无人机较力 中美分歧不小

无人机较力 中美分歧不小
2018年08月09日 09:40 中航智

你可能想错了,无人机决不是小玩意。大型商业无人机正在你远远不知道的高处,踢开重力,寻找自由翱翔的新蓝疆。

美国新疆土

越来越多的大型商业无人机,开始蠢蠢欲动地投入使用。这些无人飞行系统(UAS)将推动经济活动产生巨大的发展。与这种影响相比,目前以消费者为服务对象的小型无人飞行系统,简直就是小巫见大巫。

根据美国航空航天工业协会(AIA)和AVASCENT公司于2018年发布的报告,目前在大型商业无人机上的投入仅有数亿美元,而且大部分集中于研发活动。同时,用于制造和服务业的支出集中于工业和公共安全部门。然而,在未来十年内,这一数据有可能实现突破性增长。到2028年,总支出有望达到40亿美元。而到2036年,在长途货运、民航客机的制造与服务的推动下,这一数据将上升至近300亿美元。

图1 未来的黄金二十年

产业井喷在即,美国航空工业很乐观。预计到2036年,大型无人飞行系统有望带动美国近1500亿美元的总支出,维持每年多达60000个研发、制造和服务岗位。只需要合理的政策决策和支持性的监管环境,将在根本上刺激经济大幅增长。

中国的步伐

中国无人系统产业联盟秘书长孙柏原指出,中国在无人机领域发展迅速,在中国无人机系统产业链中,已经有几千家的相关企业,从业人员远远不止6万个岗位了。

根据孙柏原的看法,这一轮无人机的发展热潮,总体还处于刚刚起步的阶段,大多企业还是处在产品研发阶段。技术有些发展,但从量产和占领应用市场这两个角度来说,无人机目前也只占领了很少一部分的行业市场。虽然无人机行业现在还是处于初级阶段,但整体而言,中国在无人机技术和市场应用方面是处于全球领先地位的。

图2 上市公司

无人机近年来的发展如火如荼,尤其是2014年以后从国外到国内,从科研机构到投资机构,从政府官员到黎民百姓都耳熟能详。资本也是热情追捧,催生了多家上市公司。

无人机是典型的军民两用产品,应用在不同的领域就有不同的性质。民用无人机快速发展起来的时候,也抢占了一部分军用无人机的市场,进而促进了民用技术向军用技术的转化。而信息技术则是制高点,按照美国《2013-2038年无人系统综合路线图》中提出的无人系统面临的九项瓶颈技术,其中互操作性、自主性、通信、安全、传感器、计算机等六项都与信息技术密切相关。

图3 无人驾驶航空器

对于市场,北京中航智科技有限公司董事长田刚印表示了谨慎的乐观,“当前大型无人机市场看上去需求很旺盛,但有的是真需求,有的是伪需求。现在大都是在尝试阶段,只是小规模交付,还在寻找更大的市场。”目前中航智无人机最主要是四大零部件,即飞控、发动机、旋翼和操纵,全都是自主创新。当前产品以300公斤的无人机为主,最大的无人机产品为3吨(约合7000磅)。15吨的产品也在预研之中。然而目前无人机的分类尚未统一,这跟市场尚未成熟有关。无人机还是主要在发展和完善技术阶段,而不是产品优化,这意味着当前市场还是由一两个机型来带动技术发展的。这离客户的细微需求,会有很大的差别。

图4 无人机展示

大型无人机的核心应用

从农业、消防、到电信和货物运输,各个行业都将受益于大型无人驾驶飞机。将无人飞行器系统深入到传统的各个行业里面去,孙柏原觉得也可以称之为“无人机+”。在无人机产业链中,很多也并不是全新的产业,而是将原有的产品实现无人化,例如增加新的无人系统或操控系统、自主驾驶系统、定位导航、传感系统等,继而生成了全新的产品。各个领域都可以应用无人机来发展,应用面相当广。

图5  美国AIA对大型无人机的定义

(根据应用划分)

例如,农业植保无人机、电力巡线无人机、遥感测绘无人机、公安安防无人机,因为应用在不同领域,其作用是不同的。可见,无人机产业是与传统行业相结合的,为传统行业插上了腾飞的翅膀,既是新兴产业,又不是全新产业。

田刚印认为:“无人机本身是个产品,但也可以作为平台,延伸到通航服务。从产业生态培育而言,当无人机本身的数量达到足够多的程度,生态圈就会显现出来”。目前的应用场景包括物流、农业植保、消防、电力、勘探、人工增雨等。无人机跟场景、使用对象和产品应用,都是一个强耦合的关系。当空域逐渐向民营企业开放的时候,更多的机会将会出现。

深圳联合飞机科技有限公司副总裁刘志强,总结无人机的优点主要包括:大幅提高安全性,例如消防领域应用减少人员伤亡;对于效率的提升,例如实现偏远地区运输;优化成本,例如在电力电线巡检、化工管道巡检中节省时间和费用。他举了几个实际应用的例子:如中国电信的空中基站,使用无人机的悬停功能,可以用于临时大型活动,可以供1000-2000部手机使用;在农业植保方面,由于可以飞的更低,无人机比有人机的农药喷洒要精准很多。在海关巡检,使用无人机可以获取有效数据,能够判断走私情况,数据本身就是价值。

