中国物流仓储装备相关知识产权分析

文 / 秦雅楠 刘锦 张毅珏

物流仓储装备是指在场内用于存储、搬运、输送分拣、堆码、装卸、包装、信息采集等物流各个环节的设备、器材及其控制管理软件组成的设备集群，广泛应用于各个行业中，是现代物流系统中的重要组成部分，发挥着不可替代的作用。创新是引领发展的第一动力，自主创新是企业的生命，而知识产权是自主创新的基础和衡量指标，是创新驱动的有力支撑，且知识产权具有财富、商品及高附加值的属性，是市场竞争的重要手段，为企业的生存和发展提供不竭动力[1]。随着经济全球化不断加速和知识经济日益发展，拥有自主知识产权已成为提升企业核心竞争力的关键[2]。

中国物流仓储装备行业起步相对较晚，早些年一直在追随欧美、日本等发达国家和地区先进技术的脚步，自主创新能力不足，对知识产权的认识和重视程度也远远不够。2011年有文献指出，“我国物流装备行业对专利的理解与重视没有提升到一定高度，拥有专利的企业屈指可数，更谈不上具有自主知识产权的产品。”[3]近年来，随着国民经济持续稳中向好、物流业快速崛起、国家相关政策大力支持，中国物流仓储装备行业发展迅速，技术创新与产品更新换代明显加快，与国际知名物流仓储装备品牌的技术差距逐渐缩小。越来越多的物流仓储装备企业已深刻认识到拥有自主知识产权对提升企业核心竞争力及长远发展的重要性，对知识产权的重视程度不断提高。根据国家知识产权局、中国版权保护中心公开数据统计，近年来物流仓储装备企业的知识产权数量持续稳步增长。

一、知识产权总体情况

中国物流仓储装备市场规模逐渐扩大，企业数量越来越多，然而真正具有影响力的企业和品牌却并不太多[4]。亚洲国际物流技术与运输系统展览会（CeMAT ASIA）被视为“物流行业风向标”，吸引了国内外众多知名物流装备企业参展。本文从CeMAT ASIA 2021展会中统计了180余家典型的国内物流仓储装备代表企业的相关信息，这些企业均具有一定规模，包括系统集成商、设备供应商、零部件供应商和软件提供商等，基本可以代表物流仓储领域的整体发展现状。

图2截至2021年物流仓储装备企业现行有效知识产权分布情况

1.授权时间

中国典型物流仓储装备企业成立时间分布，如图1所示，最早的两家企业（北自科技、北起院）成立于20世纪50年代，是中国物流仓储技术的先驱，直至90年代众多物流仓储装备企业开始陆续成立。根据统计，大量企业成立于2010年（含）以后，占比为57.1%；2015～2020年间成立的企业比例为32.8%。随着市场需求持续扩大，资本不断注入，新兴物流仓储装备企业大力崛起。

图1 物流仓储装备企业成立时间分布

截至2021年12月，本文从国家知识产权局官方网站“中国专利公布公告”、中国版权保护中心官方网站、第三方专利专业检索开放平台“万象云”等处搜集统计、分析筛选、整理汇总得到上述企业物流仓储装备技术相关现行有效知识产权共7866项，分布如图2所示，其中有效专利占比为77.4%，有效软件著作权占比为22.6%。

在现行有效授权专利中，发明专利占比为16.1%，外观设计专利占比为11.6%，其余为实用新型专利，占比为72.3%。其中，北起院、诺力智能装备、江苏高科各有1项发明专利获得第二十二届中国专利奖优秀奖。

近十年来，物流仓储装备企业相关有效知识产权的数量呈总体增长趋势，如图3所示，尤其是2017年开始涨势明显，2017年以后获得的有效知识产权占现行有效知识产权的比例达82.2%。这是多种因素共同作用的结果，一方面随着国家政策引导、宣传，以及企业自我保护意识逐渐增强，对知识产权愈发重视；另一方面是大量新兴物流装备企业的涌入，给技术创新带来新鲜血液；此外，还与中国物流仓储装备行业近年来的飞速发展分不开。

图3 2012～2021年物流仓储装备企业有效知识增长情况

从各类知识产权的增长变化情况来看（如图4所示），2015年之前增长速度比较平缓，这与当时知识产权总体数量较少存在必然联系。2015～2020年，进入高速增长期；2021年，实用新型和外观设计专利的增速放缓，软件著作权增速出现下滑趋势。而在2021年整体增速放缓的情况下，有效发明专利的数量却急剧增长，充分反映了中国物流仓储装备企业愈发重视原始创新，创新能力逐步加强。总体而言，物流仓储装备企业现行有效知识产权的数量呈总体增长趋势，产业技术整体发展态势较好。

