发明创造名称：机械设备的异常诊断系统
外观设计名称：
决定号：41348
决定日：2019-08-09
委内编号：4W108690
优先权日：2004-10-18，2004-10-28，2005-01-11，2005-08-31，2005-09-30，2005-10-06
申请（专利）号：200580006288.2
申请日：2005-10-17
复审请求人：
无效请求人：曲思迪
授权公告日：2009-07-22
审定公告日：
专利权人：日本精工株式会社
主审员：孟宪超
合议组组长：李礼
参审员：张琳
国际分类号：G01H17/00，G01M13/04
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求与最接近的现有技术之间存在区别技术特征，但是该区别技术特征被其他现有技术给出技术启示，则该项权利要求相对于这些现有技术的结合不具备创造性。
全文：
本无效宣告请求涉及国家知识产权局于2009年07月22日授权公告的ZL200580006288.2号、名称为“机械设备的异常诊断系统”的发明专利（下称本专利），其专利权人为日本精工株式会社，申请日为2005年10月17日，优先权日为2004年10月18日、2004年10月28日、2005年01月11日、2005年08月31日、2005年09月30日及2005年10月06日。
本专利授权公告时的权利要求书如下：
“1. 一种机械设备的异常诊断系统，通过检测从机械设备发生的声音或振动，并对其检测信号进行分析，从而诊断该机械设备内的轴承或轴承关联构件的异常，其特征在于，该系统包括：
滤波处理单元，从所述检测出的信号中取出诊断所需的频带的信号；
包络线处理单元，求由该滤波处理单元取出的信号的包络线信号；
抽选处理单元，对由该包络线处理单元得到的包络线信号进行抽取处理；
FFT运算单元，对由该抽选处理单元进行的抽取处理之后的包络线信号进行频率解析；以及
诊断单元，基于该FFT运算单元的解析结果来诊断异常。
2. 如权利要求1所述的机械设备的异常诊断系统，其特征在于，该系统还包括使所述包络线信号的频带低频带化的数字滤波处理单元。
3. 如权利要求1或2所述的机械设备的异常诊断系统，其特征在于，由DSP实现所述FFT运算单元，同时将输入所述FFT运算单元的数据数作为可容纳在该DSP内的存储器中的数据数。
4. 一种机械设备的异常诊断系统，通过检测从机械设备发生的声音或振动，并对其检测信号进行分析，从而诊断该机械设备内的轴承或轴承关联构件的异常，其特征在于，该系统包括：
采样处理单元，预先以比必要的采样频率高的采样频率对所述检测出的信号进行采样；
滤波处理单元，从由该采样处理单元采样出的信号中取出诊断所需的频带的信号；
抽选处理单元，对由该滤波处理单元取出的信号进行抽取处理；
包络线处理单元，求由该抽选处理单元进行了抽取处理的信号的包络线信号；
FFT运算单元，对由该包络线处理单元得到的包络线信号进行频率解析；以及
诊断单元，基于该FFT运算单元的解析结果来诊断异常。
5. 如权利要求4所述的机械设备的异常诊断系统，其特征在于，该系统还包括使所述包络线信号的频带低频带化的数字滤波处理单元。
6. 如权利要求4或5所述的机械设备的异常诊断系统，其特征在于，由DSP实现所述FFT运算单元，同时将输入所述FFT运算单元的数据数作为可容纳在该DSP内的存储器中的数据数。”
针对本专利，无效宣告请求人曲思迪（下称请求人）于2019年03月29日以本专利权利要求1-6不符合专利法实施细则第21条第2款的规定，权利要求2、5不符合专利法实施细则第20条第1款的规定，权利要求1-6不符合专利法第22条第3款的规定为由，向国家知识产权局提出了无效宣告请求，请求宣告本专利权利要求1-6全部无效。随同该无效宣告请求，请求人提交了如下证据：
证据1：JP2003-232674A号日本专利文献及其中文译文，其公开日为2003年08月22日；
证据2：CN1339166A号中国发明专利申请公开说明书，其公开日为2002年03月06日；
证据3：JP特开平5-10991A号日本专利文献及其中文译文，其公开日为1993年01月19日。
