近年來我國智慧茶產(chǎn)業(yè)文獻和專利分析

賴建東，楊建寶，定光平

湖北科技學(xué)院，437000

智慧農(nóng)業(yè)是基于互聯(lián)網(wǎng)平臺、云平臺的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新業(yè)態(tài)與新模式[1-2]，集合多門跨領(lǐng)域技術(shù)，將農(nóng)作物生產(chǎn)、管理、運輸和銷售等環(huán)節(jié)，通過現(xiàn)代技術(shù)連接起來的復(fù)雜系統(tǒng)[3]。而智慧茶產(chǎn)業(yè)是將智慧農(nóng)業(yè)的理念向茶產(chǎn)業(yè)的延伸，充分運用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)，實現(xiàn)茶產(chǎn)業(yè)的升級和轉(zhuǎn)型，改造傳統(tǒng)模式，帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，具有前瞻性，也符合近年來政府政策倡導(dǎo)，特別是《全國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃（2016—2020年）》提出的“智慧農(nóng)業(yè)引領(lǐng)創(chuàng)新工程”的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化實施戰(zhàn)略，對智慧茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的了解和掌握，對于預(yù)測茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展走向和工作布局都有重要指導(dǎo)意義。

對智慧茶產(chǎn)業(yè)研究的相關(guān)文獻和專利進行分析，有助于了解當(dāng)前我國茶產(chǎn)業(yè)在智能化智慧化探索中的發(fā)展特點和趨勢，對指導(dǎo)我國茶行業(yè)的提檔升級轉(zhuǎn)型發(fā)展提供參考借鑒。此前已有學(xué)者通過文獻分析或?qū)＠季址治鰧Σ栊袠I(yè)的其他領(lǐng)域進行過研究分析，如朱永興等[4-8]通過文獻檢索和分析，研究了茶學(xué)經(jīng)濟、醫(yī)學(xué)、茶多酚類等領(lǐng)域的發(fā)展水平和動態(tài)；姚明哲[9]以專利信息分析為視角分析了我國茶業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的特點和水平，分析存在問題并提出對策；呂春余等[10]研究了廣西梧州茶產(chǎn)業(yè)專利現(xiàn)狀，對于拉動地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有積極意義。對于智慧茶產(chǎn)業(yè)這一新概念研究尚不多，韓學(xué)偉[11]和楊雅新[12]從茶旅游角度研究了生態(tài)茶園的建設(shè)，鄒華等[13]則研究了智慧茶園中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計，李珊枝[14]、張路[15]研究了茶行業(yè)大數(shù)據(jù)云平臺的構(gòu)建，提出傳統(tǒng)行業(yè)與大數(shù)據(jù)時代結(jié)合發(fā)展，是大勢所趨。譚裴等[16]提出并實現(xiàn)一種智慧茶產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)茶葉溯源系統(tǒng)的構(gòu)建。

本文基于萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺對智慧茶產(chǎn)業(yè)相關(guān)文獻進行檢索分析，系統(tǒng)總結(jié)該領(lǐng)域整體狀況，并通過智慧芽對智慧茶產(chǎn)業(yè)專利布局進行了分析研究，試圖從這個角度了解行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和動態(tài)，為以后的相關(guān)研究提供參考。

一、對象與方法

1.文獻檢索及來源

分別在CNKI（中國知網(wǎng)）、萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺和維普資訊這3個常用數(shù)據(jù)庫內(nèi)，以近些年智慧茶產(chǎn)業(yè)熱點詞匯作為關(guān)鍵詞（智慧茶園、智能茶園、數(shù)字茶園、茶業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、茶園大數(shù)據(jù)、茶葉互聯(lián)網(wǎng)、茶業(yè)現(xiàn)代化、茶業(yè)信息化等40個關(guān)鍵詞），智慧茶產(chǎn)業(yè)概念還未有明確定義，因此檢索詞可能較寬泛。截至2019年3月4日，共從CNKI 檢索出相關(guān)文獻840條，萬方數(shù)據(jù)庫1 837條，維普數(shù)據(jù)庫786條。因此，選擇文獻數(shù)量最多的萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺作為本研究的數(shù)據(jù)來源，進行分析。

