专利视角下工业机器人领域的技术机会分析
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作者:甘学沛
摘 要：工业机器人是目前国际工业技术研究的前沿领域，其所涉及的技术领域具有极其复杂的多样性，而这种多样性也加速了技术的融合和创新。工业机器人是涉及众多技术领域的复杂性产品，技术多样性加速了其技术融合与产业发展。笔者通过技术关键词的共现分析尝试发现工业机器人领域的核心技术，通过专利主体信息的分析揭示具备竞争力的国家和机构，通过同类专利信息分析海外专利的布局状态，从而为我国工业机器人的发展提供有益的发展建议。
关键词：专利 工业机器人 技术机会
中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）05（b）-0064-02
1 技术融合下工业机器人的新技术机会分析
技术融合是目前科技界发展的新趋向，旧技术之间的相互融合为新技术的产生带来了可能性。工业机器人作为一种极为复杂的产品，包含了多种复杂技术于一身，而恰恰是工业机器人的这种特点为工业机器人领域新技术的产生提供了机会。
在本文中，笔者尝试通过相关技术类词汇在一项专利文献的选题和摘要中出现的关系来表示不同技术之间的融合。在分析后，我们发现，工业机器人领域相关技术主题下专利分布十分不均匀，其中发动机主题和机械手主题要多于其他主题的专利量。
我們可以从技术融合的广度和深度来分析技术融合的紧密程度，所谓技术融合的广度指的是一项技术融合其他技术的数量占总计数的数量的比例，比例越高则这项技术越为复杂。技术融合的深度指的是某个主题下技术融合的专利数占这个主题所有专利的数量的比例，比例越高则该项技术的融合深度越高，技术间的相互勾连关系越大。我们选取了机械手臂、控制性系统、综合主体系统等20个技术主题，通过比较我们发现，前8项主题的专利量与其他技术的融合程度较深，与其他技术的勾连性较高，在工业机器人领域中有着重要地位。然而，中国与世界其他国家相比，在这些技术上的融合水平较低，仅有一项技术的融合度高于世界水平。
我们也可以发现，以导航控制和分布式规划为代表的技术融合深度高达100%，但是融合广度则较低。这些技术通常结合其他技术出现，专利数量较少，并且也不能独立发展。但是，当这种技术取得突破时，也会带动其他相关技术得到发展。综合来看，各技术的融合程度若达到82%，则工业机器人的各技术间融合密切，由融合的广度而言，工业机器人的各项专利均会涉及到其他多项技术，技术间融合度极高，其中，机械臂、多智能体系统、控制系统、机械手臂等8项技术融合度最高，其创新机会也最大。
综上所述，作为拥有复杂系统的技术领域，工业机器人技术包括了众多交叉性技术。其所具有的技术的多样性促进了工业机器人的技术融合，也加速了机器人技术创新的速度。根据技术融合的广度和深度两项指标，我们可以发现，工业机器人工业机器人的各项技术融合度较高，合作密切。在众多工业机器人技术中，发动机、机械手、多智能体系统、关节、传输、机器人可靠性、控制系统、机械臂等八项核心技术，是融合度最高的技术，因此也最具备创新机会。中国在这些技术上与国际水平存在差距，需要大力发展。
2 竞争格局中呈现的竞争主体实力
在识别潜在技术机会的基础上，便可以通过明确技术创新主体和技术特定领域中的关系确定在技术领域中具有竞争性的创新手段，从而去发现技术机会。此外，通过对创新主体的分析，还有助于根据竞争环境制定对应的创新策略。
