“創(chuàng)造世界上最大的機(jī)器人市場”
這是從11月23日開幕的2015世界機(jī)器人大會上傳來的高層聲音。國家高層領(lǐng)導(dǎo)如此青睞機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，足以說明包括機(jī)器在內(nèi)的前沿技術(shù)領(lǐng)域?qū)χ袊?jīng)濟(jì)及未來發(fā)展的重要性。
事實(shí)上，或許在機(jī)器人等前沿技術(shù)領(lǐng)域，我國應(yīng)該已有機(jī)會不輸在起跑線了。
日前，世界知識產(chǎn)權(quán)組織在日內(nèi)瓦發(fā)布名為《2015年世界知識產(chǎn)權(quán)報(bào)告：突破式創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)增長》的最新報(bào)告。
報(bào)告顯示，中國在3D打印、納米技術(shù)和機(jī)器人工程學(xué)三大前沿技術(shù)的專利申請方面表現(xiàn)搶眼。其中，自2005年以來，在全球3D打印和機(jī)器人工程學(xué)領(lǐng)域的專利申請中，有超過1/4來自中國，這一占比為世界各國之最。在納米技術(shù)方面，中國是第三大專利申請來源國，占全球申請量的近15%。
由此可見，在3D打印、納米技術(shù)和機(jī)器人工程學(xué)等三大前沿技術(shù)專利布局領(lǐng)域，中國已當(dāng)之無愧的位列全球三強(qiáng)，那么，這將會給我國或相應(yīng)技術(shù)應(yīng)用帶來那些改變呢？
首先，從全球范圍來看，在三大前沿技術(shù)領(lǐng)域，我國有望擺脫長期“受制于人”困局。
報(bào)告顯示，世界前10位擁有最多機(jī)器人技術(shù)專利的高?；蚩蒲袡C(jī)構(gòu)全部位于亞洲，中國占6個，而且前3名都來自中國。這10所高?；蚩蒲袡C(jī)構(gòu)分別是：上海交通大學(xué)、中國科學(xué)院、浙江大學(xué)、韓國科學(xué)技術(shù)研究院、韓國電子和電信研究所、清華大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、日本國家航空航天實(shí)驗(yàn)室、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、韓國科學(xué)技術(shù)院。
眾所周知，由于各種原因，我國的在包括互聯(lián)網(wǎng)等在內(nèi)的技術(shù)積累長期落后于美國等一些發(fā)達(dá)國家，一方面，這導(dǎo)致我國在參與相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定中話語權(quán)有限，符合我們利益訴求的內(nèi)容無法得到更多體現(xiàn)；另一方面，由于技術(shù)研究及布局上缺失，使得一些新技術(shù)進(jìn)入應(yīng)用市場時，我國相應(yīng)行業(yè)又長期處于“受制于人”困局，引入時間及條件，主動權(quán)完全掌握在技術(shù)強(qiáng)國之手，要么需要付出巨大的引進(jìn)成本，要么被個別國家長期實(shí)施“攔截”，嚴(yán)重束縛了我國在特定領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用和創(chuàng)新。
如今，我國在3D打印、納米技術(shù)和機(jī)器人工程學(xué)等領(lǐng)域，專利布局位列全球三強(qiáng)，不僅將大幅提升我國在新技術(shù)領(lǐng)域的自主權(quán)，更重要的是，我國將有能力或機(jī)會據(jù)此參與主導(dǎo)新技術(shù)全球標(biāo)準(zhǔn)制定。
此外，對于其他國家開出的技術(shù)合作條件或方案，我們將有更大的選擇權(quán)或交叉許可談判權(quán)，不僅可以擺脫受制于人困局，還可以憑借自身的技術(shù)積累實(shí)現(xiàn)對部分國家技術(shù)霸權(quán)的有效制衡。
其次，在國內(nèi)應(yīng)用實(shí)踐來看，以“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”為內(nèi)容的“雙創(chuàng)”浪潮，將會更加有底氣和基礎(chǔ)。
報(bào)告顯示，1995年以來全球前10位擁有最多3D打印技術(shù)專利的高?；蚩蒲袡C(jī)構(gòu)中，中國占6個，前三名中有兩個來自中國，這10所高?；蚩蒲袡C(jī)構(gòu)依次是：德國弗勞恩霍夫協(xié)會、中國科學(xué)院、華中科技大學(xué)、美國麻省理工大學(xué)、西安交通大學(xué)、美國南加利福尼亞大學(xué)、華南理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織、北京工業(yè)大學(xué)。
當(dāng)前，從宏觀角度看，我國正處于轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，為了轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，國家正在大力推動“調(diào)結(jié)構(gòu)”，其中一項(xiàng)重要內(nèi)容就是，在“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)、新應(yīng)用領(lǐng)域，全面開展“雙創(chuàng)”活動，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
值得一提的是，3D打印、納米技術(shù)和機(jī)器人工程學(xué)等技術(shù)或應(yīng)用領(lǐng)域，本身就是“萬物互聯(lián)”時代的重要基礎(chǔ)，是未來科技發(fā)展應(yīng)用的重要領(lǐng)域。
