中國對(duì)于工業(yè)機(jī)器人巨大的需求量讓眾多國外知名的機(jī)器人品牌賺的“盆滿缽滿”。到目前為止，“四大家族”在國內(nèi)依舊占據(jù)了超過50%的市場(chǎng)份額。近年來國產(chǎn)機(jī)器人雖然在不斷追趕，但是技術(shù)上的差距不是一朝一夕就能趕上的，想要實(shí)現(xiàn)“彎道超車”仍然需要技術(shù)的沉淀。今天我們就國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)專利分析進(jìn)行探討，以此為鑒，既能看到目前我國在機(jī)器人領(lǐng)域仍然面臨的問題，也能看到我國機(jī)器人領(lǐng)域整體進(jìn)步與迅速提升的創(chuàng)新勢(shì)頭。

       不得不承認(rèn)的一個(gè)事實(shí)是，與日本、美國、德國和韓國這四大工業(yè)機(jī)器人強(qiáng)國相比，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人至少落后了10-15年。中國工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)長(zhǎng)期被以“四大家族”為代表的外資企業(yè)占據(jù)，國產(chǎn)品牌處于弱勢(shì)。2017年，國產(chǎn)品牌市場(chǎng)份額由2016年的33.2%下降至27.3%。

        2018年國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人銷量同比增長(zhǎng)16.2%，國內(nèi)市場(chǎng)占有率略有上升，為32.2%，雖然國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人在全球增速放緩的逆境中實(shí)現(xiàn)了銷量上升，能夠在一定程度上說明自主品牌的競(jìng)爭(zhēng)力在不斷增加，但是市場(chǎng)占比能夠看到國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展前行的阻礙。

是什么阻礙了我國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展？

（圖為ABB機(jī)器人）

    一、起步晚，先天不足

        我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在20世紀(jì)70年代初期才起步，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。到了80年代，當(dāng)日本、美國、德國的工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入鼎盛發(fā)展時(shí)期，廣泛應(yīng)用于汽車、航天、食品、儀器等各領(lǐng)域，我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)尚處于萌芽階段。

我國工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，在改革開放后一段時(shí)期內(nèi)，仍然以勞動(dòng)密集型低端產(chǎn)業(yè)為主，廉價(jià)勞動(dòng)力過剩，足以滿足生產(chǎn)需要，對(duì)工業(yè)機(jī)器人大批量需求還未顯現(xiàn)。

        而日本在引進(jìn)美國機(jī)器人技術(shù)后，國家為緩解勞動(dòng)力短缺的問題，采取多方面鼓勵(lì)政策大力發(fā)展和推廣；歐盟則耗費(fèi)巨資支持機(jī)器人新研究項(xiàng)目，覆蓋從技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)品部署的完整價(jià)值鏈，并與產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界達(dá)成戰(zhàn)略合作。

        這就導(dǎo)致我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展與發(fā)達(dá)國家的差距越拉越大。

        起步晚帶來很多問題：理論支撐不足、技術(shù)大躍進(jìn)、人才斷層、市場(chǎng)不成熟、產(chǎn)業(yè)配套不完善，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，應(yīng)用場(chǎng)景少······至今還對(duì)我國機(jī)器人發(fā)展產(chǎn)生了諸多影響。

        二、技術(shù)和工藝落后

        在工業(yè)機(jī)器人成本鏈中，上游核心零部件成本占比最高，占到整體生產(chǎn)成本的60%以上。工業(yè)機(jī)器人有三大核心零部件，減速器、伺服系統(tǒng)和控制器，分別占約31.2%、19.6%、10.4%，這些核心零部件大部分依賴進(jìn)口，控制器和伺服電機(jī)進(jìn)口比例約為80%，減速器進(jìn)口比例約為75%，因此生產(chǎn)成本相較國外企業(yè)更高，產(chǎn)品價(jià)格居高不下。

        為什么國內(nèi)集成商及機(jī)器人本體企業(yè)，不買國產(chǎn)核心零部件來降低成本？因?yàn)閲a(chǎn)核心零部件精度、穩(wěn)定性、可靠性達(dá)不到要求，僅能滿足部分低端市場(chǎng)。核心技術(shù)長(zhǎng)期受制于人，成為制約我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的主要瓶頸。

        即便技術(shù)研發(fā)符合標(biāo)準(zhǔn)，但生產(chǎn)工藝達(dá)不到要求，仍然生產(chǎn)不出一流的核心零部件。因此，為了追求達(dá)到先進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，國內(nèi)不少核心零部件企業(yè)采購進(jìn)口生產(chǎn)和研發(fā)設(shè)備。這也導(dǎo)致各企業(yè)產(chǎn)品同質(zhì)化，沒有核心競(jìng)爭(zhēng)力。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所所長(zhǎng)趙杰指出：“雖然中國有近百家從事工業(yè)機(jī)器人研究生產(chǎn)的高校院所和企業(yè)，但各家研究過于封閉，機(jī)器人研發(fā)力量分散，同一技術(shù)研究重復(fù)過多。”

        三、產(chǎn)品不成熟，試錯(cuò)成本高

        無論是工業(yè)機(jī)器人本體還是核心零部件，國內(nèi)市場(chǎng)都由合資或外企長(zhǎng)期把控。國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人沒有市場(chǎng)，缺乏資金和實(shí)踐改進(jìn)的機(jī)會(huì)，技術(shù)、產(chǎn)品、應(yīng)用都得不到良好的發(fā)展。

