提到無人機,人們想到的大多是日常航拍、跟拍的娛樂場景,或是前不久美伊爭端中用于作戰的無人機。
但在消費和軍用領域之外,無人機還應用于哪些場景呢?
就當前而言,這場沒有硝煙的疫情戰斗仍在繼續,在面對這場重大疫情尤其是病毒能在人群之間傳播之時,無人機在這場“戰斗”中發揮了巨大作用。
目前看到用于疫情防控的無人機有很多種,被廣泛的應用于噴灑消毒、人群監測和疏導、快速人群測溫、道路監測、安全宣傳、疫情排查甚至物資投放等諸多方面。此外,在后期“清理戰場”的環節,其或許還是防護的主力軍之一。
相比傳統的人工方式,無人機防疫能夠減少人力支出,避免交叉感染,并且覆蓋范圍更大,效率更高。經過此次疫情,人們更加直接的看到了無人機這樣的無人化裝備的優勢,或將給產業帶來新的發展機遇。
疫情防控無人機“十八般武藝”的背后,讓我們一起來了解無人機當前的產業格局和未來發展趨勢。
前言
無人機全稱“無人駕駛飛行器”,是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。它涉及傳感器技術、通信技術、信息處理技術、智能控制技術以及航空動力推進技術等,是信息時代高技術含量的產物。
從 20 世紀 80 年代后期起,許多國家開始把無人機(此時主要為軍用無人機)置于優先發展的地位,競相研制和裝備無人機系統。
近年來,隨著衛星定位系統的成熟、電子與無線電控制技術的改進、產業鏈的完善和應用領域逐漸拓展,無人機行業進入快速發展階段。根據無人機市場調研機構 Drone Industry Insights 發布的無人機市場環境統計數據顯示,截至 2018 年,全球已經有包括中國、美國、以色列、加拿大、德國、英國、法國、俄羅斯等在內的 49 個國家研發無人機,超過 80 個國家裝備無人機。
2014-2018 年全球無人機產地數量走勢圖(點擊圖片,可看大圖,下同)
無人機可按照不同分類方式進行分類:按照應用領域的不同可分為“軍用無人機”與“民用無人機”,其中,民用無人機可以進一步分為“工業級無人機”以及“消費級無人機”;按照技術特征分類,無人機可分為固定翼無人機、多旋翼無人機、無人直升機和復合翼無人機。(本文按照無人機應用領域的分類來進行梳理和介紹)
無人機應用領域分類
現階段,無人機能夠作為飛行工作平臺滿足工作需求,憑借著其空中的作業能力,已經成為軍事、工業、政府和消費應用的重要工具,廣泛應用于建筑、農業、能源勘測以及公用事業等諸多領域,并且擁有高度自主、配置方便、動態部署等特點;同時,無人機還擁有數據采集能力,可作為大數據的采集器,成為互聯網的連接端口。
根據 Drone Industry Insights 機構發布的數據顯示,2018 年全球軍用無人機市場規模為 141 億美元,占比 65.89%,民用無人機市場規模為 73 億美元,占比 34.11%;根據當時預測數據顯示,2019 年全球無人機市場規模為 259 億美元,其中軍用無人機市場規模為 169 億美元,占比為 65.25%;民用無人機市場規模為 90 億美元,占比為 34.75%,同比增速連續兩年超過 20%,增速高于軍用無人機市場。
2018-2019 年國際無人機市場應用結構及預測圖
軍用無人機市場
軍用無人機市場主要涉及作戰和偵察,作戰包括軍事打擊、信息對抗、通信中繼和空中預警等,偵查主要通過安裝光電、雷達等各種傳感器,實現全天候的綜合偵察能力,為部隊提供實時情報支持。
軍用無人機按用途可分為偵察無人機(ISR)、攻擊無人機(CISR)、運輸無人機(TPT)。其中,攻擊無人機占比約為 50%,偵察無人機占比約為 48%,兩者合計約占 98%,全球軍用無人機仍以偵察無人機和攻擊無人機為主。
