全球 IoT智慧工廠專利申請趨勢

國發會台灣 六大核心戰略產業；博大國際透過專利情報分析，帶你關注【IOT智慧工廠】過去20年全球技術動向及2021年高影響力專利。運用專利 CPC 分類系統中的 Y 分類，追蹤當前新興技術與發展趨勢。本檢索範圍為 2021 年 1 月 1 日至 2021 年 12 月 31 日申請的專利，博大帶您一窺產業動態。

壹、   全球過去二十年IoT智慧工廠相關技術發展，趨勢圖(連結)。專利申請從2006年開始增加，至2015年來到第一次高峰，統計至2020年全球專利多維持成長趨勢；從2011年德國提出工業4.0概念帶動相關技術快速成長，而後隨2015年後5G技術發展多國陸續推動5G商轉計畫 (科技產業資訊室：全球5G商轉之時間表)，當今機器人結合5G、AI、雲端等技術已成趨勢，未來可望帶動新一波成長 (科技產業資訊室：2022年將成為AI機器人發展關鍵拐點)，預估到2025年，將有超過500億台設備連接到IIoT，每年產生79.4 ZB的數據，到2030年在各行各業中，製造流程將有約10% 被AM取代 (2022年麥肯錫報導)。

 

貳、   本次檢索近年 ( 2014至2021年) 累積的專利申請數，各國排名分別為中國24,965件最多，其次美國6,381件、日本4,210件、歐盟2,728件、韓國1,659件、德國1,340件及台灣775件；值得注意的是亞洲地區 中國、日本、韓國及台灣 的發展，製造業為亞太地區(APAC)經濟的核心產業之一，據GlobeNewswire統計，APAC是全球最大製造業市場，佔全球市場的43% (科技網)；根據專利佈局情形(連結)值得注意的競爭者，日本FAUNC、日本三菱電機、德國西門子及美國洛克威爾自動化公司，台灣則有台積電和鴻海集團。隨2011年喊出工業4.0 (Industry 4.0) 發展至今已有十多年，近年各國5G陸續完成商轉，世界上最大的製造中心將透過人工智慧(AI)、物聯網(IoT)、機器學習、雲端運算轉型成智慧工廠 (補充資料：IFR公布2022年機器人五大趨勢)。各國專利申請趨勢，以韓國專利成長幅度最大有72% 最多，其次是美國52%。

美國拜登上「美國優先」也不會結束(日經新聞)，美國總統拜登於2021年1月25日簽署一項行政命令《Buy American》提高政府採購規定計畫於2029年美國貨達75%，以支持美國製造業及投資美國企業及美國工人所製造的產品 (科技產業資訊室)。根據2022年Straits Research調查，北美預計將成為第二大智能製造市場，預計到2030年市場價值將達到1800億美元。美國和加拿大正在加大對新工業技術的投資(資料來源)。

南韓政府為推動產業創新並跟上全球工業4.0發展潮流，自2014年起發布多項計畫，積極推動南韓製造業中小企業導入智慧工廠。2019年韓國成為全球首個5G商用化國家(科技產業資訊室：全球5G商轉之時間表)，並籌組5G智慧工廠聯盟(5G-SFA) 目標是在2025年擁有3萬間智慧工廠。截至IFR 2020年統計，南韓為全球製造業中機器人平均密度最高的國家，其次是新加坡、日本和德國 (科技產業資訊室)。該聯盟由智慧工廠相關的ICT公司和運營技術開發商發起，參與的公司包括智慧工廠ICT公司，如SK Telecom、Ericsson-LG、Microsoft Korea、Hyundai BS＆C、Skelter Labs、CMES，還有系統技術開發商，如三星電子，西門子韓國，歐姆龍韓國，Nsquare，TUV韓國，Keyence和Pilz等。

 

▶ 南韓智慧工廠推動政策研析 (2018/04/30)

▶ 南韓政府在2022年之前，將提供3萬個智慧工廠給中小企業 (2019/03/08)

 

