专家洞见 | 《新技术 新赛道 新未来》工业无人机
2020年，习近平总书记在视察空军航空大学时指出：“现在各类无人机系统大量出现，无人作战正在深刻改变战争面貌。要加强无人作战研究，加强无人机专业建设，加强实战化教育训练，加快培养无人机运用和指挥人才。”
无人机是全球新一轮科技革命和产业革命的热点，集成航空技术、控制技术、新材料、新能源等多学科尖端技术，其中，工业无人机在警用安防、农林植保、遥感测绘、防灾减灾、应急救援、城市物流等领域得到广泛应用，是关系国计民生和国防安全的新兴产业，是未来民用航空产业的重要发展方向之一，更是各国抢占航空产业制高点、争取产业话语权的重要抓手和突破点。
工业无人机是指作为一种高效便捷的辅助手段来替代原有工具以服务于各行各业的日常工作中的无人驾驶的航空器。根据技术结构可分为固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机和垂直起降固定翼无人机四类；根据运行风险大小可分为微型、轻型、小型、中型和大型无人机；根据应用领域可分为地理测绘无人机、低空巡检无人机、应急管理无人机、农林植保无人机等。表1 民用无人机按用途划分的无人机
表2 四类工业无人机对比情况
我国工业无人机市场规模2025年预计达到1555亿元，2015-2025年复合增速为43%，其中工业无人机整机制造和服务以及应用场景将快速发展。我国工业无人机产业链结构完备，据弗若斯特沙利文分析，我国工业无人机从2019年开始快速发展，在2022年超越消费无人机市场规模，预计工业无人机市场规模将从2019年的240亿元，增长到2025年的1555亿元，年均复合增长率37%；随着我国工业无人机各类机型技术的完善以及工业无人化的推进，工业无人机整机制造和服务以及应用场景将快速发展，据弗若斯特沙利文预测，工业无人机整机制造和服务市场规模2025年将达328亿元，2015-2025年均复合增长率为45%，工业无人机应用场景市场规模2025年将达655亿元，2015-2025年均复合增长率为40%。
图1 工业无人机产业链2015年-2028年市场规模及预测图
图2 2016年至2026年我国工业无人机和消费无人机市场规模占比
资料来源：Frost & Sullivan，未来智库
从产业链分布看，工业无人机产业上游为原材料生产、基础零部件及系统，中游为整机制造及服务，下游为应用场景。
图3 工业无人机产业链
原材料生产：包括金属材料和复合材料，金属材料如钛合金、铝合金等，复合材料包括树脂基、陶瓷基、碳纤维等。复合材料需求快速提升，轻量化材料在无人机应用广泛，复合材料对无人机轻量化设计具有重要意义，直接影响机体性能和运行成本；碳纤维国产替代加速，复合材料中碳纤维是应用最广泛的材料之一，2020年的碳纤维供给国产率也由31.7%增至37.8%。基础零部件及系统：关键零部件包括芯片、遥控接收器、传感器、舵机、陀螺仪、电动机及电机座，其中，主控芯片价值占比大，占无人机总成本的10%左右；无人机系统包括任务载荷系统、航电系统、交通管理系统、动力系统，无人机系统研发环节的市场集中程度极高，大疆、成都纵横、极飞科技、零度智控等企业是具备无人机研发能力的主要厂商。整机制造及服务：机型研制包括垂直起降固定翼无人机、多旋翼无人机、固定翼无人机、无人直升机，其中，多旋翼无人机当前市场份额最大，垂直起降固定翼无人机逐渐成为行业热点；研发设计包括结构设计、主机集成、飞行测试，在结构设计和主机集成方面需要着重考虑能够满足不同场景多元化需求的能力及机体新型材料的应用；运营服务包括飞行服务、售后服务、维修监测、培训服务等，飞行服务和培训服务需求将带来广阔市场空间。应用场景：包括巡检场景（安防巡检、电力巡检）、作业场景（应急救灾、快递物流、农林植保）、探查场景（海事监察、地理测绘），未来地理测绘、农林植保是主要应用方向，快递物流是新兴应用场景。