·市場份額:美國主導,中國追隨
雖然,世界多國都非常重視無人機技術的研發,并且均投入了大量資源,但總體來看,世界無人機技術的發展并不均衡。
從全球來看,美國和以色列的無人機技術較為領先,特別是美國,其無人機技術先進,種類多,既有戰略、戰役、戰術各層次的無人偵察機,也有能夠實現察打一體的攻擊性無人機和用于運輸的無人機。目前全球中高端軍用無人機主要由大型飛機專業公司研發,美國格魯門和通用原子兩大制造商牢牢把握著市場份額前兩名的位置,占據了全球一半以上的軍用無人機市場份額。在排名前十的軍用無人機企業中,有 5 家是美國的;其他有競爭力的制造商主要分布在英國、以色列、中國和俄羅斯。有數據顯示,美國格魯門公司占據著全球軍用無人機 39%的市場份額,通用原子占比為 25%,德事隆 AAI 占比 3%,英國 BAE 和以色列 IAI 公司各占 2%,俄羅斯、中國、法國等國家的制造商共占 29%。
2018 年全球主要軍用無人機制造商及市場份額
從無人機研制市場分布看,歐美是無人機市場的主要集聚區,其中北美洲(以美國為主)占有 54%的市場,市場份額較高的軍用無人機企業集中在該地區。歐洲次之,占有 30%的市場,同樣以研發軍用無人機為主。亞洲占有 9%的市場,以民用無人機廠商居多。
中國無人機研發起步較晚,但發展較為迅速。目前中國軍用無人機的研制單位主要是軍工集團、高校和民營企業。國內高校是最早研制無人機的單位,南航、北航研制的長空一號、長虹一號開啟了國內無人機研制的先河。進入 21 世紀后,中國軍用無人機開始爆發式發展,相繼發展出了“翼龍”系列無人機、“彩虹”系列無人機等性能優良的無人機,并且其中多個機型已經實現出口,走向世界。
據美國智庫 IISS 發布的數據顯示,2008-2017 年中國向全球出口軍用無人機 88 架,美國 351 架,以色列 186 架。總體看,我國軍用無人機裝備同發達國家相比仍有一定差距,還不能完全適應高技術戰爭要求。根據近年來的采購情況,初步估算我國無人機軍費僅占國防軍費中裝備費用的約 0.5%,僅相當于美國 90 年代水平,此處存在較大努力空間。(有數據顯示,2015 年美國軍用無人機預算為 50 億美元,占當年軍費預算的 0.8%左右)
此外,從增長情況看,我國軍用無人機產業預計將保持 15%的年增長率持續增長,在 2022 年達到 20 億美元的市場規模。而根據上述數據估算,美國軍用無人機產業 2019 年市場規模就已超過 100 億美元。其間差距,絕非短期內就可追評。
我國軍用無人機還需利用自身性價比較高的優勢,持續加大投入和研發力度,努力追趕。
民用無人機市場
雖然在軍用無人機市場存在一定差距,但在民用無人機領域上,中國占據較大優勢,特別是消費級無人機,中國的大疆控制著全球約 80%的消費級無人機市場份額,在全球民用無人機制造企業中排名第一。此外,中國的零度智控、億航、一電航空等企業均上榜全球民用無人機企業 top10 榜單。
最初,無人機主要應用于軍事領域。軍事領域積累下來的無人機技術具備廣闊的民間應用前景,近年來,無人機產業發展不斷加快,在政府支持下逐漸從軍用領域延伸到了民用領域,并且民用無人機市場呈現出迅猛增長的態勢。據前瞻產業研究院數據顯示,2018 年,中國無人機市場規模約為 176 億元,其中,民用無人機市場規模為 96 億元,軍用無人機市場規模為 80 億元。
2013—2018 年中國無人機市場規模統計
