今年4月,工信部、發(fā)改委和財(cái)政部三部委聯(lián)合印發(fā)《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》,將強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和和大力發(fā)展關(guān)鍵零部件等工作列入主要任務(wù)。
據(jù)中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的2015年中國工業(yè)機(jī)器人市場統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,中國市場已連續(xù)三年位居世界首位,全年累計(jì)銷售68459臺(tái),同比增長18%。其中國產(chǎn)機(jī)器人銷售22257臺(tái),同比增長31.3%。
可見,我國在政策和市場兩個(gè)環(huán)節(jié)已經(jīng)為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境。下一步要加強(qiáng)對(duì)核心技術(shù)攻關(guān),縮小與世界先進(jìn)國家的技術(shù)差距,培育一批國內(nèi)優(yōu)秀的龍頭企業(yè),在工業(yè)機(jī)器人當(dāng)前“五四三”的專利競爭格局中,打出中國的“世界波”。
一、五大國家或地區(qū)引領(lǐng)專利創(chuàng)新
工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域?qū)@暾?qǐng)量處于領(lǐng)先地位的國家或地區(qū)為日本(38044項(xiàng))、中國(21571項(xiàng))、美國(11698項(xiàng))、以德國(9726項(xiàng))為代表的歐洲、及韓國(8028項(xiàng))等。如圖1。
圖1 全球?qū)@暾?qǐng)國家/地區(qū)分布圖
數(shù)據(jù)顯示,國外來華申請(qǐng)相關(guān)專利的國家或地區(qū)中,日本(3371件)遙遙當(dāng)先,這與日本工業(yè)機(jī)器人巨頭紛紛瞄準(zhǔn)中國市場在中國建廠以及日本在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域先進(jìn)的技術(shù)水平相匹配。其他來華進(jìn)行專利布局的國家還有美國(386件)、德國(348件)、韓國(251件)等。
圖2 工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在中國進(jìn)行專利布局的國家分布
國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展迅速,專利申請(qǐng)量最大的前5個(gè)省份依次為江蘇(3168件)、北京(2013件)、浙江(1827件)、上海(1721件)和廣東(1234件),這與上海、常州、昆山、蘇州、徐州、青島等地大力建設(shè)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園區(qū)的情況相吻合。如圖3。
由此可見,目前我國地方政府設(shè)立工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園的發(fā)展模式對(duì)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展起到了良好的促進(jìn)作用,但是各地的產(chǎn)業(yè)園如何實(shí)現(xiàn)差異化發(fā)展,避免重復(fù)投入和惡性競爭,是需要各地方政府關(guān)注的問題。
圖3 國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)主要專利申請(qǐng)來源地
二、四大跨國公司掌握關(guān)鍵專利技術(shù)
在工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)全球重要專利申請(qǐng)人中,日本的安川電機(jī)公司和發(fā)那科公司分別以5823項(xiàng)、4512項(xiàng)專利申請(qǐng)位居全球前兩位。ABB(2231項(xiàng))、三星(2016項(xiàng))、日立(1907項(xiàng))、三菱(1823項(xiàng))、豐田(1780項(xiàng))、精工愛普生(1714項(xiàng))、松下(1624項(xiàng))、富士通(1549項(xiàng))、本田(1343項(xiàng))、東芝(1193項(xiàng))、索尼(999項(xiàng))、庫卡(889項(xiàng))和西門子(784項(xiàng))等公司緊隨其后。如圖4。