首先，我们通过统计工业机器人各项发明专利所属的区域来统计各个国家在工业机器人的技术实力。通过统计，我们发现，美国、中国、欧盟、日本和韩国在机器人领域的专利发明量占据了全球份额的近90%。美国在工业机器人领域占据绝对优势，尤其在触觉识别和位置传感器等领域优势最为明显。中国在机械手臂和区位控制上较有优势，但是在触觉识别和导航控制上较为落后。欧盟在导航控制和接近传感器等方面存在一定优势。日本则在接近传感器上优势明显。综合来看，在各个国家中，发动机、机械手臂和机械关节都是其研究的重点领域。中国在机械手臂领域专利较多，美国在另两个领域专利较多。
需要注意的是，在这五个国家中，日韩综合技术水平相对较弱，但是在关键技术的主要专利权中，日韩企业却最为突出，诸如三星电子、思科、现代、本田、丰田等企业在各项工业机器人技术中居于中间位置，专利发明量众多，具有高出其他国家同类企业的研发能力。这些企业中，三星电子尤为突出，其研发过程与机器人制造的各项技术均有联系，表现出了多元发展的研发实力。这说明两个国家在工业机器人技术领域中，专利权主要集中在大型企业中，相较于其他国家更体现出来企业创新主体的地位。
就我国而言，工业机器人的主要企业分别是鸿海精密、国家电网、鸿富锦精密几个企业，但是在专利权拥有上却较日韩企业相差较多，更多的专利技术主要还是集中在国内各大高校和科研院所之中。其中，发动机和机械手臂等核心技术与科研机构联系最多，是我国工业机器人研发的重点。
综上所述，笔者认为，美国在工业机器人的所有另有都具有显著的竞争优势，中国则在机械手和抓取技术上具有相对的领先优势，但是在触觉识别和导航控制上劣势明显。欧盟国家的专利技术主要集中在接近传感器和遥操作臂等方面。相对而言，日韩在工业机器人技术领域布局平衡没有太多的弱项，也没有太大的优势。但是，日韩的企业在工业机器人的核心技术中却非常有实力，机器人产业化发展非常成熟。中国的工业机器人创新主体主要集中在科研院校中，但是在产学研结合上还有很多地方需要提高。
3 同类专利分析中揭示的潜在市场
保护技术是申请专利的一个方面，但是申请专利同时也是为了开辟新的市场。通过分析同类专利全球布局可以帮助我们了解工业机器人的潜在市场。通过构建同类专利全球布局图的方式，我们了解到美国、日本、德国、中国、澳大利亚、法国是机器人专利的主要布局国家。
通过分析和调查，我们发现，俄罗斯、中国、韩国、台湾等国家在海外的专利布局要小于其接受的专利的布局，这就意味着他们在其他国家申请的专利要小于其他国家在这些国家所申请的专利数量。这表明，这些国家的专利市场具有一定的吸引力，但是其自身的技术水平却较低。其中比较明显的就是中国工业机器人的专利技术，其在海外的布局率仅有9%，接受率却达到了63%，这表明，中国接受海外专利的数量大大高于自身的专利发明量。这种布局显然极不平衡。值得注意的是，工业机器人的海外布局最多的几个国家都将眼光瞄准中国市场。
综上所述，笔者认为，同类专利的全球布局分析，可以帮助我们发现机器人发展的潜在市场。通过分析，我们发现，美国作为工业机器人输出的主要国家，在全球各地都有着数量巨大的机器人专利布局。德国、法国、意大利、瑞士、瑞典等国家也同样在工业机器人领域具有一定的实力，并将专利技术布局于欧洲和美国。日韩等亚洲国家国家在工业机器人布局和吸收中较为平衡，既有出众的技术实力也有工业机器人市场。相比之下，中国虽然拥有大量机器人发明专利，但是向外输出所占比重较低，技术竞争力较弱。因此，我们需要认识到中国虽然拥有广大的工业机器人市场，但是在技术水平上还与国际水平差距较大，需要提升国际竞争力，开拓海外市场。
参考文献
[1] 赵松年，李恩光，黄耀志.现代机械创新产品分析与设计[M].北京：机械工业出版社，2000.
[2] 刘得宽.民法诸问题与新展望[M].北京：中国政法大学出版社，2002.
[3] 过磊，顾德祥.机器人技术应用[M].北京：国防工业出版社，2014.
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