工信部此前印發的《關于促進和規范民用無人機制造業發展的指導意見》提出:到 2020 年,民用無人機產業持續快速發展,產值達到 600 億元,年均增速 40%以上。到 2025 年,民用無人機產值將達到 1800 億元,年均增速 25%以上。產業規模、技術水平、企業實力持續保持國際領先勢頭,建立健全民用無人機標準、檢測認證體系及產業體系,實現民用無人機安全可控和良性健康發展。
目前來看,民用無人機最大的市場在于行政服務的提供,占比高達 45%,其次消防用途占比為 25%,農林植保占比達 13%,其余的能源、地理觀測、商業廣播等用途占比約為 17%。未來無人機潛力最大的市場可能在民用領域,新增市場需求可能出現在農業植保、貨物速度、空中無線網絡、數據獲取等領域。
2019 年全球民用無人機應用領域結構
民用無人機又可以進一步細分為消費級無人機和工業級無人機兩種類型。
·消費級無人機市場:紅海凸顯
無人機技術進入民用階段后,率先應用于政府主導的公共服務、科研,以及商業化服務如農業、航拍等領域。近年來,隨著無人機產業鏈配套逐漸成熟、硬件成本曲線不斷下降和市場價格的降低,無人機市場關注度持續攀升,消費級無人機的客戶群體從小眾拓展至大眾,客戶規模呈現指數級增長,無人機開始向消費級方向發展。
顧名思義,消費級無人機,即用來消費、娛樂的無人機,目前消費級無人機完成的大部分任務是拍照,在無人機的性能上主要強調飛機的便攜性和易操作,消費級無人機的要義是娛樂。一般來說,消費級無人機上搭載的最多的就是相機,攝像頭一類拍攝設備,根據需要會配有云臺和圖傳電臺。消費級無人機行業主要是以生產消費級無人機為主,行業面向的客戶主體是個人用戶。
消費級無人機的技術門檻相對較低,一套開源程序就可以支持飛行器的起飛和降落,任何人都可以用開源程序做一套無人機平臺。目前消費級無人機發展已經進入成熟期,入門級的消費無人機產品已經變成紅海市場,同時受消費頻次低、市場空間窄、行業監管趨于嚴格等因素的影響,市場規模持續擴大但漲幅放緩,各大廠商薄利廝殺。
但是,消費級無人機的熱度短期內并不會隨之下降,根據 IDG 公司數據顯示,2019 年全球消費級無人機的市場規模約為 51 億美元,占全球民用無人機市場規模的 2 成左右。
在行業競爭加劇的背景下,消費級無人機呈現出向智能化發展的趨勢。我國政府高度重視無人機智能化的發展,工信部發布的《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃(2018-2020 年)》中提到,在智能避障、自動巡航、自主飛行、群體作業等關鍵技術的研發與應用上加大投入,并開展智能飛控系統、高集成度專用芯片等關鍵部件的研制。人工智能企業如英特爾、高通、英偉達等企業相繼布局無人機產業,推動了行業快速發展。
對于該領域的市場格局,中國企業大疆創新獨占第一梯隊,市場份額占全球的 70%。中國企業零度科技、法國企業 Parrot 等企業占據第二梯隊,易瓦特、HOVER 等企業占據第三梯隊。
近年來,消費級無人機高速增長,全球市場需求旺盛。據預測,到 2023 年為止,全球民用無人機市場規模將從 2013 年的 19 億元發展到 124 億元,年均復合增長率有望達到 20.3%。
可見,盡管市場呈現紅海態勢,各企業競爭加劇,但隨著消費者需求的提升和應用領域的擴展,行業企業仍存在發展空間,只是面對行業巨無霸——大疆的存在,爭奪市場份額略顯艱難。
畢竟,壟斷則意味著一切。
·工業級無人機市場:方興未艾
