印染数字化监控技术专利发展现状

从技术层面上讲，数字化监控技术是印染工厂实现智能化的关键所在，建立印染全流程设备数字化监控系统已成为新建项目的方向

近10年来，数控技术的普及为印染行业开辟了一个全新的发展空间，智能化使人们对印染这个古老的工艺赋予了新的定义，如今数字化监控技术已成为印染行业发展的新趋势。搜索与数字化监控技术相关的专利数据，发现现存专利总计583项，其中，数字化监控技术发明专利占比51.1%，实用新型专利占比48.9%，发明专利申请并没有占据明显优势，表明整个行业的专利技术创新度还有可提升的空间。为了增强印染数字化监控技术的专利质量，印染行业参与主体应部署明确的专利战略规划，构建合理有效的委托开发机制，以强化相关技术的应用及在行业的影响力。

一、数字化监控技术成为印染行业宠儿

近10年来，受国内经济增长放缓和国际经济不景气的影响，印染行业产量增速回落，且整体呈现逐年下降的趋势，行业由高效增长转向质效提升态势十分明显。中国纺机协会发布的《纺织机械行业“十三五”发展指导性意见》中指出，“十二五”期间，印染机械市场需求发生很大变化，数控新技术产品的不断出现，促进了数控装备与数控系统的销售，数控的圆网和平网印花机、数码喷墨印花机、在线监控装置等销量增加。“十三五”规划中提出，继续发展印染流程数字化监控技术，用新技术改变传统印染工业的生产、管理模式，提高生产效率，节约资源，降低面料产品的返修率，减少人为因素的干扰。

近几年，印染工厂智能化受到广泛关注，其目的包括减少人工成本，提高生产效率、企业技术管理水平、节能减排水平、产品质量和稳定性，提高市场反应能力和服务能力等。而从技术层面上讲，数字化监控技术是印染工厂实现智能化的关键所在，建立印染全流程设备数字化监控系统已成为新建项目的方向。该种系统通过各种传感器对生产现场的工艺参数如：水、电、汽、温度、湿度、化学品含量、织物幅宽、单位面积质量、速度等进行实时监控，可实现节能减排、质量追踪、产品品质提升、提高生产效率、减少用工，提高了工艺技术水平和管理水平，改变了以前依靠操作工、老师傅凭经验生产，受制于人的现象。

二、印染数控技术国内专利情况

通常来说，印染生产过程主要包括前处理、染色、印花、后整理4 个阶段，而前处理阶段又包括烧毛、冷堆、退浆、煮炼漂、丝光等程序，后整理包括定型、预缩、特种整理等步骤。笔者针对上述生产过程中涉及到的数字化监控技术的中国专利进行检索，发现现存专利583 项，实用新型专利和发明专利各占约50%。

1.印染全过程数控技术将成为发展趋势

从专利申请趋势来看，印染数字化监控技术专利申请始于21世纪初，呈现逐年递增的趋势，近5年是数字化监控技术的高速发展期，此外，失效专利占比40%，一定程度上反映数控技术的发展、更新迭代较快；与前处理、染色、印花、后整理四大流程相关的数字化监控技术专利均申请于2010年以前，而针对应用于印染全过程的数控技术专利申请则开始于2012年，从技术层面考虑，印染全过程的智能化相较于分过程的智能化更加复杂，今后10年，大数据、云平台等技术逐渐走向成熟，为印染全过程的智能化提供可能。有专家表示，未来智能化的发展水平越来越高，推广普及越来越广泛，印染技术借助互联网、大数据等手段，将会迎来更大的发展空间。

2.染色过程数控技术专利申请量占比最高

从专利申请量上来看，印染生产中的染色过程的数字化监控技术运用程度最高，专利申请量有349 项，占比59%，其次是印花过程，占比19%，前、后处理及印染全过程处理占比相对较少，合计为21%；进一步地，对染色过程中的相关专利进行技术标引，发现染色过程的数字监控又以温度监控为主，其次关注于印染机张力、染液浓度（pH）、染液水位、染色色差、环境湿度等等。染色是个复杂的过程，也是印染的关键步骤，涉及到的染化料品种及助剂非常多，智能化生产将对产品质量的稳定和提升起到根本性的作用。染色时对各种参数指标，如：温度、压力、湿度、浓度、液位等实现智能控制，是染色质量好坏的关键所在，实现染色关键指标的自主监控，能够摆脱人为因素，提高产品的正品率、重演性，这也是染色数控技术相关专利较多的原因。

印花和染色有相似之处，印花过程相对染色过程更为复杂，染料助剂品种繁多，还涉及花型制网、蒸化、焙固、水洗、洗网等工序，矩阵相机、线性光源、中央处理器的组合使用实现了印花过程的“机器视觉”，张力控制、精确图像提取、花弯花斜偏差量算法、堵网疵点检测等技术的综合运用带来了成本的下降，给印花智能化生产带来了根本性的突破，同时可改善工作环境、节能降耗、减少排放。

3.印染数控技术专利申请以企业为主

从申请人国别上来看，经检索发现绝大部分专利为中国主体申请，外国主体申请较少，外国主体人中，主要有意大利、英国、日本、韩国和瑞典，数量只占到1%。从申请人类别及分布来看，印染数字监控技术申请主体仍以企业为主，高校科研院所及个人申请量占比不大。根据中商产业研究院的调查，我国印染企业主要分布在东南沿海省份，产能优势集中，对企业申请专利数量进行统计，发现印染数字化监控技术专利申请量排名前十的企业中，有6 家位于江苏省，3 家位于广东省，1 家位于山东省，与印染产业地域分布情况基本一致。

