國(guó)際紡機(jī)企業(yè)專(zhuān)利布局聚焦紡紗智能化

近年來(lái)，五大紡機(jī)企業(yè)的相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)分布比較集中，紡紗機(jī)械領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)占比達(dá)高達(dá)7 成

隨著5G 技術(shù)的高速發(fā)展，紡織業(yè)加快與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等深度融合，極大地促進(jìn)了資源整合，重塑了產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)，行業(yè)潛能不斷釋放。紡織機(jī)械智能化是紡織業(yè)智能織造的基礎(chǔ)，盡管我國(guó)紡織設(shè)備近年來(lái)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，部分設(shè)備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但國(guó)內(nèi)企業(yè)整體創(chuàng)新能力與世界頂級(jí)企業(yè)相比仍有一定差距。目前全球紡機(jī)市場(chǎng)仍被德國(guó)、瑞士、意大利、日本等國(guó)壟斷，行業(yè)領(lǐng)跑者均有著長(zhǎng)久的發(fā)展歷史和顯著的品牌知名度。我國(guó)企業(yè)有必要向這些國(guó)際知名企業(yè)學(xué)習(xí)，以彼之長(zhǎng)補(bǔ)己之短。

基于此背景，本文選擇紡織機(jī)械領(lǐng)域的五大企業(yè)——立達(dá)、卓郎、村田機(jī)械、史陶比爾、薩維奧，借助專(zhuān)利數(shù)據(jù)分析其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和專(zhuān)利保護(hù)模式，探尋其發(fā)展壯大之路，為中國(guó)紡機(jī)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、打造國(guó)際品牌提供借鑒。

1 五大紡機(jī)企業(yè)總體專(zhuān)利情況

紡機(jī)的技術(shù)比較悠久，專(zhuān)利數(shù)量較多，但早期的專(zhuān)利技術(shù)大多已經(jīng)過(guò)時(shí)，參考價(jià)值不大，因此本文對(duì)紡織機(jī)械領(lǐng)域五大企業(yè)的紡機(jī)相關(guān)專(zhuān)利進(jìn)行檢索時(shí)，選擇了2010-2019年的專(zhuān)利數(shù)據(jù)，以期通過(guò)對(duì)其專(zhuān)利分析探索紡機(jī)行業(yè)的創(chuàng)新趨勢(shì)及未來(lái)主要技術(shù)發(fā)展方向，為國(guó)內(nèi)企業(yè)的發(fā)展提供參考借鑒。

表1 紡織機(jī)械分類(lèi)規(guī)則

紡織機(jī)械是把天然纖維或化學(xué)纖維加工成為紡織品所需要的各種機(jī)械設(shè)備。紡織機(jī)械種類(lèi)繁多，機(jī)器結(jié)構(gòu)、用途及性能各有不同，本文在標(biāo)引過(guò)程中，采用的分類(lèi)原則如表1 所示。

通過(guò)梳理五大企業(yè)的集團(tuán)公司架構(gòu)，將各企業(yè)及其下屬子公司和分公司均作為申請(qǐng)主體，檢索范圍是2010-2019年。對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行處理分析，去除紡織材料等與紡機(jī)不相關(guān)的專(zhuān)利后再進(jìn)行標(biāo)引，后續(xù)將根據(jù)標(biāo)引結(jié)果對(duì)專(zhuān)利數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（見(jiàn)表2）。

表2 檢索式及專(zhuān)利數(shù)據(jù)處理結(jié)果

圖1 是五大企業(yè)2010-2019年的紡機(jī)相關(guān)專(zhuān)利的申請(qǐng)趨勢(shì)，立達(dá)的申請(qǐng)總量明顯高于其他企業(yè)，年申請(qǐng)量在2016年前后達(dá)到峰值；卓郎的申請(qǐng)趨勢(shì)與立達(dá)相近，但每年的申請(qǐng)數(shù)量均少于立達(dá)；村田機(jī)械的申請(qǐng)量在五位申請(qǐng)人中屬于中游，近年有下滑的趨勢(shì)，史陶比爾和薩維奧的年申請(qǐng)量變化不大，申請(qǐng)趨勢(shì)整體比較平穩(wěn)，年申請(qǐng)量在70 件或50件以下。

表3 是五家企業(yè)在紡機(jī)五大技術(shù)領(lǐng)域（紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、化纖機(jī)械、染整機(jī)械、非織造設(shè)備）的專(zhuān)利年申請(qǐng)量分布，每年的申請(qǐng)量雖有變化，但由于集中度較高，其申請(qǐng)趨勢(shì)與圖1 的整體趨勢(shì)保持一致。

如圖2 所示，2010-2019年，五大企業(yè)的紡機(jī)相關(guān)專(zhuān)利的技術(shù)分布比較集中，紡紗機(jī)械領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)占比達(dá)74.9%，遠(yuǎn)高于織造機(jī)械等其他領(lǐng)域。而非織造裝備領(lǐng)域的專(zhuān)利數(shù)量極少，占比為0.4%，因此可以判斷，五大企業(yè)在非織造裝備領(lǐng)域的研發(fā)投入較少，不是其重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域。