工業級無人機是一種高效便捷并服務于各行各業日常作業的無人駕駛航空器。目前,工業無人機在農業、電力、通信、氣象、農林、海洋、勘探、影視、執法、救援、快遞等專業領域都能夠取得較好的應用效果。其中農業植保、電力巡檢領域發展最為成熟,農業植保的市場空間較大。
國內工業級無人機市場近年來保持高速增長,預計在 2023 年市場規模達到 580 億元。其中,政府部門應用占比高達 45%,其他領域的應用合計占比在 55%。隨著行業企業在研發上的投入不斷提高,以及續航、載荷重量、可靠性以及作業半徑等技術瓶頸的逐一突破。屆時,行業將迎來新一輪增長點。
附全球軍用和民用無人機 Top10 企業
全球軍用和民用無人機 top10 企業
通過 top10 榜單對比可以看出:在技術門檻要求較低的消費無人機領域,中國企業能夠憑借自身龐大的消費市場在行業中迅速取得優勢。但反觀技術壁壘較高的軍用市場,由于起步較晚、投入較少等原因,與國外發達國家仍存在較大差距,還需加大投入力度,在高精尖領域還急需建立起自身的技術壁壘和護城河。
產業鏈梳理&中國市場發展現狀
·產業鏈
無人機產業鏈主要可以分為兩類:一類是整機制造商,代表企業有 GoPro、大疆等;一類是為無人機硬件和軟件(芯片、飛控、電池、GPS、陀螺儀、動力系統、電子元器件、無人機培訓等)的上游供應商,代表企業眾多。
無人機產業鏈上的主要玩家有:
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我國民用無人機龍頭為大疆,大疆創新作為行業龍頭,其飛行控制系統及云臺等技術都處于領先地位。但是就無人高端機芯片制造廠商來看,目前還是主要集中于英特爾、高通、德州儀器等國外企業。芯片是核心零部件,它直接決定了無人機的操控性能、通信能力和處理圖像信息的能力。芯片涉及到算法,對未來無人機的智能化發展起到決定性作用。
可以看到,無人機屬于高科技產品,擁有較為復雜的產業鏈。無人機產品的研發和應用服務環節附加值較高,而由于無人機整機組裝的技術門檻較低,目前大部分無人機企業集中在整機組裝環節。隨著競爭加劇,無人機整機組裝的毛利率將不斷下滑,未來掌握核心技術和應用服務將成為核心競爭力。
·國內無人機市場情況
近年來,中國人工智能技術逐漸完善,推動著無人機行業快速發展,伴隨著無人機應用場景的不斷拓展,中國成為無人機行業應用的重要市場,大量企業和資本入局,布局中國無人機領域。
據統計,中國生產了全球約 94%的無人機產品。美國奧本海默金融服務公司最新發布的《全球無人機行業報告》顯示,美國民用無人機運營商使用的無人機產品來自的廠家中排在前五的是大疆、3DR、Sensefly、Yuneec、Trimble,其中大疆約占 85%左右的份額,已經成為消費級無人機領域的絕對龍頭。
我國無人機產業發展良好,產業鏈體系基本形成,產業規模不斷攀升,從技術研發、產品生產、企業布局到市場規模、領域應用和產業細分,都取得了長足發展。預計未來三年,隨著民用無人機的耐久性和使用成本等問題得到根本性的解決,無人機在民用市場的應用將更具多樣化。同時,研發投入和技術水平的不斷完善將促使軍用無人機市場逐漸縮短與國際先進水平的差距。
中國無人機企業分布廣泛,各地都在發展無人機產業,華東和華南地區為無人機企業數量最多的聚集區。其中,廣東形成以深圳為核心的珠三角無人機產業集群,也是我國無人機集聚度高的地區,深圳被稱作“無人機之都”,國內 90%以上的消費級無人機是在深圳制造的。其余北京、四川、江蘇等地依托制造業基礎,從無到有布局無人機產業,無人機企業數量均在 20-30 家左右。
國內各地區產業格局,來源:上海東灘顧問(點擊可看大圖)
