周鈺婷++鄭健壯
摘 要:近年來,全球無人機產業(yè)得到了快速發(fā)展。在對無人機產業(yè)進行定義和分類的基礎上,分析了全球無人機產業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。在總結國外無人機產業(yè)發(fā)展的成功經驗的基礎上,重點介紹了我國無人機產業(yè)先發(fā)地區(qū)與企業(yè)的成功經驗,以供相關決策部門和企業(yè)發(fā)展此產業(yè)參考。
關鍵詞:無人機產業(yè);發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢;政策研究
中圖分類號:F416.5 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2016)26-0026-05
當前我國經濟面臨進一步下行的壓力,其關鍵原因在于產能過剩,而解決產能過剩的關鍵在于產業(yè)結構調整:淘汰傳統(tǒng)落后低技術產業(yè),發(fā)展高新技術產業(yè)。無人機產業(yè)由于其技術先進、產業(yè)鏈較長、應用領域廣泛,是我國未來制造業(yè)發(fā)展的一個可供選擇的方向。
無人駕駛飛機,簡稱“無人機”(Unmanned Aerial Vehicle),是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置進行操縱的不載人飛機。無人機產業(yè)是一個新興的高科技產業(yè),涉及從研發(fā)、制造到使用、管理及服務諸多領域。其產業(yè)鏈上游主要是新型材料、電子元器件、軟件設計等,產業(yè)鏈中游包括制造、組裝和銷售等,產業(yè)鏈下游,除了軍事用途外,還涉及科學研究、農業(yè)、電力、運輸、氣象等諸多民用行業(yè)(圖1)。無人機按其應用用途可分為軍用無人機與民用無人機兩類,其具體應用領域有以下幾個方面(表1)。
圖1 無人機產業(yè)鏈示意圖
一、全球無人機產業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
據(jù)美國 Teal 集團統(tǒng)計,2014 年全球無人機市場規(guī)模已經達到 64億美元,其中,軍用無人機將占當年市場總額 89%(57億美元),民用無人機將占 11%(7億美元)。未來 10 年將實現(xiàn)持續(xù)快速增長。預計到 2023年無人機市場將達到 115億美元(圖2),其中軍用無人機將占當年市場總額 86%(99 億美元),民用無人機將占 14%(16 億美元)。
(一)軍用無人機產業(yè)現(xiàn)狀與未來趨勢
2015年《互聯(lián)網周刊》以企業(yè)規(guī)模與發(fā)展歷程為主要指標對全球的軍用無人機企業(yè)進行了排名。具體排名如表所示(表2)。
圖2 2014—2023未來十年全球無人機市場規(guī)模預測(單位:億美元)
資料來源:Philip Finnegan,Steve Zaloga.Teal Group Predicts Worldwide UAV Market Will Total $91Billion in Its 2014 UAV MarketProfileandForecast.http://tealgroup.com/indexphp/about-teal-group-corporation/press-releases/118-2014-
uav-press-release.2014-07-17.
由于歐洲宇航防務集團是歐洲多國聯(lián)合體,故剔除單個國家分布情況統(tǒng)計。具體上述19個企業(yè)的國別統(tǒng)計,可見(圖3)。
圖3 19個入圍企業(yè)的國家分布情況統(tǒng)計(單位:個)
從表2和圖3可以看出:在排名前20的全球軍用無人機企業(yè)中,美國入圍的軍用無人機企業(yè)數(shù)量最多,且前3位企業(yè)均為美國企業(yè);另外,排名前10位的均是歐美企業(yè)。因此,目前歐美國家在全球軍用無人機產業(yè)處于領先地位。
1.呈三級梯隊分布
第一梯隊:美國。目前,美國是全球擁有無人機數(shù)量最多(占軍用無人機約150種中的60余種)、研制技術水平最高(諾斯羅普·格魯曼、洛克希德·馬丁、波音三家公司擁有世界上最先進的無人機研發(fā)技術,打造了全球鷹、X-47B、幽靈射線等世界知名的無人作戰(zhàn)飛機)、實戰(zhàn)中使用頻率最高的國家,穩(wěn)居軍用無人機領域絕對領先地位。在全球的軍事演習、維和行為、反恐戰(zhàn)爭中,時??梢钥吹竭@些高科技的“隱形武器”的身影。
