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标题 全球领先物料搬运企业专利发展态势研究
范文 石亮+刘晓琴+陆亦恺



摘 要：文章以全球排名前20的物料搬运系统供应商为研究对象，依据德温特专利数据库中20家企业的专利申请量、专利申请国家/地区、专利技术领域及技术发展趋势等数据，通过观察法、文献研究法等研究方法分析了1967～2015年间20家企业的专利发展情况，为我国物流企业发展提供参考。研究表明：目前20家全球领先物料搬运企业无一家来自中国，但专利大国已将中国作为未来的主要专利目标国进行商业布局；由于注重专利保护的国外高新企业的强势入驻，中国专利事业发展较之前更困难，但同时也为中国引入高新技术提供了更多的机遇与挑战；专利发展状态与企业利益呈正相关，鼓励国内企业注重专利保护及对外布局具有积极意义。
关键词：物料搬运；专利分析；企业；发展态势
Abstract： In this paper， the 20 worldwide material handling system suppliers are regard as the research object， according to the Derwent Innovation Index（DII）database of 20 companies， the index of number of patent， application country or area， IPC classification and technology trend are used to investigate the competitiveness in technology of top 20 key enterprises of material handling industry. By using the method of observation and literature research method to analyze the patent development between 1967～2015， which can give references for the development of logistics enterprises in China. We mainly conclude that none of the 20 leading global material handling enterprises come from China， but super patent countries consider China as the main target country of future business layout. Due to the patent protection of foreign high-tech enterprises strongly expansion to Chinese market， the patent development of China is not only difficult than ever before， but it also provide more opportunities and challenges for the introduction of high technology to China. The patent development state and the interests of enterprises is positively related with positive significance to encourage domestic enterprises to focus on major enterprises and foreign patent protection layout.
Key words： material handling； patent analysis； enterprise； development trend
引 言