2.專利檢索及來源

利用智慧芽全球數(shù)據(jù)庫和智慧芽Insights系統(tǒng)，以文獻分析出的智慧茶產(chǎn)業(yè)熱點研究方向詞匯智慧茶園、現(xiàn)代茶園、茶智能、茶物聯(lián)網(wǎng)、茶大數(shù)據(jù)、茶互聯(lián)網(wǎng)、茶現(xiàn)代化、茶信息化、茶遠程監(jiān)控等42個詞為關(guān)鍵詞，檢索范圍設(shè)置為全球數(shù)據(jù)庫“標(biāo)題/摘要/權(quán)利要求”，時間設(shè)定為申請日在1999年3月4日—2019年3月4日間，共有智慧茶產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利10 449條。從中排除外觀專利后，選取近10年與本研究關(guān)聯(lián)性較高的專利共9 654條進行專利布局分析。

二、結(jié)果與分析

1.文獻分析結(jié)果

（1）收錄文獻的概況統(tǒng)計

利用前述檢索策略，檢索到萬方總收錄智慧茶產(chǎn)業(yè)相關(guān)中文文獻1 837篇，文獻類型見表1。

表1 研究文獻種類分布統(tǒng)計篇

（2）文獻的年份分布

我國智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展較國外發(fā)達國家起步晚、發(fā)展慢，也影響到智慧茶產(chǎn)業(yè)的研究，1990—1999年基本處于停滯階段，每年收錄的智慧茶產(chǎn)業(yè)文獻在25篇以下；2000—2012年處于快速發(fā)展階段，收錄的智慧茶產(chǎn)業(yè)文獻在2012年達到121篇，達到第一個高峰，這段時間也是我國社會經(jīng)濟蓬勃發(fā)展時期；2013年收錄量驟降至52篇，隨后急劇上升，在2017年達到最高峰為209篇，而2017年被業(yè)界稱為人工智能商業(yè)化、產(chǎn)品化應(yīng)用元年，國內(nèi)外巨頭紛紛布局人工智能，智慧茶產(chǎn)業(yè)也迎來了發(fā)展高潮，隨后可能由于技術(shù)和創(chuàng)新愈發(fā)困難，2018年有所回落，但仍有129篇收錄（圖1）。

圖1 1990—2018年智慧茶產(chǎn)業(yè)文獻數(shù)量變化趨勢

（3）文獻的學(xué)科分布

智慧茶產(chǎn)業(yè)文獻研究內(nèi)容主要研究領(lǐng)域集中在農(nóng)業(yè)科學(xué)、經(jīng)濟、工業(yè)技術(shù)、生物科學(xué)等學(xué)科，對文獻量排名前9的學(xué)科進行分析，各學(xué)科文獻所占比例如圖2，其中農(nóng)業(yè)科學(xué)（645篇）、經(jīng)濟（472篇）和工業(yè)技術(shù)（151篇）文獻量排名前3，其余學(xué)科文獻量少于30篇。

圖2 收錄文獻學(xué)科分布情況

（4）發(fā)文機構(gòu)分析

統(tǒng)計發(fā)表智慧茶產(chǎn)業(yè)文獻量排名前8的機構(gòu)其各自發(fā)表文獻的比例如圖3，其中發(fā)表智慧茶產(chǎn)業(yè)相關(guān)論文前3的機構(gòu)為安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)（41篇）、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院（40篇）和湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)（34篇）?？梢姡P(guān)于智慧茶產(chǎn)業(yè)相關(guān)的研究探索主要集中于高校和科研院所，尤其是茶學(xué)專業(yè)實力強勁的高校和科研院所，在茶學(xué)科學(xué)研究上有著深厚的基礎(chǔ)和實力雄厚的科研團隊，對推動茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響較大。

