機器人技術是典型的集材料、機械、電子、自動化、網絡、信息和服務等前沿高技術于一身的技術,該技術的發展直接關系到國家的產業競爭力、國防實力、經濟實力等綜合國力要素。因此,一個國家的機器人水平可以反映這個國家的綜合實力。隨著國際發達國家重整制造業,機器人與人工智能和數字制造技術一起,必將成為推動制造業升級改造的重要因素。擁有專利數量和利用專利的情況可以直接反映出一個國家或企業在機器人行業的總體實力。專利狀況分析對機器人行業具有重要意義,了解我國機器人技術的歷史、現狀與發展趨勢,從一個側面揭示了我國機器人技術發展的機遇與挑戰。
截至2014年底,工業機器人技術領域的全球專利申請量已超過6萬件,去掉重復的同族專利后為3.5萬余項。最早的專利申請出現在1958年,直到1985年后,專利申請數量才開始出現大幅度增長,主要原因是中國在1985年制定《專利法》后,工業機器人領域主要競爭對手十分注重中國市場,紛紛在中國進行專利布局。目前,工業機器人技術正處于高速發展期。
(●全球專利申請量▲在華專利申請量)
從國際背景而言,美國和日本是世界上開展機器人技術研究最早的國家。美國起步較早,發展速度來看卻不及日本,本世紀初美國機器人技術得到迅速發展。日本機器人技術從上世紀70年代中期開始發展,上世紀80~90年代,是日本機器人技術的高速發展期,之后進入穩步發展階段。韓國和德國機器人技術都是從80年代初才開始,起步較晚。但是韓國研制的服務型機器人有很強的競爭力,進入21世紀后步入黃金時期,專利申請量全面超過美國、日和德國,躍居世界第一。德國機器人技術專利與前三個國家相比數量并不多,但德國的機器人技術一直處于穩步發展狀態。值得一提的是工業機器人“四大家族”(庫卡、abb、安川、fanuc公司)在70年代就開始了全球專利布局。
我國的機器人雖然起步較早,但從專利申請趨勢來看,到上世紀末發展較慢。進入新世紀之后,隨著我國經濟的快速發展,機器人技術專利申請量迅速增長并呈年遞增態勢,與國外發展趨勢對比,我國機器人發展的潛力巨大,前景廣闊。我國工業機器人起步于1972年,其發展過程大致可分為三個階段:1972年~1985年的萌芽期;1985年~2000年的技術研發期;2000年至今的產業化期。目前我國已生產出部分機器人關鍵元器件,開發出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業機器人。一批國產工業機器人已服務于國內部分企業的生產線上,一批機器人技術的研究人才也涌現出來。部分軍工企業、科研機構和企業已掌握了工業機器人操作機的優化設計制造技術、工業機器人控制、驅動系統的硬件設計技術、機器人軟件的設計和編程技術、運動學和軌跡規劃技術等技術,某些關鍵技術甚至已達到或接近世界先進水平。
據科技部的官員介紹,中國的機器人專利申請主要集中在高校和科研院所,企業申請的專利相對較少。國家知識產權局的統計數據印證了這一說法。近年來,我國機器人技術發展迅速,專利申請量快速增加,但國內專利申請主要集中在大學和科研院所,以研究機構居多,國外的申請人則以大公司居多。而這正是國內機器人行業發展的瓶頸,不掌握關鍵核心技術是中國產業結構中突出問題之一,推動“中國制造2025”核心的一點就是創新、再創新。
攻克核心技術,是工業機器人產業發展的題中要義。沈陽新松機器人自動化股份有限公司以完成重大科技攻關項目100多項、擁有數百項國家專利是為業內翹楚,而如廣東拓斯達科技股份有限公司擁有自主核心技術專利40余項的公司也不多見,形成以技術研發優勢為基礎的品牌價值優勢是國內機器人行業快速發展的最重要資源。
從整體上來說,我國機器人產業還很薄弱,機器人研究仍然任重而道遠。為促進我國機器人技術的發展,我們需要抓住機遇,迎接挑戰,使我國機器人發展盡快進入規模開發利用和全面產業化的階段,為中國制造2025及智能產業現代化作出貢獻。