最神奇的例子是用于“奖金分配”。在基地施工服务领域中,建筑基地挖土方的施工队一般是三班倒,工资奖金平均分;而现在则采用无人机进行工作量巡检。工程施工之后,每完工一个班次,利用无人机扫描一次,“丈量”施工面积。这样就通过精确计算的服务,可以按照实际施工量对三个班进行资金分配。没有测量,就没有管理。大锅饭,被彻底“端”了。

客运无人机登场

美国AIA报告中依据重量将大型无人机定义了五个类别,将55磅(相当于25公斤)以上的无人机都归为大型无人机。

孙柏原说,“在中国,由于2014年开始的无人机井喷行情,自2015开始我们对无人机刻意划分为军用级、工业级和消费级三个级别。主要是将以大疆(DJI)为代表的消费级无人机同大量的工业级无人机区分开来。美国的大型无人机相当于我们所说的工业级无人机的范畴”。从应用方面来说,目前无人机可以取代通用航空80%以上的功能,尤其是在农业植保、遥感测绘、环保监测、电力巡线、环境查勘、货物运输、应急救援等方面。按照AIA的报告,把客运功能的无人机也划到无人机中,也就是说,无人机可以完全取代通用航空的功能。这意味着,无人机产业在原来通航产业基础上又发展了一大步。”

目前,一些自主控制功能在无人机上都已经实现或有所发展,如自主避障、断点续航、一键返航等。无人机实现自主飞行,也需要预先设定程序。自主避障是指通过传感器感知前方的障碍物,自动调整方向避障。农业植保无人机喷洒农药时,当没有药水或者即将没电的时候,它自动飞回,在人工加药或者更换电池之后,又自动飞回原来位置再开始继续喷洒。它知道在哪里停,然后可以飞回到原来的位置,这就是断点续航的例子。无人机可以实现编队飞行,但是当前的无人机灯光秀基本都是以地面控制台为指挥控制中心,飞机之间是互相不联络的。孙柏原认为,“如果无人机之间存在多个控制中心互相联络,可以互相通信实现自主飞行的话,那在在军事上将会有更多的用途。当前,在多个控制中心协同和自主学习方面,还有待进一步的发展。”

都没有标准 抢吧

在以航空安全优先、同时鼓励商业创新的情况下,为了培育美国在市场上的领导地位,AIA给出了三条建议:监管机构必须预见到近期到来的技术,这可以使得无人机实现前所未有的广泛应用,飞行更长的时间;各国的监管机构必须协调好国际无人机的监管规定。最重要的是,美国政府必须支持修改与民用无人机相关的出口和贸易限制。让美国AIA着急的是,美国军方的警惕,使得美国无人机不必要地限制了美国的市场领导地位,以及对国际标准的影响力。

孙柏原认为,“在中国,随着无人机产品的标准逐步建立、规范逐步完善、量产,以及对客户应用经验的积累,相关责任划分和保险方面的问题也会不断重新完善并随之解决。也就是说,无人机产品的标准化进展越好,相应的保险费率和核保才越迅速和规范。”目前全球范围无人机的问题都是没有成体系的标准。国家民航管理局围绕适航、注册、空域管理、运行管理、飞行执照管理等方面对我国无人机监管出台了几个相关的规范,行业标准很少,只有一些企业标准。

目前,欧洲和美国也在积极竞争无人机的标准,也没有可以模仿的对象。而中国发展大型无人机的市场潜力巨大,以此为契机使得我们制定的标准获得国际上的共同认可,从而生成国际标准。中国在无人机领域既有市场又有技术,综合地位全面领先。抢占市场和标准,已是迫在眉睫。

田刚印也呈现了同样的焦灼,他认为,中国现在要制定标准,来提高话语权。无人机适航标准,要有中国自己的特点,而不一定参照欧美的试航标准。目前是空域管理的标准有了,但运行机制尚不清晰;另外专项技术标准化也未明确。无人机作为新生事物,政府最好是能够给予‘宽松的政策、严格的监管’;而不是‘严格的政策、宽松的监管’。”

无人上 有人下

随着5G的应用、云计算的技术进步,孙柏原认为,“无人机产品未来的技术,必将按照集成化、专业化、系列化、智能化、网络化的趋势发展”。

军用级无人机的发展方向是:更快、更高、更强。也就是说,未来军用无人机的速度更快、飞得更高、功能更强。

而工业级无人机的发展趋势是:更专、更易、更省。专业应用领域继续细分;操作起来更加容易,傻瓜式操作,从而将人工彻底解放;产品价格更便宜,每次运营成本更低。

消费级无人机的发展方向则其本身的特点:更低、更慢、更小。

美国对大型商用无人机市场所表现出来的浓厚兴趣,是一个巨大的信号。在被波音公司等航空霸主利益集团垄断了多年的天空,出现了全新的竞争者。中国也是强有力的参与者。蓝天新疆土,呼唤大胆的梦想家,无人上,有人下。

来源:知识自动化

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