可以說，在這三大未來科技領(lǐng)域，我國能“三分天下有其一”，不僅將對當(dāng)前的“雙創(chuàng)”活動產(chǎn)生巨大的正面激勵作用，同時，也會促進(jìn)這些新技術(shù)盡早從小范圍試驗(yàn)走向大面積應(yīng)用，從實(shí)驗(yàn)室走向大眾市場，這必將大幅拓寬如火如荼“雙創(chuàng)”活動的深度和廣度，激發(fā)出更多創(chuàng)新應(yīng)用成果。
最后，與全球同步或領(lǐng)先全球，或?qū)⒊蔀槲覈磥硇录夹g(shù)、高科技發(fā)展的新起點(diǎn)。
報(bào)告顯示，從1970年到2010年納米技術(shù)領(lǐng)域的專利申請數(shù)量增長迅速。1995年以后這一領(lǐng)域的專利申請數(shù)量平均每年以11.8%的速度快速增加，其中，進(jìn)入2000年韓國在這一領(lǐng)域的專利申請快速增加，中國緊跟韓國成為后起之秀。
近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全面普及和廣泛應(yīng)用，依托互聯(lián)網(wǎng)的全球性、即時性等優(yōu)勢，大范圍消除或縮小了我國與美國、日本等發(fā)達(dá)國家在新技術(shù)研究、跟蹤領(lǐng)域的“信息不對稱”問題，促使各類技術(shù)信息在各國間平等、公平、快速的傳播，只要長期跟蹤，很少有國家能獨(dú)占特定技術(shù)或應(yīng)用，各國在新技術(shù)、高科技的研究布局基本可處在同一起跑線。
與此同時，借助“互聯(lián)網(wǎng)+”等手段，各個領(lǐng)域能快速將本專業(yè)的先進(jìn)觀點(diǎn)或創(chuàng)意采集上來，并利用互聯(lián)網(wǎng)連接相關(guān)領(lǐng)域研究人員，同步跟蹤共同研究，實(shí)現(xiàn)集眾智促創(chuàng)新。從某種程度來看，與全球同步或領(lǐng)先全球，或?qū)⒊蔀槲覈磥碓谠絹碓蕉嘈录夹g(shù)、高科技研究或發(fā)展的全新起點(diǎn)。
當(dāng)然，我們也必須看到，“羅馬不是一日建成”，雖然我國與一些發(fā)達(dá)國家的科技差距正在不斷減小，但是，并不代表我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全面超越，還需要各領(lǐng)域、各方面持之以恒的長期積累、前瞻布局和低調(diào)創(chuàng)新。
國際機(jī)器人協(xié)會統(tǒng)計(jì)顯示，2013年中國超過日本，成為全球工業(yè)機(jī)器人的最大市場。2014年全球工業(yè)機(jī)器人年銷量為22.5萬臺，中國銷量約占四分之一。與發(fā)達(dá)國家相比，中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)還存在明顯差距：國產(chǎn)機(jī)器人市場份額偏低，品牌知名度也不高；控制器、減速器等關(guān)鍵部件研發(fā)能力不足，高端產(chǎn)品依賴進(jìn)口。
而世界知識產(chǎn)權(quán)組織的報(bào)告也顯示，1995年以來全球前10位擁有最多3D打印技術(shù)專利的企業(yè)則完全被美國、德國和日本等三國的企業(yè)“包攬”。
這表明雖然在前沿技術(shù)領(lǐng)域我們與發(fā)到國家的差距在縮小，但是，我們還有很多功課要補(bǔ)。
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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(xiàng)。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(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(jì)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(jì)技術(shù)、機(jī)器人軟件的設(shè)計(jì)和編程技術(shù)、運(yùn)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(diǎn)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(shí)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(duì)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(shí)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(shí)力的團(tuán)隊(duì)。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(shí)驗(yàn)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(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(jì)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(bào)道顯示，該型號還與福斯特——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(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，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(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)勢和技術(shù)劣勢，分析國外高新技術(shù)熱點(diǎn)、空白點(diǎn)、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(xiàng)目論證、項(xiàng)目立項(xiàng)提供決策支撐。
