專利已超6萬(wàn)件 工業(yè)機(jī)器人時(shí)代如何專利布局

李萍

有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2015年中國(guó)的消費(fèi)量將超過(guò)8萬(wàn)臺(tái)，而到2025年，這一數(shù)字將達(dá)到25萬(wàn)臺(tái)以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前全球市場(chǎng)總量。未來(lái)30年中國(guó)都將是全球機(jī)器人最大市場(chǎng)。

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(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)IFR數(shù)據(jù)，2005—2015年，全球工業(yè)機(jī)器人的年均銷(xiāo)售增長(zhǎng)率為9%，其間中國(guó)工業(yè)機(jī)器人年均銷(xiāo)售增長(zhǎng)率達(dá)到25%。有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2015年中國(guó)的消費(fèi)量將超過(guò)8萬(wàn)臺(tái)，而到2025年，這一數(shù)字將達(dá)到25萬(wàn)臺(tái)以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前全球市場(chǎng)總量。未來(lái)30年中國(guó)都將是全球機(jī)器人最大市場(chǎng)。

盡管需求越來(lái)越大，但反觀國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，競(jìng)爭(zhēng)能力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本、美國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家。他們?cè)谡莆諜C(jī)器人領(lǐng)域核心技術(shù)的同時(shí)，自20世紀(jì)60年代以來(lái)就致力于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)＠季郑源遂柟塘嗽谌蚴袌?chǎng)范圍內(nèi)的國(guó)際核心競(jìng)爭(zhēng)力。

中國(guó)500家機(jī)器人企業(yè)僅占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的不到30%，其中超過(guò)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(guó)庫(kù)卡）占有。即使在30%的份額里面，中國(guó)企業(yè)在中高端的伺服電機(jī)、控制器、減速器等關(guān)鍵零部件上基本依賴進(jìn)口。

8月5日，工信部發(fā)布消息說(shuō)，《中國(guó)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(guó)家在華都申請(qǐng)了哪些專利？我國(guó)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(guò)6萬(wàn)件

截至2014年底，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)＠暾?qǐng)量已超過(guò)6萬(wàn)件，去掉重復(fù)的同族專利后為3.5萬(wàn)余項(xiàng)。最早的專利申請(qǐng)出現(xiàn)在1958年，直到1985年后，專利申請(qǐng)數(shù)量才開(kāi)始出現(xiàn)大幅度增長(zhǎng)，主要原因是中國(guó)在1985年制定《專利法》后，工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手十分注重中國(guó)市場(chǎng)，紛紛在中國(guó)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(lái)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(guó)人喬治德沃爾在1958年申請(qǐng)，名為可編程的操作裝置。約瑟夫英格伯格對(duì)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(tái)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—1984年是第二階段。這時(shí)期的工業(yè)機(jī)器人是具有一定的感覺(jué)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(duì)象的狀況改變作業(yè)內(nèi)容，即所謂的“知覺(jué)判斷機(jī)器人”。

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(guó)、日本等國(guó)開(kāi)始了智能軍用機(jī)器人研究，并在2002年由美國(guó)波士頓公司和日本公司共同申請(qǐng)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(guó)DRAPA/SPAWAR支持下申請(qǐng)了智能軍用機(jī)器人專利。

“機(jī)器人四大家族”在華申請(qǐng)了大量專利

我國(guó)工業(yè)機(jī)器人起步于1972年，其發(fā)展過(guò)程大致可分為三個(gè)階段：1972—1985年的萌芽期；1985—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(guó)已生產(chǎn)出部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開(kāi)發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、碼垛、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。一批國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已服務(wù)于國(guó)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(lái)。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(jì)制造技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)、機(jī)器人軟件的設(shè)計(jì)和編程技術(shù)、運(yùn)動(dòng)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(qǐng)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(guó)的KUKA（庫(kù)卡）已經(jīng)在我國(guó)申請(qǐng)了大量專利，中國(guó)申請(qǐng)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(guó)擁有技術(shù)優(yōu)勢(shì)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(guó)際上占據(jù)了工業(yè)機(jī)器人絕大部分市場(chǎng)的“四大家族”：安川、FANUC、KUKA、ABB公司，自上世紀(jì)70年代中期開(kāi)始了全球?qū)＠季?，并且逐年上升。同時(shí)，“中國(guó)增長(zhǎng)”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(guó)的KUKA（庫(kù)卡）都將其中國(guó)總部設(shè)在上海。目前，這四家企業(yè)在中國(guó)市場(chǎng)占有率總共達(dá)到八成以上，前三家在全球的機(jī)器人銷(xiāo)量都突破了20萬(wàn)臺(tái)。

