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最新消息| 物流倉儲裝備相關知識產權分析 | 2022-09-20 |
| 文章来源：由「百度新聞」平台非商業用途取用"https://www.163.com/dy/article/HH5O5MO50530UFIR.html" 文｜秦雅楠劉錦張毅玨摘要：創新是引領發展的第一動力，知識產權則是創新驅動的有力支撐，也是企業參與市場競爭的重要手段。本文遴選了180家國內物流倉儲裝備企業截至2021年的相關有效專利及軟件著作權作為數據樣本，進行了多方面對比分析，從而系統梳理出物流倉儲裝備領域各類技術的活躍程度、發展現狀和趨勢以及存在的一些不足，為中國物流裝備行業和產業發展提供了一定參考。關鍵詞：物流倉儲裝備、知識產權物流倉儲裝備是指在場內用于存儲、搬運、輸送分揀、堆碼、裝卸、包裝、信息采集等物流各個環節的設備、器材及其控制管理軟件組成的設備集群，廣泛應用于各個行業中，是現代物流系統中的重要組成部分，發揮著不可替代的作用。創新是引領發展的第一動力，自主創新是企業的生命，而知識產權是自主創新的基礎和衡量指標，是創新驅動的有力支撐，且知識產權具有財富、商品及高附加值的屬性，是市場競爭的重要手段，為企業的生存和發展提供不竭動力[1]。隨著經濟全球化不斷加速和知識經濟日益發展，擁有自主知識產權已成為提升企業核心競爭力的關鍵[2]。中國物流倉儲裝備行業起步相對較晚，早些年一直在追隨歐美、日本等發達國家和地區先進技術的腳步，自主創新能力不足，對知識產權的認識和重視程度也遠遠不夠。2011年有文獻指出，“我國物流裝備行業對專利的理解與重視沒有提升到一定高度，擁有專利的企業屈指可數，更談不上具有自主知識產權的產品。”[3]近年來，隨著國民經濟持續穩中向好、物流業快速崛起、國家相關政策大力支持，中國物流倉儲裝備行業發展迅速，技術創新與產品更新換代明顯加快，與國際知名物流倉儲裝備品牌的技術差距逐漸縮小。越來越多的物流倉儲裝備企業已深刻認識到擁有自主知識產權對提升企業核心競爭力及長遠發展的重要性，對知識產權的重視程度不斷提高。根據國家知識產權局、中國版權保護中心公開數據統計，近年來物流倉儲裝備企業的知識產權數量持續穩步增長。一、知識產權總體情況中國物流倉儲裝備市場規模逐漸擴大，企業數量越來越多，然而真正具有影響力的企業和品牌卻并不太多[4]。亞洲國際物流技術與運輸系統展覽會（CeMATASIA）被視為“物流行業風向標”，吸引了國內外眾多知名物流裝備企業參展。本文從CeMATASIA2021展會中統計了180余家典型的國內物流倉儲裝備代表企業的相關信息，這些企業均具有一定規模，包括系統集成商、設備供應商、零部件供應商和軟件提供商等，基本可以代表物流倉儲領域的整體發展現狀。1.授權時間中國典型物流倉儲裝備企業成立時間分布，如圖1所示，最早的兩家企業（北自科技、北起院）成立于20世紀50年代，是中國物流倉儲技術的先驅，直至90年代眾多物流倉儲裝備企業開始陸續成立。根據統計，大量企業成立于2010年（含）以后，占比為57.1%；2015～2020年間成立的企業比例為32.8%。隨著市場需求持續擴大，資本不斷注入，新興物流倉儲裝備企業大力崛起。截至2021年12月，本文從國家知識產權局官方網站“中國專利公布公告”、中國版權保護中心官方網站、第三方專利專業檢索開放平臺“萬象云”等處搜集統計、分析篩選、整理匯總得到上述企業物流倉儲裝備技術相關現行有效知識產權共7866項，分布如圖2所示，其中有效專利占比為77.4%，有效軟件著作權占比為22.6%。在現行有效授權專利中，發明專利占比為16.1%，外觀設計專利占比為11.6%，其余為實用新型專利，占比為72.3%。其中，北起院、諾力智能裝備、江蘇高科各有1項發明專利獲得第二十二屆中國專利獎優秀獎。近十年來，物流倉儲裝備企業相關有效知識產權的數量呈總體增長趨勢，如圖3所示，尤其是2017年開始漲勢明顯，2017年以后獲得的有效知識產權占現行有效知識產權的比例達82.2%。