从全球来看，全球工业无人机市场逐渐呈现三级梯队分布。欧美国家经济发达、技术先进，处于发展的第一梯队，美国是全世界拥有无人机数量最多、研制技术水平最高的国家，其研发的高端军用无人机占据了全球70%的市场份额，法国、德国等欧盟国家亦是世界无人机的主要制造商；以中国、以色列为代表的亚洲国家近年来追赶势头强劲，处于全球工业无人机产业发展的第二梯队，其中，中国已经相继研发出美国所拥有的各类型尖端无人机，以色列正成为世界又一无人机制造巨头；日本、加拿大、巴西等其他国家加快布局工业无人机产业，是工业无人机市场的第三梯队，其中加拿大的下一代麻雀无人机已实现首测。从全国来看，北京、深圳和成都在国内工业无人机领域处于第一梯队。深圳在无人机研发和生产方面走在全国前列，在消费级无人机领域，深圳市大疆创新有限公司占领了全球80%以上的市场，在工业无人机领域，重点布局小微轻型多旋翼工业无人机，在全国占据40%的份额，位居全国第一。北京在航空领域汇集了全国星、箭、弹、船总体设计、核心研发的绝大部分核心单位，拥有中国航空工业集团公司、零度智控等相关企业和科研院所，重点布局大型固定翼工业无人机，在全国占据20%的份额，位居全国第二。此外，西安、武汉、南京、广州等城市也纷纷布局工业无人机产业。从全球来看，通用原子航空系统公司位于美国加利福尼亚州，在军用无人机领域具备优势；卡勒·巴卡公司位于土耳其，在军用无人机领域具备优势；诺斯罗普·格鲁曼公司位于美国加利福尼亚州，在军用无人机领域具备优势；以色列航空工业公司位于以色列，在军用无人机领域具备优势；派诺特公司位于法国巴黎，在民用无人机领域具备优势。
从国内来看，航天彩虹总部位于北京，在军用无人机、工业无人机领域具备优势；大疆无人机总部位于深圳，在消费级无人机领域具备优势；极飞电子科技总部位于广州，在工业无人机领域具备优势；易瓦特科技总部位于武汉，在工业无人机领域具备优势；中航无人机、腾盾科技、纵横自动化总部位于成都，在军用无人机、工业无人机领域具备优势；362所、365所作为主要科研院所，在基础研究、关键技术领域提供支撑。大疆创新：无人机研发制造的世界领先企业。成立于2006年，是全球领先的无人飞行器控制系统及无人机解决方案的研发和生产商，产品涵盖消费级、专业级和工业级无人机，以及无人机配件、软件和服务，在工业无人机领域拥有较为全面的业务布局，覆盖了地理测绘、农林植保、巡检、安防监控及消防救灾等多个应用场景。公司消费无人机全国市场份额超80%、位居全球全国第一；工业无人机全国市场份额超40%、位居全国第一。成都纵横股份：垂直起降固定翼无人机的领导者。成立于2010年，国内第一家在科创板上市的无人机企业，聚焦工业级无人机系统研制及服务，产品覆盖大鹏八大系列垂直起降固定翼无人机系统，深耕于测绘与地理信息、安防、巡检、应急等领域应用。2019年，公司在我国垂直起降固定翼工业无人机市场占比53.8%，排名第一；在我国工业无人机整机市场占比5.4%，排名第二。中无人机：国内大型固定翼长航时无人系统领先供应商。成立于2007年，专注于大型固定翼长航时无人机系统成体系、多场景、全寿命的整体解决方案提供商，主要从事无人机系统的设计研发、生产制造、销售和服务，无人机系统产品包括翼龙-1、翼龙-1D、翼龙-2等翼龙系列无人机系统，翼龙系列在中国无人机出口型号中占比超50%，在察打一体无人机市占率位居全球第二。极飞科技：农林植保应用领域龙头。成立于2007年，致力于智能农业技术的研发与推广，是世界领先的无人机研发制造公司、农业自动化设备运营商。极飞科技下设极飞农业、极飞地理、极飞物联XIoT、极飞农业智能XAI等子业务版块，在中国所有省份、韩国、日本、澳大利亚、美国、非洲等20个国家和地区设有研发中心和运营机构，参与了多个全球农业重点科研项目。