圖3 是對(duì)圖2 中五大類(lèi)一級(jí)技術(shù)（紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、化纖機(jī)械、染整機(jī)械、非織造裝備）的詳細(xì)分類(lèi)（二級(jí)和三級(jí)），其中，餅圖中綠色區(qū)域表示紡紗機(jī)械，橙色區(qū)域表示織造機(jī)械。

從圖中可以看出，在紡紗機(jī)械領(lǐng)域，紡紗準(zhǔn)備機(jī)、紡紗機(jī)和紡紗織造過(guò)渡機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利數(shù)量均比較多；在織造機(jī)械領(lǐng)域，主要結(jié)構(gòu)部件的專(zhuān)利數(shù)量較多，因此推測(cè)織機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件是織造機(jī)械的技術(shù)密集點(diǎn)。

圖3 中化纖機(jī)械、染整機(jī)械和非織造裝備的專(zhuān)利數(shù)量較少，沒(méi)有示出其細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域，主要細(xì)分情況概況如下：化纖機(jī)械的專(zhuān)利分布主要在熔紡設(shè)備，其他類(lèi)機(jī)械較少；染整機(jī)械專(zhuān)利分布主要包括刺繡機(jī)，以及染色、熱處理、清洗和干燥等相關(guān)設(shè)備；非織造設(shè)備主要是干法成網(wǎng)設(shè)備，其他類(lèi)設(shè)備較少。

表3 五大企業(yè)紡機(jī)分領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)

2 五大紡機(jī)企業(yè)各自專(zhuān)利技術(shù)分析

圖4 中，從技術(shù)領(lǐng)域來(lái)看，在紡紗機(jī)械領(lǐng)域，立達(dá)、卓郎和村田機(jī)械的專(zhuān)利數(shù)量依次減少，但明顯高于薩維奧和史陶比爾；在織造機(jī)械領(lǐng)域，薩維奧的專(zhuān)利數(shù)量較少，其他四家的數(shù)量集中在150 件～350 件之間；在化纖機(jī)械和染整機(jī)械領(lǐng)域，卓郎的專(zhuān)利數(shù)量比較突出，顯著高于其他四家企業(yè)；非織造設(shè)備領(lǐng)域，各企業(yè)的專(zhuān)利均極少或?yàn)榱恪?/p>

從各個(gè)企業(yè)來(lái)看，立達(dá)和村田機(jī)械在紡紗機(jī)械和織造機(jī)械領(lǐng)域的專(zhuān)利數(shù)量較多，另外3 個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)利數(shù)量很少，推測(cè)紡紗機(jī)械和織造機(jī)械是這兩家企業(yè)的關(guān)注重點(diǎn)；卓郎在紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、化纖機(jī)械、染整機(jī)械和非織造設(shè)備領(lǐng)域的專(zhuān)利數(shù)量依次減少，因此，卓郎應(yīng)該在各技術(shù)領(lǐng)域均有研發(fā)投入，屬于綜合型的企業(yè)；史陶比爾在織造機(jī)械領(lǐng)域的專(zhuān)利相對(duì)較多，其他領(lǐng)域的專(zhuān)利數(shù)量極少，可以看出，織造機(jī)械是史陶比爾的重點(diǎn)產(chǎn)品；薩維奧對(duì)各領(lǐng)域的專(zhuān)利布局由多到少遞減情況依次是紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、染整機(jī)械，且與另外4 家企業(yè)有明顯的差距。對(duì)各企業(yè)技術(shù)情況的詳細(xì)分析參見(jiàn)表4。

申請(qǐng)專(zhuān)利較多的細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域主要包括四大部分：第一部分，梳棉機(jī)/梳理機(jī)/精梳機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，這部分都屬于紡紗準(zhǔn)備機(jī)；第二部分，走錠紡紗機(jī)/轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)/噴氣紡紗機(jī)/氣流紡紗機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，這部分屬于紡紗機(jī)；第三部分，捻線機(jī)/絡(luò)筒機(jī)，這部分屬于過(guò)渡機(jī)，由紡紗向織造過(guò)渡的機(jī)械設(shè)備；第四部分，紗線固定、傳輸?shù)仍O(shè)備等，這部分屬于織造機(jī)械的主要結(jié)構(gòu)部件。

這四類(lèi)技術(shù)涉及重點(diǎn)產(chǎn)品和機(jī)構(gòu)，或者是常用的設(shè)備，是研發(fā)重點(diǎn)，國(guó)內(nèi)企業(yè)需要多加關(guān)注。而其他類(lèi)機(jī)械和機(jī)構(gòu)的專(zhuān)利數(shù)量較少，屬于輔助設(shè)備或配件，研發(fā)投入少，不需要投入大量精力關(guān)注。

表4 五大企業(yè)對(duì)應(yīng)的各技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)分布

3 紡紗智能化成為研發(fā)趨勢(shì)

