走进汽车生产车间，只见各种焊接机器人、装配机器人组成的自动化生产线正高效运行。而在各大卖场，也可以看到琳琅满目的清扫机器人、机器人玩具等。我们以前只能在科幻小说和电影里看到的机器人，如今正从银幕中走出来，切切实实地走进了我们的生活。
2013年，我国工业用机器人购买量再上新台阶，超过3.6万台，首次并且以“大比分”超过素有“机器人王国”之称的日本，成为全球最大的机器人购买国。如此巨大的市场蛋糕背后，隐藏着怎样的专利布局?制约中国工业机器人发展的瓶颈是什么，又该如何去突破?国家知识产权局工业机器人课题组的专家，从行业专利分析的角度，为我们提供了我国工业机器人快速健康发展的新视角。
跨国巨头 抢滩中国市场
我国工业机器人市场潜力巨大。课题组发布的《工业机器人行业专利分析报告》称，目前世界工业机器人平均密度为每万名员工拥有55台，而中国工业机器人的使用密度仅为每万名员工23台，远低于发达国家。课题负责人、国家知识产权局专利局光电技术发明审查部部长崔伯雄说：“依此推算，如果中国达到发达国家的水平，这意味着中国工业机器人市场将是一个天量级的市场。”东莞市机器人技术协会副会长罗百辉表示，考虑到我国劳动力成本上升、机器人价格下降等因素，预计未来10年我国工业机器人市场空间将达7200亿元至18000亿元。
巨大的市场预期吸引了国外主流机器人厂商加紧对中国市场进行布局。2006年，瑞士ABB公司将机器人业务全球总部迁至上海，同时在中国建立研发中心。2013年，日本安川在常州的机器人工厂投产，达产后年产能达12000台。根据报告，包括ABB公司和安川公司在内，日本发那科、德国库卡等4家巨头目前已占据了中国工业机器人市场的70%。
在崔伯雄看来，这并不意外。他强调：“我们要清醒地看到，工业机器人传统强国在抢占中国等新兴市场时，均非常重视借助专利布局提高竞争力，实现市场和技术的双重垄断。”
早在上世纪90年代中后期，日本及欧美的各大工业机器人公司纷纷将目光投向以中国、印度为代表的新兴市场，加快了在中国的专利布局步伐，专利申请量快速增长。报告显示，截止到2013年，国外申请人在中国共申请专利7080件，主要来自日本、美国、德国和韩国。更有甚者，上世纪90年代后，国外申请人的申请数量总体上超过中国申请人，这一局面到2003年才得以改变。
鉴于我国还处在工业机器人的产业化初期阶段，国内有关工业机器人的专利诉讼还没有出现。“但是，从美国专利诉讼的经验来看，一旦市场竞争激烈，各方都有可能用专利来保护自己的利益。”崔伯雄分析说。为此，课题组建议，中国企业应重视专利申请策略，加强国内外专利布局，这样才能在未来的竞争中赢得市场。
攻克核心技术迎头赶上
市场的热捧难掩国内企业的尴尬。从2013年中国市场工业机器人销售情况看，跨国公司品牌占据绝对优势，全年销量达2.7万台，占总销售量的74%。相比之下，国产品牌尚处于成长阶段，秦川发展、沈阳新松等国内机器人先行者，其销量相对于外资企业来说还微不足道，产品主要应用于性能要求低的领域，附加值相对较低。
课题组专家认为，造成这一状况的主要原因在于我国机器人核心技术缺失。据了解，工业机器人的核心部件包括机器人本体、减速器、伺服电机、控制系统等4个部分，这4部分分别占总成本的22%、24%、36%、12%。“而伺服电机和减速器很大一部分还得从国外进口，这影响了我国机器人的价格竞争能力。”国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心副主任曲淑君说。
报告称，在减速器和伺服电机方面，国内企业与国际巨头相差巨大。以RV减速器为例，中国申请人申请的专利仅26件，且有效专利只有13件，发明专利只有2件;国外申请人在华申请了专利47件，其中有效的26件全部是发明专利。而且，我国企业申请的专利都不属于核心技术。
“日本企业在减速器和控制领域的主流技术方面布局非常完善，对关键技术的掌握占据绝对优势，在同一个技术方向上为竞争对手留下的发展空间有限。”曲淑君分析说，这种情况对我国相关领域产生了非常大的威胁。一是对于各个关键技术的专利布局，中国企业难以加入关键技术研发的队伍，难以全面提高自身的技术力量;二是中国很多企业技术实力较为薄弱，大部分企业可能成为日本企业的代工工厂，影响中国企业将更多的利润用于科研创新。
面对这种威胁如何突破?国家知识产权局专利局机械发明审查部二处处长徐晓明表达了看法。她和她的团队对比研究了减速器领域的两家龙头企业——谐波传动公司、纳博特斯克公司，发现这两家企业最大的共同之处在于：一是对于所有关键技术进行有效专利布局，二是采取核心专利与大量外围专利协作，即以核心专利作为基础，以大量外围专利作为补充，避免规避。“这给我们很大启发，我们完全可以借鉴当年日本逆袭美国的专利网战略模式，增加外围专利的申请量，包围核心技术，谋求以专利技术交换赢得一定的技术市场，从而积蓄技术能力，开展核心专利技术的研发，最终获得核心竞争力。”徐晓明说。
强化合作意识多措并举
多年来，在国家科技计划的支持下，我国工业机器人基础理论和关键技术不断取得新突破，形成了一批具有较强科研实力的企业和研究院所。报告显示，2010年至2013年工业机器人全球专利申请量排名前20位的申请人中，中国的鸿富锦/鸿海、清华大学、天津大学和浙江大学位列其中。“这说明我国工业机器人的研发能力明显提升。”国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心机械部主任郭震宇说。
然而，为什么专利技术的突破并没有带来预期的市场表现?对此，崔伯雄认为，影响技术市场实现的因素很多，就我国目前的现状而言，研发力量分散、产学研脱节、产业链阙如是其中的一个重要因素。根据报告，中国发明专利申请量排名前十的申请人中，国外申请人均为企业，而国内申请人清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学及浙江大学则均为高校。“研发主体集中在科研院所，不仅限制了科研成果的转化应用，最终也制约了技术创新。”崔伯雄说。
“跨国机器人巨头的成功路径给我们提供了很好的启示。”郭震宇说。根据报告，发那科公司被称为日本模式的典型代表，发那科通过与美国通用汽车等下游企业合作，围绕汽车自动化生产工艺及配套，从总装机器人逐渐向焊装、冲压以及喷涂的机器人发展，逐步成长为工业机器人市场的领先者。课题组专家认为，在当前我国工业机器人研发力量薄弱、核心技术缺失的情况下，合作是提高我国机器人研发水平的根本途径。这种合作不仅包括产学研用的合作、产业链上下游之间的合作，也包括企业之间合作、成立产业联盟等。
促进我国机器人产业的发展，政策扶植也是一个重要的着力点。课题组专家表示，日本之所以成为机器人技术第一大国，与政府的扶持分不开。因此，课题组建议政府应建立完善的研发及产业化政策，建立有效的公共技术平台以加强关键共性技术和核心功能部件的研究与突破，细化完善研发与产业化方面的激励政策。
我们期待中国机器人产业的春天如期到来。
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