结合上述证据，请求人认为，（1）关于必要技术特征，权利要求1-6缺少必要技术特征“A/D变换器，用于将模拟信号转换为数字信号”；（2）关于清楚，权利要求2、5中有关数字滤波处理单元的设置位置、与其他部件的连接关系以及如何处理通过数字滤波处理单元处理后的信号均是不清楚的；（3）关于权利要求1-3的创造性，权利要求1与作为最接近现有技术的证据1之间所存在的区别技术特征在于：抽选处理单元，对由该包络线处理单元得到的包络线信号进行抽取处理，证据2、或证据3给出上述区别技术特征的技术启示，因此权利要求1相对于证据1和证据2的结合、或证据1和证据3的结合不具备创造性。权利要求2的附加技术特征被证据2和公知常识的结合公开，权利要求3的附加技术特征被证据3和公知常识的结合公开，因此权利要求1-3均不具备创造性。（4）关于权利要求4-6的创造性，权利要求4与作为最接近现有技术的证据1之间所存在的区别技术特征在于：采样处理单元和抽选处理单元，然而证据2和公知常识给出了有关采样处理单元的技术启示，证据2、或证据3给出了有关抽取处理单元的技术启示，并且先包络线处理后抽取处理、或是先抽取处理后包络线处理均是本领域的公知常识，因此权利要求4相对于证据1和证据2和证据3和公知常识的结合不具备创造性。权利要求5的附加技术特征被证据2和公知常识的结合公开，权利要求6的附加技术特征被证据3和公知常识的结合公开，因此权利要求4-6均不具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局依法受理了上述无效宣告请求，并于2019年04月10日向双方当事人发出了无效宣告请求受理通知书，同时将请求人于2019年03月29日提交的专利权无效宣告请求书及所附证据转送给专利权人。
国家知识产权局依法成立合议组，本案合议组于2019年05月09日向双方当事人发出了口头审理通知书，告知双方当事人本案定于2019年07月04日举行口头审理。
针对上述无效宣告请求受理通知书，专利权人于2019年05月27日提交了意见陈述书，认为请求人提出的无效理由均不成立，关于创造性，专利权人主要认为，本专利权利要求1相对于现有技术具有“高精度且高效率地实施轴承的异常诊断”的有益效果，权利要求4相对于现有技术具有“高精度且高效率地实施轴承的异常诊断，且可以省略抗混淆滤波器”的有益效果，而请求人所提交的证据均未给能够获得上述技术效果的技术方案的相应技术启示。
合议组于2019年06月03日向请求人发出转送文件通知书，随同该通知书将专利权人于2019年05月27日提交的意见陈述书转送给请求人。
口头审理如期举行，请求人委托专利代理人韩峰、孙志湧出席本次口头审理，专利权人委托专利代理人陈金林、张晋逾出席了本次口头审理。在口头审理过程中，专利权人对证据1-3的真实性、公开性以及证据1、3中文译文的准确性均无异议。请求人当庭明确其无效理由与其书面意见相同。随后，合议组进行了全面的调查，双方当事人充分发表了意见，关于创造性，专利权人主要认为，本专利权利要求1能够实现提高效率的情况下保证一定的精度的效果，其中精度不仅由频率分辨率决定，而且由信噪比决定，并且本专利说明书附图15及其相关文字能够说明信噪比与精度之间的关系；权利要求4中由于采样处理单元以比必要采样频率高的采样频率进行采样，因此无需添加防混淆滤波器，起到降低成本的效果。请求人主要认为，权利要求2的附加技术特征属于本领域的公知常识。
口头审理结束后，专利权人于2019年07月19日提交了口审后代理词，具体意见与其口头审理当庭意见基本一致。
至此，合议组认为本案事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
1、关于证据
本案中，请求人共提交3份证据，其中证据1、3为外国专利文献，证据2为中国专利文献，专利权人对证据1-3的真实性无异议，对证据1、3中文译文的准确性无异议，合议组经审查认可证据1-3的真实性，且证据1-3的公开日期均在本专利的申请日之前，因此证据1-3中所记载的内容构成本专利的现有技术，可以作为评价本专利是否具备创造性的证据使用，其中证据1、3公开的文字内容以请求人所提交的相应中文译文为准。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指同申请日以前已有的技术相比，该发明有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型有实质性特点和进步。
2.1、关于权利要求1