（5）研究方向及熱點分析

關(guān)鍵詞反映了文獻中最主要內(nèi)容，與研究方向和研究熱點具有較高的關(guān)聯(lián)性。對檢索到的智慧茶產(chǎn)業(yè)相關(guān)文獻的關(guān)鍵詞進行分析，其中生態(tài)茶園（472次）、茶葉生產(chǎn)（134次）等為熱頻詞匯，表明目前的智慧茶產(chǎn)業(yè)主要集中在生態(tài)茶園建設(shè)和茶葉生產(chǎn)等方向，與智慧茶產(chǎn)業(yè)研究緊密相關(guān)的關(guān)鍵詞，如智能化、自動化、物聯(lián)網(wǎng)、質(zhì)量溯源系統(tǒng)、無線傳感技術(shù)、專家系統(tǒng)等出現(xiàn)頻率也較高（圖4），茶產(chǎn)業(yè)有依托高新技術(shù)實現(xiàn)智能化自動化的趨勢。

圖3 智慧茶產(chǎn)業(yè)文獻發(fā)文量排名前8的機構(gòu)分布

圖4 智慧茶產(chǎn)業(yè)研究高頻關(guān)鍵詞分布情況

2.專利分析結(jié)果

（1）專利類型和簡單法律狀態(tài)分析

檢索結(jié)果顯示，1999年3月4日—2019年3月4日間，共有智慧茶產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利10 449條，其中發(fā)明專利6 362條，占比61%，實用新型專利4 087條。說明智慧茶產(chǎn)業(yè)相關(guān)領(lǐng)域有更多新的技術(shù)方案提出，當(dāng)然對于現(xiàn)有技術(shù)的改造占比也不少。10 449條專利的法律狀態(tài)上，有效專利3 332條，失效3 480條，在審中3 615條，未確認22條。近些年專利審批更加嚴(yán)格，特別是發(fā)明專利審批周期一般需要2年，這可能是在審中專利數(shù)量較多的原因之一。而大量的無效專利是專利審批過程中宣告無效或因法律原因而失去法律保護的專利，說明茶行業(yè)專利申請還存在經(jīng)驗不足的問題，當(dāng)然這些無效專利成為免費的公共資源也為茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供助力。

（2）專利申請量年度變化

2000—2010年，茶產(chǎn)業(yè)還處于傳統(tǒng)發(fā)展階段，智能化概念也還未滲透，智慧茶產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利申請量增加相對緩慢，為潛在發(fā)展期。2010年以后相關(guān)專利申請數(shù)量迅速增加，為飛速發(fā)展期，這與呂春余等[10]對廣西梧州茶業(yè)專利分析結(jié)果一致。2015年國務(wù)院關(guān)于印發(fā)《中國制造2025》的通知發(fā)布，2016年國家發(fā)布第十三個五年規(guī)劃綱要，2017年國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知發(fā)布，對整個智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動巨大，智慧茶產(chǎn)業(yè)專利申請量也達到高峰，2015—2017年分別達到1 392件、1 965件和2 102件，2018年相關(guān)專利申請數(shù)量有所下降為1 395件。

（3）申請（專利權(quán)）人分析

專利數(shù)量排名前8的申請主體如表2，智慧茶產(chǎn)業(yè)相關(guān)專利申請人主要集中于高校和科研機構(gòu)，其中有4家高校、2家企業(yè)和2家科研機構(gòu)（何寒所屬單位為廣西田東縣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及生物技術(shù)開發(fā)研究所）。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所申請數(shù)量達103件，遠高于其他申請人，茶學(xué)專業(yè)實力較強的高校也名列前茅。

（4）專利申請地區(qū)分布

專利申請量排名前10的省份如表3，主要集中于我國茶產(chǎn)業(yè)興旺的產(chǎn)茶大省。其中浙江（1 291條）、福建（1 184條）、安徽（1 068條）排名前3，可能與所在省份有茶學(xué)科研實力雄厚的高?；蚩蒲性核嘘P(guān)，其余申請數(shù)量前10的省份分別為廣東、江蘇、廣西、貴州、湖南、湖北、四川。