物流是指物品从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际需要，将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合。各个环节都非常重要，缺一不可。物料搬运支持和连接着其他物流活动，任何货物进行包装、运输、加工和配送时都需要进行搬运，在物流过程中，货物的每一次位置变化都是通过装卸搬运来实现的，并且搬运的速度影响着物流的速度，搬运的质量直接关系着物流质量，搬运还关系着整个物流费用。提高搬运效率，降低搬运成本，必须采取现代化的物料搬运技术和设备[1]。美国《现代物料搬运》（Modern material handling）杂志发布的2014年度全球前20名的物料搬运系统供应商排行榜单见表1。《现代物料搬运》是全球知名的权威杂志，能登上杂志排行榜单的企业必须是物料搬运系统的供应商，而不仅是设备提供商。企业必须雇有全职的设计人员、安装人员，并拥有集成物料搬运系统。这些系统至少要包含以下两点，一是输送设备、存储和堆垛设备、拣选装置、分拣系统、信息管理系统、数据采集技术或者其他搬运设备的类型；二是只有在北美也有分部的企業才能算作全球供应商，且他们必须向《现代物料搬运》杂志汇报其物料搬运营业额。从表1可见，20家物料搬运系统供应商无一家中国企业，说明我国目前在物料搬运系统领域与发达国家还有很大差距，因此，有必要对这些领先企业进行研究，关注这些企业的科技发展，为我国物料搬运企业的技术创新能力提升提供参考。
专利作为集科技、经济、法律为一体的综合性、基础性、战略性资源，在经济全球化、信息网络化、竞争国际化的发展中，日益成为企业和国家竞争中的焦点。通过对专利数据的整理和挖掘，最终得到专利情报信息，可以为企业的技术开发和投资提供一定的决策依据[2-3]。目前，物流产业作为国民经济重要的生产性服务业逐步受到国家重视，但物流产业对专利的重视程度还有待提升。国内已有物流领域运输产业、烟草产业进行相关专利分析[4-6]。国内外学者基于物流技术也开展了一些专利分析，汪传雷等人[7]基于专利地图研究了物流识别标识技术，张运鸿等人[8]以MEMS技术为例分析了物联网核心技术专利态势。此外，对于相关产业重点企业进行专利分析也有少量文献报道，罗佳秀等人[9]研究了与OLED产业密切相关的四家公司在美国的专利布局，林俊[10]对LED产业的重点企业进行了专利信息分析，高小强和兰凤崇等分别针对中国重点钢铁企业和重点企业燃料电池汽车进行了专利分析[11-12]，但针对物料搬运行业的全球重点企业进行专利情报分析尚未见研究。
本文以全球物料搬运系统前20家供应商为样本，通过分析这些代表性物流企业的专利发展趋势、专利市场布局、热点技术领域、重要专利等内容，以协助相关企业确定研发主题和方向，避免重复研发；辅助企业认识本行业技术发展趋势，帮助企业寻找合作伙伴，掌握竞争对手的现状，评估竞争对手在不同技术领域的优势等，并对我国物流装卸搬运技术路线的规划和相关产业政策的制定提供参考，最终达到助力中国物流科技进步和物流产业发展，提升中国物流业国际竞争力的目的。
1 数据来源和检索方法
美国《现代物料搬运》杂志对全球物料搬运系统供应商进行了市场份额评比，2014年排名前20的企业情况见表1。由表1可知，这20家企业中，德国企业6家，日本企业2家，美国企业2家，法国企业2家，瑞士企业2家，奥地利企业2家。我国无一家企业入围。
以下将利用专利地图技术，从全球最具有权威的专利数据库——德温特专利数据库（Derwent Innovations Index）中下载上述20家企业的相关专利技术信息，进行深入分析和挖掘，分析上述企业的技术创新能力和竞争力，并为我国物流产业关键技术的掌握和发展策略的制定提供情报参考。
2 物料搬运系统领域TOP20企业整体专利态势分析
2.1 专利申请人排名分析
图1为全球物料搬运系统供应商TOP20的专利排名情况（专利数据截至2015年7月）。本文中的专利指专利族，即一个优先权相同的、在不同国家或国际专利组织多次申请、多次公布或批准的内容相同或基本相同的一组专利文献。由图1可知，这20家企业中，日本大福株式会社（Daifuku Co.， Ltd.）的专利数量排名榜首，其专利申请数量达到了3 714件，其次是村田机械（Murata Machinery， Ltd.），这两家企业都来自日本，表明日本在物料搬运设备领域具有领先的技术优势；德国的德马泰克（Dematic）位列第三，瑞士的Swisslog AG企业在表1中的收益排名第九，但其专利申请数量达444件，该企业比较重视技术的研发和保护。德国的胜斐迩企业（SSI Schaefer）由于其在全球化食品配送、电子商务和零售物流领域的优势，其总收入位居全球物料搬运系统供应商第二位，但其专利数量仅排第五位，其他企业的专利数量均低于200件，在技术研发上还有很大的发展空间。