图4 2012～2021年物流仓储装备企业有效知识产权增长情况

2.地域分布

物流仓储装备企业相关知识产权的地域分布如图5所示，江苏和浙江的知识产权数量遥遥领先，随后是上海、广东、北京等。知识产权的分布与物流仓储装备企业的聚集总体保持一致，主要分布于长三角、珠三角、环渤海三大经济圈。这些地区受国家政策重点支持，经济水平发达，水陆交通便利，工业基础深厚，产业链较为完整，具备城市大物流条件，市场潜力巨大；此外，高等院校密集，优秀人才较多，也吸引了大量企业聚集，知识产权成果丰富。

图5 物流仓储装备企业知识产权地域分布

二、专利技术领域分布

1.专利总体分布情况

物流仓储装备产品按功能总体可以分为七大类，分别为存储设备、输送设备、分拣设备、搬运设备、堆码装卸、信息采集，以及辅助设备，上述技术领域现行有效专利分布情况如图6所示，专利分布最多的技术领域为搬运设备，占比为36.5%，其次是存储设备，占比为21.1%，随后为分拣设备和输送设备，占比分别为12.4%和11.6%；近年来逐渐热门、技术竞争比较激烈的信息采集类，有效知识产权占比为7.1%。

图6 物流仓储装备企业有效专利分布情况

除前面提到的七个技术类别外，统计到的专利中还涉及一定数量的零部件以及工艺工装。零部件大多为存储、输送、分拣、搬运设备的通用零部件，如货叉、型材、导轨等。工艺工装有效专利尽管数量不多，总体占比仅为0.9%，但其中发明专利占比达到18.2%，体现了物流仓储装备制造企业在产品生产加工制造过程中，开始更加注重提质增效，走精益化生产道路。

物流仓储装备涉及种类较多，包括存储设备、输送设备、分拣设备、搬运设备、堆码装卸、信息采集以及辅助设备七大技术领域，又可细分为31个小的技术领域，具体分类及对应的专利占比如图7和表1所示。从细分领域来看，AGV、物流机器人等新兴技术领域专利最多，占比分别为16.2%和12.2%，其次是传统物流设备分拣机及传统搬运车辆，占比分别为9.5%和8.1%，穿梭车（占比6.5%）、箱式输送机（占比6%）、有轨堆垛机（占比5.8%）、货架（占比5.5%）等传统物流设备也拥有较多的有效专利。

图7 物流仓储装备企业细分领域有效专利分布情况

需要说明的是，物流机器人的功能众多，而且不少具有复合功能，但占比最大的仍为搬运功能，为方便统计，我们在表1中将其归类于搬运设备。

表1 物流仓储装备细分领域有效专利情况

物流仓储装备企业七大技术领域的有效专利近十年增长情况如图8所示。由图8可知，信息采集大类近年来增长迅猛，分拣设备和输送设备增长态势较好。仓储设备中占比最高的搬运设备则增长趋势放缓，高峰增长期为2017～2020年，2021年增速略有下滑；辅助设备平稳增长至2020年，2021年下滑较为明显；堆码装卸设备增长高峰为2018年，2019～2021年增长趋势放缓；物流仓储装备中最核心的存储设备，则一直保持着平稳增长速度。

图8 2012～2021年物流仓储装备企业七大技术领域有效专利增长情况

2.信息采集技术领域

信息采集技术领域主要包括管理系统、监控调度、数据采集和网络安全四个细分技术类别，其有效专利分布如图9所示。物流的自动化、智能化，实质是信息流的自动化，是物流与信息流的协调一致。基础数据的采集与建立，则是物流的基础，故数据采集技术类别的专利占比相应最多，达到36.2%。随着越来越多的设备连入网络，以及设备的移动性增强，监控调度相关技术越发重要，专利占比达到了35%。关于网络安全类的有效专利尽管较少，占比仅为2.5%，但也能看出企业对系统安全的考虑。

图9 2012～2021年信息采集技术领域有效专利分布情况

从增长趋势来看（如图10），管理系统和监控调度技术领域的有效专利从2018年开始急剧增长，这与新兴信息技术的飞速进步分不开。有效专利最多的数据采集技术则一直较为平稳的上涨。随着智能物流进程不断推进，软件的核心作用凸显，未来一段时间内，物流仓储管理系统、监控调度系统仍将是仓储板块的一大热门。