這是多種因素共同作用的結果，一方面隨著國家政策引導、宣傳，以及企業自我保護意識逐漸增強，對知識產權愈發重視；另一方面是大量新興物流裝備企業的涌入，給技術創新帶來新鮮血液；此外，還與中國物流倉儲裝備行業近年來的飛速發展分不開。從各類知識產權的增長變化情況來看（如圖4所示），2015年之前增長速度比較平緩，這與當時知識產權總體數量較少存在必然聯系。2015～2020年，進入高速增長期；2021年，實用新型和外觀設計專利的增速放緩，軟件著作權增速出現下滑趨勢。而在2021年整體增速放緩的情況下，有效發明專利的數量卻急劇增長，充分反映了中國物流倉儲裝備企業愈發重視原始創新，創新能力逐步加強。總體而言，物流倉儲裝備企業現行有效知識產權的數量呈總體增長趨勢，產業技術整體發展態勢較好。2.地域分布物流倉儲裝備企業相關知識產權的地域分布如圖5所示，江蘇和浙江的知識產權數量遙遙領先，隨后是上海、廣東、北京等。知識產權的分布與物流倉儲裝備企業的聚集總體保持一致，主要分布于長三角、珠三角、環渤海三大經濟圈。這些地區受國家政策重點支持，經濟水平發達，水陸交通便利，工業基礎深厚，產業鏈較為完整，具備城市大物流條件，市場潛力巨大；此外，高等院校密集，優秀人才較多，也吸引了大量企業聚集，知識產權成果豐富。二、專利技術領域分布1.專利總體分布情況物流倉儲裝備產品按功能總體可以分為七大類，分別為存儲設備、輸送設備、分揀設備、搬運設備、堆碼裝卸、信息采集，以及輔助設備，上述技術領域現行有效專利分布情況如圖6所示，專利分布最多的技術領域為搬運設備，占比為36.5%，其次是存儲設備，占比為21.1%，隨后為分揀設備和輸送設備，占比分別為12.4%和11.6%；近年來逐漸熱門、技術競爭比較激烈的信息采集類，有效知識產權占比為7.1%。除前面提到的七個技術類別外，統計到的專利中還涉及一定數量的零部件以及工藝工裝。零部件大多為存儲、輸送、分揀、搬運設備的通用零部件，如貨叉、型材、導軌等。工藝工裝有效專利盡管數量不多，總體占比僅為0.9%，但其中發明專利占比達到18.2%，體現了物流倉儲裝備制造企業在產品生產加工制造過程中，開始更加注重提質增效，走精益化生產道路。物流倉儲裝備涉及種類較多，包括存儲設備、輸送設備、分揀設備、搬運設備、堆碼裝卸、信息采集以及輔助設備七大技術領域，又可細分為31個小的技術領域，具體分類及對應的專利占比如圖7和表1所示。從細分領域來看，AGV、物流機器人等新興技術領域專利最多，占比分別為16.2%和12.2%，其次是傳統物流設備分揀機及傳統搬運車輛，占比分別為9.5%和8.1%，穿梭車（占比6.5%）、箱式輸送機（占比6%）、有軌堆垛機（占比5.8%）、貨架（占比5.5%）等傳統物流設備也擁有較多的有效專利。需要說明的是，物流機器人的功能眾多，而且不少具有復合功能，但占比最大的仍為搬運功能，為方便統計，我們在表1中將其歸類于搬運設備。物流倉儲裝備企業七大技術領域的有效專利近十年增長情況如圖8所示。由圖8可知，信息采集大類近年來增長迅猛，分揀設備和輸送設備增長態勢較好。倉儲設備中占比最高的搬運設備則增長趨勢放緩，高峰增長期為2017～2020年，2021年增速略有下滑；輔助設備平穩增長至2020年，2021年下滑較為明顯；堆碼裝卸設備增長高峰為2018年，2019～2021年增長趨勢放緩；物流倉儲裝備中最核心的存儲設備，則一直保持著平穩增長速度。2.信息采集技術領域信息采集技術領域主要包括管理系統、監控調度、數據采集和網絡安全四個細分技術類別，其有效專利分布如圖9所示。物流的自動化、智能化，實質是信息流的自動化，是物流與信息流的協調一致。基礎數據的采集與建立，則是物流的基礎，故數據采集技術類別的專利占比相應最多，達到36.2%。隨著越來越多的設備連入網絡，以及設備的移動性增強，監控調度相關技術越發重要，專利占比達到了35%。關于網絡安全類的有效專利盡管較少，占比僅為2.5%，但也能看出企業對系統安全的考慮。從增長趨勢來看（如圖10），管理系統和監控調度技術領域的有效專利從2018年開始急劇增長，這與新興信息技術的飛速進步分不開。有效專利最多的數據采集技術則一直較為平穩的上漲。