第二梯隊:以色列、歐洲、日本、韓國、中國。②這些國家亦有相對完整的產業(yè)鏈和一定生產規(guī)模,但與美國仍有所差距。近年來,以色列的無人機發(fā)展非常迅速,其生產的“獵人”無人機可與美國的“全球鷹”媲美。2014年,以色列趕超美國,成為全球最大的軍用無人機出口國。近年來,歐洲各國通力合作下,生產的“神經元”、“雷神”等無人機都具有高作戰(zhàn)性能。日、韓在全球新材料和電子領域的技術優(yōu)勢使其在軍用無人機領域發(fā)展勢頭強勁,具備在短時間內大幅度提升無人機技術水平的實力。中國雖然作為后起之秀,但發(fā)展速度十分迅速,2014年曾派出自制生產的BZK005無人偵察機航拍釣魚島。時至今日,無人機已在七大軍區(qū)已統(tǒng)一裝配。
第三梯隊:伊朗、巴基斯坦等部分亞洲、非洲第三世界國家。這些國家通過引進擁有了一定數(shù)量的無人機,但由于技術力量和資金投入等因素的制約,尚處于研制、試驗、小批量生產階段,還不具備大批量生產和產業(yè)化發(fā)展的能力。
2.軍用無人機產業(yè)未來發(fā)展趨勢
軍用無人機領域總體呈現(xiàn)“一超多強”,亞洲國家市場潛力大。2015年10月2日英國《簡氏情報評論》預測:①“今后十年……以每年5.5%的速度增長……在2024年前達到100億美元的規(guī)模。西歐國家將尋求降低對美國和以色列軍用無人機的依賴,其自身的無人機銷售額可望于2024年前達到13億美元。與此同時,中國、俄羅斯、印度、韓國和日本也是無人機市場上的有力競爭者,它們的軍用無人機銷售總額可望達到34億美元?!?/p>
從軍用無人機的技術演進上來說,未來軍用無人機的技術演進大致體現(xiàn)在以下5方面。②(1)無人機的能源與動力技術的演進:中小推力的大涵道比、小尺寸核心機的渦扇發(fā)動機將是未來無人機動力裝置發(fā)展的重點;此外,開展太陽能、燃料電池、液氫燃料系統(tǒng)等新型能源的應用研究,可為無人機提供更高效的動力源。(2)無人機平臺技術的演進:高效氣動力技術、隱身技術、氣動彈性技術、氣動載荷設計技術、復合材料結構技術。(3)自主控制技術的演進:態(tài)勢感知技術、規(guī)劃與協(xié)同技術、自主決策技術以及執(zhí)行任務技術。(4)網絡化通信技術。(5)多任務載荷一體化、平臺/ 任務載荷一體化技術:多光譜/ 超光譜探測技術、先進的合成孔徑雷達技術、激光雷達技術。
(二)民用無人機產業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
當前,全球民用無人機發(fā)展還處于起步階段,與軍用無人機的市場規(guī)模差距較大。目前,民用無人機用戶主要集中在科學研究和政府相關職能部門,產業(yè)鏈下游尚未完全形成,長期穩(wěn)定的商業(yè)客戶群體也沒完成形成。但隨著無人機技術的日趨成熟,各國都表現(xiàn)出對民用無人機的強烈興趣。近幾年來,世界各國紛紛興起多旋翼小型無人機的研發(fā)與生產,尤其是民用領域中載重10kg以下的消費級無人機。中國的大疆、總部位于巴黎的Parrot、美國的3D Robotics和德國的AscTec是最大的四家四軸飛行器生產商。2014年全球民用無人機銷量37.8萬架,其中,專業(yè)級無人機銷量約12.6萬架,消費級無人機銷量約25.5萬架。預計2015年同比將保持50%的增長。研究機構EVTank公布的2013—2015年全球民用無人機細分市場銷量情況如圖4所示。
1.全球知名民用無人機企業(yè)
2015年《互聯(lián)網周刊》以企業(yè)規(guī)模與發(fā)展歷程為主要參考,對全球的民用無人機企業(yè)進行了排名。具體排名如表3所示。
從圖5可知,與軍事領域相比,在民用領域,中國是不折不扣的領軍者。全球排名前20的民用無人機企業(yè)中,中國占有10席。中國的“大疆科技”成為該領域的龍頭。
2.民用無人機產業(yè)的未來發(fā)展趨勢
據(jù)估算,目前全球民用無人機及相關延伸產業(yè)已形成大約1 000億美元的市場規(guī)模。在民用專業(yè)領域,未來民用無人機在農業(yè)植保、電力巡檢、油氣管道巡檢、警用以及科學研究與探測上使用的比重會越來越高,尤其是在物流領域具有更大的發(fā)展空間,如亞馬遜PrimeAir利用小型無人飛行器drones,送貨速度可以達到50英里/小時,使物流效率得到極大提升。但此領域要求無人機能安全穩(wěn)定飛行、準確識別目標,并能應對途中各種突發(fā)情況進行自我調整,目前仍有很大難度。在民用消費領域,民用無人機將會越來越多的走近普通大眾。隨著對攝影技術要求以及人們審美要求的提升,多旋翼小型民用消費級無人機會為越來越多的消費者所擁有,發(fā)揮其得天獨厚的航拍技術。
圖4 2013—2015年全球民用無人機細分市場銷量情況(萬架)
資料來源:EVTank:2015年度民用無人機市場研究http://www.cbdio.com/BigData/2015-05/06/content_3016832.htm,2015-05-06
圖5 20個入圍企業(yè)的國家分布情況(單位:個數(shù))
資料來源:白倫.全球無人機企業(yè)榜[J].互聯(lián)網周刊,2015 (7):52-54.