在紡機(jī)領(lǐng)域，這五大企業(yè)均有與智能設(shè)備相關(guān)的專(zhuān)利布局，并且無(wú)論是紡紗機(jī)械還是織造機(jī)械，智能化設(shè)備的相關(guān)專(zhuān)利體現(xiàn)出越來(lái)越明顯的申請(qǐng)趨勢(shì)。

（1）立達(dá)

立達(dá)司的公開(kāi)號(hào)為CN104374781B、CN109946228A、EP3499222A1、CN105821537A 的專(zhuān)利均提到了光學(xué)紗線檢測(cè)設(shè)備，其中CN105821537A 公開(kāi)了一種紗線質(zhì)量光學(xué)檢測(cè)器，借助于線性光學(xué)傳感器在紗線質(zhì)量的光學(xué)檢測(cè)器中監(jiān)測(cè)紗線的質(zhì)量，光學(xué)檢測(cè)器根據(jù)未被紗線遮蔽的光學(xué)元件的模擬信號(hào)與初始值、運(yùn)行值或工作值的比較，評(píng)估紗線質(zhì)量，進(jìn)而判斷和消除機(jī)器的運(yùn)行缺陷和故障。

立達(dá)還有多件專(zhuān)利涉及到智能工作站及操作方法，例如CN107287713A提及了一排紡織機(jī)彼此相鄰布置的工作站以及控制方法。

（2）卓郎

卓郎公司公開(kāi)號(hào)為IN201924019047A、EP3572803A3、CN110485009A、DE102018111648A1、JP2019199365A、US20190353600A1 的專(zhuān)利涉及到紗線光學(xué)傳感器，其中CN110485009A公開(kāi)了一種紗線傳感器，通過(guò)受抑全反射效應(yīng)（FTIR 效應(yīng)），在紗線和光引導(dǎo)部件的外表面之間的接觸區(qū)中，通過(guò)探測(cè)從光引導(dǎo)部件射出的散射光，實(shí)現(xiàn)對(duì)貼靠外表面的紗線的檢測(cè)。

卓郎有多件專(zhuān)利涉及到紡紗工作站，CN110857196A 提及一種用于制造交叉卷繞筒子的紡織機(jī)的工作站的紗線拼接裝置，在拼接通道與拼接空氣噴嘴相對(duì)的壁部分形成旋渦輪廓，防止拼接空氣經(jīng)由紗線插入狹槽再次立即離開(kāi)拼接通道。處理異常的功能，如自動(dòng)接頭和自動(dòng)清潔。

（3）村田機(jī)械

村田機(jī)械布局了多件氣流紡紗機(jī)相關(guān)的專(zhuān)利，例如CN110158207A 中提到了一種空氣紡紗機(jī)，卷繞裝置卷繞蓄留于紗線蓄留羅拉的紡紗紗線而形成卷裝，監(jiān)視裝置能夠檢測(cè)紗線的長(zhǎng)缺陷及短缺陷，在檢測(cè)到長(zhǎng)缺陷的情況下，在至少一部分蓄留于紗線蓄留羅拉的狀態(tài)下，使卷裝的旋轉(zhuǎn)停止，以中斷基于卷繞裝置進(jìn)行的紡紗紗線的卷繞。

（4）史陶比爾

史陶比爾有40 多件專(zhuān)利涉及到紡紗機(jī)器人，例如CN111058130A 涉及到一種紡紗機(jī)械自主操作服務(wù)機(jī)器人，移動(dòng)裝置沿紡紗機(jī)械周?chē)脑O(shè)定路線或自主巡回移動(dòng)，主動(dòng)檢測(cè)裝置用于持續(xù)檢測(cè)紗錠生產(chǎn)狀態(tài)并將該紗錠生產(chǎn)狀態(tài)信息發(fā)送至信息處理控制裝置，信息處理控制裝置作出判斷與反饋，能夠方便地檢測(cè)出紗錠的斷紗和堆積現(xiàn)象，并及時(shí)做出相應(yīng)的處理，具有主動(dòng)發(fā)現(xiàn)異常并

（5）薩維奧

薩維奧公司有多件專(zhuān)利涉及到織造機(jī)械中的紗線傳遞、卷繞和固定裝置，其中CN109573735A 公開(kāi)了一種用于紡織機(jī)的線軸裝載設(shè)備，包括位于傾卸器與帶式輸送機(jī)之間的稀釋裝置。該裝置可將來(lái)自?xún)A卸器的線軸在被送出到帶式輸送機(jī)之前相互分離并隔開(kāi)，避免紡織機(jī)分類(lèi)器中出現(xiàn)線軸堵塞的現(xiàn)象，提高系統(tǒng)總效率。

隨著“中國(guó)制造2025”的不斷推進(jìn)和“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的迅速推廣，未來(lái)，智能制造、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算等各項(xiàng)新技術(shù)必將滲透到整個(gè)紡織產(chǎn)業(yè)之中。新形勢(shì)下，我國(guó)紡機(jī)企業(yè)必須更加深入推進(jìn)智能化進(jìn)程，加快信息技術(shù)的融合，借助科技創(chuàng)新，為紡織行業(yè)創(chuàng)造新動(dòng)能，提升產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展能力，加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。