（5）專利技術(shù)領(lǐng)域分析

智慧茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展涉及領(lǐng)域廣泛，根據(jù)國際專利分類（IPC）分類號對各技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量進行分析，發(fā)現(xiàn)2000—2018年申請數(shù)量最多的3個分類領(lǐng)域分別為：提取前的茶處理領(lǐng)域（A23F3/06），達到2 514條，這與李瑞丹等[18]對中國普洱茶專利分析結(jié)果類似；氧化、發(fā)酵領(lǐng)域（A23F3/08），381條；一種或多種肥料與無特殊肥效組分的混合物領(lǐng)域（C05G3/00），343條。這3個申請領(lǐng)域年度變化趨勢如圖6，可見提取前的茶處理領(lǐng)域（A23F3/06）專利自2010年后申請數(shù)量快速增長，氧化、發(fā)酵領(lǐng)域（A23F3/08）和混合物領(lǐng)域（C05G3/00）增速相對較慢。

表2 專利數(shù)量排名前8的申請主體件

三、小結(jié)與討論

隨著物聯(lián)網(wǎng)及計算機科學(xué)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展和國家相關(guān)政策的扶持，智慧農(nóng)業(yè)將成為研究熱點，并延伸到茶產(chǎn)業(yè)。

表3 專利申請量排名前10的省份件

1.茶產(chǎn)業(yè)智慧化學(xué)術(shù)研究方興未艾

智慧茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展涉及多學(xué)科多領(lǐng)域的交流與合作，需要農(nóng)業(yè)科學(xué)、生物科學(xué)等傳統(tǒng)茶葉科學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等智能化研究密切相關(guān)領(lǐng)域科研成果，結(jié)合經(jīng)濟學(xué)、歷史學(xué)、文化學(xué)、政治法律等社會科學(xué)，從茶園管理、茶葉生產(chǎn)加工、茶文化、茶經(jīng)濟貿(mào)易等多角度進行探究。在保證茶葉品質(zhì)的前提下，從茶葉種植、生產(chǎn)到流通各環(huán)節(jié)的智慧化體系探索，從而助推茶產(chǎn)業(yè)走向智能化和自動化的轉(zhuǎn)型升級。目前，涉及到智慧茶產(chǎn)業(yè)研究的主體仍是以安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所、福建農(nóng)林大學(xué)等茶學(xué)研究實力較強的高校和科研機構(gòu)為主，這與國家對智能領(lǐng)域重點投入密切相關(guān)，茶企業(yè)對智慧茶產(chǎn)業(yè)關(guān)注和投入較少。在茶產(chǎn)業(yè)智慧化技術(shù)落地轉(zhuǎn)化等基礎(chǔ)應(yīng)用的研究上乏善可陳，仍需進一步加強高校和企業(yè)深度合作，提升關(guān)鍵基礎(chǔ)領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)和成果轉(zhuǎn)化能力。

目前，涉及到智慧茶產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的研究偏向茶園管理、茶葉生產(chǎn)等茶產(chǎn)業(yè)鏈前段。隨著人們對健康的關(guān)注，茶行業(yè)應(yīng)更加注重茶葉源頭的管理和生產(chǎn)過程的標(biāo)準(zhǔn)化，建立質(zhì)量溯源系統(tǒng)已成為近年研究熱點。因此，借助國家發(fā)展人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)與農(nóng)業(yè)融合的政策鼓勵，茶產(chǎn)業(yè)智慧化發(fā)展必成未來趨勢，業(yè)界需要在此領(lǐng)域進一步加強研究與創(chuàng)新。

2.強化專利戰(zhàn)略布局，加強政策扶持、多方合作和人才培養(yǎng)