在軍用領(lǐng)域，由美國(guó)政府支持的軍用機(jī)器人開(kāi)發(fā)商占據(jù)了全球軍用機(jī)器人市場(chǎng)的85%，歐洲占據(jù)15%，而中國(guó)僅為0.1%。軍用機(jī)器人領(lǐng)軍企業(yè)General Dynamics市場(chǎng)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(qǐng)趨勢(shì)來(lái)看，每一次技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的時(shí)間點(diǎn)都是專利申請(qǐng)量的峰值，尤其是日本企業(yè)。專利是產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的保護(hù)傘，專利申請(qǐng)的時(shí)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(qǐng)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(guó)廣州、深圳等地設(shè)立近十家分公司，同年就開(kāi)始了在華地區(qū)的專利申請(qǐng)，專利申請(qǐng)量急劇上升，這樣不僅可以保護(hù)自身產(chǎn)品，還能遏制競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的發(fā)展。

收購(gòu)具有技術(shù)研發(fā)實(shí)力的公司提升競(jìng)爭(zhēng)力

收并購(gòu)國(guó)內(nèi)外具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、較強(qiáng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)以及領(lǐng)先的市場(chǎng)地位的相關(guān)企業(yè)也逐漸成為國(guó)內(nèi)企業(yè)快速提升規(guī)模、提升核心競(jìng)爭(zhēng)力、快速完成國(guó)際化經(jīng)營(yíng)布局的重要途徑，也是軍工企業(yè)實(shí)現(xiàn)軍民融合式發(fā)展、產(chǎn)業(yè)快速轉(zhuǎn)型升級(jí)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，另一方面可以獲得具有研發(fā)實(shí)力的團(tuán)隊(duì)。例如，ABB公司從1987年開(kāi)始，3年內(nèi)收購(gòu)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1998年6月收購(gòu)Alfa Laval自動(dòng)化公司、1998年10月收購(gòu)Elsag Bailey公司之后，機(jī)器人相關(guān)專利申請(qǐng)急速上升，自此開(kāi)始保持了技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

其中，KUKA是德國(guó)公司，相較于美國(guó)、日本來(lái)說(shuō)更易于技術(shù)合作，并且KUKA進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)較早，可見(jiàn)其對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的關(guān)注度高，一開(kāi)始進(jìn)入中國(guó)是1986年贈(zèng)送中國(guó)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(shí)驗(yàn)室，是比較有機(jī)會(huì)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(guó)的專利申請(qǐng)量較大，已經(jīng)具備了一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，與其聯(lián)合可以避免更多的知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。

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(guó)逐漸開(kāi)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(duì)制造、健康護(hù)理/醫(yī)藥機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人三類(lèi)機(jī)器人的國(guó)家機(jī)器人技術(shù)倡議（NRI），明確了美國(guó)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展路線，但是在2013年發(fā)布的美國(guó)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展路線圖中新增加了航天和國(guó)防領(lǐng)域機(jī)器人技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。同時(shí)，美國(guó)在花巨資研究軍用機(jī)器人時(shí)十分注重相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，例如美國(guó)波士頓動(dòng)力公司的發(fā)明專利US2004864715A顯示，該專利已獲得美國(guó)政府DARPA/SPAWAR計(jì)劃支持，同時(shí)也規(guī)定其專利權(quán)屬于國(guó)家；另一方面，美國(guó)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(lái)源于日本SONY公司與波士頓動(dòng)力公司聯(lián)合研發(fā)，從其他媒體報(bào)道顯示，該型號(hào)還與福斯特—米勒公司、噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、哈福大學(xué)康德菲爾德研究站進(jìn)行了聯(lián)合開(kāi)發(fā)。

國(guó)內(nèi)企業(yè)可以在工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)論證中開(kāi)展完整的專利分析評(píng)議，開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)的專利分析能夠提高技術(shù)研發(fā)起點(diǎn)、優(yōu)化資源配置、加快研究進(jìn)程，實(shí)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(shí)，掌握國(guó)外對(duì)標(biāo)公司的專利布局，摸清型號(hào)發(fā)展與國(guó)外技術(shù)指標(biāo)的差距，滿足研發(fā)過(guò)程中對(duì)科技情報(bào)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(shì)和技術(shù)劣勢(shì)，分析國(guó)外高新技術(shù)熱點(diǎn)、空白點(diǎn)、發(fā)展動(dòng)態(tài)和方向，為產(chǎn)業(yè)提出知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局建議，為戰(zhàn)略研究、項(xiàng)目論證、項(xiàng)目立項(xiàng)提供決策支撐。

（作者單位：國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略實(shí)施航天科工研究基地）