        在工業(yè)機(jī)器人最大的應(yīng)用領(lǐng)域汽車工業(yè)，國內(nèi)廠商都傾向于主動(dòng)或被動(dòng)采購四大家族的成熟機(jī)器人。寶馬全球采購ABB機(jī)器人，用于工廠的物料搬運(yùn)、涂膠和點(diǎn)焊工，北京汽車株洲工廠采用庫卡（KUKA）機(jī)器人，吉利汽車的焊接工作全部都采用ABB機(jī)器人，長(zhǎng)城汽車沖焊車間生產(chǎn)線上共擁有超500臺(tái)ABB機(jī)器人和KUKA機(jī)器人，自動(dòng)化率達(dá)100%。

        對(duì)國內(nèi)普通企業(yè)來說，與新品牌合作就意味著要負(fù)擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)成本，因此更愿意支付溢價(jià)購買合資外企的成熟產(chǎn)品。  

        四、人才匱乏

        工業(yè)機(jī)器人作為技術(shù)集成度高、應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜、操作維護(hù)較為專業(yè)的高端裝備，有著多層次的人才需求。主要分為研發(fā)工程師、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用工程師、調(diào)試工程師和操作及維護(hù)人員四個(gè)層次。

        機(jī)器人研發(fā)綜合了計(jì)算機(jī)、機(jī)械工程、電子、信息傳感器、控制理論、材料、人工智能、仿生等諸多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，雖然國內(nèi)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)加大機(jī)器人技術(shù)研究與本體研制方向的人才引進(jìn)與培養(yǎng)力度，但仍然與發(fā)達(dá)國家存在很大差距。2016年，東南大學(xué)開設(shè)了國內(nèi)首個(gè)“機(jī)器人工程”本科專業(yè)，2018年增加到86所。這些開設(shè)該專業(yè)的本科院校，至少要在2020年以后才能開始向社會(huì)輸送人才，鑒于工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)之復(fù)雜，涉及學(xué)科之廣泛，如要進(jìn)修碩士或博士，這個(gè)時(shí)間還會(huì)更長(zhǎng)。

        現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、維護(hù)操作與運(yùn)行管理等應(yīng)用型人才的培養(yǎng)力度依然有所欠缺。根據(jù)工信部發(fā)展規(guī)劃，到2020年，全國工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)量將達(dá)到100萬臺(tái)，相應(yīng)工業(yè)機(jī)器人操作維護(hù)、系統(tǒng)安裝調(diào)試、系統(tǒng)集成等工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用人才需求量將達(dá)到20萬左右。這部分人才往往來自國內(nèi)高職院校電氣自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)電一體化等專業(yè)，在從事工作前還需要進(jìn)行二次培訓(xùn)，短期培訓(xùn)難以達(dá)到崗位要求，因此應(yīng)用人才結(jié)構(gòu)性矛盾和人才荒問題異常突出。

        五、市場(chǎng)不成熟，惡性競(jìng)爭(zhēng)

        新興行業(yè)的出現(xiàn)導(dǎo)致企業(yè)野蠻生長(zhǎng)是一個(gè)必然的過程。目前，中國還處于工業(yè)智能化的初期發(fā)展階段，全國各地眾多機(jī)器人企業(yè)上馬，機(jī)器人行業(yè)在盲目擴(kuò)大，在缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)的前提下，出現(xiàn)質(zhì)次價(jià)廉的惡性競(jìng)爭(zhēng)、百萬研發(fā)新品被迅速“仿制”、產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、不合格產(chǎn)品大行其道等問題，引起市場(chǎng)混亂，嚴(yán)重打擊了行業(yè)信心，阻礙了國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。
        起步晚，技術(shù)落后，產(chǎn)品性能差，市場(chǎng)無法擴(kuò)大，企業(yè)缺少資金投入，技術(shù)得不到發(fā)展······環(huán)環(huán)相扣，互為制約。盡管國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人還存在諸多問題，距離《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》提到的“2020年自主品牌工業(yè)機(jī)器人年產(chǎn)量達(dá)到10萬臺(tái)，六軸及以上工業(yè)機(jī)器人年產(chǎn)量達(dá)到5萬臺(tái)以上”的目標(biāo)還有不小的差距，但我們應(yīng)該看到，我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在求生存、求創(chuàng)新、求發(fā)展的路上，以機(jī)器人本體制造商為例，涌現(xiàn)了一批諸如廣數(shù)、埃夫特、新時(shí)達(dá)、埃斯頓等國內(nèi)優(yōu)秀企業(yè)，正是它們給國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人帶來了希望。

國產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)在專利申請(qǐng)領(lǐng)域應(yīng)該如何布局？

　　1、國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)面臨知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)

　　“四大家族”在上世紀(jì)70年代開始了全球?qū)＠暾?qǐng)。他們所申請(qǐng)的部分專利的技術(shù)特征與國內(nèi)某些企業(yè)相關(guān)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品類似，建議后續(xù)針對(duì)具體的產(chǎn)品做詳細(xì)的專利侵權(quán)分析。部分處于研發(fā)階段，可以提前根據(jù)關(guān)鍵技術(shù)的專利現(xiàn)狀進(jìn)行規(guī)避設(shè)計(jì)或者調(diào)整研發(fā)路線，避免后續(xù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)；另一方面可以針對(duì)具體的亟待的技術(shù)問題和難點(diǎn)在專利文獻(xiàn)中尋找技術(shù)解決方案。

　　2、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)以專利為突破口 

　　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。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)。

　　3、收購具有技術(shù)研發(fā)實(shí)力的公司是快速提升競(jìng)爭(zhēng)力的方式

　　收并購國內(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、快速完成國際化經(jīng)營布局的重要途徑。