摘取制造业明珠 还需在专利上加把劲儿

2018年10月10日09:25  来源:中国知识产权报
 
原标题:摘取制造业明珠,还需在专利上加把劲儿

机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”,是衡量一个国家创新能力和产业竞争力的重要标志,尤其是工业机器人已经成为世界各国在高科技竞争中的焦点、热点和战略制高点。近年来,我国工业机器人消费市场繁荣发展,自2013年起,我国已经连续6年成为工业机器人第一大消费国。截至2017年底,全国机器人相关企业也已达到6500多家。 然而,与繁荣的市场景象相对应的却是我国工业机器人生产“重量不重质”的现状依然突出,核心专利缺失、自主创新能力不高等问题一直制约着我国工业机器人产业的高质量发展。如何在国外巨头企业占据绝对优势的情况下顺利突围,成为摆在行业发展面前的难题。对此,专家表示,推进机器人产业发展是一项长期、系统的工程,还需国内各方协同发力,围绕核心关键技术开展持续研发与专利布局,加强科技成果的产业化应用,助推产业的创新发展。

国内市场繁荣

随着人口红利的逐步消失,大力发展工业机器人已经成为各国政府和企业的共识,工业机器人作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业,对未来生产和社会发展的作用愈加重要。

据了解,工业机器人是指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人,在工业生产加工过程中可通过自动控制来代替人类执行某些单调、频繁和重复的长时间作业,主要包括焊接机器人、搬运机器人、码垛机器人、包装机器人、喷涂机器人、切割机器人和净室机器人。目前,工业机器人在汽车、金属制品、电子、橡胶及塑料等行业已经取得了广泛应用。

近年来,随着国家及地方支持政策陆续出台,我国工业机器人市场呈现出繁荣发展的业态。由中国电子学会发布的《中国机器人产业发展报告(2018年)》(下称《报告》)显示,我国机器人市场进入高速增长期,在工业机器人领域连续6年成为全球第一大应用市场,约占全球市场份额的1/3。2018年,全球机器人市场规模将达到298.2亿美元,工业机器人达168.2亿美元;我国机器人市场规模将达到87.4亿美元,工业机器人达62.3亿美元。

然而,在庞大的市场需求下,工业机器人市场却牢牢被国外巨头企业占据。据平安证券发布的《工业机器人产业链大起底,国产品牌于大浪潮中崛起》报告显示,2016年,工业机器人的“四大家族”发那科、ABB、安川、库卡占据了全球58%的市场份额,其他国际品牌也分别在全球有超过4%的份额。相比之下,国内机器人在全球市场占有率较低,合计9.7%。在我国,“四大家族”占据了国内57.4%的市场份额,国产品牌只有32.8%,不过相比2015年的25%,国产机器人已经取得了长足的进步。

新松机器人自动化股份有限公司总裁曲道奎指出,我国机器人产品存在应用低端化现象,绝大多数国产机器人还主要应用于搬运、码垛等低端领域,在多自由度机器人、交互型机器人、全自主移动机器人等领域成果不明显。另有业内专家指出,由于精密减速机、控制器、伺服系统以及高性能驱动器等关键零部件核心技术不足,国产自主品牌工业机器人产品整体上仍处于价值链的中低端水平,例如在高端、技术复杂的六轴以上多关节机器人领域,国外公司占据了我国机器人市场约90%的份额。

核心专利缺失

自主创新能力不强、核心部件长期依赖进口、产品以中低端为主、自主品牌认可度不高等问题已经成为我国机器人产业发展面临的困境。尤其在专利领域,核心专利缺失、国外企业专利壁垒高筑的现状是限制我国工业机器人产业高质量发展的又一阻碍。

深圳市机智联知识产权运营有限公司总经理吴平经过专利检索发现,截至目前,工业机器人领域的全球专利申请总量接近1.5万件(包括同族专利),其中中国专利申请约5000件,涉及的技术领域主要为机械手、控制与调解、简单装配或拆卸、传动装置、焊接或切割等。ABB、安川、发那科等国际巨头占据了绝对的专利优势,我国专利申请人主要有浙江大学、上海交通大学、大连理工大学、清华大学、中科院沈阳自动化所等高校和科研机构,排名前列的专利申请人中企业仅有鸿海精密工业股份有限公司、沈阳新松机器人自动化股份有限公司、浙江恒丰泰减速机制造有限公司、南京埃斯顿机器人工程有限公司等。“工业机器人的核心专利主要分布在美国、日本、德国、瑞典等国家,我国拥有的核心专利不足,与发达国家相比差距较大。”吴平表示,目前国内在工业机器人应用领域发展迅速,例如3C行业以及生物医疗行业对工业机器人应用提出新要求,该领域存在布局外围专利的空间。

此外,有学者在研究文章中指出,跨国巨头在华布局专利的强度逐步加大,2011年至2016年,发那科、安川、ABB等公司不仅在华专利申请量逐年提高,并且其专利布局领域侧重于高技术含量的关键领域。工业机器人三大关键零部件分别是减速器、伺服电机、控制器,上述跨国企业在上述三个关键技术领域的专利量分别为624件、448件、937件,分别占跨国企业在华专利申请量的15%、11%、22%,合计占比为48%。虽然我国是全球最大工业机器人销售市场,但约60%的市场被掌握了核心技术和专利的这些国外企业占据。

协同发力突围

《报告》显示,目前,我国工业机器人研发仍以突破机器人关键核心技术为首要目标,政、产、学、研、用通力配合,初步实现了控制器的国产化。国产工业机器人正逐步获得市场认可。我国已将突破机器人关键核心技术作为科技发展重要战略,国内厂商攻克了减速机、伺服控制、伺服电机等关键核心零部件领域的部分难题,核心零部件国产化的趋势逐渐显现。