本专利权利要求1要求保护一种机械设备的异常诊断系统，与本专利属于相同技术领域的证据1公开了一种机械设备或者机器的异常诊断方法及异常诊断装置，并具体公开了（参见证据1的中文译文，附图1）：所述方法和装置利用从机械设备或者机械产生的声音或者振动来进行异常诊断，以包含由滚动轴承支承的旋转体的机械设备作为对象，以对被使用的滚动轴承有无损伤进行诊断，通过检测从滚动轴承产生的振动，取出诊断所需要的频带的信号，求出所取出的信号的包络线信号，对求出的信号进行频率解析，在其结果所得到的峰值中，对以滚动轴承为起因的频率的基本频率成分的大小与其自然数倍的频率成分的大小进行比较，由此能够诊断滚动轴承有无损伤。图1示出的异常诊断装置构成为具备检测声音或者振动的传感器1、放大器2、滤波器3、包络线处理部4、A/D变换器5、FFT运算部6、诊断部7，对诊断对象设备或者机器10进行检测，由传感器1对诊断对象的设备或者机器10的诊断位置附近的声音或震动进行检测，检测出的信号在由放大器2放大后，由滤波器3将诊断所需要的频带的信号取出，被取出的信号由包络线处理部4进行包络线处理生成包络线数据，由A/D变换部5变换为数字信号向FFT运算部6输入，FFT运算部6将来自A/D变换器5的数字信号进行频率解析而变换为频率区域的数据并向诊断部7输入，诊断部7对在基于由FFT运算部6进行频率解析后的结果而获得的峰值中，以滚动轴承为起因的频率的基本频率成分的大小与其自然数倍的频率成分的大小进行比较，基于其结果对滚动轴承的异常进行诊断。将以旋转体或者旋转体相关部件的异常为起因的频率的基本频率成分的大小与其基本频率成分的自然数倍的频率成分的大小进行比较后的结果作为基础进行判断，因此不需要过去的测定数据，能够实现诊断处理的简化。
经由比对可见，证据1中的机械设备异常诊断装置也是通过利用从机械设备检测的声音或振动，并对检测信号进行分析，从而诊断诸如滚动轴承的旋转体或其相关部件有无损伤，因此相当于权利要求1中的通过检测从机械设备发生的声音或振动，并对其检测信号进行分析，从而诊断该机械设备内的轴承或轴承关联构件的异常，与本专利所述技术领域相同；证据1中的滤波器3从传感器1检测出的信号中将诊断所需要的频带的信号取出，因此证据1中的滤波器3相当于权利要求1中的滤波处理单元；证据1中的包络线处理部4将被取出的信号进行包络线处理生成包络线数据，因此证据1中的包络线处理部4相当于权利要求1中的包络线处理单元；证据1中的FFT运算部6将来自A/D变换器5的数字信号进行频率解析而变换为频率区域的数据并向诊断部7输入，对应于权利要求1中的FFT运算单元；证据1中的诊断部7对在基于由FFT运算部6进行频率解析后的结果而获得的峰值中，进行相应的比较操作以诊断滚动轴承的异常，因此证据1中的诊断部7相当于权利要求1中的诊断单元。
经由上述比较可见，权利要求1与证据1之间的区别技术特征在于：权利要求1中还包括抽选处理单元，对由该包络线处理单元得到的包络线信号进行抽取处理，并且FFT运算单元所处理的信号为抽取处理之后的包络线信号；而证据1未公开抽选处理单元，FFT运算部6处理信号为未经抽选处理的包络线信号。
基于上述区别技术特征，权利要求1所要求保护的技术方案实际所要解决的技术问题是：提高FFT运算单元的运算效率。
对于上述区别技术特征，合议组经审查认为：
首先，本专利为了解决FFT运算单元的运算效率不高的技术问题，因此引入上述区别技术特征，即在包络线处理单元和FFT运算单元之间引入抽选处理单元，由此减少了FFT运算单元的运算点数，从而实现FFT运算单元的运算效率的提高。虽然证据1中并未提及上述技术问题，但是本领域技术人员知道证据1中的FFT运算部6的功能通常是由CPU或DSP等硬件处理单元具体实现的，而这些硬件处理单元的处理能力是有上限的，如果待处理的信号量过多，必然影响FFT运算的效率，本领域技术人员知晓，FFT运算点数的减小会使得FFT运算量大幅下降，由此可见，证据1客观上存在提高处理效率的需求，即证据1自身存在如何提高FFT运算部6的运算效率的技术问题。
