工業(yè)機(jī)器人時代如何進(jìn)行專利布局

　　有機(jī)構(gòu)預(yù)測，2015年中國的消費量將超過8萬臺，而到2025年，這一數(shù)字將達(dá)到25萬臺以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前全球市場總量。未來30年中國都將是全球機(jī)器人最大市場。

　　機(jī)器人的十八般武藝，正深度刷新工業(yè)生產(chǎn)格局。

　　根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會IFR數(shù)據(jù)，2005至2015年，全球工業(yè)機(jī)器人的年均銷售增長率為9%，其間中國工業(yè)機(jī)器人年均銷售增長率達(dá)到25%。有機(jī)構(gòu)預(yù)測，2015年中國的消費量將超過8萬臺，而到2025年，這一數(shù)字將達(dá)到25萬臺以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前全球市場總量。未來30年中國都將是全球機(jī)器人最大市場。

　　盡管需求越來越大，但反觀國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，競爭能力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本、美國、德國等發(fā)達(dá)國家。他們在掌握機(jī)器人領(lǐng)域核心技術(shù)的同時，自20世紀(jì)60年代以來就致力于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)＠季?，以此鞏固了在全球市場范圍?nèi)的國際核心競爭力。

　　中國500家機(jī)器人企業(yè)僅占國內(nèi)市場的不到30%，其中超過50%份額被“機(jī)器人四大家族”（瑞士ABB、日本發(fā)那科、日本安川電機(jī)、德國庫卡）占有。即使在30%的份額里面，中國企業(yè)在中高端的伺服電機(jī)、控制器、減速器等關(guān)鍵零部件上基本都得依賴進(jìn)口。

　　8月5日，工信部發(fā)布消息說，《中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)十三五規(guī)劃》初稿已完成，有望年底發(fā)布。那么在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，全球?qū)＠季智闆r如何？發(fā)達(dá)國家在華都申請了哪些專利？我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用該從哪些方面著手？

　　全球工業(yè)機(jī)器人專利已超過6萬件

　　截至2014年底，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)＠暾埩恳殉^6萬件，去掉重復(fù)的同族專利后為3.5萬余項。最早的專利申請出現(xiàn)在1958年，直到1985年后，專利申請數(shù)量才開始出現(xiàn)大幅度增長，主要原因是中國在1985年制定《專利法》后，工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域主要競爭對手十分注重中國市場，紛紛在中國進(jìn)行專利布局。目前，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正處于高速發(fā)展期。

　　從技術(shù)發(fā)展歷程來看，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)共經(jīng)歷三大階段。

　　工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的第一件專利是美國人喬治德沃爾在1958年申請，名為可編程的操作裝置。約瑟夫英格伯格對此專利很感興趣，聯(lián)合德沃爾在1959年共同制造了世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人稱為Robot（中文譯名機(jī)器人），即人手把著機(jī)械手，把應(yīng)當(dāng)完成的任務(wù)做一遍，機(jī)器人再按照事先教給它們的程序進(jìn)行重復(fù)工作，主要用于工業(yè)生產(chǎn)的鑄造、鍛造、沖壓、焊接等生產(chǎn)領(lǐng)域，特稱為工業(yè)機(jī)器人。

　　1970年—1984年是第二階段。這時期的工業(yè)機(jī)器人是具有一定的感覺功能和自適應(yīng)能力的離線編程機(jī)器人，其特征是可以根據(jù)作業(yè)對象的狀況改變作業(yè)內(nèi)容，即所謂的“知覺判斷機(jī)器人”。其間工業(yè)機(jī)器人“四大家族”：庫卡、ABB、安川、FANUC公司分別在1974年、1976年、1978年和1979年開始了全球?qū)＠季帧?/p>

　　從1985年至今是智能機(jī)器人階段。智能機(jī)器人帶有多種傳感器，能夠?qū)⒍喾N傳感器得到的信息進(jìn)行融合，能夠有效地適應(yīng)變化的環(huán)境，具有很強(qiáng)的自適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力和自治功能。2000年以后，美國、日本等國開始了智能軍用機(jī)器人研究，并在2002年由美國波士頓公司和日本公司共同申請了第一件“機(jī)械狗”（Boston Dynamics BigDog）智能軍用機(jī)器人專利，2004年在美國DRAPA/SPAWAR支持下申請了智能軍用機(jī)器人專利。

　　“機(jī)器人四大家族”在華申請了大量專利

　　我國工業(yè)機(jī)器人起步于1972年，其發(fā)展過程大致可分為三個階段：1972年—1985年的萌芽期；1985年—2000年的技術(shù)研發(fā)期；2000年至今的產(chǎn)業(yè)化期。

　　目前我國已生產(chǎn)出部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。一批國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已服務(wù)于國內(nèi)部分企業(yè)的生產(chǎn)線上；一批機(jī)器人技術(shù)的研究人才也涌現(xiàn)出來。部分軍工企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化設(shè)計制造技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人控制、驅(qū)動系統(tǒng)的硬件設(shè)計技術(shù)、機(jī)器人軟件的設(shè)計和編程技術(shù)、運動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)等技術(shù)，某些關(guān)鍵技術(shù)甚至已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。但是，在華專利申請數(shù)據(jù)顯示，瑞士的ABB、日本的FANUC（發(fā)那科）、日本的YASKAWA（安川電機(jī)）、德國的KUKA（庫卡）已經(jīng)在我國申請了大量專利，中國申請人集中在蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、昆山市工業(yè)技術(shù)研究院、湖南大學(xué)、清華大學(xué)等高校，我國擁有技術(shù)優(yōu)勢的科研院所和企業(yè)反而不太關(guān)注工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的專利布局。

