关于分布式技术在专利审查领域应用的思考

吕亮

摘 要：隨着“十三五”的到来，我国提出了新的知识产权发展战略，《国家知识产权事业发展“十三五”规划》中明确了拓展服务深度广度的建设任务：“建立和完善满足创新主体需求的多样化审查模式，提升审查流程服务的智能化、便利化和信息化，提供面向申请主体和社会公众的‘一站式公共服务，加大对小微企业专利实务能力建设的支持力度，建立与企业行业的专利审查沟通机制，实施支持企业海外专利申请和布局的审查政策，着力为创新主体和公众提供优质高效的审查服务。”中国专利电子审批系统上线八年以来，随着系统用户的增加以及专利申请量的逐年递增，系统运行压力逐年增大；随着业务不断创新，对系统稳定性和运行速度的要求也越来越高。如何从业务出发，结合新技术应用，改变旧的缓存机制，减少缓存系统压力，满足新形式下业务增长及能力突破的需求，成为摆在专利局面前的一个课题。文章从各专利审查及服务业务入手，分析当前形势下系统出现的问题，阐述采用分布式技术提升专利审查系统服务能力和稳定性的可行性。

关键词：中国专利电子审批系统；分布式；缓存

中图分类号：G306 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）11-0168-02

Abstract： With the arrival of the 13th Five-Year Plan， China has put forward a new development strategy for intellectual property rights. In the 13th Five-Year Plan for the Development of National intellectual property Rights， the construction tasks of extending the depth and breadth of service are clearly defined： "establishing and perfecting the diversified examination mode to meet the needs of innovative subjects，" To enhance the intelligence， facilitation and informatization of the review process services， to provide "one-stop" public services for the applicants and the public， and to increase the support for the capacity-building of patent practice in small and micro enterprises， we established a patent review communication mechanism with the enterprise industry， implement the review policy to support the overseas patent application and layout of enterprises， and focus on providing high-quality and efficient examination services for the innovation subject and the public. In the eight years since the launch of the electronic patent approval system in China， with the increasing number of users of the system and the increasing number of patent applications， the operating pressure of the system has increased year by year； with the continuous innovation of the business. The requirement of system stability and running speed is higher and higher. How to change the old cache mechanism， reduce the pressure of cache system and meet the demand of business growth and capability breakthrough in the new form by combining the application of new technology has become a subject for the patent office. Starting with the patent examination and service business， this paper analyzes the problems of the system under the current situation， and expounds the feasibility of using distributed technology to enhance the service capability and stability of the patent examination system.

Keywords： China patent electronic approval system； distributed； cache

引言

最近几年，中国专利电子审批系统在运行中不断优化，业务也在不断创新，系统运行稳定。随着我国专利事业的飞速发展，用户数量和角色数量不断增加，申请量更是增长迅速，系统负载逐年增大，对系统的稳定性及运行速度要求也越来越来越高。缓存系统是中国专利电子审批系统更加稳定的、快速的、有序的运行的基本保证之一。

1 我国专利审批现状

（1）专利业务现状。专利业务包括发明、实用新型和外观设计三种不同的专利类型的审查处理，处理流程复杂，涉及从专利申请、事务处理、案件审查、专利维持等约10多个主要阶段，每个阶段中还包括自己本身的主要流程及分支流程，由于专利案件具有维持性的特点，全流程周期较长。相对于传统审批业务，专利电子审批业务专业性强、规模庞大、增长速度快，近些年专利申请每年快速增长，2012年我国专利申请已成为全球第一。专利审查业务需支持局内约2万多审查员的日常审查工作（包含7个审查协作中心用户）以及32个代办处用户，客户端中电子申请注册用户随着电子申请案件比例的增加从中国专利电子审批系统上线前的几百人增长到现在的24万多用户。专利业务处理严谨、时效性强，业务中包含多种答复处理性业务，涉及审查员、申请人、第三方及法院等，有些不在时限内处理往往会造成相关的业务逾期且情节严重的还会发生法律纠纷。为了保证业务的有效性和持续性，需要系统面向申请人和社会公众提供7*24小时服务。（2）专利信息化现状。专利电子审批系统是专利局的核心业务系统，实现了全流程、无纸化审查，目前全国专利申请和审批的所有处理均在E系统中，遍布全国的代办处以及国家知识产权局的所有审查员均通过E系统来完成日常专利审查的各项业务的办理，系统2010年2月上线。2013年4月中国专利查询系统8种语言版本全部正式上线，面向各国社会公众提供专利查询服务，获得了公众和电子申请用户的一致认可。2016年10月22日中国专利受理及初步审查系统上线，實现了在线提交申请和办理手续办理，支持信息推送和联机校验，提高了申请质量，业务办理更准确、快捷、轻松。目前，各业务系统相互密切配合，共同为申请人、审查员、管理者提供覆盖申请、审查和公众服务的全流程专利业务支持，业务的快速增长和复杂性，使系统负载逐年增大，对系统的稳定性及运行速度要求也越来越来越高。（3）信息系统缓存现状。当前中国专利电子审批系统及配套业务系统采用的是各应用服务器单独在内存中存储和管理系统缓存的机制，数据更新采用网络广播、服务器异步更新方式，缓存内容覆盖系统开发运行框架缓存、代码集缓存、权限数据缓存、各类配置缓存等多个方面，覆盖全部19个子系统，涉及功能模块近200个。

