行业资讯

INDUSTRY INFORMATION

媒体中心
行业资讯

佩信集团2022行业展望:工业级无人机应用与DaaS前沿洞察

2022.08.17

发布者:佩琪人才 浏览次数:4892

民用无人机经过十几年的发展,应用场景已经从个人航拍和娱乐,扩展到能源基建、环保气象、勘察测绘、物流仓储、农林牧渔等行业领域,在国民经济和社会发展中发挥着越来越重要的作用,“无人机+”的业态,正为世界和行业呈现出崭新叙事和想象。

佩信集团行业研究院基于佩航航空在全栈式工业级无人机应用下,为多个行业提供“端到端”“一站式”业务流程服务的实践经验,重点总结关于无人机解决方案客户价值的分析框架、关于DaaS模式可行性和客户价值的测算方法,同时系统地阐述和定义DaaS 模式,前瞻预测无人机全新应用场景,研究完成《佩信集团2022行业展望:工业级无人机应用与DaaS前沿洞察》报告。


双轮同造 技术与应用勾画工业级无人机产业图景

无人机是无人驾驶航空器(Unmanned Aerial Vehicle) 的简称,是由控制站管理(包括远程操纵或自主飞行) 的航空器。按照不同的应用领域分类,可以将无人机分为军用和民用,其中民用领域又分为工业级无人机和消费级无人机。

无人机需要由无人机系统支配运行,包括飞行平台系统、 任务载荷系统、地面控制系统 3 部分。飞行平台系统又可以分为机体结构、动力系统、飞控系统、导航系统、电气系统、通信系统 6 部分。


基于相关的技术和应用发展,我们绘制了工业级无人机产业结构图。

从上至下,第一部分是无人机系统的各子系统技术和服务提供商,以及为其提供材料、元器件、零部件、软件技术和服务的供应商;第二部分是工业级无人机设计和制造商;第三部分是无人机解决方案提供商;第四部分是无人机后市场及周边服务,主要包括无人机装调检修、保险、培训,以及网络安全及监管技术和服务(例如第三方协助无人机拥有者向民航局报送飞行动态数据,以满足监管要求)。


我们根据多种应用场景对无人机多方面性能各不相同的要求划分了巡检、探查、物流、空中作业 4 个场景大类,并分别对应 4 类无人机。


这 4 类无人机在其 3 个子系统方面的差异可以总结为下图。


融合共洽 低空新经济加速发展的关键动力与支撑

我们将工业级无人机产业发展的促进因素归纳为政策引领、政策红利、底层技术和应用配套、制造能力、人才支撑 5 个方面, 同时认为无人机的社会接受度、氢燃料电池、机械臂技术,是影响产业进一步发展的 3 个最关键问题。

政策赋予无人机驱动低空新经济发展的使命,确定了更加积极的基调。截至 2021 年末, 获得通用航空经营许可证的无人机通用航空企 业达到 12663 家,传统通用航空企业为 599 家,体现出无人机企业正在积极贡献价值。



多个行业领域的十四五规划等政策提示无人机解决方案的增量市场。国家乡村振兴战略、“双碳”目标、平安中国和数字中国等重大建设工作,为工业级无人机企业提供了实现价值的契机。


国家战略科技力量和新基建支持无人机相关底层技术和应用配套发展。5G 通信的大带宽、低时延、广连接,支持无人 机精准作业、实时作业、集群协同作业。多传感器数据融合技术、计算机视觉等模式识别算法、多种路径规划算法提升了无人机的避障能力。北斗卫星导航系统提升了无人机的自动化作业能力。


中国无人机产业链制造环节的效率和成本优势增强无人机解决方案的竞争力。产业链制造环节的能力体现为效率优势和成本优势,是支持产品规模化应用和持续创新的重要条件,不论对任何类型的工业级无人机,或者消费级无人机,都是如此。

