美的收購庫卡之全球機器人專利布局

　　5月18日，美的集團正式對外宣布已向德國工業(yè)機器人制造商庫卡公司發(fā)出一項收購要約。以每股115歐元收購德國工業(yè)機器人庫卡，這一出價較后者2016年2月3日收盤價溢價59.6%。

　　這樁交易達成后，對庫卡的估值超過50億美元， 是近年中國公司規(guī)模最大的海外主動收購交易之一。根據美的公告，收購達成后，美的在庫卡的持股比例將達到 30%以上，但美的無意取得絕對控股權。

　　“對于美的來說，家電行業(yè)本身是人力資源密集型企業(yè)。未來，隨著人力成本的上漲，用機器人代替人工會變得越來越普及。美的現(xiàn)在加碼工業(yè)機器人領域，也是在為此做戰(zhàn)略準備。”信達證券能源互聯(lián)網首席研究員曹寅告訴澎湃新聞。

　　對庫卡來說，與美的集團之間建立起更加密切的聯(lián)系將有助于提高該公司在中國市場上的營收，而這個市場正是其增長戰(zhàn)略的基石之一

　　此番，中國家電巨頭美的對德國機器人巨頭庫卡的收購，可視為中國制造的一次轉型與突破，如果收購成功，中國有望一舉躋身全球機器人行業(yè)第一梯隊。那么，全球機器人的版圖是怎樣的?

　　北 京航空航天大學飛行器設計博士，中國航天科工集團知識產權研究中心研究員李萍就對工業(yè)機器人領域，尤其是工業(yè)機器人四大家族(庫卡、ABB、安川、 FANUC)的全球專利布局現(xiàn)狀、在華專利申請現(xiàn)狀以及主要競爭對手現(xiàn)狀進行了研究，從知識產權的角度揭示國內工業(yè)機器人技術發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)，并提出政 策建議。

　　以下為李萍撰稿全文：

　　1920年捷克作家描寫了名叫“Robot”的幫人干苦力的機器，它是最早的工業(yè)機器人設 想。隨著科學技術發(fā)展，1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機器人的概念，1958年申請了專利，1959年在美國誕生第一臺工業(yè)機器人。五十多年來工業(yè) 機器人經歷了可編程示教再現(xiàn)型機器人、知覺判斷機器人、智能機器人三個階段，應用領域也逐漸從工業(yè)生產的民用領域轉移到軍事領域。 　一、工業(yè)機器人領域全球專利申請概況

　　截至到2014年7月，工業(yè)機器人技術領域的全球專利申請量已超過6萬件，同族專利為3.5萬余 項。最早的專利申請出現(xiàn)在1958年，直到1985年后，專利申請數量才開始出現(xiàn)大幅度增長，主要原因是中國在1985年制定《專利法》后，工業(yè)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(yè)機器人技術正處于高速發(fā)展期。

　　從技術發(fā)展歷程來看，工業(yè)機器人技術共經歷三大階段：

　　第 一階段(1958年-1969年)可編程示教再現(xiàn)型機器人：工業(yè)機器人領域的第一件專利是美國人喬治德沃爾在1958年申請，名為可編程的操作裝置。約瑟 夫英格伯格對此專利很感興趣，聯(lián)合德沃爾在1959年共同制造了世界上第一臺工業(yè)機器人稱為Robot(中文譯名機器人)，即人手把著機械手，把應當完成 的任務做一遍，機器人再按照事先教給它們的程序進行重復工作，主要用于工業(yè)生產的鑄造、鍛造、沖壓、焊接等生產領域，特稱為工業(yè)機器人。

　　第 二階段(1970年-1984年)知覺判斷機器人：這階段的工業(yè)機器人是具有一定的感覺功能和自適應能力的離線編程機器人，其特征是可以根據作業(yè)對象的狀 況改變作業(yè)內容，即所謂的“知覺判斷機器人”。期間工業(yè)機器人“四大家族”：庫卡、ABB、安川、FANUC公司分別在1974年、1976年、1978 年和1979年開始了全球專利布局。

