民用无人机市场分析报告(一)

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文章对无人机行业行了系统的分析,希望通过此文能够加深你对无人机行业的认识。

近年随着行业的快速发展,国内无人机研制领域原有的竞争格局渐被打破,市场格局正处于巨变和重塑的过程中。

第一章 行业概况

1.1无人机概念

无人机:无人机即无人驾驶飞机器,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。它涉及传感器技术、通信技术、信息处理技术、智能控制技术以及动力推进技术等,是信息时代高技术含量的产物。

无人飞控系统(Unmanned Aircraft System,缩写:UAS): 是由无人飞行设备及控制系统(包括控制站、数据传输系统、通讯系统、遥测系统、导航系统等在内的所有与飞行控制相关的设备)组成,俗称无人机。无人飞控系统按照是否需要人为控制分为两类,一类是操控人员在地面或其他载体如舰艇、车辆上,对其进行控制,如大疆创新。

1.2无人机分类

(1)按应用领域划分

无人机分为军用无人机和民用无人机,而民用无人机包含为工业级无人机和消费级无人机两大类。其中,行业级(也称为工业级或商用级)无人机主要用于替代或协同人工完成各行业领域应用中的人力作业比较困难或无法实现的任务,对专业技能要求高 ;而消费级无人机主要用于个人航拍和娱乐,注重功能体验和操作便利性。而本次报告只讲述民用无人机行业范畴。

(2)按技术特征划分

  1. 固定翼无人机 :是军用和多数民用级无人机的主流平台,其技术特点为续航能力强、飞行半径大、巡航速度快、负载能力强,但起降要求高且无法定点悬停。
  2. 多轴无人机 :也称多旋翼无人机,是消费级无人机的主流平台,其技术特点为起降要求低、可悬停、操控性佳、成本低,但续航时间短并且负载能力弱。
  3. 无人直升机 :是军民两用的飞行平台,适用于需垂直起降和自由悬停的应用场所,其续航时间、负载能力和巡航速度等指标高于多轴无人机但弱于固定翼无人机。
  4. 特殊构型无人机 :如复合翼、倾转旋翼、扑翼等特殊构型的无人机,兼具固定翼和旋翼的特性,性能指标一般介于旋翼类和固定翼无人机两者之间。

表:无人机的类型与特点

1.3无人机系统组成

无人机系统一般由飞行器平台、机载任务设备和地面系统三大部分组成。其中,飞行器平台由机体、飞控、导航、电气、动力和通信系统等构成 ;机载任务设备的选择取决于各行业应用需求,一般包括任务传感器、摄像系统或其它各类行业设备等 ;地面系统则包括起降装置、地面控制站以及检测保障设备等,是地面人员操控无人机和查看任务进展的终端。

图1:无人机系统组成示意图

1.4民用无人机的产业链结构

关于无人机所需要的碳纤维材料、特种塑料、锂电池、磁性材料等关键配件及材料,在深圳、成都等地产业配套齐备,我国基本拥有无人机发展所需的全产业链,可以实现对无人机系统的产品供应链的全部自给。国内无人机厂商借助于完善的电子元器件供应链与庞大供应商系统的支撑,以较低的成本生产和销售产品,凭借强大的性价比优势在海外市场抢占市场。

图2:民用无人机产业链结构

1.5无人机与航模区分

随着航模不断智能化,无人机不断轻小化,如何区分航模和无人机?二者的界限越来越模糊,但严格来说区别有如下:

  1. 飞控系统:无人机有飞控系统参与控制,或由飞控完全自主控制,而航模为人工控制,如果不操作遥控器,航模就会坠毁(因为没有飞控参与控制);
  2. 重量不同:无人机重量跨度大,几千克至上万千克都有,而航模一般重量较小,常见的是几千克至十几千克,几乎没有一吨以上的;
  3. 用途不同:无人机主要执行军用和民用的各种比较复杂的任务,民用方面很多还是商用,而航模侧重于航空模型运动、竞赛、爱好者研究交流以及个人娱乐;
  4. 任务载荷:无人机有任务载荷系统,而航模多为运动和竞赛,一般不装载荷系统(高级或改装的除外);
  5. 人员资质:无人机操控人员包括观测员、驾驶员、机长和教员,有些还需要考取执照;航模操控一般仅为一人,无机长和观测员,亦无资质要求,仅有中国航空运动协会制定的试行技术等级标准,且无法律强制力;
  6. 主管单位:航模由国家体委下属的航空运动管理中心管理,适用体育类法规,而无人机由民航局和AOPA管理,适用航空类法规。

