上海电气集团股份有限公司人工智能领域专利布局深度研究报告
一、研究背景与目标
上海电气作为中国装备制造业的领军企业，近年来积极布局人工智能领域，通过专利申请与技术创新不断强化其在智能制造、工业自动化等领域的竞争力。2025年，上海电气在世界人工智能大会(WAIC)上发布了首款自研人形机器人"溯元"，标志着其在AI驱动的工业创新领域迈出了重要一步。本报告旨在全面分析上海电气在人工智能领域的专利布局现状、技术特点、应用场景及未来发展趋势，为相关行业参与者提供参考。
二、上海电气AI专利布局整体概况
2.1 专利申请总量与增长趋势
根据最新数据，上海电气集团股份有限公司在人工智能领域已形成相当规模的专利布局。截至2025年8月，上海电气在AI相关领域的专利申请总量已达数百项，其中在人形机器人领域就有189项专利申请(包括120项已授权专利)。这一数据表明上海电气在AI技术研发方面投入巨大，且已取得显著成果。
2025年以来，上海电气的专利申请与授权呈现良好增长态势。今年以来，上海电气新获得专利授权72个，较去年同期增加了2.86%。这一增长率虽不惊人，但考虑到专利质量与技术含量，上海电气的AI专利布局正朝着高质量方向发展。
2.2 技术领域分布
上海电气的AI专利布局覆盖多个技术领域，主要集中在以下几个方向：
1. 工业机器人与智能制造：包括人形机器人、双臂机器人等多种类型，以及机器人训练方法、系统及存储介质等。
2. 设备状态监测与故障诊断：涵盖电气设备故障预测、旋转机械故障诊断、基于知识图谱的故障分析方法等。
3. 智能调度与优化：如智能调度方法、调度系统、电子设备、介质及产品等。
4. 时间序列预测：包括用于时间序列预测自回归模型的并行加速推理方法、多变量客流长时预测方法等。
5. 三维场景生成：基于先进的机器学习和生成对抗网络(GAN)算法，能够高效生成高质量的三维场景。
6. 计算机视觉与模式识别：如指针式仪表的自动识读方法、髋臼覆盖率的确定方法等。
7. 智能能源管理：包括基于人工智能的智能能量路由系统、储放热与热泵协同的控制方法及系统等。
8. AI驱动的检测技术：如基于化学机理和AI相结合的自动化电缆老化检测方法和装置等。
三、核心专利技术分析
3.1 工业机器人与智能制造领域专利
3.1.1 人形机器人技术布局
上海电气在人形机器人领域的专利布局最为突出，已申请189项专利(其中120项已授权)。其最新发布的自研人形机器人"溯元"是这些专利技术的集大成者。该机器人身高1.67米，体重50公斤，全身配备38个自由度，采用人体工学设计，能够在复杂工业环境中灵活作业。
上海电气的人形机器人专利技术主要体现在以下几个方面：
1. 高精度仿真场景构建技术：通过隐式渲染方程与接触冲击模型，显著提升场景构建效率，减少人工干预。
2. 近端策略优化算法：采用近端策略优化(PPO)算法，驱动机器人执行训练任务，实现策略模型对复杂物理交互的快速适应。
3. 核心零部件技术：上海电气在机器人核心零部件方面也有深入布局，如上海天安轴承研发的"灵巧手"专用减速器轴承，具备高精度、低噪音、轻量化特性；上海联合滚动轴承的工业机器人RV减速器用角接触球轴承；上海振华轴承的国产化特种交叉滚子轴承等。
4. 一体化具身智能中控平台：正在开发的一体化具身智能中控平台，相当于用一颗"大脑"来控制全身的运动、控制、感知和决策，将大幅提升机器人的整体性能。
5. 多智能体协同网络：如在智能磨床解决方案中采用具身智能体架构，通过多智能体协同网络，实现磨削工艺的智能化升级。
3.1.2 双臂机器人技术
除了人形机器人，上海电气还布局了双臂机器人领域。其双臂机器人"灵柯"配备激光雷达和双目摄像头，端侧算力达275TOPS，搭载大语言模型，可自主完成箱体搬运、识别等任务。上海电气通过"溯元"和"灵柯"两款机器人，展现了从单机智能到群体协作的技术突破。
3.2 设备状态监测与故障诊断专利