无人机驾驶员等重要岗位获得国家职业技能标准,强化产业的人才支撑。2021 年 12 月,人社部组织制定了 35 个国家职业技能标准,包括与自然资源部颁布了无人机测绘操控员国家职业技能标准, 与工业和信息化部颁布了人工智能训练师国家职业技能标准,单独颁布了无人机驾驶员、无人机装调检修工国家职业技能标准。“国标”覆盖工业级无人机产业重要岗位,为相关技能培训和人才鉴定评价提供了依据,有利于持续提升从业者技能,强化产业的人才支撑。


关于社会接受度,这里指目标客户和第三方民众对于工业级无人机带来的影响的接受度。其中,第三方民众接触较多的是物流、应急相关应用场景。对于与居民接触机会较多的无人机,社会接受度是其应用发展面临的最大不确定性之一,其中噪音和安全问题可能是重大风险因素。


普及氢燃料电池是提高无人机解决方案市场渗透率的关键,既要看电池系统成本,也要看加氢便利性。

氢燃料电池是工业级无人机进一步提高飞行能力和任务能力,从而提高解决方案市场渗透率的关键。采用氢燃料电池不仅提升无人机的续航能力,支持更长时间连续飞行,而且为无人机整体构造提供了更多可能性,支持工业级无人机搭载更多任务载荷并执行更复杂的任务。


关于工业级无人机应用的进一步发展,机械臂技术能够带来创新价值,增量市场在于更复杂的空中作业场景。机械臂技术将是工业级无人机应用场景进一步扩展的关键,也是未来能够为无人机带来最多创新价值的相关技术领域。

关于工业级无人机应用的进一步发展,我们想到的场景包括由人操控机械臂执行复杂的空中作业任务。

流程重塑 破解工业级无人机价值创造的制胜密码

无人机有4个本质特性和底层优势。各行各业的终端客户可以应用工业级无人机实现降本增效,解决现有作业方式难以解决的问题,降低现有作业方式的风险。


无人机移动自由度更高,可以更大程度沿最佳任务路径移动。例如在物流领域,无人机可以连续直线移动,从而减少因停顿、绕行、颠簸等造成的能量损耗和时间损失;对于巡检、测绘相关的应用场景,无人机几乎完全按照任务要求规划飞行路线,从而实现能耗和作业时间的最优方案。

无人机在空中执行任务,更容易保持与任务目标最佳相对位置。例如空中放线场景,无人机结合牵引设备进行电力放线,可以提高电网建设效率,降低成本;对于风电设备巡检场景,无人机更容易平视和接近空中的风机叶片,识别表面损伤;在测绘与地理信息领域,卫星遥感测绘主要应用比例尺为1:10000以上,无人机测绘为1:500以上,是卫星遥感的重要补充;对于侦查搜捕场景,使用无人机俯视地面可以扩展巡逻覆盖范围;对于空中灭火场景,无人机可以在空中悬停,投放灭火弹精准打击火势。

无人机无需地面交通设施,更容易到达路网覆盖不足的区域。例如灾害现场探查场景,灾害导致交通堵塞时,无人机到达灾区内部及时了解情况,支持搜寻救援工作;对于末端配送场景,使用无人机有助于解决偏远地区紧急件配送难题;对于通信部署场景,使用无人机部署空中基站和中继站,可以扩大海域移动通信覆盖,以及为灾区提供应急移动通信保障。

由于无机载驾驶人员,无人机可以进入不适合人员进入的区域。例如环境应急场景,发生环境污染事故后,无人机快速到达事故空域,查看事故现场、污染物排放情况和周围环境敏感点分布情况。

关于无人机解决方案的客户价值,我们提供了一个分析框架。


左侧的解决方案以提供商可调用的无人机系统能力、后台技术和业务能力为载体,以发挥无人机 4 个底层优势为出发点;右侧的客户需求以现有作业方式的成本结构、业务流程、问题、风险为基础,以实现 4 个根本性的客户价值诉求为目标,并与左侧4 个出发点形成 16 对关系。

