工(gōng)業機(jī)器人(rén)時代如(rú)何專利布局
時間: 2015-08-17 11 閱讀(dú)量:

有機(jī)構預測,2015年(nián)中國(guó)的消費量将超過8萬台,而到2025年(nián),這一數字将達到25萬台以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前全球市場總量。未來(lái)30年(nián)中國(guó)都(dōu)将是全球機(jī)器人(rén)最大(dà)市場。

機(jī)器人(rén)的十八般武藝,正深度刷新工(gōng)業生(shēng)産格局。根據國(guó)際機(jī)器人(rén)聯合會IFR數據,2005至2015年(nián),全球工(gōng)業機(jī)器人(rén)的年(nián)均銷售增長率爲9%,其間中國(guó)工(gōng)業機(jī)器人(rén)年(nián)均銷售增長率達到25%。有機(jī)構預測,2015年(nián)中國(guó)的消費量将超過8萬台,而到2025年(nián),這一數字将達到25萬台以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前全球市場總量。未來(lái)30年(nián)中國(guó)都(dōu)将是全球機(jī)器人(rén)最大(dà)市場。

盡管需求越來(lái)越大(dà),但(dàn)反觀國(guó)内機(jī)器人(rén)産業,競争能力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落後于日(rì)本、美國(guó)、德國(guó)等發達國(guó)家。他(tā)們在掌握機(jī)器人(rén)領域核心技術(shù)的同時,自(zì)20世紀60年(nián)代以來(lái)就(jiù)緻力于機(jī)器人(rén)技術(shù)領域的全球專利布局,以此鞏固了在全球市場範圍内的國(guó)際核心競争力。

中國(guó)500家機(jī)器人(rén)企業僅占國(guó)内市場的不到30%,其中超過50%份額被"機(jī)器人(rén)四大(dà)家族"(瑞士ABB、日(rì)本發那科(kē)、日(rì)本安川電機(jī)、德國(guó)庫卡)占有。即使在30%的份額裡(lǐ)面,中國(guó)企業在中高端的伺服電機(jī)、控制器、減速器等關鍵零部件(jiàn)上基本都(dōu)得(de)依賴進口。

8月5日(rì),工(gōng)信部發布消息說(shuō),《中國(guó)機(jī)器人(rén)産業十三五規劃》初稿已完成,有望年(nián)底發布。那麽在工(gōng)業機(jī)器人(rén)領域,全球專利布局情況如(rú)何?發達國(guó)家在華都(dōu)申請(qǐng)了哪些專利?我國(guó)工(gōng)業機(jī)器人(rén)技術(shù)轉化應用該從(cóng)哪些方面着手?

全球工(gōng)業機(jī)器人(rén)專利已超過6萬件(jiàn)

截至2014年(nián)底,工(gōng)業機(jī)器人(rén)技術(shù)領域的全球專利申請(qǐng)量已超過6萬件(jiàn),去(qù)掉重複的同族專利後爲3.5萬餘項。最早的專利申請(qǐng)出現在1958年(nián),直到1985年(nián)後,專利申請(qǐng)數量才開始出現大(dà)幅度增長,主要原因是中國(guó)在1985年(nián)制定《專利法》後,工(gōng)業機(jī)器人(rén)領域主要競争對手十分(fēn)注重中國(guó)市場,紛紛在中國(guó)進行專利布局。目前,工(gōng)業機(jī)器人(rén)技術(shù)正處于高速發展期。

從(cóng)技術(shù)發展曆程來(lái)看(kàn),工(gōng)業機(jī)器人(rén)技術(shù)共經曆三大(dà)階段。

工(gōng)業機(jī)器人(rén)領域的第一件(jiàn)專利是美國(guó)人(rén)喬治德沃爾在1958年(nián)申請(qǐng),名爲可(kě)編程的操作(zuò)裝置。約瑟夫英格伯格對此專利很感興趣,聯合德沃爾在1959年(nián)共同制造了世界上第一台工(gōng)業機(jī)器人(rén)稱爲Robot(中文譯名機(jī)器人(rén)),即人(rén)手把着機(jī)械手,把應當完成的任務做一遍,機(jī)器人(rén)再按照(zhào)事(shì)先教給它們的程序進行重複工(gōng)作(zuò),主要用于工(gōng)業生(shēng)産的鑄造、鍛造、沖壓、焊接等生(shēng)産領域,特稱爲工(gōng)業機(jī)器人(rén)。

1970年(nián)—1984年(nián)是第二階段。這時期的工(gōng)業機(jī)器人(rén)是具有一定的感覺功能和自(zì)适應能力的離(lí)線編程機(jī)器人(rén),其特征是可(kě)以根據作(zuò)業對象的狀況改變作(zuò)業内容,即所謂的"知覺判斷機(jī)器人(rén)"。其間工(gōng)業機(jī)器人(rén)"四大(dà)家族":庫卡、ABB、安川、FANUC公司分(fēn)别在1974年(nián)、1976年(nián)、1978年(nián)和1979年(nián)開始了全球專利布局。