上海电气在设备状态监测与故障诊断领域的专利布局也相当丰富，主要包括：
1. 电气设备知识图谱模型：上海电气于2025年4月申请的"模型的训练方法、系统、电气设备的故障预测方法及系统"专利(公开号CN120338027A)，通过全局硬负样本和批量硬负样本，提升模型区分能力和鲁棒性。
2. 自适应小波特征融合网络：2024年9月申请的"基于自适应小波特征融合网络的旋转机械的故障诊断方法"专利(公开号CN119312280A)，增强故障诊断模型对于复杂信号的理解和噪声的鲁棒性。
3. 注意力机制与双向门控循环单元结合模型：2024年12月申请的"设备的状态评估方法及其模型训练方法、电子设备"专利(公开号CN119884684A)，由注意力机制层与双向门控循环单元网络相结合，大大提高状态评估模型整体的精度及可靠性。
4. 基于知识图谱的故障分析方法：2024年10月申请的"基于知识图谱的故障分析方法、系统以及电子设备"专利(公开号CN119249301A)，能够根据知识图谱中的数据路径、算法路径和诊断路径，找到对应的目标路径，生成准确的故障分析结果。
3.3 智能调度与优化专利
上海电气在智能调度与优化领域的核心专利是2024年12月申请的"智能调度方法、调度系统、电子设备、介质及产品"专利(公开号CN119828622A)。该专利涉及智能制造领域，能够根据工厂需求基于优化算法和评分模型对生成的初始调度方案进行改进迭代，以获得更优选的方案。
该专利的创新点在于：
• 能够面对大规模任务分配情景，提高生产和运营效率
• 可以适用于复杂的套料工况
• 搜索方向更加简洁高效
3.4 时间序列预测专利
上海电气在时间序列预测领域有两项重要专利：
1. 用于时间序列预测自回归模型的并行加速推理方法：上海电气智慧城市信息科技有限公司于2024年12月申请的专利(公开号CN119849628A)，通过草稿模型、并行推理流水线、容差检查及结果融合操作，在不明显影响精度的前提下，实现长序列时序推理过程的加速。
2. 多变量客流长时预测方法：同样由上海电气智慧城市信息科技有限公司于2024年12月申请的专利(公开号CN119849688A)，能够提高客流数据的预测准确性。
3.5 三维场景生成专利
上海电气于2021年12月申请的"三维场景生成方法、系统、电子设备及存储介质"专利(授权公告号CN114037793B)，基于先进的机器学习和生成对抗网络(GAN)算法，能够高效生成高质量的三维场景，为工业设计、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等领域提供支持。
该专利的技术特点包括：
• 提升生成效率，减少人工干预
• 系统能够自动识别场景中的关键元素
• 自动生成符合要求的三维模型
3.6 计算机视觉与模式识别专利
上海电气在计算机视觉与模式识别领域的核心专利包括：
1. 指针式仪表的自动识读方法：2022年10月申请的专利(专利申请号CN202210315809.8，授权日为2025年5月9日)，通过获取指针式仪表的图像数据，并将表盘区域进行水平化处理，提高读数的准确性。
2. 髋臼覆盖率的确定方法：2022年3月申请的专利(专利申请号CN202210370039.7，授权日为2025年8月22日)，通过将包含髋球和髋臼的三维模型投影至二维投影平面，计算髋臼覆盖率，大大减少了计算量，提高了计算效率。
3.7 智能能源管理专利
上海电气在智能能源管理领域的重要专利包括：
1. 基于人工智能的智能能量路由系统：上海六电电气有限公司于2024年12月申请的专利(公开号CN119853149A)，涉及能源高效利用与削峰填谷。
2. 储放热与热泵协同的控制方法及系统：上海电气集团股份有限公司于2025年3月申请的专利(公开号CN120351551A)，提升能源利用效率和经济性。