　　在民用領(lǐng)域，國際上占據(jù)了工業(yè)機(jī)器人絕大部分市場的“四大家族”：安川、FANUC、KUKA、ABB公司，自上世紀(jì)70年代中期開始了全球?qū)＠季?，并且逐年上升。同時，“中國增長”讓全球領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人巨頭都把目光投向這塊土地，不約而同的是，總部在瑞士的ABB、日本的FANUC（發(fā)那科）、日本的YASKAWA（安川電機(jī)）、德國的KUKA（庫卡）都將其中國總部設(shè)在上海。目前，這四家企業(yè)在中國市場占有率總共達(dá)到八成以上，前三家在全球的機(jī)器人銷量都突破了20萬臺。

　　在軍用領(lǐng)域，由美國政府支持的軍用機(jī)器人開發(fā)商占據(jù)了全球軍用機(jī)器人市場的85％，歐洲占據(jù)15％，而中國僅為0.1%。軍用機(jī)器人領(lǐng)軍企業(yè)General Dynamics市場占有率為27%，諾格公司、洛克希德－馬丁公司緊隨其后。

　　工業(yè)機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)以專利為突破口

　　從四大民用公司的專利申請趨勢來看，每一次技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的時間點都是專利申請量的峰值，尤其是日本企業(yè)。專利是產(chǎn)品進(jìn)入市場的保護(hù)傘，專利申請的時間和地域選擇與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向密切相關(guān)。例如，日本FANUC公司在2003年以前從未在華申請機(jī)器人相關(guān)專利，主要是防止泄漏相關(guān)技術(shù)，但是于2003年在中國廣州、深圳等地設(shè)立近十家分公司，同年就開始了在華地區(qū)的專利申請，專利申請量急劇上升，這樣不僅可以保護(hù)自身產(chǎn)品，還能遏制競爭對手的發(fā)展。

　　收購具有技術(shù)研發(fā)實力的公司提升競爭力

　　收并購國內(nèi)外具有自主知識產(chǎn)權(quán)、較強(qiáng)的研發(fā)團(tuán)隊以及領(lǐng)先的市場地位的相關(guān)企業(yè)也逐漸成為國內(nèi)企業(yè)快速提升規(guī)模、提升核心競爭力、快速完成國際化經(jīng)營布局的重要途徑，也是軍工企業(yè)實現(xiàn)軍民融合式發(fā)展、產(chǎn)業(yè)快速轉(zhuǎn)型升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整的便捷之路。一方面可以直接獲得大量專利，另一方面是可以獲得具有研發(fā)實力的團(tuán)隊。例如，ABB公司從1987年開始的3年內(nèi)收購了全球60多家公司，但是機(jī)器人技術(shù)方面并未快速發(fā)展，但是自從1998年6月收購Alfa Laval自動化公司，1998年10月收購Elsag Bailey公司之后，機(jī)器人相關(guān)專利申請急速上升，自此開始保持了技術(shù)優(yōu)勢。

　　其中，KUKA是德國公司，相較于美國、日本來說更易于技術(shù)合作，并且KUKA進(jìn)入中國市場較早，可見其對中國市場的關(guān)注度高，一開始進(jìn)入中國是1986年贈送中國一汽工業(yè)機(jī)器人的友好方式。2008年KUKA與上海交大聯(lián)合成立實驗室，是比較有機(jī)會進(jìn)行技術(shù)合作或者引進(jìn)相關(guān)人才的。此外，KUKA在中國的專利申請量較大，已經(jīng)具備了一定的技術(shù)優(yōu)勢，與其聯(lián)合可以避免更多的知識產(chǎn)權(quán)風(fēng)險。

　　工業(yè)機(jī)器人技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用應(yīng)關(guān)注“民轉(zhuǎn)軍”

　　2000年后，美國逐漸開始將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用到軍事領(lǐng)域，并且在2011年發(fā)布了針對制造、健康護(hù)理/醫(yī)藥機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人三類機(jī)器人的國家機(jī)器人技術(shù)倡議（NRI），明確了美國機(jī)器人技術(shù)發(fā)展路線，但是在2013年發(fā)布的美國機(jī)器人技術(shù)發(fā)展路線圖中新增加了航天和國防領(lǐng)域機(jī)器人技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。同時，美國在花巨資研究軍用機(jī)器人時十分注重相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，例如美國波士頓動力公司的發(fā)明專利US2004864715A顯示，該專利已獲得美國政府DARPA/SPAWAR計劃支持，同時也規(guī)定其專利權(quán)屬于國家；另一方面，美國的軍用機(jī)器人研發(fā)采取多方合作，例如波士頓BigDog最初的技術(shù)就是來源于日本SONY公司與波士頓動力公司聯(lián)合研發(fā)，從其他媒體報道顯示，該型號還與福斯特——米勒公司、噴氣推進(jìn)實驗室、哈福大學(xué)康德菲爾德研究站進(jìn)行了聯(lián)合開發(fā)。

　　國內(nèi)企業(yè)可以在工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)論證中開展完整的專利分析評議，開展關(guān)鍵技術(shù)的專利分析能夠提高技術(shù)研發(fā)起點、優(yōu)化資源配置、加快研究進(jìn)程，實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破并進(jìn)行再創(chuàng)新，從而快速提升技術(shù)創(chuàng)新能力；同時，掌握國外對標(biāo)公司的專利布局、摸清型號發(fā)展與國外技術(shù)指標(biāo)的差距，滿足研發(fā)過程中對科技情報支撐信息的迫切需求。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢和技術(shù)劣勢，分析國外高新技術(shù)熱點、空白點、發(fā)展動態(tài)和方向，為產(chǎn)業(yè)提出知識產(chǎn)權(quán)布局建議，為戰(zhàn)略研究、項目論證、項目立項提供決策支撐。