國(guó)際云制造關(guān)鍵技術(shù)專利分析及啟示

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1、國(guó)際制造關(guān)鍵技術(shù)專利分析及啟75［提要］從“工業(yè)4.0”到“中國(guó)制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”，我國(guó)制造業(yè)急需一種新型制造模式與手段__“云制造”，進(jìn)而推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變，加快建成全球科技創(chuàng)新中心。本研究提出云制造是國(guó)際智能制造業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，分析云制造關(guān)鍵技術(shù)的國(guó)際研發(fā)情況、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，明確云制造的研究前沿與發(fā)展方向，并針對(duì)目前上海云制造發(fā)展現(xiàn)狀，提出戰(zhàn)略性借鑒和參考。關(guān)鍵詞：7^制造；關(guān)鍵技術(shù)；專利分析基金項(xiàng)目：上海工程技術(shù)大學(xué)科研啟動(dòng)項(xiàng)目（校啟：2015-68）中圖分類號(hào)：F49文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A原標(biāo)題：國(guó)際云制造關(guān)鍵技術(shù)專利分析及對(duì)上海的啟示收錄日期：2016年

2、11月10日一、引言當(dāng)前，在經(jīng)濟(jì)全球化背景下，為了進(jìn)一步強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，諸多發(fā)達(dá)國(guó)家，尤其是跨國(guó)制造型企業(yè)采用了更加智能化、柔性生產(chǎn)模式。與此同時(shí)，圍繞著提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力，一場(chǎng)以“制造智能化、信息化”為特征的制造業(yè)變革一直在我國(guó)積極、持續(xù)的展開。從“工業(yè)4.0”到“中國(guó)制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”，我國(guó)制造業(yè)急需一種新型制造模式與手段，進(jìn)而推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變，加快建成全球科技創(chuàng)新中心。針對(duì)此，本次研究提出“云制造”__制造業(yè)信息化新模式，并對(duì)國(guó)內(nèi)外云制造核心技術(shù)研發(fā)情況與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。云制造是一種基于網(wǎng)絡(luò)（如互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)和無(wú)線寬帶網(wǎng)等），按照用

3、戶需求組織網(wǎng)上制造資源（制造云），為用戶提供各類按需制造服務(wù)的一種網(wǎng)絡(luò)化制造新模式。該技術(shù)是將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)化制造和服務(wù)技術(shù)同云計(jì)算、云安全、高性能計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)各類制造資源（制造硬設(shè)備、計(jì)算系統(tǒng)、軟件、模型、數(shù)據(jù)、知識(shí)等）統(tǒng)一的、集中的智能化管理和經(jīng)營(yíng)，為制造全生命周期過程提供可隨時(shí)獲取的、按需使用的、安全可靠的、優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的各類制造活動(dòng)服務(wù)。隨著技術(shù)的提升，云制造不僅可以促進(jìn)生產(chǎn)模式的扁平化，更能促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新，而且可以滿足市場(chǎng)個(gè)性化、靈敏的定制需求。為實(shí)現(xiàn)云制造的資源共享和服務(wù)模式，云制造融合了云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算、服務(wù)計(jì)算、智能科學(xué)等信息技術(shù)與信息化制

4、造（信息化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、試驗(yàn)、仿真、經(jīng)營(yíng)管理、集成）等多種新興技術(shù)。各種技術(shù)在云制造中的功能或作用如下：（1）云計(jì)算技術(shù)為制造所需各類信息的智能處理和決策提供了使能服務(wù)與新制造模式；（2）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為制造領(lǐng)域中各類物與物之間的互聯(lián)和實(shí)現(xiàn)制造智慧化提供了使能技術(shù)；（3）高性能計(jì)算技術(shù)為求解復(fù)雜制造問題和開展大規(guī)模協(xié)同制造提供了使能技術(shù)；（4）面向服務(wù)的技術(shù)為快速構(gòu)造虛擬化制造服務(wù)環(huán)境提供了使能技術(shù)；（5）智能科學(xué)技術(shù)為制造資源/能力的智能化提供了使能技術(shù)；（6）信息化制造技術(shù)是s制造的基礎(chǔ)技術(shù)。二、云制造核心技術(shù)國(guó)際專利分析通過上述對(duì)云制造的關(guān)鍵技術(shù)體系的分析，以及與相

5、關(guān)領(lǐng)域?qū)＜姨接?，課題組選擇了RFID、傳感器芯片、無(wú)線通信、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、高精度定位、生物信號(hào)分析和視頻分析等云制造關(guān)鍵技術(shù)，從專利的申請(qǐng)趨勢(shì)、申請(qǐng)區(qū)域、技術(shù)構(gòu)成和主要競(jìng)爭(zhēng)者等方面進(jìn)行分析。國(guó)際專利主要以德溫特專利數(shù)據(jù)庫(kù)為研宄對(duì)象，國(guó)內(nèi)專利情況以中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫(kù)為研究分析對(duì)象。（一）RFID國(guó)際專利情況。RFID,即無(wú)線射頻識(shí)別，又稱電子標(biāo)簽，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。該技術(shù)是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一，也是

6、應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。?技術(shù)主題關(guān)鍵詞：RFID；RadioFrequencyIdentification；RF?檢索整理得專利數(shù)：38,634件（截至檢索日期2015年4月，下同）1、總體趨勢(shì)。每年申請(qǐng)的RFH）專利數(shù)量始終沒有突破50件，技術(shù)發(fā)展緩慢。2005年超過了1，500件，從此申請(qǐng)的RFID專利數(shù)量快速上升。2010?2014年專利數(shù)量略有波動(dòng)，但累計(jì)總數(shù)一直攀升1)2、區(qū)域?qū)＠植记闆r。將近十年RFID領(lǐng)域申請(qǐng)專利進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)專利數(shù)最多的是美國(guó)專利，占了全球總數(shù)的近1/3;其次為日本專利，也占近兩成。中國(guó)專利申請(qǐng)數(shù)量排在第五位。（圖2）（二）傳感器芯片

7、國(guó)際專利情況。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器的定義是:“能感受規(guī)定的被測(cè)量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。由于傳感器專利數(shù)量十分龐大，在德溫特專利數(shù)據(jù)庫(kù)中用“sensor”（傳感器）作為關(guān)鍵詞出現(xiàn)專利達(dá)90余萬(wàn)件，無(wú)法進(jìn)行分析。因此，選擇傳感器芯片作為檢索主題。?技術(shù)主題關(guān)鍵詞：傳感器芯片（注：由于德溫特?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中有關(guān)傳感器專利超過了30萬(wàn)，分析處理工作量太大，因此課題組選擇了傳感器芯片作為了研究對(duì)象）?檢索整理得專利數(shù)：36,931件1、總體趨勢(shì)。傳感器芯片技術(shù)的專利早在1971年就已經(jīng)申