专利技术创新助推物流行业发展
张一博*徐海青*
摘 要： 近年来，中国物流行业发展迅速，相关政策密集出台，智能仓储物流发展提速。国家有关部门对仓储物流产业的发展非常重视：2013年，商务部发布《关于促进仓储业转型升级的指导意见》；2014年，国务院出台《物流业发展中长期规划（2014—2020年）》。本文对物流行业的政策、市场、专利技术发展，自贸区对物流行业影响及自贸区典型企业等做了初步分析，厘清了中国智能仓储物流行业当前所处的状况，对比中国与国外专利分布状况以及国内不同省份技术发展趋势，对中国国内市场专利资源分布情况进行分析，阐述了专利技术发展趋势和发展热点，就智能仓储物流成套系统的三个关键技术分支的专利态势、重要申请人和核心专利情况进行了较为详细的分析，并对该领域重点的国内外企业的专利布局情况进行了论述。
关键词： 智能仓储物流 码垛机器人 分拣机器人 搬运机器人
一、引 言
物流业是融合运输、仓储、货代、信息等产业的复合型服务业，被称为21世纪的朝阳产业，而现代物流业作为经济增长的“加速器”越来越成为衡量一个国家或者地区经济综合竞争力的一个重要指标[1]。2009 年中国将物流业振兴和调整规划纳入“十大产业振兴与调整规划”，2014年国务院出台《物流业发展中长期规划（2014—2020年）》，标志着国家对物流产业的重视和大力支持。近年来，区域经济一体化成为国家发展的战略思路，京津冀协同发展、长江经济带、丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路经济带等，主要着力点是区域的互联互通，交通基础设施建设和物流网络布局成为重要组成部分。
二、物流业竞争力影响因素
根据相关文献记载，物流业的竞争力主要受技术创新、市场竞争、企业能力和政府规制四个方面影响（如图1所示）[2]。
图1 物流行业竞争力影响因素
笔者将重点从技术创新角度进行分析，为湖北省物流行业发展提供参考，物流产业竞争力在很大程度上取决于其技术创新的速度，而技术创新在相当程度上却依赖于“技术标准”，这是因为“技术标准”能加快技术创新的扩散速度，影响着物流产业技术创新和技术扩散的进程，同时也决定了物流企业能否从技术进步中获得利益[3]。在实际应用中，一般采用专利、新产品、创新投入资金和研发人员对创新的投入产出进行数量分析，而专利数据在创新分析中越来越显示出其重要性。
三、物流业技术热点
现代物流是以各种信息技术为核心，各国（地区）在物流产业六大行业的专利数量所占比例不同，不过，所占比重最大的均为装卸搬运。美国、日本和中国大陆装卸搬运行业专利数量在物流产业中所占比例分别是56%、54%和44%。装卸搬运在物流过程中是不断出现和反复进行的，出现频率高于其他各项物流活动，每次装卸活动需要花费时间、消耗人力，成为决定物流速度、物流费用、物流效率的重要环节[4]。
我给门前的瓜秧子浇水，听到陆茂本和司大愣子也在议论别呦呦。陆茂本说：“昨晚我去找她了。我敲门，她问我是谁，我说我是司大愣子，她说这么晚了，找我有什么事？我说，你把门打开，我给你带好东西来了。她把门打开一条缝，我把手里的铜钱朝她晃晃，她就将我拽进去，然后我们就……”