　　第三階段(1985年-至今)智能機器人：此階段機器人帶有多種傳感器，能夠將多種傳感器得到的信息 進行融合，能夠有效的適應變化的環(huán)境，具有很強的自適應能力、學習能力和自治功能。2000年以后，美國、日本等國開始了智能軍用機器人研究，并在 2002年由美國波士頓公司和日本公司共同申請了第一件“機械狗”(Boston Dynamics BigDog)智能軍用機器人專利，2004年在美國DRAPA/SPAWAR支持下申請了智能軍用機器人專利。

　　1、工業(yè)機器人領域專利受理量國家/地區(qū)分布

　　從工業(yè)機器人相關專利受理數量排名前六位國家/地區(qū)(專利受理機構，基于同族專利國)的排名情況可以看出，相關專利受理數量最多的國家/地區(qū)依次是：中國、日本、韓國、美國、歐洲專利局、世界知識產權組織。這也體現(xiàn)了中、日、韓、美是工業(yè)機器人的主要市場。

　　2、工業(yè)機器人領域技術布局概況

　　下圖給出了工業(yè)機器人領域的全球技術布局情況，專利大都分布在機械手的結構、控制、觸摸、安全和程序控制技術，以及工業(yè)機器人的航道控制、自動控制、傳輸、多鉸接爪臂技術。

　　3、中國專利申請情況分析

　　我國工業(yè)機器人起步于1972年，其發(fā)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(fā)期;2000年至今的產業(yè)化期。

　　目前我國已生產出部分機器人關鍵元器件，開發(fā)出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機器人。一批國產工業(yè)機器人已服務于國內部分企業(yè)的生 產線上;一批機器人技術的研究人才也涌現(xiàn)出來。部分軍工企業(yè)、科研機構和企業(yè)已掌握了工業(yè)機器人操作機的優(yōu)化設計制造技術、工業(yè)機器人控制、驅動系統(tǒng)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(guī)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。但是，在華專利申請數據顯示，瑞士的 ABB、日本的FANUC(發(fā)那科)、日本的YASKAWA(安川電機)、德國的KUKA(庫卡)已經在我國申請了大量專利，中國申請人集中在蘇州工業(yè)園 區(qū)職業(yè)技術學院、昆山市工業(yè)技術研究院、湖南大學、清華大學等高校，我國擁有技術優(yōu)勢的科研院所和企業(yè)反而不太關注工業(yè)機器人技術領域的專利布局。

　　二、主要競爭對手概況

　　在民用領域，國際上占據了工業(yè)機器人絕大部分市場的“四大家族”：安川、FANUC、KUKA、ABB公司，自上世紀70年代中期開始了全球專利布局，并且 逐年上升。同時，“中國增長”讓全球領先的工業(yè)機器人巨頭都把目光投向這塊土地，不約而同的是，總部在瑞士的ABB、日本的FANUC(發(fā)那科)、日本的 YASKAWA(安川電機)、德國的KUKA(庫卡)都將其中國總部設在上海。目前，這四家企業(yè)在中國市場占有率總共達到八成以上，前三家在全球的機器人 銷量都突破了20萬臺。

　　在軍用領域，由美國政府支持的軍用機器人開發(fā)商占據了全球軍用機器人市場的85%，歐洲占據15%，而中國僅為0.1%。軍用機器人領軍企業(yè)General Dynamics市場占有率為27%，諾格公司、洛克希德-馬丁公司緊隨其后。

　　1、日本安川電機(Yaskawa)

　　1915 年合資公司安川電機制作所成立。安川電機自1977研制出第一臺全電動工業(yè)機器人以來，旗下?lián)碛蠱otoman美國、瑞典、德國以及Synetics Solutions美國公司等子公司，至今共生產13萬多臺機器人產品，而最近2年生產的機器人3萬多臺，超過了其他的機器人制造公司。2005年4月， 該公司宣布將投資4億日元，建造一個新的機器人制造廠，該公司每月工業(yè)機器人生產能力將達到2000臺。安川公司在全球申請的機器人相關專利4505件， 去掉重復的同族專利為1949項同族專利。