按技術特征,民用無人飛行器可分為固定翼無人機、無人直升機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機、撲翼式微型無人機等六類。對于專業(yè)級民用無人機,其關鍵技術與軍用無人機基本相同。而民用無人機的關鍵技術演進大體方向在于:(1)環(huán)境感知與防撞技術。由于民用無人機飛行高度一般較低(山區(qū)與城市),要避免撞山、撞高層建筑和其他飛行物,必須有靈敏的感知能力與感知激動能力。(2)新能源與續(xù)航技術。目前多旋翼無人機已經做到可空中懸停、垂直起降,價格僅幾萬元甚至最低時僅4 000元左右,性價比較高。未來多旋翼民用消費級無人機需提高穩(wěn)定性、續(xù)航能力和裝載能力,在能源動力技術上考慮使用新能源(如太陽能),使其邊飛行邊充電。
二、國外無人機產業(yè)的成功之道
國外無人機產業(yè)的成功主要在于起步早、實踐推動、技術支撐和政府重視等。首先,產業(yè)起步早。作為軍民兩用前沿裝備,歐美國家較早認識到其重要性和戰(zhàn)略地位。另外,由于工業(yè)化起步早,其上游產業(yè)發(fā)展領先,推動了無人機的研發(fā)與制造。其次,社會實踐的推動。近年來,隨著軍事變革步伐的不斷加快,無人機在打擊恐怖主義、進行維和行動中發(fā)揮了重要作用,已成為信息化條件下軍事裝備的重要組成部分。實戰(zhàn)需求推動了產業(yè)的快速發(fā)展。另外,在互聯(lián)網時代,云計算、大數(shù)據(jù)時代,國外許多知名企業(yè)(如Facebook、Google)紛紛收購無人機企業(yè),從而拓展了民用無人機市場。再次,技術力量的支撐。全球人才聚集(美國的硅谷、德國的慕尼黑工業(yè)區(qū)、英國的倫敦東部等)、良好的創(chuàng)新文化和強大創(chuàng)新能力,為無人機的研發(fā)提供技術支持。最后,政府重視。一方面,歐美國家紛紛出臺相關政策,將無人機列入其重點發(fā)展產業(yè),在無人機研發(fā)方面給予充分的資金支持;另一方面,政府還出臺了一系列有關無人機研發(fā)、生產和回收等標準以促進產業(yè)發(fā)展,如美國的《火箭和靶機降落傘回收系統(tǒng)設計通用設計要求》、《動力推進的空中靶機設計與制造通用規(guī)范》等。
三、我國無人機產業(yè)基地:深圳的成功經驗
中國無人機產業(yè),在軍事領域僅是個后起之秀,但在民用領域,卻是不折不扣的領軍者。在全球民用無人機市場中,深圳大疆創(chuàng)新科技有限公司(DJI)更是獨領風騷,一舉奪得近70%的市場份額;在美國市場也占據(jù)領先地位,市場份額達47%,遙遙領先于排名第二的競爭對手。從國內民用無人機產業(yè)來看,深圳無疑是最為成功的。目前,作為全國無人機研發(fā)和生產最大基地,深圳市已經聚集了幾十家研發(fā)和生產機構,誕生了大疆、一電等知名企業(yè)。
“大疆”于2006年成立于深圳高新科技園區(qū)(虛擬大學園),成立之初只有3個人。目前“大疆”在北京、香港、美國、德國、荷蘭、日本均設有分公司,聘請大量國外優(yōu)秀的研發(fā)人才,全球員工超過3 000人。經過9年的發(fā)展,“大疆”目前已以30億元的年營業(yè)額成為全球最大的消費級無人機制造商,其市值估價達80億美元?!按蠼笔冀K專注于產品開與創(chuàng)新,帶著對世界一流無人機產品的追求,于2012年推出的世界首款航拍一體機“大疆精靈Phantom 1”,將無人機由專業(yè)市場拓寬至大眾消費市場。目前,大疆已開發(fā)“禪思”、“如影”、“筋斗云”、“悟”、“精靈”等系列產品?!按蠼睂o人機復雜的使用程序簡化為容易使用的消費級產品,創(chuàng)造了一個新的消費市場。進軍美國搶占高端市場、立足平民潛入日常生活、構建壁壘尋求技術突破將是“大疆”未來發(fā)展三大戰(zhàn)略。