其次，证据2公开了一种高压机电开关系统中的振动声学特征的处理方法和装置，并具体公开了（参见证据2的说明书第1页第1-5行，7页倒数第6-8行，第8页第11-12行，第15页第13-27行，第16页第11-29行，第40页倒数第1-13行，附图1）：抽样电路8按照预定的抽样系数抽样滤波信号7，并产生代表振动声学信号的包络也称为振动声学信号的特征的抽样信号9；包络必须被正确地抽样，以便提供一个最终的采样频率；抽样的增加使得同时能够减少存储空间，并减少特征包络的分布；在包络计算之前可以对获得的包络抽样，直到采样速率等与信号的带宽的两倍，通过特征的抽样进行压缩可以使得所需的存储空间为最小，并且避免处理多余的信息。由此可见，证据2同样涉及对振动声学信号的处理，并公开了利用抽样电路8对包络线信号进行抽样以减少后续操作的信号量的技术内容，显然，证据2给出了利用抽取处理单元对信号进行抽取以减少待处理信号量的技术启示，在该启示下，由于证据1自身存在需要提高FFT运算部6运算效率的技术问题，本领域技术人员容易想到在证据1的FFT运算部6之前设置抽取处理单元以对待处理信号进行抽取从而减少FFT运算部6的运算点数，而由于证据1中进入FFT运算部6的待处理信号为经包络线处理器处理的包络线信号，并且无论是对信号先抽取后包络线处理，还是对信号先包络线处理后抽取，均能够起到减少FFT运算部6的运算点数的作用，因此本领域技术人员容易想到在包络线处理器之前或之后设置抽取处理单元进行抽取，显然，在选择将抽取处理单元设置在包络线处理部4之后的情况下，也就是说，将抽取处理单元设置在包络线处理部4和FFT运算部6之间的情况下，即得到了权利要求1所要求保护的技术方案，由此可见，证据2给出了将上述区别技术特征引入证据1中以解决其技术问题的技术启示。
关于专利权人“本专利权利要求能够实现提高效率的情况下保证一定的精度的效果”的意见。合议组认为，首先，本领域技术人员知道，在检测领域为了使得检测结果具有参考价值则必须保证一定的检测精度，即在提高检测效率的同时不能使测量精度降低过多，这是基本要求，在这个基本要求下，本领域技术人员有动机兼顾效率与精度进行相应的适应性调整，因此专利权人所强调的上述效果并不会使本专利的方案具有非显而易见性。其次，根据本专利说明书的整体记载可知，本专利对机械设备的声音或振动信号进行检测时，保证检测精度的主要指标在于频率分辨率（频率分辨率越小则精度越高），并且频率分辨率等于采样频率除以采样点数，因此本专利说明书实施例中记载的提高效率的同时保证一定精度的具体手段主要表现为，减少采样点数的同时减小采样频率，然而本专利说明书中所记载的这些具体手段均是基于本领域公知的原理，在对检测信号处理过程中应用这些具体手段对本领域技术人员来说是显而易见的，因此，合议组对于专利权人的上述意见不予认可。
综上，在证据1的基础上结合证据2得到权利要求1所要求保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1相对于证据1和证据2的结合不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2、关于权利要求2
权利要求2是权利要求1的从属权利要求，其附加技术特征为“该系统还包括使所述包络线信号的频带低频带化的数字滤波处理单元”，专利权人认为，本专利中信噪比决定精度，并且说明书附图15及其相关文字能够说明了信噪比与精度之间的关系，合议组经审查认为，根据本专利说明书附图9、15、24及其相关文字记载可知，数字滤波处理单元的设置是为了限制待处理信号的频带范围，使得信噪比得以提高，然而是否添加数字滤波处理单元对精度的影响很小，由此可见，信噪比决定精度的关系并不存在，即使认为信噪比与精度之间存在决定关系，但是对于本领域技术人员而言，通过滤波器去除信号的噪声频带从而提高信号的信噪比是本领域的常用技术手段，并且由于噪声频带被去除带来精度的提高也是显而易见的，因此，在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下，权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3、关于权利要求3
权利要求3是权利要求1或2的从属权利要求，其附加技术特征为“由DSP实现所述FFT运算单元，同时将输入所述FFT运算单元的数据数作为可容纳在该DSP内的存储器中的数据数”，然而，证据3的中文译文的第2段已经公开了由DSP40进行FFT解析，即证据3公开了权利要求3中的由DSP实现所述FFT运算单元，而为了使得DSP内的存储器容量足够处理输入到FFT运算单元的数据，本领域技术人员容易想到将输入FFT运算单元的数据数作为可容纳在DSP内的存储器中的数据数，这是本领域技术人员常用的技术手段，因此在其引用的权利要求1或2不具备创造性的请款下，权利要求3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4、关于权利要求4