此外,国内一些企业在工业机器人方面的自主研发水平和能力实现了长足进步。如,宝鸡秦川机器人生产的RV减速机已形成17种规格60多种速比的产品系列,年产突破万台;苏州绿的谐波减速器完成了2万小时的精度寿命测试,超过了国际机器人精度寿命要求的6000小时;中国运载火箭技术研究院以能自动清除太空垃圾的空间机械臂为原型,推出了国内首个面向环卫垃圾分拣领域的机器人,分拣率达93%,工作效率是传统人工分拣垃圾的8倍。

值得注意的是,虽然我国机器人产业获得了一定发展,但“小散弱”“重量不重质”的现状依然存在。如何在巨头林立的情况下实现产业突围依然是摆在行业发展面前的严峻问题。对此,《报告》建议,应加快构建面向全行业的国家级机器人创新中心。依托机器人重点领域技术研发机构和骨干企业牵头组建国家机器人创新中心,发挥行业骨干企业主导作用、中小企业协同配套作用、高校科研院所技术支撑作用、行业中介组织的保障服务作用,形成联合开发、优势互补、成果共享、风险共担的产、学、研协同创新机制,畅通科技成果转化和技术转移渠道。

在知识产权领域,业内也在谋求通过专利运营的方式来促进工业机器人行业的创新发展。广东省粤科国联知识产权投资运营基金发起成立了工业机器人专利池,希望通过此方式集聚产业创新资源、促进产业知识产权协同运用,助力产业创新发展。

“面对我国工业机器人企业的专利数量偏少、技术并不领先、核心专利缺失的情况,政府、产业联盟、企业、高校及科研院所还需协同发力,制定工业机器人关键核心零部件的技术开发路线,围绕全球工业机器人的技术热点寻求技术突破,积极探索企业与高校、科研院所的产学研合作体系,大力促进科技成果的产业化应用。”吴平表示。(本报记者 刘叶婷)

相关链接:国内工业机器人产业区域创新能力概况

由中国电子学会发布的《中国机器人产业发展报告(2018年)》对我国各区域工业机器人产业的创新能力进行了综合评价。该报告根据我国行政和地理区划方式,结合机器人产业实地发展基础及特色,将全国划分为京津冀、长三角、珠三角、东北、中部和西部共六大区域。

长三角地区

长三角地区机器人相关专利数量相较于上年度有所提升,江苏省专利申请数量依然最多,浙江和上海紧随其后。长三角地区机器人产业平均研发投入占比处于全国领先位置,高新技术企业总数相比于全国其他区域同样具备明显优势。相关指标表明,长三角地区机器人产业创新能力领先全国,研发投入产出效果明显,集聚了一批具有创新活力和成果转化能力的优秀本土企业,在产品创意开发、标准制定等方面具备良好的积累与实践。

珠三角地区

珠三角地区机器人相关专利申请人以高校、科研机构和企业为主,大部分来自于生产线改造和机器人自动化解决方案。珠三角地区机器人产业平均研发投入占比与高新技术企业数量仅位于长三角地区之后排名第二,在产业研发创新方面具备相当实力。珠三角地区机器人企业普遍重视以系统集成和解决方案提供为主的业务研发,围绕工业机器人与生产线深度融合、供应链系统建设、客户管理体系建设等方面投入人力物力进行业务布局,以提高生产效率与产品质量。

京津冀地区

京津冀地区机器人相关专利申请量以高校和研究机构集聚的北京最多。同时,京津冀地区机器人产业平均研发投入占比与高新技术企业总数均位于全国中上游水平。京津冀地区在机器人产业创新方面积聚了国内领先的大量优势研发创新资源,聚集了众多知名高校与重点科研院所,涌现出一批创新能力强的企业实体和核心产品,实现了从硬件到软件、从产品到服务的产业链覆盖,上下游企业间协同效应初步显现。在京津冀协同发展的谋划布局中,天津与河北积极承接北京区域内外溢创新资源,结合当地产业特色与资源禀赋开展机器人产业双创活动,在规划实施和优惠政策落地等方面给予重视,形成对人才和团队的较强向心吸引力,逐步形成协同发展、错位竞争的良好格局。

东北地区

东北地区机器人相关专利申请数量持续提升,一批国内科研机构与本土企业均拥有数量可观的自主知识产权。虽然东北地区产业平均研发投入占比与机器人高新技术企业数量相比其它区域并不占明显优势,但高新技术企业占区域内机器人企业总数比例较高,体量规模大且创新能力强,在业内具有突出影响力,产品种类齐全,市场占有率全国领先。

中部地区

中部地区机器人相关专利申请数量在全国处于中游水平,平均研发投入占比与高新技术企业总数都没有明显优势。目前,中部地区已充分认识到机器人产业创新的重要性,正在依托区域内若干龙头企业和不断涌现的创新型公司,开始掌握一批专利技术与自主知识产权,不断寻求突破国外核心技术垄断。

西部地区

西部地区机器人相关专利申请数量相比上年度有明显提升,表明区域内研发创新能力持续加强。尽管西部地区机器人产业平均研发投入占比与高新技术企业总数仍暂时处于全国区域排名靠后位置,但在产业创新要素被有效激活、企业及科研机构创新投入不断加大的背景下,均比上年度有不小的提升。(内容摘自《中国机器人产业发展报告(2018年)》)

(责编:龚霏菲、王珩)