第二章 行业市场分析

2.1市场规模

(1)全球市场

据统计,2014年全球无人机销量达39万台,市场规模约52亿美元,数量上96%为民用,消费级占2/3。民用无人机市场规模从2012年约4.5亿元增长为2015年约90亿元,年复合增速171%。2014年大疆的营收为30亿元,占全球消费级市场70%,可间接推算出2014年全球消费级无人机市场规模大约为43亿元,按单台均价5000元(消费级别的无人机大量的是2000-3000元的消费级无人机)估算,大约销售量为86万台。另据美国蒂尔集团预测,全球军民无人机销售额在2024年将达115亿美元,未来10年支出总额将超过910亿美元,年复合增长率为6.7%。美国《航空与太空技术周刊》预测,未来10年全球无人机市场规模将达到673亿美元,大约356亿美元将用于生产,287亿美元将用于技术研发和实验设计,维护服务约30亿美元。

Gartner高级分析师表示:商用与个人无人机市场日益重叠,低价的个人设备被用于商业风险投资。个人无人机厂商现在正积极尝试立足商业市场。最新的技术进步模糊了界限,使得个人无人机被用于某种特殊应用,入监视、3D测绘与建模等。

表:2016-2017个人与商用无人机统计与预测

(2)美国市场数据来源:Gartner(2017年2月)

FAA预测,美国民用无人机保有量有望从2016年的190万台增长至2020年的430万台,而商用无人机的保有量预计从现在的60万部增长至270万台,而所有类型无人机加起来到2020年,美国境内将会拥有超过700万台。

(3)中国市场

2015年,消费级无人机全球销售额约为100亿人民币。IDC预计,到2020年,中国航拍无人机市场将以56%的年复合增长率快速成长,市场规模达到250亿元人民币。2016年与2017年连续两年中国航拍无人机市场增长将放缓,总出货量为63万台,预计年增长率42%。放缓的原因主要是由于消费需求暂时性的增长乏力以及产品体验与消费者预期存在差距。从长远看,到2021年中国航拍无人机市场将以年复合增长率56%的速度增长,届时该市场出货量将超过400万台。

2015,加速进入无人机市场的新公司步伐加快。在无人机制造商和无人机应用开发商的VC投资超过2014年两倍以上。今天,无人机的应用不断增长,功能越来越复杂,市场范围也越来越广。组件价格继续下跌和开源飞行控制提高了稳定性和可靠性的软件,我们期待更多的低成本消费的无人机制造商将从中国─似乎只是个时间的问题之前。

但在实现这种潜力之前,仍存在一些技术、监管和社会障碍。与此同时,作为一项新技术,预计在无人驾驶飞机作业期间会继续出现与公共安全和隐私有关的有争议的话题。

2.2竞争格局

(1)消费级无人机市场竞争激烈

随着无人机产业链配套逐渐成熟、硬件成本曲线不断下降和市场价格的降低,无人机市场关注度持续攀升,消费级无人机的客户群体从小众拓展至大众,客户规模呈现指数级增长。近年来爆发式增长的无人机产业点燃了创业企业及互联网巨头的热情,红杉资本、红点资本等全球顶级风投机构进入消费级无人机市场,高通、通用、英特尔、谷歌、腾讯、小米等企业巨头纷纷加入,甚至宗申动力、山东矿机等传统制造企业也蜂拥而至,还有很多尚未出名的小团队也在开发消费级无人机,大量低成本同质化无人机的不断进入让市场竞争更加焦灼,整个市场呈现出一片火热的状态。迄今,在注册名称中直接含有无人机字样的中国公司,已有474家,近三年内成立的为439家,占比93%。2016年年末,无人机行业“负面”新闻不断,许多无人机项目失败,部分无人机厂商出现产品质量问题频出、内部管理混乱、出货靠刷单、拖欠供应商货款等问题。