图10 2012～2021年信息采集技术领域有效专利增长情况

3.分拣设备技术领域

分拣设备技术领域主要包括分拣机、拣选台车、货到人系统、新型分拣系统等细分技术类别，从有效专利分布和增长情况（如图11、图12）中可知，分拣机技术拥有最多的有效专利，占比高达76.3%，且一直处于稳定增长期，表明一直存在较大的市场需求。但新式拣选、分拣系统也在崛起，拣选模式正在发生变革。其中货到人拣选系统专利占比为9.2%，包括系统方法、拣选工作站、货到机器人拣选等，该技术在2018年出现一个小的增长高峰，近两年也在快速增长，反映了该种拣选模式逐渐被市场接受认可。新型分拣系统占8.4%，主要包括分拣机器人系统、无需钢平台的落地式分拣系统等，这些技术的有效专利也在2018年达到一个增长顶峰，近两年增速有所回落，从一定程度反映了企业对新型分拣技术的探索趋向冷静、谨慎。物流仓储装备市场很大，机会很多，但竞争异常激烈，试错成本较高，创新不可盲目跟风。拣选台车的有效专利总体数量较少，占比为6.1%，其中外观设计专利达到45.7%，发明仅占2.2%，且有效专利同样也在2018年达到增长顶峰，近三年增长速度下降较为明显，传统的“人到货”拣选模式及技术正逐渐趋于饱和。

图11 2012～2021年分拣设备技术领域大类有效专利分布情况

图12 2012～2021年分拣设备技术领域有效专利增长情况

4.输送设备技术领域

输送设备技术领域各类别有效专利占比如图13所示。其中有效专利数量最多的是箱式输送机，占比为51.6%，托盘输送机占比为17.2%，往复式提升机占比为12.3%；近年来比较热门的悬挂输送有效专利占比达到10.0%；连续提升机占比为9.0%。从图14中的增长趋势来看，箱式输送机基本上处于稳步增长；托盘输送机和悬挂输送2021年增长速度略有下滑；近两年增长速度比较显著是连续提升机和往复式提升机，这主要得益于密集存储系统、箱式输送分拣系统、货到人拣选系统日渐增长的市场需求和快速的技术进步。

图13 2012～2021年输送设备技术领域有效专利分布情况

图14 2012～2021年输送设备技术领域有效专利增长情况

5.搬运设备技术领域

搬运设备技术领域各类别有效专利占比如图15所示，主要包括AGV（占比为44.4%）、物流机器人（占比为33.4%）以及传统的搬运车（占比为22.2%）。其中AGV和物流机器人也是表1中全部33个细类里占比最高的前两类。由图16可知，传统搬运车在2013～2016年已经占据一定数量，当时AGV和物流机器人处于起步阶段。2016～2019年是AGV和物流机器人发展的高峰，有效专利的数量居多且增速较快；2019年之后，AGV的有效专利增速略有回落，而物流机器人仍保持稳步增长。与之对应的是，传统搬运装备搬运车的增速进一步放缓，且其有效专利技术也更加注重自动化、智能化、绿色化，物流仓储搬运设备市场正在发生深刻变革。

图15 2012～2021年搬运设备技术领域有效专利分布情况

图16 2012～2021年搬运设备技术领域有效专利增长情况

值得关注的是，尽管搬运设备技术总体有效专利数量处于物流仓储装备七大技术领域的首位，但由图8可知其近两年增速放缓较为明显；值得一提的是，AGV和物流机器人虽然在全部33个细类中有效专利的数量居于前两位，但其外观设计专利的占比分别达到有效专利数量的17.5%和28.1%，相比之下物流仓储装备企业总体有效专利中外观设计专利的占比仅为11.6%，这从侧面反映出AGV和物流机器人的技术同质化较为明显，竞争非常激烈，有关企业仍需加大自主创新的投入和力度。

6.存储设备技术领域

存储设备技术领域专利分布如图17所示，有效专利数量占比前三分别为穿梭车（占比为31.0%）、有轨堆垛机（占比为27.4%）和货架（占比为26.1%）；用于货架存储环节的提升机有效专利占比为4.9%；货柜有效专利数量也较少，占比为2.7%；用于堆垛机换巷道的转轨车有效专利占比仅为0.6%，由于当前很多需要换巷道的堆垛机自身已经具备换轨功能，转轨车技术即将退出历史舞台。除了具体的存储设备及专用零部件，也有很多专利是针对存取一体化系统及装备的，在存储设备中的占比达到7.3%。

图17 2012～2021年存储设备技术领域有效专利分布情况

对有效专利数量较多的类别进行增长趋势分析（图18），可以看到近年来仓储系统的有效专利增速较快，货架技术有效专利增速在2019年达到峰值，近两年有所回落，而有轨堆垛机技术增速则在2019年处于低谷，近两年有所回升。穿梭车技术一直保持着较为稳定的增长态势，2021年略微增速放缓，从具体专利技术来看，由普通的RGV、二向穿梭车/穿梭板，发展成四向穿梭车、可攀爬式小车，产品发生了迭代升级。

