從世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展看，2015年可以說(shuō)是制造業(yè)大熱的一年?！爸袊?guó)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(guó)際合作、國(guó)家戰(zhàn)略制定的最前沿，而所有這些概念都有一個(gè)核心，那就是智能制造，其昭示著一個(gè)工業(yè)新時(shí)代的開(kāi)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(gè)新的工業(yè)時(shí)代？本文將圍繞智能制造相關(guān)的發(fā)明專利申請(qǐng)，探究哪些技術(shù)是進(jìn)入這個(gè)新工業(yè)時(shí)代的“金鑰匙”。

　　早在本世紀(jì)初，德國(guó)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(kāi)始大力推動(dòng)。在德國(guó)企業(yè)中，西門(mén)子已憑借全集成自動(dòng)化（TIA）和“數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)”搶占先機(jī)，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(guó)版“工業(yè)4.0”實(shí)際上就是“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”革命。在美國(guó)，這一概念最早由通用電氣公司于2012年提出，隨后，美國(guó)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(kāi)來(lái)。因此，筆者選擇從西門(mén)子、ABB、施耐德和通用電氣4家代表性企業(yè)的專利申請(qǐng)入手，著重分析智能制造時(shí)代的核心技術(shù)。

　　研究領(lǐng)域各不同

　　西門(mén)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(qǐng)的分類上有明顯體現(xiàn)。筆者通過(guò)在中國(guó)專利文摘數(shù)據(jù)庫(kù)（CNABS）中對(duì)這4家企業(yè)近幾年專利申請(qǐng)涉及的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，西門(mén)子的專利申請(qǐng)主要集中在醫(yī)療器械、電磁測(cè)量等技術(shù)領(lǐng)域，通用電氣的專利申請(qǐng)則多涉及發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)裝置等，領(lǐng)域差別可見(jiàn)一斑。但他們卻在一個(gè)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(qǐng)情況，有一個(gè)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(jī)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(jì)算機(jī)集成制造（CIM）?！边@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(diǎn)，筆者通過(guò)在CPC分類進(jìn)行了專利檢索。

　　哪些專利將是智能制造時(shí)代的

　　在CPC分類體系中，G05B19/418小組包含19個(gè)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(kù)作為數(shù)據(jù)源，將目標(biāo)企業(yè)近年來(lái)的專利申請(qǐng)（申請(qǐng)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(qǐng)作為研究對(duì)象，對(duì)這一領(lǐng)域的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了梳理。如上圖所示，西門(mén)子、ABB和施耐德3家德國(guó)企業(yè)在這一領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量在2008年前后均出現(xiàn)了一個(gè)峰值，而美國(guó)通用電氣公司的專利申請(qǐng)量峰值晚于這一時(shí)間，出現(xiàn)在2012年。這樣的申請(qǐng)趨勢(shì)與其國(guó)家對(duì)智能制造推動(dòng)政策的出臺(tái)密切相關(guān)，由此更進(jìn)一步說(shuō)明了這一技術(shù)領(lǐng)域在智能制造時(shí)代的重要地位。我國(guó)已提出了“中國(guó)制造2025”的戰(zhàn)略計(jì)劃，國(guó)內(nèi)企業(yè)如果想在未來(lái)的制造業(yè)中搶占先機(jī)，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(diǎn)

　　那么在這個(gè)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(duì)上述4家公司的相關(guān)專利申請(qǐng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(dòng)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(mén)子、通用電氣和ABB提交的專利申請(qǐng)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(mén)子提交的專利申請(qǐng)量為249件，ABB為79件，通用電氣為32件。可見(jiàn)，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(qǐng)重點(diǎn)全部集中在G05B19/4186（制造自動(dòng)化協(xié)議，傳輸控制協(xié)議）這一分支上，其中，西門(mén)子提交的專利申請(qǐng)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(qǐng)側(cè)重稍有不同，其專利申請(qǐng)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(qǐng)共33件。

　　通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，G05B19/4183（數(shù)據(jù)采集）主要涉及對(duì)生產(chǎn)中物理設(shè)備和產(chǎn)品的識(shí)別，可以通過(guò)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(shí)現(xiàn)，是使生產(chǎn)過(guò)程智能化的基礎(chǔ)；G05B19/4185（網(wǎng)絡(luò)通信）、G05B19/4186（制造自動(dòng)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(tái)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(guò)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的個(gè)性化定制，是智能制造的靈魂所在。正是基于這樣一個(gè)高度靈活的智能制造平臺(tái)，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(jiàn)，上述幾個(gè)技術(shù)分支在構(gòu)建智能制造平臺(tái)時(shí)具有關(guān)鍵作用，我國(guó)相關(guān)制造企業(yè)在向“中國(guó)制造2025”所要求的智能化轉(zhuǎn)型過(guò)程中，至少需要在這幾個(gè)方面進(jìn)一步加大研發(fā)力度。