由于国内无人机产业的整体水平仍然良莠不齐,产业市场目前已经呈现出拥挤态势。无人机行业很快将迎来洗牌整合,资本正从跟风式的概念投资转向理性的价值导向的理性投资,并开始关注和最新人工智能产品以及无人机软件服务相关的其他领域。

(2)工业级无人机市场前景良好

无人机正在应用到涉及国计民生的很多领域,发挥着各种重要的生产力作用。与消费级无人机市场不同,工业级市场由于主要侧重飞机的技术性能和行业应用,在实际运用中需要与行业客户进行反复的沟通和不断地改进方案,因此具有很强的客户粘性和壁垒。

工业级无人机在行业应用的深度和广泛是技术与经验长期积累的结果,在各行业不同细分领域具有极大的商业价值,可以深入应用于农林植保、电力巡线、石油管道巡检、国土测绘、人工降雨、航空遥感、抢险救灾、地质勘测、安全巡逻、物流快递、医疗救护、海洋遥感、新闻报道等等诸多行业场景。

我国工业无人机制造应用尚处在起步和示范阶段,总体技术还比较落后,只在为数不多的领域得到较好的发展,在更多工业应用领域依旧是处于不断探索阶段,还没有形成规模化的市场,整体处于爆发前的积累阶段。随着无人机技术的不断发展和商业应用的不断成熟,每个行业应领域的潜在需求市场空间极大,无人机在工业领域的普遍应用将具有更大的商业价值和市场规模。

第三章行业发展前景

3.1行业投资趋势

在行业应用方面,无人机虽被广泛用于航拍、娱乐、送货等方面,但这样还是不足够的,无论是无人机的应用需求还是需要更加深度地挖掘,未来看好做深做精,专业化的无人机,从市场规模角度,警用无人机、农业植保无人机、测绘与巡线无人机,未来都具有较大的投资价值。

无人机未来投资集运:

  1. 无人机的后期服务,解决无人机的售后使用、维护的问题。
  2. 核心技术与部件的研发与生产。现在全国有数不清的无人机企业,到展会上看,将这些不同品牌的无人机外壳去掉,其核心设备(发动机和飞控系统等)都是一样的。而随着无人机的发展,这些下游的企业将会逐步被淘汰,真正能够获利的是拥有核心部件生产和研发能力的公司。
  3. 无人机培训:随着无人机的发展,培训机构对于飞手的培训不会仅局限于拿到驾驶员、机长或教员资质,而会延伸到各种特情训练,比如进行植保、航测、巡线等专项培训。

3.2行业发展趋势

(1)民用化趋势:民用无人机的出现是不可避免的。在智能传感器和自治系统的无所不在网络中,它们是有形的物理目标。它们为捕捉图像和信息带来了明显的经济和规模。在物联网的背景下,无人机像其他传感器或传感设备一样,是支持大型企业数据的大规模数据网络的数据采集节点。无人机以不同的形式成为“万亿传感器世界”的重要组成部分。

(2)集成化趋势:计算机视觉和机器学习能力的最新发展有可能使无人驾驶飞机成为自主的空中数据收集器。这一组技术将有助于无人机的部署成为一种主流的商业现象。越来越多的软件初创公司开始着手解决软件和云服务问题,使集成无人机成为标准的企业决策变得更容易。

(3)智能化趋势:未来的成功的民用无人飞机公司需要提供端到端的解决方案,从硬件、软件和云基础设施(存储和分析)到客户定制的整体解决方案。在不牺牲安全性和系统可靠性的前提下,无人机制造商将需要能力和灵活性,在客户需求和不断变化的市场动态的驱动下,带来新的功能。