可以逐一检验这 16 对关系,从无人机底层优势中的一个或多个出发,寻找进一步降低总成本、提高工作效率、解决难以解决的问题、降低风险的可能性。

根据实现客户价值的机制有所不同,我们进一步总结了无人机解决方案发展提升的3 个方向,分别是向更极致发展、向更“一站式”发展、向更高附加值发展。


无人之境 DaaS模式开辟新纪元,高效赋能生产力

对于无人机解决方案提供商和各行各业的客户,最值得关注的趋势是无人机应用的业务模式向服务化发展。在这个趋势下,我们特别看好DaaS(Drone as a Service / 无人机即服务)模式的前景。DaaS模式,是指解决方案提供商按照客户需求,以无人机系统为主要工具提供XaaS模式的按需服务,属于完全服务化的业务模式。

佩信行业研究院将DaaS视为BPS(Business Process Service / 业务流程服务)的一个细分,属于以无人机系统为主要工具提供的 BPS,非常适合业务量存在明显波动性或不确定性的客户。


关于DaaS模式可行性和客户价值,总体可以参考降本增效作用、风险发生的概率、风险发生的影响 3 个维度进行评估。进而,以降本增效和降低风险后客户的业务增量为单位量化DaaS解决方案的价值。


关于降本增效作用,需要比较不同模式选项的总成本和工作效率,考虑 DaaS 模式免去固定资产投资等作用,是否相比其它解决方案明显进一步降本增效?

关于风险发生的概率,主要看相应的工业级无人机应用场景成熟度,成熟的应用场景风险相对低。

关于风险发生的影响,可以根据拟外包的业务属于偏向事务性工作还是战略核心工作进行定性区分,建议只外包影响相对小的事务性工作。

受益于无人机相关底层技术和应用配套发展,特别是数字化技术和工作方式的普及,我们从无人机系统和后台系统近年 的发展中总结出 9 个具体技术和功能趋势,并进一步总结为自动化、智能化、人性化 3 个关键词。


基于这些技术支撑,我们认为DaaS 模式将被更加广泛地采用,原因包括适合DaaS 模式的应用场景增加(得益于自动化、人性化技术趋势),以及DaaS 解决方案行业向专业化发展(得益于智能化技术趋势)。

我们认为,对客户的深入理解与洞察将是解决方案提供商最重要的竞争优势来源,并将构成DaaS解决方案提供商系统能力的要素归纳为“人”“机”“数”“技”4 个融合发展的方面。


“人”是指人力资源及其管理,重点包括作业团队、管理团队、研发团队 3 部分,涉及储备、匹配与交付具备客户行业专业能力的无人机驾驶员和其它作业人员;具备客户行业专业知识的解决方案设计人员、支持项目管理办公室职能的数字化管理人员,以及项目管理人员;以信息技术领域为主的研发人才。

“机”属于无人机系统的技术和功能模块,这方面的能力要素体现为飞行平台系统的通用性能指标、保障功能和自动化功能,可调用的任务载荷,以及地面控制系统的自动化功能和人机交互功能。

“数”是指数据资源和数字化管理,前者包括提升解决方案价值的客户行业专业数据、知识、经验,同时包括有助于优化飞行路线和任务路径的无人机飞行数据;后者主要体现为对项目、人力资源、资产、风险的数字化管理,以及将数据资源转化为更有价值的无形资产的知识管理,还包括支持数字化管理的大数据计算引擎等基础设施。

“技”是指服务客户过程中,对无人机系统与各行业、各领域专业技术的结合应用,重点包括无人机专业应用、后台技术应用、服务保障 3 部分。

总体来看,我们最看重的发展趋势,一是工业级无人机应用的业务模式服务化,特别是DaaS模式被更加广泛地采用;二是解决方案提供商的核心竞争力系统化,即“人”“机”“数”“技”融合发展。“十四五”时期是工业级无人机产业发展的黄金时期,政策支持、技术发展、应用场景扩展,将深化上述趋势,使工业级无人机企业能够实现更大的价值。