隨著智能物流進程不斷推進，軟件的核心作用凸顯，未來一段時間內，物流倉儲管理系統、監控調度系統仍將是倉儲板塊的一大熱門。3.分揀設備技術領域分揀設備技術領域主要包括分揀機、揀選臺車、貨到人系統、新型分揀系統等細分技術類別，從有效專利分布和增長情況（如圖11、圖12）中可知，分揀機技術擁有最多的有效專利，占比高達76.3%，且一直處于穩定增長期，表明一直存在較大的市場需求。但新式揀選、分揀系統也在崛起，揀選模式正在發生變革。其中貨到人揀選系統專利占比為9.2%，包括系統方法、揀選工作站、貨到機器人揀選等，該技術在2018年出現一個小的增長高峰，近兩年也在快速增長，反映了該種揀選模式逐漸被市場接受認可。新型分揀系統占8.4%，主要包括分揀機器人系統、無需鋼平臺的落地式分揀系統等，這些技術的有效專利也在2018年達到一個增長頂峰，近兩年增速有所回落，從一定程度反映了企業對新型分揀技術的探索趨向冷靜、謹慎。物流倉儲裝備市場很大，機會很多，但競爭異常激烈，試錯成本較高，創新不可盲目跟風。揀選臺車的有效專利總體數量較少，占比為6.1%，其中外觀設計專利達到45.7%，發明僅占2.2%，且有效專利同樣也在2018年達到增長頂峰，近三年增長速度下降較為明顯，傳統的“人到貨”揀選模式及技術正逐漸趨于飽和。4.輸送設備技術領域輸送設備技術領域各類別有效專利占比如圖13所示。其中有效專利數量最多的是箱式輸送機，占比為51.6%，托盤輸送機占比為17.2%，往復式提升機占比為12.3%；近年來比較熱門的懸掛輸送有效專利占比達到10.0%；連續提升機占比為9.0%。從圖14中的增長趨勢來看，箱式輸送機基本上處于穩步增長；托盤輸送機和懸掛輸送2021年增長速度略有下滑；近兩年增長速度比較顯著是連續提升機和往復式提升機，這主要得益于密集存儲系統、箱式輸送分揀系統、貨到人揀選系統日漸增長的市場需求和快速的技術進步。5.搬運設備技術領域搬運設備技術領域各類別有效專利占比如圖15所示，主要包括AGV（占比為44.4%）、物流機器人（占比為33.4%）以及傳統的搬運車（占比為22.2%）。其中AGV和物流機器人也是表1中全部33個細類里占比最高的前兩類。由圖16可知，傳統搬運車在2013～2016年已經占據一定數量，當時AGV和物流機器人處于起步階段。2016～2019年是AGV和物流機器人發展的高峰，有效專利的數量居多且增速較快；2019年之后，AGV的有效專利增速略有回落，而物流機器人仍保持穩步增長。與之對應的是，傳統搬運裝備搬運車的增速進一步放緩，且其有效專利技術也更加注重自動化、智能化、綠色化，物流倉儲搬運設備市場正在發生深刻變革。值得關注的是，盡管搬運設備技術總體有效專利數量處于物流倉儲裝備七大技術領域的首位，但由圖8可知其近兩年增速放緩較為明顯；值得一提的是，AGV和物流機器人雖然在全部33個細類中有效專利的數量居于前兩位，但其外觀設計專利的占比分別達到有效專利數量的17.5%和28.1%，相比之下物流倉儲裝備企業總體有效專利中外觀設計專利的占比僅為11.6%，這從側面反映出AGV和物流機器人的技術同質化較為明顯，競爭非常激烈，有關企業仍需加大自主創新的投入和力度。6.存儲設備技術領域存儲設備技術領域專利分布如圖17所示，有效專利數量占比前三分別為穿梭車（占比為31.0%）、有軌堆垛機（占比為27.4%）和貨架（占比為26.1%）；用于貨架存儲環節的提升機有效專利占比為4.9%；貨柜有效專利數量也較少，占比為2.7%；用于堆垛機換巷道的轉軌車有效專利占比僅為0.6%，由于當前很多需要換巷道的堆垛機自身已經具備換軌功能，轉軌車技術即將退出歷史舞臺。除了具體的存儲設備及專用零部件，也有很多專利是針對存取一體化系統及裝備的，在存儲設備中的占比達到7.3%。對有效專利數量較多的類別進行增長趨勢分析（圖18），可以看到近年來倉儲系統的有效專利增速較快，貨架技術有效專利增速在2019年達到峰值，近兩年有所回落，而有軌堆垛機技術增速則在2019年處于低谷，近兩年有所回升。穿梭車技術一直保持著較為穩定的增長態勢，2021年略微增速放緩，從具體專利技術來看，由普通的RGV、二向穿梭車穿梭板，發展成四向穿梭車、可攀爬式小車，產品發生了迭代升級。