同時,隨著無人機產業的爆發式增長,各省市紛紛結合自身的資源條件布局無人機產業園。據不完全統計,我國現有 46 家無人機產業園,分布在 20 個省(直轄市、自治區)。其中,環渤海、長三角地區無人機產業園最多。
圖片來源:中商產業研究院(點擊可看大圖)
從無人機產業園的布局和發展來看,主要考慮了三個驅動因素,分別是區域服務市場、科研資源利用和原有航空產業布局。即:
服務市場驅動:依托周邊區域對無人機植保、安防、測繪等方面的需求,積極引進龍頭企業,促進產業集聚。
科研資源驅動:與高校、科研機構合作成立產業園區,依托科研資源開展無人機研制、關鍵零部件技術攻關、整機組裝等。
航空布局驅動:依托本地原有航空產業基礎,航空科研資源、通航機場資源、配套產業等,延伸發展無人機產業。
國內領先無人機企業一覽:大疆、零度智控、臻迪科技、億航、極飛科技、中科遙感、科衛泰、智能鳥、華科爾、普洛特等。
影響無人機產業的發展因素有哪些?(此處特指民用無人機)
·政策助推
隨著無人機在世界發達國家中逐步得到重視且用途被不斷開發拓展的趨勢下,我國也愈加注重在無人機領域的探索,國家出臺相關政策、規劃給無人機的發展提供相應助力。近兩年,面對無人機的廣闊前景,政府陸續出臺了多項政策支持、規范無人機產業發展,例如鼓勵大力發展物流無人機、無人配送,對于低空空域的開放持正面態度等。無人機相關政策正在加速制定和實施,以規范這一快速發展的市場。
·應用場景
無人機在行業應用的深度和廣泛是技術與經驗長期積累的結果,在各行業不同細分領域具有極大的商業價值。根據不同的需求,無人機誕生了不同的功能,在給許多行業帶來極大便利的同時,由于無人機應用領域的不斷延伸,也催生了許多細分的無人機產業。
目前,工業無人機在農業、電力、通信、氣象、農林、海洋、勘探、影視、執法、救援、快遞等專業領域的應用,都顯示了極好的技術效果和經濟效果。因此,應用場景的豐富度和擴展性在一定程度上影響著無人機產業的發展。
·供應鏈完善度
無人機產業鏈復雜,各環節配套齊備與否、產業鏈協同速度等都影響著無人機產業的發展。
目前,我國擁有無人機發展所需的全產業鏈,可以實現對無人機系統的產品供應鏈的全部自給。國內無人機廠商借助于完善的電子元器件供應鏈與龐大供應商系統的支撐,以較低的成本生產和銷售產品,憑借強大的性價比優勢在海外市場搶占市場。
·新技術的興起
隨著 5G、大數據、云計算、AI、移動互聯網等信息技術與無人機技術的相互融合,為民用無人機產品智能化、數字化升級提供了新動力。民用無人機產業鏈已從“垂直進步”走向“水平進步”,通過開拓不同的應用場景綜合性地帶動無人機產業進一步的發展。
·技術進步,專利提升
隨著無人機應用領域的不斷擴大,無人機技術的更新變得更為重要。為適應不同的領域,我國無人機研發單位也在持續不斷地更新技術,以飛控系統為核心,其芯片、傳感器、導航等系統功能正在復雜多樣化。
2018 年專利申請數量
從專利申請情況來看,國家電網公司、大疆、北航分別排名第一、第二、第三。
·資本加持
2016 年被稱為“無人機元年”,彼時,無人機市場爆發,資本不斷涌入,全年融資次數達到 60 次。近幾年,資本市場逐漸冷靜,投資逐漸萎縮。
同時,隨著工業級無人機市場需求加速釋放,消費級市場爆發式增長,幾經廝殺之后,市場格局逐漸趨于穩定,頗有強者恒強之勢。導致資本也逐漸向頭部企業靠攏,初創公司除非抓住新的細分市場,盡快取得先機,否則突圍注定艱難。
無人機行業發展趨勢
·核心技術提升空間大