2021年高影響力公司：

Dexterity主要開發物流、倉庫和供應鏈智能機器人系統，成立於2017年。Dexterity的智能機器人使物流供應商能夠自動化倉庫中一些最複雜的任務，而無需修改其現有的基礎設施。該公司的機器人軟件即服務 (SaaS) 產品解決方案為商品機器人提供視覺、觸覺和上下文智能，以像人類一樣敏捷和速度處理非結構化貨物堆。具體來說，Dexterity的解決方案擅長處理任何倉庫中最難抓取的物品，並且不需要昂貴且笨重的輔助基礎設施。(專利US10906188B1連結)

 

全球專利佈局公司：

發那科 ( FANUC ) 是一間提供如機器人和電腦數控工具機等自動化產品服務的公司，主要由日本發那科公司、美國美國發那科公司及歐洲發那科公司組成。發那科是世界上最大的工業機器人製造商之一，也是工廠自動化系統的全球領先製造商。從專利佈局來看在中國、美國及日本皆有很深的布局，目前在中國的工業機器人市佔排第一名。在46個國家擁有超過240個合資企業，子公司和辦事處。此外發那科也是在數控系統最大市場份額的生產商，具有65％的全球市場份額。

▶ 發那科要將協作機器人産能提高至3倍 (2022/02/05)

▶ 發那科在中國增設機器人工廠 (2021/03/22)

 

其他產業資訊：

據Mordor Intelligence報告顯示，全球智慧工廠市場規模為2,707.4億美元，到了2026年，預估將達到4618.2億美元，複合年均成長率(CAGR)為9.33%。在此期間，由於外商直接增加投資金額及工業的進步，亞太地區有望佔據全球市場領導地位。加快部署5G網路的同時，亞太地區各國政府也透過新政策與援助智慧製造相關產業發展(科技網)。

南韓『智慧工廠』可能遇亂流--日本出口限制 (2019/07/25)：南韓政府已宣布積極推動智慧工廠的建立，但發現日本控制了40％的相關技術。因此，越來越多的人擔心，如果日本決定在未來擴大其出口限制範圍，南韓政府推動新興產業的計劃可能會受到嚴重影響。根據南韓銀行7月21日發布的報告，截至2017年，日本佔全球智慧工廠市場的37％，遠高於德國的12.5％和美國的9.5％。智慧工廠是指高度數位化和智能化的設施，整個業務流程從產品設計和開發，皆基於IT的生產和行銷。由於，日本已經在零組件和機器人領域取得不少高水準技術，這些技術是推動智慧工廠和建立標準所必需的。聯合國（UN）表示，截至2017年，日本在零組件行業的比較優勢指數為1.56，高於德國的1.26；同時在工業機器人領域也是如此。自2000年以來，日本機器人行業的貿易專業化指數一直保持在0.95以上。貿易專業化指數顯示了一種產品專門用於出口的程度。如果它接近1，則認為完全導向貿易交易程度。

▶ 南韓政府計劃5年內100項關鍵產品本地化、減少對日本依賴 (2019/08/06)

台灣SEMI全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸表示，台灣半導體產業目前已展現高度的自動化，且隨著5G、AI、邊緣到雲端運算、數位分身等應用驅動下，智慧製造已成為各家企業製造的「Know-how」及核心實力。如何讓智慧製造發揮從整機、整線、整廠到跨域跨區的綜效，使生產效能及產能發揮到最精準極致狀態，以及在追求高生產效能的同時能強化資安防護韌性，都是SEMI與會員企業未來重要的課題及關注的方向。並強調SEMI將持續偕同SEMI智慧製造委員會進行跨界資源整合與交流，使台灣半導體產業鏈上、下游廠商一同朝著智慧製造與數位轉型之目標躍進，推動台灣成為亞洲高階製造中心、半導體先進製程中心。(聯合報：工業4.0智慧製造與數位轉型成產業趨勢與競爭決勝關鍵)

▶ 全球機器人密度2020年平均126台 台灣排名第八 (2022/01/24)

▶ 供應鏈如何數位轉型？ 從高科技智慧製造論壇看企業導入案例 (2021/12/15)

▶ 全台第一座5G智慧工廠啟動 台達電攜手遠傳及微軟 (2019/06/09)