3. 一种基于化学机理和AI相结合的自动化电缆老化检测方法和装置：东方电气长三角(杭州)创新研究院有限公司于2024年12月申请的专利(公开号CN119762878A)，结合电缆材料本身的机理变化以及外在的视觉感知技术，构建电缆老化检测大模型。
3.8 设备检修相关专利
上海电气在设备检修领域有两项重要专利：
1. 设备检修方法、装置、电子设备、计算机程序产品：2024年12月申请的专利(公开号CN119887164A)，提高检修效率、缩短检修周期。
2. 设备检修决策方法：方法包括获取各检修点的检测数据和健康评估结果；将检测数据和健康评估结果输入综合性能评估模型，确定设备的性能评估结果；将设备的性能评估结果和属性数据输入检修决策模型，确定设备的检修策略。
四、专利应用场景与产业化分析
4.1 工业机器人应用场景
上海电气的工业机器人专利技术已在多个领域实现产业化应用：
1. 核电领域应用：上海电气与国家地方共建人形机器人创新中心"麒麟"具身智能训练场合作，以核电行业极端、高风险作业环境为背景，围绕上海电气核电集团的示范应用场景展开探索，目标是用机器人逐步替代高强度、高危险、重复性作业，提升核电制造效率与安全性。
2. 风电领域应用：上海电气携手中国联通推出全球首发风电全生命周期AI解决方案，通过AI技术赋能的风电叶片智能巡检与塔筒参数化设计。
3. 智能制造场景：上海电气开放了三十多个智能制造的场景，让机器人可以在里面进行训练和学习，真实的工业环境有助于技术的迭代和产品的优化。
4. 多行业应用拓展：上海电气的人形机器人未来将在更多领域开展示范应用，包括但不限于仓储等领域，推动人机协同智能化。
4.2 设备状态监测与故障诊断应用
上海电气的设备状态监测与故障诊断专利技术主要应用于：
1. 电气设备故障预测：通过全局硬负样本和批量硬负样本训练的电气设备知识图谱模型，提升模型区分能力和鲁棒性，用于电气设备故障预测。
2. 旋转机械故障诊断：基于自适应小波特征融合网络的旋转机械故障诊断方法，增强故障诊断模型对于复杂信号的理解和噪声的鲁棒性。
3. 设备状态评估：由注意力机制层与双向门控循环单元网络相结合的状态评估模型，提高状态评估的精度及可靠性。
4. 电缆老化检测：基于化学机理和AI相结合的自动化电缆老化检测方法和装置，实现电缆老化检测流程的全自动化，从电缆诊断到诊断评估分析及行动建议的一体化流程。
4.3 智能调度与优化应用
上海电气的智能调度与优化专利技术主要应用于：
1. 工厂生产调度：根据工厂需求基于优化算法和评分模型对生成的初始调度方案进行改进迭代，以获得更优选的方案，提高生产和运营效率。
2. 复杂套料工况：该方案可以适用于复杂的套料工况，且搜索方向更加简洁高效。
4.4 时间序列预测应用
上海电气的时间序列预测专利技术主要应用于：
1. 客流时序预测：用于时间序列预测自回归模型的并行加速推理方法，可应用于客流时序预测技术领域。
2. 多变量长时预测：多变量客流长时预测方法，提高客流数据的预测准确性。
4.5 三维场景生成应用
上海电气的三维场景生成专利技术主要应用于：
1. 工业设计：高效生成高质量的三维场景，为工业设计提供支持。
2. 虚拟现实(VR)与增强现实(AR)：为虚拟现实和增强现实应用提供三维场景支持。
4.6 计算机视觉应用
上海电气的计算机视觉专利技术主要应用于：
1. 指针式仪表自动识读：通过获取指针式仪表的图像数据，并将表盘区域进行水平化处理，提高读数的准确性。
2. 医疗领域应用：髋臼覆盖率的确定方法、手术导航方法及装置，用于医疗领域的手术导航。
4.7 智能能源管理应用
上海电气的智能能源管理专利技术主要应用于：
1. 智能能量路由系统：实现能源高效利用与削峰填谷。
2. 储放热与热泵协同控制：提升能源利用效率和经济性。
4.8 设备检修应用
上海电气的设备检修专利技术主要应用于：
1. 设备检修决策：通过综合性能评估模型和检修决策模型，确定设备的检修策略，提高检修效率、缩短检修周期。