权利要求4要求保护一种机械设备的异常诊断系统，参见前述2.1的论述可以得出，权利要求4与证据1之间的区别技术特征在于：（1）权利要求4中还包括采样处理单元，预先以比必要的采样频率高的采用频率对所述检测出的信号进行采样；（2）权利要求1中还包括抽选处理单元，对由该包络线处理单元得到的包络线信号进行抽取处理，并且FFT运算单元所处理的信号为抽取处理之后的包络线信号；而证据1未公开抽选处理单元，FFT运算部6处理信号为未经抽选处理的包络线信号。
基于上述区别技术特征（1）-（2），权利要求1所要求保护的技术方案实际所要解决的技术问题是：降低系统的硬件成本，以及提高FFT运算单元的运算效率。
对于上述区别技术特征（1），合议组认为，证据2的附图1及其相关文字部分公开了，对于振动声学信号先经由防混淆滤波器164进行滤波，然后使用采样器166对滤波后的信号进行采样，显然其中的防混淆滤波器164用于对所检测的信号进行滤波，以使得采样器166的采样频率大于信号中最高频率的2倍，从而避免信号出现混叠现象。由证据2公开的上述内容可见，证据2给出了利用采样处理单元对检测出的信号进行采样的技术启示。虽然专利权人认为本专利由于对采样处理单元的采样频率进行了限定因而不必使用防混淆滤波器，起到降低成本的效果，但是合议组认为，根据公知的奈奎斯特定理，在进行模拟/数字信号的转换过程中，如果采样频率大于信号中最高频率的2倍（即本专利中的必要的采样频率），采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，否则将出现信号混叠的情况，这也是证据2中为何在采样器166之前设置防混淆滤波器164的原因，然而，无论是选择在采样器之前设置防混淆滤波器的方式，还是选择限定采样处理单元的采样频率范围的方式，均是为了使得采样处理单元的采样频率能够满足奈奎斯特定理所进行的常规选择，显然当选择以限定采样处理单元的采用频率范围的方式满足奈奎斯特定理的情况下，必然不必再使用防混淆滤波器，因而必然地降低了硬件成本。由此可见，在证据2公开内容基础上，结合本领域的公知常识，本领域技术人员容易想到将上述区别技术特征（1）应用于证据1中以解决其技术问题。
对于上述区别技术特征（2），参考前述2.1中对权利要求1进行评述的类似理由，证据2给出了将上述区别技术特征（2）引入证据1中以解决其技术问题的技术启示。
综上，在证据1的基础上结合证据2和公知常识得到权利要求4所要求保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求4相对于证据1和证据2和公知常识的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.5、关于权利要求5-6
权利要求5-6是权利要求4的从属权利要求，其附加技术特征与权利要求2-3的附加技术特征相同，参见前述对权利要求2-3的评述，权利要求5的附加技术特征属于本领域的常用技术手段，权利要求6的附加技术特征被证据3和公知常识的结合公开，因此，在其引用的权利要求4不具备创造性的情况下，权利要求5-6也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
由此可见，本专利权利要求1-6均不具备专利法第22条第3款规定的创造性，应予全部无效。因此本决定不再对请求人所主张的其他证据组合方式以及其他无效理由进行评述。
综上，根据上述事实和理由，本案合议组依法作出以下决定。
三、决定
宣告ZL200580006288.2号发明专利权全部无效。
当事人对本决定不服的，可以根据专利法第46条第2款的规定，自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。根据该款的规定，一方当事人起诉后，另一方当事人作为第三人参加诉讼。
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