线等，从20世纪60年代起开始生产立体自动仓库和自动化无人搬送车。其FA＆DA事业部生产的自动堆垛机，最高可达45米，运行速度最快达到每分钟500米，涉及的产品包括立体自动仓库、AGV等。图5给出了大福株式会社各分支产品占比以及专利申请量趋势。
四、物流行业智能仓储技术专利分析
国内自动化物流系统的发展历程主要经历了以下几个主要阶段：1975—1985年，属于起步阶段，已经完成系统的研制与应用，但由于经济发展的限制，应用非常有限；1986—1999年，随着现代制造业向中国转移，现代物流系统技术开始受到重视，其核心的自动仓储技术获得市场认可，相关技术标准也陆续出台，促进了行业发展；2000年至今，市场需求与行业规模迅速扩大，技术全面提升，现代仓储系统、分拣系统及其自动化立体库技术在国内各行业开始得到应用，尤其以烟草、医药、汽车、机械制造等行业更为突出。更多国内企业进入自动化物流系统领域，通过引进、学习世界最先进的自动化物流技术以及加大自主研发的投入，使国内的自动化物流技术水平有了显著提高。
（一）国内外物流行业智能仓储技术专利分析
于是在2018年夏天，一切都已经面目全非。丁彦雨航远走NBA，追寻着可望不可即的梦想。队长睢冉进入伤病名单，缺席整个赛季。凯撒的执教生涯，也画上了句号。更重要的是，山东高速退出，以232万的底价将山东男篮转给西王集团。
作为目前世界最大的物流系统综合制造厂家之一的日本大福株式会社（Daifuku Co,.Ltd），在20世纪50年代中期进入物流设备制造领域，制造自动生产
图3显示了智能仓储物流成套系统中国专利申请趋势以及中国专利申请布局构成，从中可以看出国内申请和来华申请总体上呈现上升趋势，国内申请量与来华申请量在2005年以前基本持平，2005年开始国内申请年申请量开始大幅超过来华申请年申请量，其后每年的专利申请增长率也明显高于国外来华申请，至今国内申请量已远大于来华申请量。同时，发明专利的申请量占比为53%，实用新型专利占比为46%。
图2 智能仓储物流成套系统中国专利申请趋势图
关注来华申请可以看出，2001年以前来华申请年申请量均低于10件，2001年中国加入世界贸易组织，国外企业也开始重点关注中国市场，开始进行相应专利的布局，2001—2012年间来华申请一直保持较为稳定的增长趋势，在2013年、2014年期间陷入低迷期，增长速度缓慢，近几年也在持续减少。
比较椭球拟合法前后的初始误差数据可以发现,使用椭球拟合法可以将加速度计初始误差由0.2 m/s2降低到0.05 m/s2以内,说明该算法可以有效对加速度计测量数据进行误差补偿,提高了加速度计测量数据的初始精度。
（二）自贸区对物流行业智能仓储专利技术影响
沈阳新松机器人自动化股份有限公司（以下简称“沈阳新松”）是国内机器人产品线最全的厂商。沈阳新松现形成以自主核心技术、核心零部件、领先产品及行业系统解决方案为一体的完整产业价值链，并将产业战略提升到涵盖产品全生命周期的数字化、智能化制造全过程，其主要产品包括AGV、拆码垛机器人等。
[15][29]Hugh Tinker, The Union of Burma: A Study of the First Years of Independence, London, New York, Toronto: Oxford University Press, 1967, p.345, 351.