五、技术创新特点与竞争优势分析
5.1 技术创新特点
上海电气在人工智能领域的专利技术创新呈现以下特点：
1. 场景驱动的技术创新：上海电气的AI专利布局紧密围绕工业场景需求，如核电、风电、智能制造等领域的实际问题，体现了"场景牵引、本体强化、核心部件突破和AI赋能"的策略。
2. 多技术融合创新：上海电气的AI专利技术融合了多种技术，如将知识图谱与故障诊断相结合，将化学机理与计算机视觉相结合，将强化学习与机器人控制相结合等。
3. 全栈技术布局：上海电气在AI领域采取全栈技术布局策略，从核心算法、模型训练、硬件平台到应用场景都有专利布局，如在人形机器人领域，既布局了核心零部件技术，也布局了控制算法和应用场景。
4. 工业数据与AI模型结合：上海电气注重利用工业数据训练AI模型，如未来机器人将搭载基于工业数据语料训练的垂直领域AI模型，可优化抓取、装配等操作效率。
5. 自主核心技术：上海电气强调自主核心技术的研发，如在人形机器人领域，其核心零部件已实现国产化替代，如"灵巧手"专用减速器轴承、工业机器人RV减速器用角接触球轴承等。
5.2 竞争优势分析
上海电气在AI领域的竞争优势主要体现在以下几个方面：
1. 深厚的工业基础：作为装备制造业的领军企业，上海电气拥有深厚的工业基础和丰富的行业经验，能够更好地理解工业场景需求，开发更贴合实际应用的AI技术。
2. 完整的产业链布局：上海电气构建了非常完整的机器人产业链，从上游的核心零部件到中游的机器人本体再到下游的行业应用都有布局，这种全产业链布局增强了其在AI领域的竞争力。
3. 丰富的应用场景：上海电气拥有丰富的智能制造场景，这是其布局AI和机器人产业的最大优势所在。公司开放了三十多个智能制造场景，让机器人可以在里面进行训练和学习，真实的工业环境有助于技术的迭代和产品的优化。
4. 产学研合作优势：上海电气积极与高校、研究机构合作，如与国家地方共建人形机器人创新中心"麒麟"具身智能训练场合作，围绕核电行业开展研究，这种产学研合作模式有助于提升其技术创新能力。
5. 集团协同效应：上海电气集团内部协同效应明显，如上海电气的金融板块与智源机器签署合作协议，通过技术加资本加场景的模式来推动人形机器人在更多场景的落地和商业化。
六、与行业领先企业的对比分析
6.1 与国家电网AI专利布局对比
国家电网作为能源领域的另一巨头，在AI领域也有广泛布局：
1. 专利数量与领域：截至2025年，国家电网在AI领域的专利存量已超过5000项，覆盖电力、热力等多个关键行业环节。相比之下，上海电气在AI领域的专利数量虽然也相当可观，但总体规模不及国家电网。
2. 技术重点：国家电网的AI专利布局主要围绕电力系统展开，如基于大模型的电网知识管理方法、基于人工智能引擎和智能体的配电网停电监测方法等。而上海电气的AI专利布局则更侧重于工业制造场景，如机器人、智能调度、设备诊断等。
3. 应用场景：国家电网的AI应用主要集中在电力系统运行、维护和管理方面，如在2025世界人工智能大会上展示的"AI+光明大模型"打造超大城市智慧能源管理大师，帮助上海构建全国规模最大的城市级虚拟电厂，累计创造经济效益超80亿元。而上海电气的AI应用则更多面向工业制造领域，如核电、风电、智能制造等场景。
4. 技术特点：国家电网的AI技术特点是"AI+新型电力系统"，强调大模型在电网知识管理、设备监测等方面的应用。上海电气的AI技术特点则是"工业场景+AI"，强调AI技术与工业制造过程的深度融合，如将AI技术应用于机器人控制、设备诊断、生产调度等方面。
6.2 与东方电气AI专利布局对比
东方电气作为上海电气在装备制造业的主要竞争对手之一，在AI领域也有一定布局：
1. 专利数量与领域：东方电气在AI领域的专利布局相对较少，主要集中在电缆老化检测、电站数据处理等领域，如"一种基于化学机理和AI相结合的自动化电缆老化检测方法和装置"、"基于机器学习的电站数据规约自动适配融合装置及方法"等专利。
