哪些专利将是智能制造时代的"金钥匙"？

　　从世界经济发展看，2015年可以说是制造业大热的一年。“中国制造2025”“工业4.0”“工业互联网”等新概念频频出现在国际合作、国家战略制定的最前沿，而所有这些概念都有一个核心，那就是智能制造，其昭示着一个工业新时代的开端。那么智能制造到底有何特别之处？又是哪些关键技术在引领着这个新的工业时代？本文将围绕智能制造相关的发明专利申请，探究哪些技术是进入这个新工业时代的“金钥匙”。

　　早在本世纪初，德国政府就首先提出了“工业4.0”的工业战略，直到近几年才开始大力推动。在德国企业中，西门子已凭借全集成自动化（TIA）和“数字化企业平台”抢占先机，ABB和施耐德两家公司也是推行这一战略的领跑者。而美国版“工业4.0”实际上就是“工业互联网”革命。在美国，这一概念最早由通用电气公司于2012年提出，随后，美国5家行业龙头企业联手组建了工业互联网联盟（IIC），将“工业4.0”概念大力推广开来。因此，笔者选择从西门子、ABB、施耐德和通用电气4家代表性企业的专利申请入手，着重分析智能制造时代的核心技术。

　　研究领域各不同

　　西门子、ABB、施耐德和通用电气4家企业的产品技术领域各不相同，这在其专利申请的分类上有明显体现。笔者通过在中国专利文摘数据库（CNABS）中对这4家企业近几年专利申请涉及的技术领域进行统计后发现，西门子的专利申请主要集中在医疗器械、电磁测量等技术领域，通用电气的专利申请则多涉及发动机、燃气轮机装置等，领域差别可见一斑。但他们却在一个共同的技术领域G05B19上有相当规模的专利布局。

　　进一步分析该领域的专利申请情况，有一个技术主题逐渐进入笔者的视线，它就是G05B19/418，其IPC分类定义为：“全面工厂控制，即集中控制许多机器，例如直接或分布数字控制（DNC）、柔性制造系统（FMS）、集成制造系统（IMS）、计算机集成制造（CIM）。”这一分类定义恰与智能制造相吻合，为了更深入地了解具体的技术点，笔者通过在CPC分类进行了专利检索。

　　在CPC分类体系中，G05B19/418小组包含19个细分领域，均与智能制造密切相关。据此，笔者以CPC分类信息较全的SIPOABS数据库作为数据源，将目标企业近年来的专利申请（申请日在2005年及以后，检索日期截至2015年11月31日）中CPC分类为G05B19/418+的专利申请作为研究对象，对这一领域的技术特点进行了梳理。如上图所示，西门子、ABB和施耐德3家德国企业在这一领域的专利申请量在2008年前后均出现了一个峰值，而美国通用电气公司的专利申请量峰值晚于这一时间，出现在2012年。这样的申请趋势与其国家对智能制造推动政策的出台密切相关，由此更进一步说明了这一技术领域在智能制造时代的重要地位。我国已提出了“中国制造2025”的战略计划，国内企业如果想在未来的制造业中抢占先机，在这一领域进行专利布局将极为重要。

　　关键技术成重点

　　那么在这个技术领域中，有哪些技术分支处于关键地位？笔者在对上述4家公司的相关专利申请进行统计后发现，其不约而同地在如下技术分支上给予了更多关注，包括G05B19/4183（数据采集）、G05B19/41845（系统通用性，可重构性，模块性）、G05B19/4185（网络通信）、G05B19/4186（制造自动化协议，传输控制协议）、G05B19/41865（作业调度，工艺规划，材料流）和G05B19/41885（制造系统的仿真、建模）。

　　西门子、通用电气和ABB提交的专利申请量最多的技术领域均为G05B19/41845（系统通用性，可重构性，模块性），其中，西门子提交的专利申请量为249件，ABB为79件，通用电气为32件。可见，这3家公司在同一技术分支上都有较大的研发投入。其次，几家公司将专利申请重点全部集中在G05B19/4186（制造自动化协议，传输控制协议）这一分支上，其中，西门子提交的专利申请量为198件，ABB为51件，通用电气为29件。施耐德在该领域的专利申请侧重稍有不同，其专利申请量最多的技术分支是G05B19/41885（制造系统的仿真、建模），相关专利申请共33件。

　　通过研究发现，G05B19/4183（数据采集）主要涉及对生产中物理设备和产品的识别，可以通过向产品或物理设备上设置电子标签或传感器的方式实现，是使生产过程智能化的基础；G05B19/4185（网络通信）、G05B19/4186（制造自动化协议，传输控制协议）主要涉及上述智能化物理设备或产品之间的互联和协同控制，是构建智能化生产平台的重要依托；而G05B19/41845（系统通用性，可重构性，模块性）和G05B19/41865（作业调度，工艺规划，材料流）则着眼在更高层次，通过生产工序的模块化和灵活的作业调度，突破传统生产线的限制，实现生产过程的个性化定制，是智能制造的灵魂所在。正是基于这样一个高度灵活的智能制造平台，使得G05B19/41885（制造系统的仿真、建模）领域的相关技术难度更高。

　　由此可见，上述几个技术分支在构建智能制造平台时具有关键作用，我国相关制造企业在向“中国制造2025”所要求的智能化转型过程中，至少需要在这几个方面进一步加大研发力度。（知识产权报　作者　孙艳）