经对排名前10的企业进行研究，发现以专利数量排名前10的企业分别来自德国、日本、瑞士、法国、奥地利及西班牙，结合表1各企业2014年收益排名前10情况，除德国的Grenzebach Maschinenbau GmbH及奥地利的Knapp AG企业，各家企业的专利数排名与其年度总收益排名基本一致，从中可推测企业专利战略布局与其年度收益存在正相关关系。经对20家企业的国别梳理后，显示结果为6家企业来自德国，另外，各有2家企业来自美国、日本、瑞士、法国、奥地利，各有1家企业来自西班牙、意大利、荷兰、比利时，这些国家均是联合国公认的发达国家，这是继《专利法》颁布实施后，再次佐证了发达国家已将知识产权保护作为维护市场竞争主导权的有力武器；从大陆板块的格局看16家企业来自欧洲，2家企业来自亚洲，2家企业来自美洲，可见物料搬运系统领域的主战场主要是在欧洲，结合专利数及年度收益图表，来自亚洲日本的企业都占据翘楚地位。
2.2 专利申请趋势分析
通过对20家物料搬运系统供应商的专利申请量进行统计，分析了1967～2015年物料搬运系统供应商的专利申请量的年度变化趋势，见图2。由于发明专利申请特有的公开制度，一般专利数据都存在两年的失真期，所以2013年以前的数据能够更加准确地反应上述企业专利技术的发展趋势。由图2可知，这20家企业的专利申请趋势显示最早申请的专利出现在1969年，是由德国德马泰克企业申请的1项专利。进入20世纪70年代后期，20家企业的专利申请量整体出现平稳增长，至进入20世纪90年代，专利数量开始呈现高位震荡明显增长态势。针对此种现状，经对世界经济发展格局进行研究后，认为资本主义国家在第二次世界大战结束后迎来了新一轮的资本扩张，新的科技革命兴起带动了资本主义国家经济的迅速发展，随着国际贸易、金融体系等共同规则的制定，国际化趋势进一步明朗，20世纪90年代后世界经济进入全球化时代，而世界知识产权组织在这种特定的历史背景下于1970年正式生效，并于1974年正式成为联合国的专门机构，这20家企业所在的10个资本主义国家的经济在二战后获得了飞速的发展，知识产权是支撑经济发展的重要因素，作为知识产权最重要的部分，专利保护制度的建立与完善在这些国家中也获得了空前的发展。
当下，我國经济发展进入了新常态，面临新形势，要适应新常态就需要企业坚持创新驱动顺利完成转型升级，鉴于物流服务市场持续增长的预期及物流科技的持续进步和企业对技术研发、专利保护的日渐重视，在国家强调要加强知识产权运用，打通从科技强到产业强、经济强的最后一公里服务，预计专利市场将成为推动我国经济发展的未来市场之一，专利申请量将呈现高速增长的发展趋势。
2.3 专利申请国家/地区分析
（1）原创国/地区分析。根据申请人所属国别对20家企业专利情况开展分析，见图3。从技术原创国/地区的角度分析，这20家企业的专利共计来源于43个国家和地区（优先权国）。以日本（JP）、德国（DE）、美国（US）等发达国家为主要技术原创国/地区企业的专利申请占居排名前三，日本企业以约5倍申请量领先德国企业的绝对优势排名第一，专利申请数量遥遥领先。技术来源于美国的企业虽只有2家，但它们的专利数量却排名第二，这说明这些跨国性企业在美国具有较大的技术研发力量，很大程度上也反映美国在物料搬运系统领域的巨大市场潜力和雄厚的技术实力。其他国家的专利总量为668件，其中来源于中国大陆的专利仅112件（主要来源于日本的村田机械和大福株式会社），这反映我国在物料搬运系统领域技术薄弱，而日本企业较为注重中国市场本土研发力量的培养。
图4为主要技术原创国/地区（优先权国）专利族数量年度分布图。从主要专利申请国/地区的专利增长趋势来看，日本的专利在20世纪80年代开始出现增长，并一直维持较为稳定的增长态势，目前年度专利产出量最大；德国的专利在20世纪内发展相对缓慢，进入21世纪后发展态势良好；美国的专利在进入21世纪后得到快速发展；瑞士（CH）和法国（FR）尽管总量排名较为靠前，但主要集中在20世纪80年代以前，之后的发展则不尽乐观。