只有在深圳市才會有“大疆”。在沒有國家航空航天重大項目和專門資源的情況下,深圳市的無人機產業(yè)為何發(fā)展得這么快?歸納起來主要有以下三方面的原因。首先,政策優(yōu)勢。政府有明確的產業(yè)政策。2013年深圳市制定了《深圳市航空航天產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2013—2020年)》,其中302處提到無人機。該規(guī)劃將無人機列為發(fā)展重點,提出“無人機騰飛工程”,重點支持建設無人機產業(yè)基地。其次,地理位置優(yōu)勢。依托“珠三角”完善的產業(yè)配套以及深圳市特有的創(chuàng)新環(huán)境,使得無人機產業(yè)化鏈快速形成。最后,人才技術優(yōu)勢。深圳市人才聚集,引進國內外和香港地區(qū)的大學和研發(fā)機構,建立虛擬大學園,構建產學研平臺,促進科研成果轉化。
四、結論
目前,國內民用無人機產業(yè)已呈現(xiàn)以深圳市領頭,各地(北京、廣州、西安、武漢等市)你追我趕的景象。要發(fā)展好無人機產業(yè),企業(yè)和政府雙方必須有科學的定位。一方面,企業(yè)必須和科研機構合作,走產學研協(xié)同創(chuàng)新之路。從國內外的成功經驗來看,各大知名的無人機企業(yè)無不依托于高校與研究機構,無不坐落于知名的科技園區(qū)內。企業(yè)必須十分重視產品與技術創(chuàng)新。另一方面,政府除了政策和資金支持以外,規(guī)劃保障非常重要。對于我國而言,政府需要盡快出臺無人機產業(yè)發(fā)展的相關規(guī)劃、政策與法規(guī)。盡快建立行業(yè)及政府主導的適航技術標準、適航認證管理和飛行管制法規(guī)等。
參考文獻:
[1] 黃愛鳳,鄧克緒.民用無人機發(fā)展現(xiàn)狀及關鍵技術[C].第九屆長三角科技論壇——航空航天科技創(chuàng)新長三角經濟轉型發(fā)
展分論壇論文集,2013:24-30.
[2] 鄭波,楊文仙.全球無人機產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].軍民兩用技術與產品,2014,(8):8-11.
[3] 鄭波,郭艷紅,楊少鮮.我國無人機產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].軍民兩用技術與產品,2014,(8):12-14.
[4] 張興軍.擁抱智能紀元[J].中國經濟信息, 2015,(11):22-25.
[5] 陳淑樺.無人機產業(yè):千億新藍海[J].決策,2015,(6):66-67.
[6] 唐士輝.虛擬大學園:深圳創(chuàng)新引擎[J].寧波經濟(財經觀點),2015,(4):16.
[7] 鄭波,馬志偉,李其飛.我國無人機產業(yè)未來發(fā)展戰(zhàn)略思考[J].軍民兩用技術與產品,2014,(8):15-16.
[8] 白倫.全球無人機企業(yè)榜[J].互聯(lián)網周刊,2015,(7):52-54.
[9] 單磊.無人機系統(tǒng)綜合標準化思考[J].中國標準,2015,(6):108-113.