從世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展看，2015年可以說是制造業(yè)大熱的一年。“中國制造2025”“工業(yè)4.0”、“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”等新概念頻頻出現(xiàn)在國際合作、國家戰(zhàn)略制定的最前沿，而所有這些概念都有一個核心，那就是智能制造，其昭示著一個工業(yè)新時代的開端。那么智能制造到底有何特別之處？又是哪些關(guān)鍵技術(shù)在引領(lǐng)著這個新的工業(yè)時代？本文將圍繞智能制造相關(guān)的發(fā)明專利申請，探究哪些技術(shù)是進(jìn)入這個新工業(yè)時代的“金鑰匙”。

　　早在本世紀(jì)初，德國政府就首先提出了“工業(yè)4.0”的工業(yè)戰(zhàn)略，直到近幾年才開始大力推動。在德國企業(yè)中，西門子已憑借全集成自動化（TIA）和“數(shù)字化企業(yè)平臺”搶占先機，ABB和施耐德兩家公司也是推行這一戰(zhàn)略的領(lǐng)跑者。而美國版“工業(yè)4.0”實際上就是“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”革命。在美國，這一概念最早由通用電氣公司于2012年提出，隨后，美國5家行業(yè)龍頭企業(yè)聯(lián)手組建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC），將“工業(yè)4.0”概念大力推廣開來。因此，筆者選擇從西門子、ABB、施耐德和通用電氣4家代表性企業(yè)的專利申請入手，著重分析智能制造時代的核心技術(shù)。

　　研究領(lǐng)域各不同

　　西門子、ABB、施耐德和通用電氣4家企業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域各不相同，這在其專利申請的分類上有明顯體現(xiàn)。筆者通過在中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS）中對這4家企業(yè)近幾年專利申請涉及的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，西門子的專利申請主要集中在醫(yī)療器械、電磁測量等技術(shù)領(lǐng)域，通用電氣的專利申請則多涉及發(fā)動機、燃?xì)廨啓C裝置等，領(lǐng)域差別可見一斑。但他們卻在一個共同的技術(shù)領(lǐng)域G05B19上有相當(dāng)規(guī)模的專利布局。

　　進(jìn)一步分析該領(lǐng)域的專利申請情況，有一個技術(shù)主題逐漸進(jìn)入筆者的視線，它就是G05B19/418，其IPC分類定義為：“全面工廠控制，即集中控制許多機器，例如直接或分布數(shù)字控制（DNC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、集成制造系統(tǒng)（IMS）、計算機集成制造（CIM）。”這一分類定義恰與智能制造相吻合，為了更深入地了解具體的技術(shù)點，筆者通過在CPC分類進(jìn)行了專利檢索。

　　哪些專利將是智能制造時代的

　　在CPC分類體系中，G05B19/418小組包含19個細(xì)分領(lǐng)域，均與智能制造密切相關(guān)。據(jù)此，筆者以CPC分類信息較全的SIPOABS數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)源，將目標(biāo)企業(yè)近年來的專利申請（申請日在2005年及以后，檢索日期截至2015年11月31日）中CPC分類為G05B19/418+的專利申請作為研究對象，對這一領(lǐng)域的技術(shù)特點進(jìn)行了梳理。如上圖所示，西門子、ABB和施耐德3家德國企業(yè)在這一領(lǐng)域的專利申請量在2008年前后均出現(xiàn)了一個峰值，而美國通用電氣公司的專利申請量峰值晚于這一時間，出現(xiàn)在2012年。這樣的申請趨勢與其國家對智能制造推動政策的出臺密切相關(guān)，由此更進(jìn)一步說明了這一技術(shù)領(lǐng)域在智能制造時代的重要地位。我國已提出了“中國制造2025”的戰(zhàn)略計劃，國內(nèi)企業(yè)如果想在未來的制造業(yè)中搶占先機，在這一領(lǐng)域進(jìn)行專利布局將極為重要。

　　關(guān)鍵技術(shù)成重點

　　那么在這個技術(shù)領(lǐng)域中，有哪些技術(shù)分支處于關(guān)鍵地位？筆者在對上述4家公司的相關(guān)專利申請進(jìn)行統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，其不約而同地在如下技術(shù)分支上給予了更多關(guān)注，包括G05B19/4183（數(shù)據(jù)采集）、G05B19/41845（系統(tǒng)通用性，可重構(gòu)性，模塊性）、G05B19/4185（網(wǎng)絡(luò)通信）、G05B19/4186（制造自動化協(xié)議，傳輸控制協(xié)議）、G05B19/41865（作業(yè)調(diào)度，工藝規(guī)劃，材料流）和G05B19/41885（制造系統(tǒng)的仿真、建模）。

　　西門子、通用電氣和ABB提交的專利申請量最多的技術(shù)領(lǐng)域均為G05B19/41845（系統(tǒng)通用性，可重構(gòu)性，模塊性），其中，西門子提交的專利申請量為249件，ABB為79件，通用電氣為32件?？梢?，這3家公司在同一技術(shù)分支上都有較大的研發(fā)投入。其次，幾家公司將專利申請重點全部集中在G05B19/4186（制造自動化協(xié)議，傳輸控制協(xié)議）這一分支上，其中，西門子提交的專利申請量為198件，ABB為51件，通用電氣為29件。施耐德在該領(lǐng)域的專利申請側(cè)重稍有不同，其專利申請量最多的技術(shù)分支是G05B19/41885（制造系統(tǒng)的仿真、建模），相關(guān)專利申請共33件。

　　通過研究發(fā)現(xiàn)，G05B19/4183（數(shù)據(jù)采集）主要涉及對生產(chǎn)中物理設(shè)備和產(chǎn)品的識別，可以通過向產(chǎn)品或物理設(shè)備上設(shè)置電子標(biāo)簽或傳感器的方式實現(xiàn)，是使生產(chǎn)過程智能化的基礎(chǔ)；G05B19/4185（網(wǎng)絡(luò)通信）、G05B19/4186（制造自動化協(xié)議，傳輸控制協(xié)議）主要涉及上述智能化物理設(shè)備或產(chǎn)品之間的互聯(lián)和協(xié)同控制，是構(gòu)建智能化生產(chǎn)平臺的重要依托；而G05B19/41845（系統(tǒng)通用性，可重構(gòu)性，模塊性）和G05B19/41865（作業(yè)調(diào)度，工藝規(guī)劃，材料流）則著眼在更高層次，通過生產(chǎn)工序的模塊化和靈活的作業(yè)調(diào)度，突破傳統(tǒng)生產(chǎn)線的限制，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的個性化定制，是智能制造的靈魂所在。正是基于這樣一個高度靈活的智能制造平臺，使得G05B19/41885（制造系統(tǒng)的仿真、建模）領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)難度更高。

　　由此可見，上述幾個技術(shù)分支在構(gòu)建智能制造平臺時具有關(guān)鍵作用，我國相關(guān)制造企業(yè)在向“中國制造2025”所要求的智能化轉(zhuǎn)型過程中，至少需要在這幾個方面進(jìn)一步加大研發(fā)力度。