年8月17日,多维海拓第期
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月前,以白、黑、红为涂装主色的FH-98无人机降落在西北某机场,完成交付批首飞。航天九院团队拥有多年的军用无人机研制经验,长时间攻克了航电系统优化设计、控制系统集成等关键技术,研发出针对运5B机型的无人化改装,并将该机型交付顺丰,应用于智能物流配送领域。这也将我国民用大型无人机的商用实践又拉回到产业投资和社会公众的视野中[1]。
图1:FH-98无人运输机
年1月20日,中国民航局发布了《关于发布高风险货运固定翼无人机系统适航标准(试行)的通知》,进一步明确了大型货运无人机的重要发展方向[2];7月8日,国务院在立法工作计划中拟制定《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例(中央军委联合参谋部、交通运输部起草)》[3];7月23日,国家主席习近平到空军航空大学专门视察了无人机实验室,提出要加强无人作战研究与无人机运用人才培养等[4]……无人机近年来频频活跃于公众视野,从小型多旋翼无人机,到大型固定翼无人机,其日益广泛的行业应用正不断掀起一场场席卷各领域的创新风暴。
一
无人机:分军民两大市场,应用场景广阔
根据《民用无人机驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》,无人机指由遥控站管理(包括远程操纵或自主飞行)的航空器;无人机系统指由无人机、相关的控制站、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统[5]。
图2:无人机系统示意图
无人机按用途可分为军用无人机和民用无人机。
军用无人机市场尚未完全开放,目前以翼龙、彩虹为主导,主要应用于全天候侦察、攻击任务等国防用途,是我国武器的“刀尖”产品[6]。
民用无人机可细分为工业级无人机和消费级无人机两大领域。工业级无人机可用于农业用途,如植保、播种;安防用途如边境巡检、森林防火;商业用途如新闻采集、物流运输;而消费级无人机主要用于航拍、灯光表演等娱乐活动[7]。
图3:无人机分类(按用途)
二
民用无人机市场:被低估的巨大市场
民用无人机增速迅猛,据TealGroup的统计及预测,年全球民用无人机市场容量达到15亿美元左右,复合增长率约为9%[8];据InteractAnalysis数据,预计到年,全球民用无人机的出货量将突破62万架,是年的六倍[9]。年以来,我国无人机市场复合年均增长率高达73.33%;据预测,我国民用无人机产品销售和服务总体市场规模到年将达到亿[10]。
目前,消费级无人机大约占民用无人机45%的市场份额,但消费级无人机市场已呈现饱和状态,预计到年时增幅仅为16%[11];与此同时,工业级无人机相对还是蓝海,价值尚待深入挖掘。据中商产业研究院预测,从年起,全球工业级无人机市场将保持25%的年复合增速,预计到年时,将从48亿美元增长至亿美元;年以来,中国工业级无人机行业的复合年均增长率高达84%;年中国工业级无人机市场规模为.8亿元[12]。
工业级无人机于各细分领域的成熟度和市场空间存在明显差异,物流类、能源类、安防类(森林防火)三大领域的增势最为陡峭,增长率分别为%,%和%[13],发展前景广阔;其中巡检、植保等用途的无人机应用成熟度较高[14]。
图4:年全球工业级无人机各领域增速预测
图5:中国工业级无人机应用场景分析
相比之下,物流类无人机尚处于起步阶段,应用成熟度低,各项技术还在探索完善中,市场潜力犹待释放,当前仅在工业无人机市场结构中占比12%[15]。
图6:年中国工业级无人机市场结构占比
三
我国物流现状:供需矛盾凸显,亟需产业升级
我国是物流大国,社会物流总额逐年递增。据中国物流与采购联合会统计,年,我国社会物流总额为亿元,较年增长.6亿元,年复合增长率为7.85%[16]。年2月,即疫情防控最紧张时,我国LPI指数(中国物流业景气指数)曾下降至26.2%,环比下降23.7%,但仅用一个月的时间便反弹回升至51.5%,可见我国物流行业市场需求强劲[17]。
我国物流呈现多元化业态,除陆运、水运交通外,航空物流亦得到长足发展。年以来,我国民航运输机场货邮吞吐量保持整体增长,预计年,我国民航运输机场将完成货邮吞吐量万吨[18]。
我国物流业虽总产值高,但发展不平衡。按地区划分,东部地区物流相对西部地区发达,城市地区物流相对农村地区发达。以快递为例,年,我国东、中、西三个地区的快递业务收入占比分别为80.9%、10.8%、8.3%[19]。由此可见,物流行业在我国中西部地区、和农村地区还有较大发展空间。据商务部统计数据显示,年1-11月,全国农村网络零售额达亿元,同比增长19%[20],电商市场的下沉成为明显趋势,但由于物流成本问题,农村电商很难得到大规模发展。而支线航空物流凭借着天然优势,能在这一领域大显身手。
相比于传统卡车货运物流,支线航空物流具有运输速度快、运输路线选择多、单日运输单量大等特点,可满足高时效性、紧急性货品的运输需求,和卡车货运结合,可释放一部分卡车货运的运输压力,解决传统农村电商运营模式的痛点。
由于下级渠道延伸暂时无法通过航空器进行对接,相较传统的运输方式,无人机物流成为支线物流中最适合中国国情的不二选择。据测算,以深耕大型无人机物流及飞控领域的拓攻自主研发的XC-固定翼大飞机为例,将其和福田欧曼卡车相对比,无人机物流每公里的成本仅为65.7元,而传统卡车物流为.6元,大约是无人机物流的4.6倍。
图7:无人机物流VS卡车物流成本费用比较模型(单位:每公里)
中国大型无人机配套供应链逐步成熟,适航和量产成熟后,将向提高产品化程度和降低使用成本的方向快速发展。中国邮政的无人机供应商迅蚁科技表示,相比传统的物流运输方式,未来无人机物流规模化铺开后,配送时间将缩短大约60%,总体配送成本将压缩40%-50%,能降本增效,填补物流行业的空白[21]。
四
无人机物流行业机遇:天时地利,东风已来
飞控系统、导航系统、动力系统、通信链路系统均是无人机的核心技术,也是现阶段无人机厂商的竞争高地。
飞控系统一般由传感器子系统、控制与管理计算机、伺服作动子系统以及低面操控与显示终端组成,是无人机的“大脑”,其影响无人机航行的稳定性、数据传输的可靠性、精确度和实时性[22]。
通信链路系统是无人机平台和指挥控制方互相联系的纽带,上行数据链实现对无人机的遥控;下行数据链执行遥测、数据传输功能。普通无人机大多采用定制视距数据链;而中高空、长航时的无人机通常会采用超视距卫通数据链。现代数据链技术的发展推动着无人机数据链向高速、宽带、保密、抗干扰的方向发展,预计几年后现有射频数据链的传输速率将翻倍,甚至可能出现激光通讯方式[23]。
无人机物流行业的发展离不开日新月异的底层技术发展,近年来我国无人机行业相关专利的申请量快速增长,年达到峰值65件[24]。
再则,无人机硬件成本不断走低,如全球锂电池价格从年的4.6元/WH,降至约1.5元/WH,为无人机下游的发展提供了更好的支持[25]。
此外,我国相关政策利好,适航条件放宽,有力地助推无人机行业释放市场潜能。年1月26日,工信部