图18 2012～2021年存储设备技术领域有效专利增长情况

图20 2012～2021年辅助设备技术领域有效专利分布情况

7.堆码装卸、辅助设备技术领域

堆码装卸和辅助设备两类技术领域的有效专利数量较少，统计增长情况意义及参考价值不大。其专利分布如图19、20所示，堆码装卸技术中有效专利数量最多的为堆码垛设备（占比36.5%），其次是包装设备（占比为29.2%），托盘整形和装卸机也拥有一定数量的专利。当前立体仓库和物流配送中心的内部流通环节自动化水平已有很大提升，但与外部运输车辆对接的自动装卸系统技术仍较为欠缺，市场存在很大需求，亟需相关企业补齐装备技术短板。

图19 2012～2021年堆码装卸技术领域有效专利分布情况

辅助设备技术领域中有效专利数量较多的是各类物流单元器具，占比为88.6%。语音拣选、视觉拣选、外骨骼机器人等辅助设备在国外物流仓储领域已有较多应用，在国内市场也有应用尝试，但以上技术近十年来国内物流仓储装备企业申请并授权的有效专利数量极少，且多数为视觉拣选技术，涉及语音拣选或外骨骼机器人辅助搬运的寥寥无几。而目前统计到的专利中，辅助搬运技术也均为采用机械手/臂进行辅助搬运。这反映出尽管视觉拣选、语音拣选、外骨骼机器人辅助搬运等技术概念很热，也是物流仓储装备的发展方向之一，但由于涉及多学科融合，技术门槛较高，国内相关企业还远未实现上述技术的自主研发设计，在这一高端装备领域，我们还需要奋起直追。

三、软件著作权技术领域分布

1.软件著作权总体分布情况

物流仓储领域软件著作权总体可以分为管理系统、运维管理、监控调度、数据采集、网络安全、控制系统、调试测试、仿真计算、云技术等9个类别，其有效软件著作权分布如图21所示。软著数量最多的前三类分别为控制系统（占比为33.4%）、监控调度（占比为27.2%）以及管理系统（占比为23.3%），这三个类别占据全部软件著作权的84%，拥有核心地位；数据采集软著占据9%；同时，尽管数量较少，但也出现了调试测试、仿真计算、云技术等相关软件著作权，软件作为物流仓储装备集群控制的核心管理层，已经愈发受到重视。

图21 2012～2021年物流仓储装备企业软件著作权分布情况

2.软件著作权增速情况

软著数量较多的几个类别的增长趋势如图22所示。首先由图4的分析可知，2021年物流仓储装备企业软件著作权增长速度整体呈下滑趋势，图22中的管理系统、监控调度技术在2021年都有较为明显的增速下降；控制系统是物流仓储设备的刚需，仓储环节大小设备都需要底层控制系统支持，因此增速虽略有下滑，但趋势不是很明显。数据采集分类，在2021年软件增速整体下滑的前提下反而逆势增长。

图22 2012～2021年物流仓储装备企业软件著作权增长情况

对照图8可知，2021年信息采集技术领域有效专利数量增长迅猛。且根据数据统计，2021年，管理系统、监控调度、数据采集三个技术类别新增有效发明专利的数量分别为其2021年新增全部有效专利数量的50.4%、39.9%和13.4%。通过对比分析管理系统、监控调度、数据采集三个技术类别近年来发明专利和软件著作权的增速情况，如图23、图24和图25所示，可知同一技术领域发明专利和软件著作权的增速存在此消彼长的关系，发明专利一般为创新方法，距离技术的落地应用存在一定的迟滞性。因此，尽管2021年管理系统、监控调度这两类技术的软件著作权都有较为明显的增速下滑，但其有效发明专利增长情况极好，可以预见未来一两年，随着创新技术方法的落地应用，以上两个类别软件著作权会迎来一波增长新高。

图23 2012～2021年管理系统类别发明专利和软著增长情况对比

图24 2012～2021年监控调度类别发明专利和软著增长情况对比

图25 2012～2021年数据采集类别发明专利和软著增长情况对比

四、总结

最近十余年来，中国物流仓储装备行业技术创新取得迅猛发展，企业对知识产权的认识及重视程度逐步提高，有效知识产权的数量快速增长，尤其是发明专利增长态势尤为突出，企业的自主创新能力不断增强。从技术领域来看，管理、监控、调度、采集等信息技术正迎来发展的新高潮；存储、输送、分拣设备技术一直平稳增长；以AGV、搬运机器人等为代表的搬运设备产品技术发展及市场竞争进入白热化；此外，拥有自主知识产权的高端装备技术及产品依然不足。

中国物流仓储装备行业正面临黄金发展期，吸引来众多投资者和跨界入局者，市场竞争日趋激烈。在知识经济时代，无论是面对国内市场还是国外市场，企业都应充分重视并利用知识产权战略，开展知识产权布局，有效保护企业的技术创新成果，不断提高产品的质量和技术水平，占据领先地位，唯有如此才能在激烈的市场竞争中处于不败地位。