(4)专业化趋势:未来比较有前途的无人机应用应该是聚焦在对人影响较小、在固定区域飞行且高度较低的领域,比如农林植保和航拍,此类无人机发展这么快就是这个原因,且类似的应用将来前景乐观,无论是运营商还是厂家,都会获得很大的发展。大疆在消费级航拍无人机制霸全球后,马上就开始进入植保无人机领域。

(5)规范化趋势:无人机飞行时对其他飞行物和地面人员可能构成安全隐患,可能会带来间谍行为、交通事故、飞入政府禁区、偷拍、偷运毒品、抢占航线等严重的安全问题,这已经引起政府部门与社会各界的强烈关注。我国政府相关部门要建立统一高效的多部门联动协调监管机制,协同制订无人机产业发展顶层规划,并通过立法明确民用无人机的法律属性、制定无人机生产标准与适航标准、从研发、制造、销售、运营等多方面系统进行全方位管理与全过程监管,确保无人机的合理、合法、合规地使用,使我国民用无人机产业实现持续、安全、创新发展。

第四章 行业环境

4.1安全监管体制

现有的民用航空条例并不是专门针对日益扩大的无人驾驶飞机能力和应用范围而设计的。监管部门需要在确保民用航空空间安全和鼓励创新之间找到平衡。

(1)全球监管框架

目前,没有一个全球级的无人机管理框架,充分解决公共安全、安全和隐私问题。各个国家都制定了无人机相关法规和标准,针对无人机数量的快速增长变化的市场和有限的情境意识的公众。考虑到创新的步伐和无人驾驶飞机应用的数量和范围不断扩大,很难可靠地预测管制如何能够为社会带来可接受的安全水平,并为新生产业的发展和壮大提供足够的灵活性。只有建立一个有利的全球监管框架,才能释放无人机的增长潜力。

(2) 欧盟

欧洲联盟在2002开始了无人机政策讨论。2012年欧洲委员会发表了一份正式的关于对民用的遥控飞机系统”发展的欧洲战略委员会沟通文件。这是在2012年的临时举措关于“无人机安全管制问题”上的第一个正式的欧盟战略文件,根据政策智库跨国研究所(TNI)的观察,在同一年,欧洲委员会成立欧洲遥控飞机系统督导组和授权它建立一种合适的整合路线图为民事安全的欧洲航空系统。

(3)美国

在美国的小型无人机的规则开始形成,2012年,当国会指示美国联邦航空局将无人机纳入国家空域系统(NAS)FMRA 。商讨制定小型无人机使用监管规则规范。一旦完成,该框架将允许SUAS经营非娱乐(即商业)的目的而不需要适航认证,豁免,或授权证书。于2015年12月21日起,联邦航空局要求小型无人机(重量超过0.55磅和不到55磅)的业主在进行操作前进行基于Web的注册过程。注册费为5美元,必须每三年更新一次。在附加到网上注册,商业无人机操作员需获得许可权限。

(4)中国

2013年出台的《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》指出,重量小等于7公斤的微型无人机,飞行范围在目视距内半径500米,相对高度低于120米范围内,无须证照管理。但指标高于上述标准的无人机以及飞入复杂空域内的,驾驶员需纳入行业协会甚至民航局的监管。而送货无人机显然会普遍高于这个标准,如此纳入监管体系,送货成本大大提升。

4.2技术环境

(1)无人机专利IPC分类统计

通过对无人机专利组别的IPC(International Patent Classification,缩写为IPC,国际专利分类)分类号进行统计,战力分布最多的前三位分别是:飞行控制、旋翼机专利以及发射回收的专利申请。其中旋翼机、垂直起飞或着陆飞机、操纵面、机翼、机身等就是属于飞行总体技术的范畴;导航、雷达、和图像处理是属于飞行控制的范畴。