当前缓存架构及更新机制在应对不断增长的专利业务需求时存在一系列瓶颈，包括系统的可靠性瓶颈和性能瓶颈，一定程度上制约了专利业务信息化水平的进一步提升。

2 信息系统缓存架构存在的问题

（1）系统运行性能受限，扩展性不足。信息系统现有缓存架构为单服务节点内存缓存，每个服务都会生成一份缓存对象数据。同时大规模信息系统在集群环境下运行，缓存同步通过jgroup广播方式发送，各个业务服务都需要重新刷新缓存，以保持数据的一致性和准确性，而基于业务模式的全量缓存刷新模式则对系统性能带来了影响，随着专利业务发展，专利申请量增加，业务规模扩大，系统数据量上升，服务器内存往往会成为性能瓶颈，容易造成内存溢出，影响服务稳定性。同时，单服务节点内存缓存动态扩展能力较弱，现有信息系统缓存架构不支持弹性扩展，无法根据业务的变化，动态增加和减少缓存节点应对数据量变化，无法最大限度提高系统资源利用率。（2）系统管理能力欠缺，易用性不够。信息系统现有缓存架构容易产生单点故障，不支持缓存故障自动发现和故障节点自动切换功能，在服务节点出现问题或宕机时容易造成数据丢失，存在可用性瓶颈。同时，现有缓存数据为单一对象数据结构，对于缓存数据无法进行备份及图形化管理，针对复杂多变的业务要求，只能提供单一操作模式，不能将效率最大化。当缓存升级时，需人工配置，并停机更新，影响系统的正常运行。

3 采用分布式缓存提升信息系统能力的可行性

充分利用分布式缓存技术手段，建设分布式缓存基础架构，实现中国专利电子审批系统底层架构向分布式公共缓存的转变，完成系统权限缓存改造，在不影响系统正常运行的情况下，更好的服务于专利申请及审批业务办理，满足专利审查业务发展要求，提高全局业务运行速度，降低应用服务器内存溢出频率，解决数据库服务器和应用服务器间的瓶颈，最终实现专利申请、审查及服务的高效、稳定、快捷的目标。

（1）优化缓存基础架构，增强系统扩展能力。通过缓存服务器的开发和部署，建设分布式缓存基础架构，使缓存物理分布更加合理，实现分布式缓存数据的持久化存储，支持后台执行和边服务边备份两种方式，分布式缓存系统支持cluster分布式横向扩展，进一步扩大缓存容量，增强缓存扩展能力，提升系统运行效率、满足未来业务发展需要。（2）变革缓存更新机制，确保系统稳定可靠。详细梳理各业务系统业务功能的缓存访问内容、缓存访问特点和缓存更新要求，基于分布式缓存服务的权限架构建设，建立针对不同类缓存数据的更新机制优化方案，完成中国专利电子审批系统缓存改造，实现缓存数据的增量刷新和全量刷新两种模式，取消缓存数据变更后手动触发重新加载的人工干预模式，全面实现缓存数据的自动更新，解决各服务器权限数据广播不同步问题，缩短人员变动时的缓存更新时间，解决权限及时同步问题，降低同步出错概率。（3）重构业务调用模式，全面提升运行效率。基于新建立的分布式缓存架构完成中国专利电子审批系统各子系统的改造，通过对系统公共配置数据、系统公共业务配置数据、系统公共外围接口配置数据和业务序号数据等公共调用点的分析，优化所有业务相关业务模块缓存调用的功能，解决公共调用相互影响的问题，缩短主要业务流转时间，提高效率，推进整个中国专利电子审批系统底层架构向分布式公共缓存的转变，为整个系统高效运行提供基础保证。

注释：

①中国专利电子审批系统：专利电子审批系统是一个集专利申请、流程管理、审查、公告、复审、无效、查询、管理、统计涵盖19个子系统于一体的电子审批系统，该系统是统一的、完整的、业务流程贯通的电子审批系统，实现从专利申请的提出到专利权失效全部法律程序全流程、全方位的电子化和网络化。

②分布式：分布式系统以计算机网络为基础，将系统的数据与功能分布在不同位置，通过自然的数据与功能连接进行辅助决策的信息系统，是在由通信网络互联的多处理机体系结构上执行任务的系统，具有高度的内聚性和透明性。

②缓存：缓存能够提升指令和数据读取速度的特性，随着本地计算机系统向分布式系统的扩展，在分布式计算领域中分布式缓存技术得到了广泛应用，分布式缓存能够处理大量的动态数据。

参考文献：

[1]中华人民共和国专利法（2008年修订版）[Z].

[2]中华人民共和国专利法实施细则（2010年修订版）[Z].

[3]中华人民共和国国家知识产权局.专利审查指南（2010）[Z].

[4]国务院关于规范国务院部门行政审批行为改进行政审批有关工作的通知 （国发〔2015〕6号）[Z].