87.5%

2019年

三、印染数控技术专利质量评价

笔者结合上文分析结果，从专利类型、法律状态、维持率、申请人类型演变、运营程度5 个角度对数字化监控技术专利的质量进行整体评价。总体来看，印染数字化监控技术专利质量有待提升。

专利类型上，一般认为，发明专利是技术含量较高的专利类型，主要体现在两个方面：一是《专利法》规定了发明专利采用实质审查制度，而实用新型专利则采用初步审查制度；二是发明专利的创造性审查标准高于实用新型专利，要求发明专利应具备突出的实质性特点和显著的进步，而仅要求实用新型专利具备实质性特点和进步。因此，发明专利比例经常被用来衡量一个企业或区域的专利质量、专利竞争力。根据前文检索结果，数字化监控技术发明专利占比51.1%，实用新型专利占比48.9%，表明发明专利申请并没有占据明显优势，整个行业的专利技术创新度还有可提升的空间。

专利法律状态上，数字化监控技术失效专利占比较高，为40%，有效专利占比44%。通过对无效专利数据进行统计分析发现，实用新型专利占比55.6%，发明申请占比36.6%，发明授权占比7.3%，无效专利主要由实用新型专利、发明申请构成。笔者对专利无效事由进行详览后发现，失效实用新型专利绝大多数均是授权后第二年未缴纳年费而失效，此部分专利在申请时可能并没有长期维护的打算；失效发明专利大多数是因为进入实质审查时未缴纳审查费导致的专利无效，申请而不维持的原因笔者无法考究，推测可能是这些专利技术度不高，随着技术的发展不具有可保护性。

专利维持率上，针对发明专利分析，数据显示，2009年授权的发明专利，2019年法律状态显示有效专利占比为25%；2014年授权的发明专利，2019年法律状态显示有效专利占比87.5%。可见发明专利五年维持率较高，十年维持率较低，而专利寿命长短一定程度上反映专利质量的高低，可见印染数控技术专利质量有待提升。

专利申请人类型演变上，2001—2019年将近20年间，印染数字化监控技术专利申请人构成发生了明显的变化，专利申请以企业为主，高校及科研院所也占据一定比例，个人申请所占比例越来越少，企业、高校及科研院所专利权人增多，说明职务发明比例在逐渐增多。同时，与个人申请人相比，企业以及高校的科研实力较强、物质资源丰富、技术条件优越，因此，职务发明创造的整体水平相较于个人而言较高。

专利运营程度上，涉及到专利质押、转让、许可、在售等专利运营的专利所占比例仅为8.4%，笔者对转让专利进行调查发现，大部分专利均是子母公司或者兄弟公司之间的转让，实际上的专利运营程度要大大低于8.4%，尽管印染数字化监控技术炙手可热，但目前所申请的专利运营程度不高。

印染企业应当构建合理有效的委托开发机制，进行定向研发等多种委托开发模式，实现研发需求精准化

表1 专利运营情况

四、印染数控技术专利质量提升建议

1.制定知识产权战略

当前专利质量的提升路径中，存在的第一个问题就是：印染行业参与主体缺乏明确的专利战略规划。知识产权战略的制定是一个系统化的工作，整个工作贯彻企业管理全流程，这就对管理者和科技工作人员提出了新要求，管理者需要提高自身的认识，确保战略制定和战略执行路径的通畅，科技工作人员需要定期参与专项培训，提高自身工作素养，确保战略执行工作的精准完成。

通过制订专利战略规划，开展专利检索与分析工作，进而明晰印染数字化监控技术领域的专利发展与分布态势，明确研发的重点与研发的方向，合理规避低水平、重复研发，加强企业专利技术前瞻性布局，基于专利布局分析报告的分析结论，构建相关专利池建设方案，结合技术应用产业链的发展现状，确立核心技术和关键技术研发策略和路径，对于技术应用的必要专利，开展回避设计研究、实施外围专利布局，根据目标市场确定海外专利布局，部署全面、系统、有效的专利组合，从技术、地域、产业链等多个角度形成全球多元的专利保护体系。最后，根据专利池建设方案，将布局的专利分类，分别规划进入不同技术领域的专利池。

2.提升与中介服务机构的合作质量

专利权人和服务机构之间合作度、互动性不够，服务机构对专利技术方案理解不透彻，因此专利撰写质量很难提升。撰写专利申请文件时，应当在前期专利布局的基础上，撰写高质量的专利申请文件，并以印染数字化监控技术核心专利为基础，布局适量的外围专利，形成更加有竞争力的高质量专利。具体包括：在印染数字化监控技术专利检索与分析的基础上，对每个技术方案进行专利申请前的新颖性检索工作，通过与发明人当面沟通，充分理解技术方案的同时，开展深入沟通，包括多个代理人共同参与，从答复审查意见、无效、诉讼多个角度进行博弈式思考，优化权利要求配置，完善说明书内容，在提交申请文件前，聘请有审查经验的前审查员或资深代理人、律师对专利质量进行审核把控，形成权利稳定、保护范围合理的专利申请文本。

3.搭建专利成果转化平台

印染企业应当构建合理有效的委托开发机制，依托高校、科研院所的科研力量，结合自身需求，进行定向研发等多种委托开发模式，实现研发需求精准化。印染企业应当根据各技术应用方向的产业化程度，选定合适的专利运营实施方案，分类运营。对于创新前瞻性较强的专利组合，可通过知识产权托管等平台实施运营；对于技术实施的必要专利，探索建立行业的标准专利池，增强在技术应用市场的行业影响力。