從(cóng)1985年(nián)至今是智能機(jī)器人(rén)階段。智能機(jī)器人(rén)帶有多種傳感器,能夠将多種傳感器得(de)到的信息進行融合,能夠有效地适應變化的環境,具有很強的自(zì)适應能力、學習能力和自(zì)治功能。2000年(nián)以後,美國(guó)、日(rì)本等國(guó)開始了智能軍用機(jī)器人(rén)研究,并在2002年(nián)由美國(guó)波士頓公司和日(rì)本公司共同申請(qǐng)了第一件(jiàn)"機(jī)械狗"(Boston Dynamics BigDog)智能軍用機(jī)器人(rén)專利,2004年(nián)在美國(guó)DRAPA/SPAWAR支持下申請(qǐng)了智能軍用機(jī)器人(rén)專利。

"機(jī)器人(rén)四大(dà)家族"在華申請(qǐng)了大(dà)量專利

我國(guó)工(gōng)業機(jī)器人(rén)起步于1972年(nián),其發展過程大(dà)緻可(kě)分(fēn)爲三個階段:1972年(nián)—1985年(nián)的萌芽期;1985年(nián)—2000年(nián)的技術(shù)研發期;2000年(nián)至今的産業化期。

目前我國(guó)已生(shēng)産出部分(fēn)機(jī)器人(rén)關鍵元器件(jiàn),開發出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工(gōng)業機(jī)器人(rén)。一批國(guó)産工(gōng)業機(jī)器人(rén)已服務于國(guó)内部分(fēn)企業的生(shēng)産線上;一批機(jī)器人(rén)技術(shù)的研究人(rén)才也湧現出來(lái)。部分(fēn)軍工(gōng)企業、科(kē)研機(jī)構和企業已掌握了工(gōng)業機(jī)器人(rén)操作(zuò)機(jī)的優化設計(jì)制造技術(shù)、工(gōng)業機(jī)器人(rén)控制、驅動系統的硬件(jiàn)設計(jì)技術(shù)、機(jī)器人(rén)軟件(jiàn)的設計(jì)和編程技術(shù)、運動學和軌迹規劃技術(shù)等技術(shù),某些關鍵技術(shù)甚至已達到或接近世界先進水平。但(dàn)是,在華專利申請(qǐng)數據顯示,瑞士的ABB、日(rì)本的FANUC(發那科(kē))、日(rì)本的YASKAWA(安川電機(jī))、德國(guó)的KUKA(庫卡)已經在我國(guó)申請(qǐng)了大(dà)量專利,中國(guó)申請(qǐng)人(rén)集中在蘇州工(gōng)業園區職業技術(shù)學院、昆山(shān)市工(gōng)業技術(shù)研究院、湖南(nán)大(dà)學、清華大(dà)學等高校(xiào),我國(guó)擁有技術(shù)優勢的科(kē)研院所和企業反而不太關注工(gōng)業機(jī)器人(rén)技術(shù)領域的專利布局。

 

在民(mín)用領域,國(guó)際上占據了工(gōng)業機(jī)器人(rén)絕大(dà)部分(fēn)市場的"四大(dà)家族":安川、FANUC、KUKA、ABB公司,自(zì)上世紀70年(nián)代中期開始了全球專利布局,并且逐年(nián)上升。同時,"中國(guó)增長"讓全球領先的工(gōng)業機(jī)器人(rén)巨頭都(dōu)把目光(guāng)投向這塊土(tǔ)地,不約而同的是,總部在瑞士的ABB、日(rì)本的FANUC(發那科(kē))、日(rì)本的YASKAWA(安川電機(jī))、德國(guó)的KUKA(庫卡)都(dōu)将其中國(guó)總部設在上海。目前,這四家企業在中國(guó)市場占有率總共達到八成以上,前三家在全球的機(jī)器人(rén)銷量都(dōu)突破了20萬台。

在軍用領域,由美國(guó)政府支持的軍用機(jī)器人(rén)開發商占據了全球軍用機(jī)器人(rén)市場的85%,歐洲占據15%,而中國(guó)僅爲0.1%。軍用機(jī)器人(rén)領軍企業General Dynamics市場占有率爲27%,諾格公司、洛克希德-馬丁公司緊随其後。

工(gōng)業機(jī)器人(rén)技術(shù)産業化應以專利爲突破口

從(cóng)四大(dà)民(mín)用公司的專利申請(qǐng)趨勢來(lái)看(kàn),每一次技術(shù)産業化的時間點都(dōu)是專利申請(qǐng)量的峰值,尤其是日(rì)本企業。專利是産品進入市場的保護傘,專利申請(qǐng)的時間和地域選擇與産業化發展方向密切相(xiàng)關。例如(rú),日(rì)本FANUC公司在2003年(nián)以前從(cóng)未在華申請(qǐng)機(jī)器人(rén)相(xiàng)關專利,主要是防止洩漏相(xiàng)關技術(shù),但(dàn)是于2003年(nián)在中國(guó)廣州、深圳等地設立近十家分(fēn)公司,同年(nián)就(jiù)開始了在華地區的專利申請(qǐng),專利申請(qǐng)量急劇(jù)上升,這樣不僅可(kě)以保護自(zì)身(shēn)産品,還(hái)能遏制競争對手的發展。

