  

Zu den wichtigsten Faktoren, die die Strategien zur Patentanmeldung beeinflussen, gehören die Marktgröße und das Potenzial der Zielregionen. Laut einem Bericht von Grand View Research belief sich der weltweite Markt für intelligente Fertigung im Jahr 2022 auf 254,24 Milliarden US-Dollar und wird von 2023 bis 2030 voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 14,9 % wachsen. Der Bericht identifiziert die Region Asien-Pazifik als den größten Markt und geht davon aus, dass dieser auch am schnellsten wachsen wird. Das Wachstum des Marktes für intelligente Fertigung wird durch verschiedene Faktoren angetrieben, darunter die zunehmende Einführung industrieller Automatisierung, die steigende Nachfrage nach Energieeffizienz und ökologischer Nachhaltigkeit, die zunehmende Integration fortschrittlicher Technologien wie künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und Cloud Computing sowie das Entstehen neuer Geschäftsmodelle und Einnahmequellen.² 

Ein weiterer Faktor, der die Strategien zur Patentanmeldung beeinflusst, ist das regulatorische Umfeld und der rechtliche Schutz von Rechten des geistigen Eigentums in verschiedenen Rechtsordnungen. Laut einem Bericht der US-Handelskammer liegen die USA weltweit an erster Stelle im „International IP Index“, der „misst, wie Volkswirtschaften Innovatoren und Schöpfer fördern und ob einzelne Nationen und der globale Markt auf dem Weg sind, eine bessere Zukunft zu gestalten“, gefolgt von Großbritannien, Frankreich, Deutschland, Schweden und Japan. China belegte im Index^{den 24. Platz}. Der Bericht bewertet 55 Volkswirtschaften anhand von 50 einzigartigen Kriterien in neun Kategorien, darunter Patente, Urheberrechte, Marken, Geschäftsgeheimnisse, Durchsetzung und systemische Effizienz.³ 

Aufgrund dieser Faktoren sollten Unternehmen im Bereich der intelligenten Fertigung ihre Patentanmeldestrategien auf ihre Geschäftsziele und Marktchancen abstimmen. Bei der Entscheidung, wo und wie sie Patentanmeldungen einreichen, sollten sie folgende Aspekte berücksichtigen: 

• Der Umfang und die Qualität des Patentschutzes in verschiedenen Rechtsordnungen sowie die Kosten und Vorteile der Erlangung und Aufrechterhaltung von Patenten. 

• Das Marktpotenzial und die Nachfrage nach intelligenten Fertigungsprodukten und -dienstleistungen in verschiedenen Regionen sowie die Wettbewerbsvorteile und -nachteile beim Eintritt in diese Märkte und bei der Geschäftstätigkeit dort. 

• Die Innovationstrends und Aktivitäten der Wettbewerber und potenziellen Kooperationspartner im Bereich der intelligenten Fertigung sowie die Lücken und Chancen für Differenzierung und Wertschöpfung. 

• Die regulatorischen Anforderungen und Standards für intelligente Fertigung in verschiedenen Rechtsordnungen sowie die Risiken und Herausforderungen bei deren Einhaltung. 

Durch Befolgen dieser Richtlinien können intelligente Fertigungsunternehmen ihre Patentanmeldungsstrategien optimieren und ihre F&E-Leistung sowie ihre Marktposition verbessern. 

Patente spielen eine wichtige Rolle beim Schutz der Forschungs- und Entwicklungsbemühungen eines Unternehmens und schaffen die Voraussetzungen für einen nachhaltigen Erfolg in den kommenden Jahren. Entscheidungsträger sollten sorgfältig prüfen, wo ihre Wettbewerber Patentanmeldungen einreichen und wo sich ihre eigenen Betriebe sowie die ihrer Wettbewerber befinden. Es ist relativ einfach, Patentanmeldungsstrategien laufend anzupassen, und es ist wichtig, die Strategie regelmäßig zu überdenken, um das F&E-Budget optimal zu nutzen und einen maximalen Schutz zu gewährleisten. Die regelmäßig veröffentlichten Einblicke von Foley in die Fertigungsbranche werden auch weiterhin als wichtige Informationsquelle für Ihre Patentanmeldungsstrategien dienen.

2024 Fertigungshandbuch

Während Sie sich in der sich schnell entwickelnden Fertigungslandschaft zurechtfinden, war das Tempo der Veränderungen - von der digitalen Disruption über die Widerstandsfähigkeit der Lieferkette bis hin zur Allgegenwärtigkeit von KI - noch nie so hoch. Im Foley-Handbuch für die Fertigungsindustrie 2024 werden Autoren aus verschiedenen Bereichen und Perspektiven wöchentlich Artikel veröffentlichen, die eine umfassende "End-to-End"-Analyse der Rechtslandschaft in der Fertigungsindustrie bieten. Unsere Leidenschaft ist es, Hersteller in die Lage zu versetzen, in einer sich schnell verändernden Welt mit Zuversicht und Flexibilität zu navigieren, indem wir das Wissen, die Erkenntnisse und die rechtlichen Strategien bereitstellen, die Sie benötigen, um erfolgreich zu sein. Wir hoffen, dass dieses Handbuch für die Fertigungsindustrie Ihnen hilft, neue Möglichkeiten für Wachstum, Innovation und Erfolg zu erschließen.