　　2、日本FANUC

　　日本發(fā)那科公司(FANUC)創(chuàng)建于1956年，是當今世 界上數控系統(tǒng)科研、設計、制造、銷售實力最強大的企業(yè)，研發(fā)人員占公司總人數的1/3/。1974年， FANUC工業(yè)機器人問世——基于伺服、數控基礎，1976年投放市場。FANUC公司在全球申請的機器人相關專利5507件，去掉重復的同族專利為 1476項同族專利。

　　3、德國KUKA

　　KUKA公司成立于1898年，總部設在德國奧格斯堡，是為汽車制造、航天、能源 及工業(yè)領域提供柔性自動化系統(tǒng)設備的公司。2000年9月，庫卡自動化設備(上海)有限公司正式成立。2004年7月，庫卡柔性系統(tǒng)制造(上海)有限公司 在上海青浦工業(yè)園成立。2008年12月，在上海交通大學成立“KUKA焊接機器人智能化與工程應用聯(lián)合實驗室”。KUKA公司在全球申請的機器人相關專 利2383件，去掉重復的同族專利為802項同族專利。

　　4、瑞士ABB

　　ABB是由兩個歷史100多年的國際性企業(yè)瑞典的 阿西亞公司(ASEA)和瑞士的布朗勃法瑞公司(BBC Brown Boveri)在1988年合并而成，兩公司分別成立于1883年和1891年。ABB集團的業(yè)務遍布全球100多個國家，擁有107，000名員 工，ABB集團超過一半的營業(yè)額來自歐洲市場，近四分之一來自亞洲、中東和非洲，五分之一來自南北美洲市場。ABB公司在全球申請的機器人相關專利 3389件，去掉重復的同族專利為923項同族專利。

　　5、美國波士頓動力公司(Boston Dynamics)

　　美國波 士頓動力公司自1998年以來共申請專利8項，其中美國5項，日本1項，世界知識產權組織2項。其中一項發(fā)明專利US2004864715A是獲得美國政 府DARPA/SPAWAR計劃支持，該專利權屬于國家。該公司的主要研發(fā)團隊人員有13人，核心技術研發(fā)人員是Playter Robert、Raibert Marc、Buehler Martin 、Saunders Aaron ，尤其是Saunders Aaron參與了波士頓動力公司近年的每一項智能機器人項目研發(fā)，是高級智能四足仿生機器人BigDog的研發(fā)核心力量。

　　波士頓機械狗(Boston Dynamics BigDog)是一種動力平衡四足機器人，由波士頓動力公司、福斯特-米勒公司、噴氣推進實驗室，以及哈福大學康德菲爾德研究站共同研發(fā)。

　　2002 年7月申請的專利JP2002215591A寵物機器人揭示了波士頓動力公司最初的智能四足仿生機器人BigDog的技術來源，該專利顯示相關技術是由日 本SONY公司與波士頓動力聯(lián)合研發(fā)，并由雙方共有相關專利。該專利披露了采用螺旋式彈簧維持伺服電機與腿部末梢的線性關系，并給出了具體的實現(xiàn)方法與相 關試驗數據。

　　三、啟示與建議

　　1、國內外工業(yè)機器人市場面臨知識產權風險

　　安川、FANUC、KUKA、 ABB公司四大公司在上世紀70年代開始了全球專利申請，分別于1995年、2003年、1985年、1996年開始在中國進行專利布局，尤其是KUKA 公司在中國專利申請量最大。四大公司所申請的部分專利的技術特征與國內某些企業(yè)相關工業(yè)機器人產品類似，建議后續(xù)針對具體的產品做詳細的專利侵權分析。國 內大部分工業(yè)機器人相關技術還有部分處于研發(fā)階段，一方面可以根據關鍵技術的專利現(xiàn)狀進行規(guī)避設計或者調整研發(fā)路線，避免后續(xù)知識產權風險;另一方面可以 針對具體的亟待的技術問題和難點在專利文獻中尋找技術解決方案。