2. 技术特点：东方电气的AI专利技术特点是将AI技术与特定领域的专业知识相结合，如将化学机理与AI相结合用于电缆老化检测，将机器学习与电站数据处理相结合等。
3. 应用场景：东方电气的AI应用主要集中在电力设备检测、电站数据处理等领域，应用场景相对集中。而上海电气的AI应用场景则更为广泛，包括机器人、智能调度、设备诊断、能源管理等多个领域。
4. 创新模式：东方电气的AI创新主要通过其子公司或研究院进行，如东方电气长三角(杭州)创新研究院有限公司、东方电气集团东方电机有限公司等。上海电气则采取集团整体布局的方式，多个子公司和业务板块共同参与AI技术研发和应用，如上海电气自动化集团、上海电气智慧城市信息科技有限公司、上海电气核电设备有限公司等。
6.3 与国际领先企业的对比
与国际领先的工业AI企业相比，上海电气在AI领域的专利布局呈现以下特点：
1. 专利数量与质量：与国际领先企业如西门子、ABB等相比，上海电气在AI领域的专利数量和质量还有一定差距，特别是在国际专利布局方面。
2. 技术方向：国际领先企业在AI领域的专利布局更加多元化，涵盖更多基础算法和通用技术，而上海电气的AI专利布局则更侧重于工业应用场景，基础算法方面的专利相对较少。
3. 应用深度：在工业应用深度方面，上海电气的AI专利与国际领先企业相比各有特色，上海电气在特定工业场景如核电、风电等领域的AI应用有独特优势，而国际领先企业则在更广泛的工业领域有更全面的布局。
4. 商业化模式：国际领先企业通常采用软件+硬件+服务的综合商业化模式，而上海电气的AI专利商业化则更侧重于与现有工业装备和解决方案的结合，如将AI技术应用于现有的机器人、能源管理系统、设备诊断系统等。
七、未来发展趋势与战略规划分析
7.1 AI技术发展趋势
基于上海电气的专利布局和公开信息，AI技术在工业领域的发展趋势主要体现在以下几个方面：
1. 具身智能的发展：具身智能将成为工业AI的重要发展方向，上海电气正在开发一体化具身智能中控平台，用一颗"大脑"来控制全身的运动、控制、感知和决策，提升机器人的整体性能。
2. 多智能体协同：多智能体协同将成为工业AI应用的重要模式，如上海电气的智能磨床解决方案采用具身智能体架构，通过多智能体协同网络，实现磨削工艺的智能化升级。
3. 垂直领域大模型：针对特定工业领域的垂直大模型将得到广泛应用，上海电气未来的机器人将搭载基于工业数据语料训练的垂直领域AI模型，优化抓取、装配等操作效率。
4. AI与机理模型结合：AI技术与物理机理模型的结合将成为工业应用的重要趋势，如上海电气在设备诊断领域的专利技术，既利用AI的学习能力，又结合设备的物理机理，提高诊断的准确性和可靠性。
5. 工业智能体的发展：工业智能体将成为推动制造业转型升级的核心驱动力，上海电气将发展面向垂类领域的工业智能体，实现"小切口"精准赋能。
7.2 上海电气AI战略规划
根据公开信息，上海电气未来在AI领域的战略规划主要包括以下几个方面：
1. 持续推进"人工智能+"行动：上海电气将结合集团实际持续推进"人工智能+"行动，将数字技术与制造优势、市场优势更好结合起来，推动人工智能技术在制造业场景应用落地，与产业发展深度融合，赋能集团产业转型升级，赋能新质生产力。
2. 深化人形机器人研发与应用：上海电气将继续深化人形机器人的研发与应用，下一代"溯元"机器人自由度可能会增加到52个，更加灵活，动作更加细腻。同时，上海电气将在核电、仓储等领域开展示范应用，推动人机协同智能化。
3. 拓展AI在工业设计中的应用：上海电气将继续拓展AI在工业设计中的应用，如在风电领域，上海电气引入人工智能算法，将研发设计效率至少提升30%，并实现了"人算"很难企及的更优解。
4. 打造工业智能体综合服务平台：上海电气将推出AI智能体综合服务平台，提供可视化设计与编排工具，满足设备故障排查、工艺优化、辅助设计等个性化需求。