表1 智能仓储专利申请省市排名(单位：件)
图3 福建、广东、上海、天津四个自贸区专利申请量的变化趋势
图4 10个自贸区智能仓储行业专利申请分析
五、物流行业智能仓储技术国内外重要申请人专利分析
（一）国外重要申请人专利分析
中国作为目前具有全球第一的智能仓储物流成套设备关键技术相关专利申请数量的国家，截止2017年9月30日共有相关专利申请10458件，其中国内申请9793件，国外来华申请665件，共有3000多名相关申请人。本次数据统计为截止2017年9月30日所有已经公开的申请，专利申请从提交申请到公开最长有18个月的时间，因此近两年申请的部分专利由于没有公开而导致没有统计在内。
本文对智能仓储物流成套系统关键技术的专利资源状况进行全面分析，从全球、全国两个角度分析该产业的专利现状、未来发展趋势，依据智能仓储物流成套系统的技术构成和热点情况，得出了智能仓储物流成套系统的关键构成代表为堆垛机器人、分拣机器人、自动化立体仓库、AGV小车和货架穿梭车。
图5 大福株式会社各技术分支占比以及专利申请量趋势图
国内重要申请人的选择因素和指标主要考虑其产业规模、市场知名度、主流产品及专利指标及地域等因素。此处选择沈阳新松机器人技术有限公司作为重要申请人进行分析。
2007年以前国内智能仓储物流成套系统关键技术的相关专利申请年申请量均低于100件，从2009年开始相关专利数量开始快速增长，仅2015年就有2000余件相关专利申请。2009年国务院将物流作为十大振兴产业之一列入规划，2011年和2012年商务部出台《物流业调整和振兴规划》及《关于促进仓储业转型升级的指导意见》，2013年初商务部发布《关于促进仓储业转型升级的指导意见》，2014年国务院出台《物流业发展中长期规划（2014—2020年）》等。可见，国家政策的扶持对智能仓储物流产业的促进是非常巨大的，这些政策为国内智能仓储物流产业的发展提供了很好的环境，从而也促进了相关专利申请量的增加。
图6所示为大福株式会社产品的专利申请布局图。从图6中可以看出，大福株式会社的专利申请中有76%在日本进行了布局，在他国布局中占比最高的为美、韩，在中国布局专利申请量占比为4%，在欧洲和德国的布局占2%。由此可以得出，大福株式会社更重视美国和韩国市场，这一点对国内企业比较有利，可以借鉴其专利技术，快速实现技术跟进，同时在此基础上进行研发，可以有效提高效率、降低投入，但是应该注意避免可能存在的专利风险。
图6 大福株式会社专利布局分析
（二）国内重要申请人专利分析
从图5中可以看出，1990—1994年大福株式会社申请量呈不断上升态势；在1994—1998年，申请量开始出现阶段性上升和下降，而这一时期，大福株式会社的专利申请方向也在不断变化；在2000—2005年，大福株式会社的申请量维持在高位，2006年后开始在低位徘徊。
表1显示了国内智能仓储专利申请省市排名状况。从表中可以直观地看出国内申请量高的省市大多位于沿海地区，而湖北作为内陆省市进入申请量排名前10，说明湖北物流行业有一定技术基础。为了研究自贸区对物流行业申请量的影响，笔者分析了前两批次福建、广东、上海、天津4个自贸区的专利申请量随年份的变化趋势（如图3所示），可以看出4个省市分别在其自贸区获批的年份2013—2014年专利申请量有一个跃升，说明自贸区对物流行业的专利申请有促进作用。当然，2014年颁布的《物流业发展中长期规划（2014—2020年）》也是一个重要影响因素。通过对三个批次10个自贸区智能仓储行业专利申请分析（如图4所示），可以看出湖北省在10个自贸区中排名第5，但与前三名差距较大，并且与后面几名没有拉开差距，可见湖北省在智能仓储及物流行业的技术创新方面有待加强。国内省市近三年活跃度普遍高于来华国家近三年的活跃度，其一定程度反映了国内省市对于专利布局的重视与支持。其次，从发明申请量以及发明授权率可以看出，国内省市中浙江省的发明授权率最高，这一定程度上反映了浙江省的发明质量较高，而湖北省发明专利授权率只有50%，其专利质量有待加强。
“十年前，跑火船的前夜。那一夜，天色出奇地黑。我和小表姐都期待着明天的跑火船，所以兴奋得睡不着觉。于是我们偷偷起床，打算去柴垛旁看看自家的火船，火船还没完工，此时二表哥应该在赶工。