表:无人机技术IPC分布前十说明

中国无人机专利分布情况数据来源:中国产业信息网

通过上述表格可知,从2013年6月至2016年6月,全国前十的无人机专利申请者的专利数量在短短三年内有十分明显的增加,间接性的可以表明中国无人机行业良好的市场环境。截至2016年6月,中国排名前十位申请量占全国总申请量的25%,说明中国专利申请相对分散掌握在数量众多的创新主体手中,大学、科研机构及企业具有较高参与度。数据来源:国防科技大学

技术现状

续航:目前大部分的无人机,续航时间都在30分钟以内,如在恶劣的天气下,无人机的飞行未定型将受到一定的考验。无人机的电池技术发展较快,特别是在专业级无人机领域,电池的续航能力进步很快,现在可以做到满载45分钟,甚至超过1个小时。况且现在石墨烯材料的出现,若进展顺利的话,石墨烯技术一旦使用,将会给无人机行业带来革命性的变化。

通信系统:无人机的通信目前用的是免费频段,靠地面基站、卫星信号等,只需掌握几个频段,就可以实施无线电干扰,甚至还有开发出对付无人机的多普勒雷达,可以自动识别鸟类和无人机,并通过电子枪引导无人机原地降落。随着无人机的数量以指数级增长,无人机的捕捉将是一门很有前途的生意,比如用高能激光直接轰下来,也可以用无人机拉网拦截,或者弹射玻璃纤维缠绕等

导航:目前全球范围内都可以使用GPS系统,几乎所有厂家都是优先支持GPS的,而在中国还可以用北斗系统,包括大疆的产品是双模的,哪个系统信号好就用哪个。中国的北斗系统只能在国内使用,但数据传输是双向的,而GPS是单向的。目前GPS系统有一个缺陷,就是无人机到室内就无法使用,特别是使用无人机进行矩阵表演时,GPS在室内无法定位,必须要自己搭建信号台,让无人机在台上通过光学信号来识别位置,成本非常高,据说搭一个这样的台子要好几万,甚至十几万。现在也有部分创新企业在导航上采用GPS与红外线、超声波相结合的高精度组合导航形式,以增强导航的准确性与稳定性。

避障:避障对于主流的无人机飞行至关重要,但现有的解决方案仍处于原型阶段。为了确保公共安全,需要改进传感器、传感算法和无人机设计。

应用:消费级应用场景局限: 无人机在消费领域仅有航拍、娱乐功能,需求较为有限;工业级场景适应力不足:工业级场景需求较为复杂,例如物流场景对负载和续航要求较高,目前产品尚无法适应。

未来无人机技术的发展将向自动避障、室内视觉定位、GPS跟随、虚拟现实、水空两用的趋势发展。

4.3社会环境

无人机是监视和隐私争议的一个常见目标。当人们评价新兴技术:互联网、智能手机和自主交通工具时,类似的争论总是会浮出水面。我国无人机从最初少数航模爱好者的小众消费品,到目前火热培训市场的招牌,再到正式入主部分高校相关专业,航空类院校创办了无人机研究机构,社会组织开展了各类航拍、无人机设计、无人机竞技等比赛活动,无人机产业联盟、无人机系统标准协会等行业组织相继成立,各地兴起建设无人机文化小镇、无人机研发制造基地的热潮,应用无人机已成为社会风尚。

第五章 主要应用领域

随着技术的不断发展,无人机以其独特的优势在个人及商用市场的需求不断提升。

图3:民用无人机的主要应用领域示意图

(1)农业植保

植保无人机具有巨大的市场前景,也是民用无人机市场最先获利的领域。今年两会期间,中央农业部指示:据统计,2016年,全国植保无人机作业面积超过2800万亩次,且湖南省组织15家飞防大队实施水稻飞防作业100多万亩。截至2016年底,全国植保无人机保有量超过6000架。

据统计年我国大田作物面积约为15亿亩地,按照平均年施药3次计算,总共需要约45亿亩次施药作业;按照目前植保无人机施药每亩地10元服务费计算,年总服务产值为450亿元。例如一架载荷10公斤弄药的小型植保无人机,每天作业300亩,年作业一百天,则年作业3万亩次;全国45亿亩次施药量,需要15万架植保无人机的保有量;每架植保无人机平均20万左右,植保无人机保有产值300亿元;植保无人机循环更新周期为3年左右,则年产值100亿元。