收購(gòu)具有技術(shù)研發實力的公司提升競争力

收并購(gòu)國(guó)内外具有自(zì)主知識産權、較強的研發團隊以及領先的市場地位的相(xiàng)關企業也逐漸成爲國(guó)内企業快(kuài)速提升規模、提升核心競争力、快(kuài)速完成國(guó)際化經營布局的重要途徑,也是軍工(gōng)企業實現軍民(mín)融合式發展、産業快(kuài)速轉型升級和結構調整的便捷之路(lù)。一方面可(kě)以直接獲得(de)大(dà)量專利,另一方面是可(kě)以獲得(de)具有研發實力的團隊。例如(rú),ABB公司從(cóng)1987年(nián)開始的3年(nián)内收購(gòu)了全球60多家公司,但(dàn)是機(jī)器人(rén)技術(shù)方面并未快(kuài)速發展,但(dàn)是自(zì)從(cóng)1998年(nián)6月收購(gòu)Alfa Laval自(zì)動化公司,1998年(nián)10月收購(gòu)Elsag Bailey公司之後,機(jī)器人(rén)相(xiàng)關專利申請(qǐng)急速上升,自(zì)此開始保持了技術(shù)優勢。

其中,KUKA是德國(guó)公司,相(xiàng)較于美國(guó)、日(rì)本來(lái)說(shuō)更易于技術(shù)合作(zuò),并且KUKA進入中國(guó)市場較早,可(kě)見(jiàn)其對中國(guó)市場的關注度高,一開始進入中國(guó)是1986年(nián)贈送中國(guó)一汽工(gōng)業機(jī)器人(rén)的友好方式。2008年(nián)KUKA與上海交大(dà)聯合成立實驗室,是比較有機(jī)會進行技術(shù)合作(zuò)或者引進相(xiàng)關人(rén)才的。此外,KUKA在中國(guó)的專利申請(qǐng)量較大(dà),已經具備了一定的技術(shù)優勢,與其聯合可(kě)以避免更多的知識産權風(fēng)險。

工(gōng)業機(jī)器人(rén)技術(shù)轉化應用應關注"民(mín)轉軍"

2000年(nián)後,美國(guó)逐漸開始将工(gōng)業機(jī)器人(rén)技術(shù)轉化應用到軍事(shì)領域,并且在2011年(nián)發布了針對制造、健康護理(lǐ)/醫藥機(jī)器人(rén)、服務機(jī)器人(rén)三類機(jī)器人(rén)的國(guó)家機(jī)器人(rén)技術(shù)倡議(yì)(NRI),明确了美國(guó)機(jī)器人(rén)技術(shù)發展路(lù)線,但(dàn)是在2013年(nián)發布的美國(guó)機(jī)器人(rén)技術(shù)發展路(lù)線圖中新增加了航天和國(guó)防領域機(jī)器人(rén)技術(shù)發展規劃。同時,美國(guó)在花巨資研究軍用機(jī)器人(rén)時十分(fēn)注重相(xiàng)關知識産權保護,例如(rú)美國(guó)波士頓動力公司的發明專利US2004864715A顯示,該專利已獲得(de)美國(guó)政府DARPA/SPAWAR計(jì)劃支持,同時也規定其專利權屬于國(guó)家;另一方面,美國(guó)的軍用機(jī)器人(rén)研發采取多方合作(zuò),例如(rú)波士頓BigDog最初的技術(shù)就(jiù)是來(lái)源于日(rì)本SONY公司與波士頓動力公司聯合研發,從(cóng)其他(tā)媒體(tǐ)報道顯示,該型号還(hái)與福斯特--米勒公司、噴氣推進實驗室、哈福大(dà)學康德菲爾德研究站(zhàn)進行了聯合開發。

國(guó)内企業可(kě)以在工(gōng)業機(jī)器人(rén)産業論證中開展完整的專利分(fēn)析評議(yì),開展關鍵技術(shù)的專利分(fēn)析能夠提高技術(shù)研發起點、優化資源配置、加快(kuài)研究進程,實現關鍵技術(shù)突破并進行再創新,從(cóng)而快(kuài)速提升技術(shù)創新能力;同時,掌握國(guó)外對标公司的專利布局、摸清型号發展與國(guó)外技術(shù)指标的差距,滿足研發過程中對科(kē)技情報支撐信息的迫切需求。在此基礎上,結合企業工(gōng)業機(jī)器人(rén)産業領域技術(shù)優勢和技術(shù)劣勢,分(fēn)析國(guó)外高新技術(shù)熱(rè)點、空白(bái)點、發展動态和方向,爲産業提出知識産權布局建議(yì),爲戰略研究、項目論證、項目立項提供決策支撐。

(來(lái)源:中國(guó)科(kē)技網-科(kē)技日(rì)報)
 

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