從世界經濟發展看，2015年可以說是制造業大熱的一年。“中國制造2025”“工業4.0”、“工業互聯網”等新概念頻頻出現在國際合作、國家戰略制定的最前沿，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？又是哪些關鍵技術在引領著這個新的工業時代？本文將圍繞智能制造相關的發明專利申請，探究哪些技術是進入這個新工業時代的“金鑰匙”。

　　早在本世紀初，德國政府就首先提出了“工業4.0”的工業戰略，直到近幾年才開始大力推動。在德國企業中，西門子已憑借全集成自動化（TIA）和“數字化企業平臺”搶占先機，ABB和施耐德兩家公司也是推行這一戰略的領跑者。而美國版“工業4.0”實際上就是“工業互聯網”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家行業龍頭企業聯手組建了工業互聯網聯盟（IIC），將“工業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家代表性企業的專利申請入手，著重分析智能制造時代的核心技術。

　　研究領域各不同

　　西門子、ABB、施耐德和通用電氣4家企業的產品技術領域各不相同，這在其專利申請的分類上有明顯體現。筆者通過在中國專利文摘數據庫（CNABS）中對這4家企業近幾年專利申請涉及的技術領域進行統計后發現，西門子的專利申請主要集中在醫療器械、電磁測量等技術領域，通用電氣的專利申請則多涉及發動機、燃氣輪機裝置等，領域差別可見一斑。但他們卻在一個共同的技術領域G05B19上有相當規模的專利布局。

　　進一步分析該領域的專利申請情況，有一個技術主題逐漸進入筆者的視線，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，例如直接或分布數字控制（DNC）、柔性制造系統（FMS）、集成制造系統（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點，筆者通過在CPC分類進行了專利檢索。

　　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個細分領域，均與智能制造密切相關。據此，筆者以CPC分類信息較全的SIPOABS數據庫作為數據源，將目標企業近年來的專利申請（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，對這一領域的技術特點進行了梳理。如上圖所示，西門子、ABB和施耐德3家德國企業在這一領域的專利申請量在2008年前后均出現了一個峰值，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，由此更進一步說明了這一技術領域在智能制造時代的重要地位。我國已提出了“中國制造2025”的戰略計劃，國內企業如果想在未來的制造業中搶占先機，在這一領域進行專利布局將極為重要。

　　關鍵技術成重點

　　那么在這個技術領域中，有哪些技術分支處于關鍵地位？筆者在對上述4家公司的相關專利申請進行統計后發現，其不約而同地在如下技術分支上給予了更多關注，包括G05B19/4183（數據采集）、G05B19/41845（系統通用性，可重構性，模塊性）、G05B19/4185（網絡通信）、G05B19/4186（制造自動化協議，傳輸控制協議）、G05B19/41865（作業調度，工藝規劃，材料流）和G05B19/41885（制造系統的仿真、建模）。

　　西門子、通用電氣和ABB提交的專利申請量最多的技術領域均為G05B19/41845（系統通用性，可重構性，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。可見，這3家公司在同一技術分支上都有較大的研發投入。其次，幾家公司將專利申請重點全部集中在G05B19/4186（制造自動化協議，傳輸控制協議）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。施耐德在該領域的專利申請側重稍有不同，其專利申請量最多的技術分支是G05B19/41885（制造系統的仿真、建模），相關專利申請共33件。

　　通過研究發現，G05B19/4183（數據采集）主要涉及對生產中物理設備和產品的識別，可以通過向產品或物理設備上設置電子標簽或傳感器的方式實現，是使生產過程智能化的基礎；G05B19/4185（網絡通信）、G05B19/4186（制造自動化協議，傳輸控制協議）主要涉及上述智能化物理設備或產品之間的互聯和協同控制，是構建智能化生產平臺的重要依托；而G05B19/41845（系統通用性，可重構性，模塊性）和G05B19/41865（作業調度，工藝規劃，材料流）則著眼在更高層次，通過生產工序的模塊化和靈活的作業調度，突破傳統生產線的限制，實現生產過程的個性化定制，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（制造系統的仿真、建模）領域的相關技術難度更高。

　　由此可見，上述幾個技術分支在構建智能制造平臺時具有關鍵作用，我國相關制造企業在向“中國制造2025”所要求的智能化轉型過程中，至少需要在這幾個方面進一步加大研發力度。