(2) 通讯中继

构建高空无线互联网。目前,全球不到 50% 的地区可以连接互联网,60% 的人口无法使用网络,其中有 16 亿人生活在移动网络无法覆盖的偏远地区。美国

Facebook 公司正在研发高空太阳能无人机 Aquila 在监管空域以上的高度飞行2016 年 6 月,Facebook 互联网无人机 Aquila 在美国亚利桑那州成功进行了首次测试飞行,通过机载激光束和毫米波向地面站高速传输网络数据,可为传统网络设备无法抵达的偏远地区提供互联网连接,网络覆盖半径达 96 km。 诺 基 亚 在 世 界 移 动 大 会(MWC2017)上推出了 4G 无人机救援决策支援系统“Saving Lives”,这是一个可快速部署的 4G 解决方案。该系统可为灾区提供临时的 LTE 移动数据网路,能将航拍画面图实时传至地面控制中心,以辅助灾难救援决策。2016 年 9 月,湖南地区中国移动首次进行了无人机高空基站试验测试。

(3)安全巡检

随着我国移动通信事业的快速发展,通信基站在全国覆盖面越来越广,高密度建站和巡检等工作日益增加,尤其这些新增工作大部分处于作业条件相对较差的偏远地区,如自然环境恶劣或人员稀少的山区乡村以及边疆戈壁等。通过选择适合无人机平台极大的缓解了在人力成本高、作业强度大、作业风险高、检测数据不完整准确等问题,以实现作业效率与效益的优化和提升。

(4)基站功能扩展

2016 年中国移动与爱立信合作完成了一项无人机网络测试项目,即通过基于基站本地交换的 5G 原型网络及多站点间的网络切换,对无人机进行实时控制测试,并实现了无人机与普通商用手机用户共享网络站点的功能。华为提出了新型无线充电基站的概念,这是华为与中国移动合作的 X-Labs 项目的一部分。该无线充电基站除了提供常规的蜂窝数据信号支持外,还将为无人机提供 GPS 信号增强和无线充电两种功能。当然,这种基站功能扩展的实现主要取决于无线充电技术的成熟度。FAA 正在考虑借助移动通信技术来实现对所有无人机的定位

(5)信息服务

我国自 2013 年以来已确定了 103 个城市作为国家智慧城市试点。随着智慧城市的建设正由信息化基础设施建设向智慧应用服务逐渐转移,基于大数据分析与挖掘的城市各类智能应用服务的核心前提就是如何能快速、有效地获取各类海量数据。无人机作为效率更高、适应多种环境更强的数据获取平台,是未来智慧城市重要的空中数据端口,可充分运用物联网、云计算、光网络、移动互联网等通信和信息技术手段,通过感测、传送、整合和分析城市运行核心系统的各项关键信息,智能响应如公众服务、社会管理等活动的各种需求。

  • 个人航拍、娱乐领域

消费无人机的兴起,让消费者可以购买到手即飞的无人机,把航拍从少数专业玩家的独门绝技,变成了人人都可以尝试并享受乐趣的活动。

  • 物流运输

包括京东、阿里和亚马逊都尝试用无人机送货,中国人口多、高楼林立、社区布局复杂,障碍物也多,无人机如何避开障碍物?如何安全降落?如何精准定位以及正确识别客户?如何签收?所以,现场嘉宾认为,或许未来的无人机送货只能先在郊区固定线路进行,最后一公里还是需要人来送。

经市场分析可知未来民用无人机重点细分领域主要集中在航拍及娱乐、农林、安防、店里这四大板块。

未完待续…(后续会对民用无人机企业的进行分析)

备注:本文只可用作学习交流,不用作商业用途;文中的数据与部分内容的应用注明了出处。

 

本文由 @木头陈 原创发布于人人都是产品经理。未经许可,禁止转载。

题图来自Pixabay,基于CC0协议

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有话不说憋着难受