在這前十五位全球重要申請(qǐng)人中,日本企業(yè)占據(jù)了11席,可見目前日本在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域具備雄厚的研發(fā)實(shí)力,在專利技術(shù)方面的競爭優(yōu)勢(shì)明顯。全球相關(guān)專利申請(qǐng)量Top15的排名中,中國國內(nèi)專利申請(qǐng)人無一上榜,表明目前中國國內(nèi)企業(yè)與國際巨頭之間的技術(shù)實(shí)力差距明顯。
圖4 工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)全球?qū)@暾?qǐng)量15強(qiáng)
在國外來華專利申請(qǐng)方面,四大龍頭企業(yè)中的三家,即發(fā)那科(1199件)、安川(806件)、ABB(445件)占據(jù)著中國排名的前三位,表明這些龍頭企業(yè)十分重視在中國的專利布局。并且發(fā)那科、安川和ABB的全球?qū)@暾?qǐng)活躍指數(shù)分布為0.93、0.76、0.97(表1),而對(duì)應(yīng)的中國專利申請(qǐng)活躍指數(shù)提高到0.95、6.65、1.48,表明他們對(duì)于中國市場的重視程度超出了全球平均水平,在受2008年金融危機(jī)影響后全球技術(shù)研發(fā)和專利申請(qǐng)相對(duì)收緊的大環(huán)境下,他們依然在中國增加專利投入。
表1 工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)專利申請(qǐng)人活躍度
三、三大關(guān)鍵零部件成為創(chuàng)新焦點(diǎn)
雖然在工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中國專利申請(qǐng)排名前十名中,中國國內(nèi)申請(qǐng)人占據(jù)七個(gè)席位,但是這七位國內(nèi)申請(qǐng)人的總量之和(1668件)比排名前三的國外公司的專利申請(qǐng)總量(2450件)還少46%。并且這些國內(nèi)申請(qǐng)人基本上為國內(nèi)大學(xué)院校和科研院所,企業(yè)僅有新松(259件)和鴻富錦(173件)兩家,而新松公司為中科院沈陽自動(dòng)化所(214件)控股,有著濃厚的中科院背景,這一方面說明了國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人企業(yè)的技術(shù)研發(fā)實(shí)力還有待提高,而且在專利保護(hù)方面暫時(shí)比較薄弱,另一方面也可以看出我國在產(chǎn)學(xué)研結(jié)合上還具有巨大的發(fā)展?jié)摿?,如果可以挖掘出大量高校專利?dāng)中蘊(yùn)含的價(jià)值,將能夠?qū)χ袊I(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大推動(dòng)作用。
通過對(duì)國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行成本分析發(fā)現(xiàn),三大關(guān)鍵零部件減速器、運(yùn)動(dòng)控制器和電機(jī)占工業(yè)機(jī)器人整體成本的65%-75%,而包括關(guān)節(jié)、機(jī)械臂、末端執(zhí)行器等在內(nèi)的其他本體成本僅占25%-35%(如圖5),由于相關(guān)關(guān)鍵零部件技術(shù)受制于國外企業(yè),導(dǎo)致我國工業(yè)機(jī)器人本體制造企業(yè)的相關(guān)零部件采購成本甚至遠(yuǎn)高于國外同行。
圖5 零部件中外企業(yè)采購價(jià)差(人民幣/臺(tái))
因此,目前我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)急需突破制約關(guān)鍵零部件發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),尤其是減速器相關(guān)的技術(shù)。
在上述三大關(guān)鍵零部件中,減速器的成本占比最高,而其專利申請(qǐng)量卻最小,全球僅涉及1560項(xiàng),而日本企業(yè)具有壟斷性優(yōu)勢(shì)。
圖6 三大核心零部件全球?qū)@暾?qǐng)國家和地區(qū)
以三家國外來華龍頭企業(yè)和三家國內(nèi)龍頭企業(yè)的關(guān)鍵零部件專利申請(qǐng)量進(jìn)行對(duì)比,安川和ABB的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于電機(jī)(227件,137件)和控制器(175件,78件)兩方面,庫卡的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在控制器(114件)方面。國內(nèi)申請(qǐng)人中新松在控制器(53件)方面、廣州數(shù)控在電機(jī)(32件)方面有一定專利積累。
圖7 三大核心零部件中國專利重要申請(qǐng)人