图7所示为沈阳新松专利申请类型图示。由图7可以看出，沈阳新松机器人专利申请中，发明占48%，实用新型占49%，外观占比3%，其专利申请质量较为均衡，发明专利申请量有待提高；在2011—2014年，其有效专利占比均超过50%，说明其专利申请质量明显较高。
中国—东盟博览会永久落户南宁，不仅为南宁吸引了大量的外部投资，也为南宁的旅游业带来了充足的客源。因此，中国—东盟博览会在推动南宁经济的同时，也使南宁旅游业整体质量的提高。东博会和旅游业的良性互动，使得两者融合发展，促进南宁城市竞争力。在中国—东盟博览会的影响下，南宁的旅游业不断向好向快发展；而南宁旅游业的完善也在一定程度上保证了东博会举办的质量。两者的互动迎来社会和谐发展共赢的局面。
图7 沈阳新松专利申请类型及法律状态
图8 给出了沈阳新松各技术分支占比以及专利申请量趋势图。从图中可以看出，2003—2009年沈阳新松申请量呈现平稳态势，这几年其专利申请量非常少，说明其专利申请意识还不够强，研发能力还较弱；在2009—2013年，申请量开始迅速增长，2013年后又开始下滑；而从沈阳新松各技术分支申请量占比可以看出，2011年前其申请主要涉及分拣机器人和装卸搬运机器人技术，而2012后其研发开始多元化，堆垛、分拣、装卸机器人技术方向均有专利申请。
图8 沈阳新松各技术分支占比以及专利申请量趋势图
六、主要结论
近年来，中国、日本和美国的专利申请量占据了全球智能仓储物流成套系统关键技术总量的绝大部分，以创新重点和活跃度为视角，中国专利申请在全球申请中已经占据较为重要的地位，无论是专利布局国家还是专利来源国家，中国都占据第一位，表明国内创新主体已经开始关注相关产业的专利布局，并有意识地进行专利的申请和保护。
物流领域内的龙头企业以日本企业居多，尤其以日本村田机械株式会社、大福株式会社等为代表，其相对申请量较大，专利布局区域广，国内创新主体暂时与其存在较大的差距，这些国外企业，尤其是日本的相关企业在智能仓储物流产业的专利上已经有一定的积累。虽然中国在申请总量已位居全球第一，专利申请、专利布局等方面也开始受到国内创新主体的广泛重视，但就单个创新主体而言，申请量均较少，且大多仅在国内布局，研究内容也较为单一，没有形成相应的技术网络，也未出现垄断的态势。如何突破国外企业的专利壁垒，做到自主原创，仍需要国内创新主体的进一步努力。
基于上述分析可以看出，物流行业是各自贸区争相发展的重要产业，自贸区也对物流行业的发展和技术创新起到了正向激励的作用，应根据企业专利技术特点，加强产学研结合，并重点关注国内外领先企业技术发展趋势及研发重点选择研发和发展战略，具体建议如下：第一，由于政策对促进物流行业的发展和技术创新有正向促进作用，因此政府要加强引导，对物流业的发展前景进行规划，制定物流业的法律文件，进一步完善好物流业市场发展；对于物流行业的重点分支，比如智能仓储等要加强专利导航，明晰行业技术发展趋势，制定合理的发展战略，通过并购、结盟、合资的方式进行资源的整合，科学运用物流资源的最小规模，达到物流业的规模经济；第二，在各自贸区均重点发展物流行业的背景下，应该基于省内大力推进铁、水、公、空多式联运的特点，实施差异性发展，加大中部地区的物流基础设施建设，提高物流资源的有效利用率，不断提升湖北省物流业的国际竞争力，鼓励有发展实力的物流企业积极参与到国际竞争中，学习国外的优秀物流业发展经验，培养高级物流业国际交流人才等，依靠技术使运输、包装、仓储、装卸以及配送等各个环节相互之间更好地合作和流通，降低物流业发展的成本。
参考文献
［1］ 贺赟.中国物流业区域竞争力研究[D].武汉：华中科技大学，2013.
［2］ 张宝友,黄祖庆,孟丽君,标准视角下省域物流产业竞争力比较研究[J].西安电子科技大学学报 ,2011(9)：1-2.
［3］ 李再扬,杨少华. GSM：技术标准化联盟的成功案例[J].中国工业经济,2003(7)：89-95.
［4］汪传雷,张莉莉,李从春．加强企业专利管理的必要性分析［J］．企业研究，2011( 12) ： 140 －141.
*作者单位：国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心。
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