　　2、工業(yè)機器人技術產業(yè)化應以專利為突破口

　　從四大民用公 司的專利申請趨勢來看，每一次技術產業(yè)化的時間點都是專利申請量的峰值，尤其是日本企業(yè)。專利是產品進入市場的保護傘，專利申請的時間和地域選擇與產業(yè)化 發(fā)展方向密切相關。例如，日本FANUC公司在2003年以前從未在華申請機器人相關專利，主要是防止泄漏相關技術，但是于2003年在中國廣州、深圳等 地設立近十家分公司，同年就開始了在華地區(qū)的專利申請，專利申請量急劇上升，這樣不僅可以保護自身產品，還能遏制競爭對手的發(fā)展。

　　3、收購具有技術研發(fā)實力的公司是快速提升競爭力的方式

　　收 并購國內外具有自主知識產權、較強的研發(fā)團隊以及領先的市場地位的相關企業(yè)也逐漸成為國內企業(yè)快速提升規(guī)模、提升核心競爭力、快速完成國際化經營布局的重 要途徑，也是軍工企業(yè)實現(xiàn)軍民融合式發(fā)展、產業(yè)快速轉型升級和結構調整的便捷之路。一方面可以直接獲得大量專利，另一方面是可以獲得具有研發(fā)實力的團隊。 例如，ABB公司從1987年開始的3年內收購了全球60多家公司，但是機器人技術方面并未快速發(fā)展，但是自從1998年6月收購Alfa Laval自動化公司，1998年10月收購Elsag Bailey公司之后，機器人相關專利申請急速上升，自此開始保持了技術優(yōu)勢。

　　其 中，KUKA是德國公司，相較于美國、日本來說更易于技術合作，并且KUKA進入中國市場較早，可見其對中國市場的關注度高，一開始進入中國是1986年 贈送中國一汽工業(yè)機器人的友好方式。2008年KUKA與上海交大聯(lián)合成立實驗室，是比較有機會進行技術合作或者引進相關人才的。此外，KUKA在中國的 專利申請量較大，已經具備了一定的技術優(yōu)勢，與其聯(lián)合可以避免更多的知識產權風險。

　　4、工業(yè)機器人技術轉化應用應關注“民轉軍”

　　2000 年后，美國逐漸開始將工業(yè)機器人技術轉化應用到軍事領域，并且在2011年發(fā)布了針對針對制造、健康護理/醫(yī)藥機器人、服務機器人三類機器人的國家機器人 技術倡議(NRI)，明確了美國機器人技術發(fā)展路線，但是在2013年發(fā)布的美國機器人技術發(fā)展路線圖中新增加了航天和國防領域機器人技術發(fā)展規(guī)劃。同 時，美國在花巨資研究軍用機器人時十分注重相關知識產權保護，例如美國波士頓動力公司的發(fā)明專利US2004864715A顯示，該專利已獲得美國政府 DARPA/SPAWAR計劃支持，同時也規(guī)定其專利權屬于國家;另一方面，美國的軍用機器人研發(fā)采取多方合作，例如波士頓BigDog最初的技術就是來 源于日本SONY公司與波士頓動力公司聯(lián)合研發(fā)，從其他媒體報道顯示，該型號還與福斯特-米勒公司、噴氣推進實驗室、哈福大學康德菲爾德研究站進行了聯(lián)合 開發(fā)。

　　建議國內企業(yè)在工業(yè)機器人產業(yè)論證中開展完整的專利分析評議，開展關鍵技術的專利分析能夠提高技術研發(fā)起點、優(yōu)化資源配置、加快研 究進程，實現(xiàn)關鍵技術突破并進行再創(chuàng)新，從而快速提升技術創(chuàng)新能力;同時，掌握國外對標公司的專利布局、摸清型號發(fā)展與國外技術指標的差距，滿足研發(fā)過程 中對科技情報支撐信息的迫切需求。在此基礎上，結合企業(yè)工業(yè)機器人產業(yè)領域技術優(yōu)勢和技術劣勢，分析國外高新技術熱點、空白點、發(fā)展動態(tài)和方向，為產業(yè)提 出知識產權布局建議，為戰(zhàn)略研究、項目論證、項目立項提供決策支撐。