5. 参与行业标准制定：上海电气将积极参与行业标准的制定，如在上海市经信委、全球工业人工智能联盟卓越中心的牵头下，上海电气联合30余家权威机构，共同编制发布《全球工业人工智能导则》，旨在构建全球统一标准，推动制造业智能化转型。
6. 构建AI生态系统：上海电气将构建全面的AI生态系统，从核心部件到整机落地，持续攻坚人工智能赋能工业场景，为上海建设具有全球影响力的人工智能高地提供强劲动力。
八、结论与建议
8.1 主要研究结论
通过对上海电气在人工智能领域专利布局的全面分析，得出以下主要结论：
1. 专利布局全面且有重点：上海电气在AI领域的专利布局涵盖机器人、设备诊断、智能调度、时间序列预测、三维场景生成等多个领域，其中在人形机器人领域的专利布局最为突出，已申请189项专利(其中120项已授权)。
2. 场景驱动的技术创新：上海电气的AI专利技术创新紧密围绕工业场景需求，如核电、风电、智能制造等领域的实际问题，体现了"场景牵引、本体强化、核心部件突破和AI赋能"的策略。
3. 多技术融合的创新模式：上海电气的AI专利技术融合了多种技术，如知识图谱与故障诊断、化学机理与计算机视觉、强化学习与机器人控制等，形成了独特的技术优势。
4. 全产业链布局优势：上海电气构建了从核心零部件到机器人本体再到应用场景的全产业链布局，增强了其在AI领域的竞争力和产业化能力。
5. 应用落地成效显著：上海电气的AI专利技术已在核电、风电、智能制造等多个领域实现产业化应用，如人形机器人"溯元"在核电领域的应用，风电全生命周期AI解决方案等，取得了显著的经济效益和社会效益。
8.2 对上海电气的建议
基于研究分析，对上海电气未来在AI领域的发展提出以下建议：
1. 加强基础算法研究：在保持应用场景优势的同时，加强AI基础算法研究，提升原始创新能力，特别是在深度学习、强化学习、多智能体系统等方面加强布局。
2. 深化AI与工业互联网融合：进一步深化AI技术与工业互联网平台的融合，构建更加完善的工业智能生态系统，提升AI技术在工业全流程中的应用深度和广度。
3. 加速专利技术产业化：加速AI专利技术的产业化进程，建立更加完善的专利转化机制，将技术优势转化为市场优势和商业价值。
4. 加强国际专利布局：在重点市场和技术领域加强国际专利申请，提升上海电气在全球AI领域的知识产权保护和影响力。
5. 构建开放创新生态：构建更加开放的AI创新生态，与高校、研究机构、科技企业等建立广泛的合作关系，共同推动AI技术在工业领域的创新应用。
8.3 对行业参与者的启示
上海电气在AI领域的专利布局对行业参与者有以下启示：
1. 场景驱动是工业AI成功的关键：工业AI的成功应用需要紧密围绕行业场景需求，解决实际问题，而非简单地将通用AI技术应用于工业领域。
2. 全栈技术布局提升竞争力：在AI领域，全栈技术布局能够提供更强的竞争力和抗风险能力，从算法、模型、平台到应用场景的全面布局，有助于企业在AI时代保持竞争优势。
3. 产业协同是AI落地的重要途径：AI技术在工业领域的落地需要产业链上下游的协同合作，构建开放的创新生态系统，共同推动技术进步和应用创新。
4. 垂直领域大模型是未来趋势：针对特定行业的垂直领域大模型将成为未来工业AI应用的主流，行业企业应积极布局和应用垂直领域大模型，提升AI应用的效果和价值。
5. AI赋能需要组织变革和人才培养：AI技术的应用不仅是技术问题，还需要组织变革和人才培养的支持，企业应加强AI人才队伍建设，建立适应AI时代的组织架构和业务流程。
上海电气在人工智能领域的专利布局展现了中国装备制造业龙头企业在数字化、智能化转型中的战略思考和实践探索，其经验和路径对行业内其他企业具有重要的参考价值。随着AI技术与工业制造的深度融合，上海电气有望继续保持在工业AI领域的领先地位，为中国制造业的高质量发展提供强劲动力。