（2）目标国/地区分析。从公开文本来分析专利申请进入的国家，进而分析20家企业的目标市场国和地区，结果如图5所示。可知，申请专利最多的国家在日本，专利数量远超其他国家，美国布局的专利位居第二，中国大陆排名第五。对比图3和图5，发现美国、欧洲、中国地区的专利数量排名明显靠前，这说明这20家企业高度重视美国、欧洲、中国这些地区的市场，通过专利保护完成各自企业在目标市场上的战略部署，以期对目标市场形成巨大的控制力。
技术目标市场（专利族国）专利数量年度分布见图6。整体来看，日本、美国、德国、欧洲和中国这些主要目标市场国的专利数量发展态势较好，并在21世纪后纷纷进入高速增长期。值得注意的是，这些企业自20世纪90年代开始在中国进行专利布局，进入21世纪后专利布局数量呈急剧上升趋势，这可能说明这些企业极为重视中国市场，随着中国在国际经济市场的地位提升，预计未来在中国的专利布局有激增趋势。
2.4 专利技术领域分析
国际专利分类法（International Patent Classification， IPC）是世界知识产权组织制定的一种专利技术分类系统，包括部、大类、小类、主组和分组等五级。IPC是根据专利申请涉及的技术方案所属的领域来确定的，因此可以利用分类号从宏观上确定专利申请的内容，大致反映专利涉及的技术范围。对20家物流设备供应商的专利分类进行统计，其专利申请涉及的排名前10国际专利分类号及各分类号下的专利数量见表2。这20家企业在B65G（运输或贮存装置）领域的专利数量最多，其次为H04N（图像通信）、D01H（纺纱或加捻）及B65H（搬运薄的或细丝状材料，如薄板、条材、缆索）等领域。
20家企业主要技术领域专利申请发展态势情况见图7。从增长态势来看，B65G（运输或贮存装置）领域为这20家企业的优势领域，并一直保持高位增长态势，这一发展势头延续至今；H04N（图像通信）和D01H（纺纱或加捻）领域在20世纪90年代是20家企业的研发重点，但近几年的发展势头放缓；B65H（搬运薄的或细丝状材料，如薄板、条材、缆索）领域在20世纪90年代同样受到重视，虽然一度降温，但近年来这一领域的研发热度得到回升；G06F（电数字数据处理）、H01L（半导体器件）等是近几年的研究热点。
表3为20家企业专利的主要技术领域具体分布情况。受选定企业的行业限制，B65G（运输或贮存装置）为这些企业的主要技术研发领域。其中，大福株式会社和村田机械这两家企业不仅专利数量大，专利分布也较广；大福株式会社的专利主要集中在B65G（运输或贮存装置）、B60S（不包含在其他类目中的车辆保养、清洗、修理、支承、举升或调试）、B61B（铁路系统）领域，并在B65G领域具有绝对专利优势；村田机械的专利主要集中在H04N（图像通信）、D01H（纺纱或加捻）和B65H（搬运薄的或细丝状材料，如薄板、条材、缆索）领域，这3个领域也是其优势技术领域；德马泰克企业的专利主要集中在B65G（运输或贮存装置）领域，并在B06F（电数字数据处理）领域具备较强的技术优势；胜斐迩企业的专利主要集中在B65G（运输或贮存装置）和B65D（用于物件或物料贮存或运输的容器）领域，并在A47B（桌子；写字台；办公家具；柜橱；抽屉；家具的一般零件）领域有67件专利。
此外，主营物流传输/流水线链接设备、自动化仓库等的瑞仕格企业（Swisslog AG）在H01H（电开关；继电器；选择器；紧急保护装置）、H02B（供电或配电用的配电盘、变电站或开关装置）、H02G（供电或配电用的配电盘、变电站或开关装置）领域专利较为集中，分别拥有263、87、48件专利，并在这些领域相对其他企业具有领先优势；伯曼集团（Beumer Group GmbH）在B07C（邮件分拣；单件物品的分选）领域拥有26件专利、法孚集团（Fives Group）在B22D（金属铸造；用相同工艺或设备的其他物质的铸造）领域拥有30件专利、格林策巴赫企业（Grenzebach Maschinenbau GmbH）在C03B（玻璃、矿物或渣棉的制造、成型）领域拥有30件专利，它们相对其他企业具有一定技术优势。其他的企业由于专利数量等原因，在特定技术领域的显著性优势并不明显。