飛控技術和動力系統是無人機的核心技術,反步控制和智能 PID 飛控技術、動力技術等技術的出現降低了無人機研發成本,減少了行業的限制,這也是占領市場的關鍵。未來無人機隱身技術、通信技術、發射、回收技術等等方面亦有較大發展空間。對于中國無人機產業來講,企業應該與高校、科研機構等開展產學研用協同創新,圍繞民用無人機動力系統、飛控系統、傳感器等開展關鍵技術攻關;同時開展小型化通用化載荷設備、高集成度專用芯片、長航時大載重 / 混合布局無人機研制。
此外,在電池方面,從市場應用來看,燃料電池無人機比較適合用于采礦、農業、測量和監測、安全和應急服務等部門。與此同時,長航時無人機還特別適合應用于邊境巡邏、大面積森林水面巡察、長距離管道電力巡線、反恐空中中繼等領域。基于市場需求及企業戰略的雙重考量,國內外不少廠商都已經在進行氫動力無人機的研發或合作布局。
·產品趨向智能化
新興技術的迅速發展使模塊化、通用化、系列化成為可能,微電子技術和納米技術的飛速發展使“微乎其微”成為現實,未來無人機產品將往多功能、模塊化、長航時、微型化、智能化以及全隱身方向發展,向著研發生產智能化、消費產品個性化、行業應用專業化的方向轉變。
·需求驅動行業發展
需求驅動供給,市場規模逐漸擴大帶動著無人機行業的發展,如網絡連接、物流配送、農林植保、智能航拍、安全巡檢、應急救援等領域的需求正在加速無人機的發展。接下來,企業應加快民用無人機行業應用基礎設施、服務保障體系建設,建立技術應用交流平臺、新技術演示驗證中心等,推動行業領域創新應用。
未來,在 AI、5G、云計算等新興技術的推動下,自動家庭監視、無人機+VR、無人機+短途物流等新領域的需求將成未來無人機行業發展的關鍵驅動力。
·行業洗牌加速
目前,消費級無人機同質化競爭嚴重,不具備核心技術的山寨無人機廠商數量較多,難以依靠價格參與亮爭,行業洗牌成為必然。但擁有核心技術和創新能力的領先無人機生產廠商(如大疆、零度智控、極飛等)在新一輪行業洗牌中有較強能力生存下來。但是,隨著小米、騰訊、蘋果、華為、海康威視等跨領域巨頭紛紛計劃或者已經進入無人機市場,大量無人機創業公司介入消費級市場,民用無人機市場競爭進入白熱化。
競爭加劇,適者生存,行業洗牌,優勝劣汰,也不失為一種好的發展現象。
·產業規模持續提升
在上述多種趨勢下,國家政策導向和地方政府的務實推進,正在大力推動無人機行業發展,催生出巨大的經濟和社會效益,伴隨著無人機核心技術進步和應用領域的拓寬,未來無人行業市場規模將會持續擴大,整體趨勢向好。
寫在最后
通過上述對無人機產業的分析和梳理,簡要總結為以下幾點思考:
軍用無人機領域:美國、以色列等國家仍舊占據絕對優勢,中國在領域差距明顯,需加大投入力度,道阻且長,需砥礪前行;
消費級無人機領域:我國在此領域市場份額占據市場主導地位,但產業鏈中關鍵技術(如主控芯片)仍舊被國外大廠掌握,在此還有一段路要走。此外,消費級無人機市場競爭激烈,同質化嚴重,紅海凸顯,國內領先企業需保持對技術和市場走勢的敏感度,在行業洗牌中持續保持優勢,小心陰溝里翻船;
工業級無人機領域:工業級領域在未來仍舊存在較好的發展前景,隨著應用領域的逐漸拓展,各行業自動化、智能化水平的提高,相信對工業級無人機需求仍將旺盛,相關企業可以在此領域加大力度,在這個方興未艾的市場中提早做好布局,尋覓機遇。
最后,通過無人機產業發展的影響因素和未來發展趨勢可以看到,政策、應用、技術、資本等等都影響著產業走向和發展速度。但從整體來看,無人機產業前景明朗,應用領域的日漸豐富,或將在不久的將來給產業帶來一波增長機遇。
? ? ? ?責任編輯:pj
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