7.堆碼裝卸、輔助設備技術領域堆碼裝卸和輔助設備兩類技術領域的有效專利數量較少，統計增長情況意義及參考價值不大。其專利分布如圖19、20所示，堆碼裝卸技術中有效專利數量最多的為堆碼垛設備（占比36.5%），其次是包裝設備（占比為29.2%），托盤整形和裝卸機也擁有一定數量的專利。當前立體倉庫和物流配送中心的內部流通環節自動化水平已有很大提升，但與外部運輸車輛對接的自動裝卸系統技術仍較為欠缺，市場存在很大需求，亟需相關企業補齊裝備技術短板。輔助設備技術領域中有效專利數量較多的是各類物流單元器具，占比為88.6%。語音揀選、視覺揀選、外骨骼機器人等輔助設備在國外物流倉儲領域已有較多應用，在國內市場也有應用嘗試，但以上技術近十年來國內物流倉儲裝備企業申請并授權的有效專利數量極少，且多數為視覺揀選技術，涉及語音揀選或外骨骼機器人輔助搬運的寥寥無幾。而目前統計到的專利中，輔助搬運技術也均為采用機械手臂進行輔助搬運。這反映出盡管視覺揀選、語音揀選、外骨骼機器人輔助搬運等技術概念很熱，也是物流倉儲裝備的發展方向之一，但由于涉及多學科融合，技術門檻較高，國內相關企業還遠未實現上述技術的自主研發設計，在這一高端裝備領域，我們還需要奮起直追。三、軟件著作權技術領域分布1.軟件著作權總體分布情況物流倉儲領域軟件著作權總體可以分為管理系統、運維管理、監控調度、數據采集、網絡安全、控制系統、調試測試、仿真計算、云技術等9個類別，其有效軟件著作權分布如圖21所示。軟著數量最多的前三類分別為控制系統（占比為33.4%）、監控調度（占比為27.2%）以及管理系統（占比為23.3%），這三個類別占據全部軟件著作權的84%，擁有核心地位；數據采集軟著占據9%；同時，盡管數量較少，但也出現了調試測試、仿真計算、云技術等相關軟件著作權，軟件作為物流倉儲裝備集群控制的核心管理層，已經愈發受到重視。2.軟件著作權增速情況軟著數量較多的幾個類別的增長趨勢如圖22所示。首先由圖4的分析可知，2021年物流倉儲裝備企業軟件著作權增長速度整體呈下滑趨勢，圖22中的管理系統、監控調度技術在2021年都有較為明顯的增速下降；控制系統是物流倉儲設備的剛需，倉儲環節大小設備都需要底層控制系統支持，因此增速雖略有下滑，但趨勢不是很明顯。數據采集分類，在2021年軟件增速整體下滑的前提下反而逆勢增長。對照圖8可知，2021年信息采集技術領域有效專利數量增長迅猛。且根據數據統計，2021年，管理系統、監控調度、數據采集三個技術類別新增有效發明專利的數量分別為其2021年新增全部有效專利數量的50.4%、39.9%和13.4%。通過對比分析管理系統、監控調度、數據采集三個技術類別近年來發明專利和軟件著作權的增速情況，如圖23、圖24和圖25所示，可知同一技術領域發明專利和軟件著作權的增速存在此消彼長的關系，發明專利一般為創新方法，距離技術的落地應用存在一定的遲滯性。因此，盡管2021年管理系統、監控調度這兩類技術的軟件著作權都有較為明顯的增速下滑，但其有效發明專利增長情況極好，可以預見未來一兩年，隨著創新技術方法的落地應用，以上兩個類別軟件著作權會迎來一波增長新高。四、總結最近十余年來，中國物流倉儲裝備行業技術創新取得迅猛發展，企業對知識產權的認識及重視程度逐步提高，有效知識產權的數量快速增長，尤其是發明專利增長態勢尤為突出，企業的自主創新能力不斷增強。從技術領域來看，管理、監控、調度、采集等信息技術正迎來發展的新高潮；存儲、輸送、分揀設備技術一直平穩增長；以AGV、搬運機器人等為代表的搬運設備產品技術發展及市場競爭進入白熱化；此外，擁有自主知識產權的高端裝備技術及產品依然不足。中國物流倉儲裝備行業正面臨黃金發展期，吸引來眾多投資者和跨界入局者，市場競爭日趨激烈。在知識經濟時代，無論是面對國內市場還是國外市場，企業都應充分重視并利用知識產權戰略，開展知識產權布局，有效保護企業的技術創新成果，不斷提高產品的質量和技術水平，占據領先地位，唯有如此才能在激烈的市場競爭中處于不敗地位。宣傳推廣 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