其中，在专利数量最大且发展态势较好的B65G（运输或贮存装置）领域，以日本大福株式会社专利数量最大，其在B65G领域的专利数量超过其他企业的总和，专利数量较多的竞争机构依次为村田机械、德马泰克和胜斐迩。具体情况见图8。
2.5 专利技术发展趋势分析
图9为研发人员发展趋势图，图10为技术发展趋势图。通过观察两图中每年的红蓝对比及总体趋势，可以知晓产业的景气度及产业成熟度。由图9可以看到，20家企业的新增研发人员数量整体一直在增加，至20世纪末增长速度显著，但在21世纪前新增研发人员增长缓慢，并在21世纪初期达到高峰，之后又小幅回落。表明21世纪前后，企业发展迅速，企业纷纷扩大研发团队，投入产业技术开发。但随着行业饱和以及竞争的加剧，研发增长小幅放缓。由图10可知，物料搬运系统领域是较为传统的领域，20家企业多将研发力量集中在只有传统优势的已有技术领域，技术研发的后续改进和突破难度较大，新技术研发数量很少，攻关难度巨大。
3 总结与建议
（1）全球物料搬运系统供应商20强企业中，多数企业致力于解决仓储物料搬运以及建设、优化自动化立体仓库等，分布于日本、德国、瑞士、西班牙等8个国家，无一家来自中国。中国物流企业如想在世界之林占有一席之地，还需多方统筹，协调发展，方可提高中国物流企业的质量。目前中国物流企业着重规模扩张，抢占市场份额，在仓储物料搬运及自动化立体仓库等方面研究力量薄弱。中国政府需通过制定政策、规章等加以引导企业同步发展，同时企业需结合自身实力及特点，继续加大研發力量，在创新驱动、转型发展的时代背景下，进一步提高创新及研发能力，先行在行业中获得一定的话语权。建议我国物流企业特别是大型物流集团，深入开展同行业竞争对手的专利分析，着重掌握专利技术研发动态，立足自身，明确研发方向，从企业战略高度，更好地开展全球化专利战略布局，为进军全球市场做好充分的准备，提供坚实的技术支撑。
（2）20家领先物料搬运系统企业的专利申请量呈波浪式形态，与各企业的年度收益呈正相关，表明企业战略、专利申请及年度收益三者之间有着密切的联系，如德马泰克通过并购德马格、Colby、Rapistan等物流领先企业，在物料搬运行业占据一席之地。中国虽然是专利大国，但技术研发分散，企业技术储备不均，建议相关企业可以结合自身的优势，采取企业并购或合作的方式，选择具有技术实力的企业，强强联合，有效实现技术的快速升级，统筹企业资源，迅速高效抢占未来市场份额。
（3）从技术原创国/地区角度，前20强企业中德国企业占据6家，日本占据2家，说明这两个国家具有雄厚的技术实力。另外，日本依靠两家龙头企业申请了远超过其他企业的专利数量，具备极强的技术驱动性，在不同方面实现技术创新，按照细分技术申请不同专利，通过物理研究、材料设计加工及试验等系列研究过程，创造出具有比传统企业更具竞争力的技术水平。建议中国政府给予物流企业优惠的政策，吸引高端企业、高端人才入驻中国，以提高中国企业的技术质量，促进企业创新发展，并在此基础上进行科技创新，真正提升我国物流企业整体技术水平。
（4）从专利申请目标市场上来看，进入21世纪后，中国成为继日本、美国和德国之后的专利主要市场之一，各企业在中国的专利布局使得中国企业生产、制造成本加大，容易陷入这些企业的专利陷阱，给我国企业造成不可估量的经济损失。这给中国自主专利的保护带来更大压力的同时，对中国企业研发力量的提升提出了更高的要求。一是中国具有较强研发实力的物流企业进一步拓展国际市场，做好市场规划及海外专利布局，更好地抢占海外市场，提升中国物流企业在全球物流市场中的地位及影响力。二是中国政府要高度重视专利市场对企业发展的影响及促动作用，结合行业特点为中国企业提供更大的发展空间，鼓励企业向更高精尖领域开拓发展。三是进一步完善中国专利相关政策法规建设，一旦出现专利纠纷，有能力维护中国企业的合法权益。各专利研发主体及法律法规决策机构应进一步深化研究行业及领军企业技术研发的现状及难点，以问题为导向，以创新为标杆，切实推动我国专利事业蓬勃发展，赶超发达国家专利技术水平，助推中国物流企业发展迈向新高度。
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更新时间：2024/12/22 19:30:36