專利申請數(shù)量上經(jīng)歷了2000—2010年的潛在發(fā)展期，2010年之后快速發(fā)展，2017年達到頂峰，2018年有所下降?！吨袊斯ぶ悄馨l(fā)展報告2018》指出，2017年之后，經(jīng)歷了人工智能發(fā)展熱潮，國民對人工智能的態(tài)度不再盲目樂觀或焦慮，更趨于理性。業(yè)界對人工智能的認知更加務(wù)實，政策更具針對性，視野更加國際化，相關(guān)政策偏向制造、農(nóng)業(yè)、物流等重點行業(yè)融合創(chuàng)新，導(dǎo)致人工智能相關(guān)專利布局從“狂熱”變?yōu)椤袄硇浴?，加上國際上對涉及人工智能的跨國投資并購行為及技術(shù)合作更為謹慎，如美國已將人工智能列入接受中國政府補貼產(chǎn)品清單，國會擬通過法案嚴(yán)禁向中國出口涉及人工智能和機器人的相關(guān)技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)，因此2017年后專利申請數(shù)量的下降是人工智能發(fā)展更加理性和國際政策收緊的結(jié)果。

圖6 IPC分類排名前3申請數(shù)量變化趨勢

目前，涉及到智慧化茶產(chǎn)業(yè)方面的專利的申請主體仍以高校和科研院所為主，其中中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所申請數(shù)量達103件為最多，排名前8的申請主體中有4所高校且專利數(shù)量也較多，有2家均是以機械自動化為主要業(yè)務(wù)的企業(yè)。偏理論研究的高校和科研機構(gòu)仍是茶產(chǎn)業(yè)智慧化當(dāng)前的強勢，企業(yè)則以市場先行，更重視技術(shù)實用性，在茶葉加工設(shè)備上創(chuàng)新投入更多。值得一提的是，茶企業(yè)在智慧化研究方面還很欠缺，因此，高校和科研機構(gòu)仍需加強與企業(yè)的雙向?qū)?，既要保證技術(shù)創(chuàng)新的實用性，也要有前瞻性。此外，茶企急需加強知識產(chǎn)權(quán)意識，進行專利申請相關(guān)培訓(xùn)，注重在前沿科學(xué)上的提前布局和產(chǎn)權(quán)保護，提升企業(yè)創(chuàng)新能力，保護企業(yè)未來發(fā)展空間，促進茶產(chǎn)業(yè)整體可持續(xù)發(fā)展。智慧茶產(chǎn)業(yè)專利布局和開發(fā)仍缺乏各學(xué)科人才跨界合作和國際合作，高校茶學(xué)教學(xué)應(yīng)增設(shè)人工智能通識教育，并通過大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目，加強校企合作培養(yǎng)人才，促進產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)展。

由于茶學(xué)研究基礎(chǔ)差異，江南和華南茶區(qū)相對江北和西南茶區(qū)在專利申請數(shù)量上更多，這在一定程度上反映了各地的茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。未來，需加強各個茶區(qū)之間高校、科研機構(gòu)和企業(yè)合作，可通過建立“智慧茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展同盟”等成立技術(shù)團體，共同探討茶產(chǎn)業(yè)智慧化發(fā)展。

在研究熱點上，智慧茶產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的專利申請相比科學(xué)論文更側(cè)重于實際應(yīng)用，主要集中在茶葉加工技術(shù)和機械、茶園生態(tài)建設(shè)、復(fù)方茶拼配等能更快帶來實際收益的領(lǐng)域，在品質(zhì)控制、茶葉包裝、茶具等領(lǐng)域申請數(shù)量也較集中。其次為茶園種植肥料研究，茶園管理和茶葉生產(chǎn)加工過程的智能化毋庸置疑是茶產(chǎn)業(yè)智慧化發(fā)展的重點領(lǐng)域，也有了良好的基礎(chǔ)。但也存在大量專利僅為成熟的技術(shù)的改進利用，在關(guān)鍵技術(shù)和獨有技術(shù)上創(chuàng)新甚少。因此，未來需著重關(guān)注專利布局空白領(lǐng)域和弱勢領(lǐng)域，尤其是大健康大文化的背景下，應(yīng)加強在茶葉深加工、茶文化、茶葉市場營銷等方面創(chuàng)新研發(fā)，以進一步加快茶產(chǎn)業(yè)提檔升級，促進茶產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。