大疆的MG-1系列無人機在工業(yè)行業(yè)上的應用

消費級無人機市場的火爆，并不代表行業(yè)級無人機技術也能為大眾所熟知

消費級無人機市場已經興起，并且據(jù)說將迅速進入飽和狀態(tài)，但行業(yè)（工業(yè)級）無人機的應用范圍更加廣闊。就全球整體而言，相較于消費級無人機，工業(yè)級無人機的發(fā)展速度相對較慢，但依然處在一個較高的增長階段。2016年，全球工業(yè)級無人機的銷售規(guī)模為27.99億美元。2017年，全球工業(yè)級無人機的銷售規(guī)模為36.87億美元。根據(jù)預測，全球行業(yè)級無人機的發(fā)展速度在幾年內就將超過軍用、消費級等無人機的發(fā)展速度，成為刺激各國經濟發(fā)展的一個重要產業(yè)。按照這個趨勢，結合對未來工業(yè)級無人機行業(yè)發(fā)展趨勢的判斷，預計到2023年，全球工業(yè)級無人機市場規(guī)模將超過300億美元。2018-2023年行業(yè)年均復合增長率將維持在45%左右，美國FAA批準的無人機商業(yè)用途高達2000多種，發(fā)展前景十分廣闊。??

雖然目前看來，限制行業(yè)無人機發(fā)展的因素主要包含三塊，一是技術方面，主要是電池的續(xù)航能力和飛機的有效載荷，以及配套產品的開發(fā)和系統(tǒng)集成，二是行業(yè)從業(yè)者的數(shù)量以及質量，三是配套法律和行業(yè)條例。硬件能力是限制工業(yè)無人機發(fā)展的重要制約因素，就拿農業(yè)植保來說，目前主流的植保無人機的續(xù)航時間多為20分鐘左右，有效載荷一般在10-15公斤，這對于面積百余畝的農田尚可，如果應用在超過千畝的范圍就有些力不從心了。配套產品的開發(fā)和系統(tǒng)集成度不高同樣是阻礙工業(yè)無人機實現(xiàn)產業(yè)爆發(fā)的因素。工業(yè)無人機作為新興產業(yè)，發(fā)展年限較短，還沒有完成與多行業(yè)的深度融合，很多配套設備和軟件的研發(fā)尚處于萌芽階段，難以形成高規(guī)模的系統(tǒng)集成。第二個制約因素是行業(yè)從業(yè)人員的缺失，工業(yè)無人機產業(yè)興起至今不超過十年，還沒有形成較為系統(tǒng)的工業(yè)無人機教育培訓機制，這導致行業(yè)從業(yè)者不論從數(shù)量還是質量上都無法滿足產業(yè)需求，某些地區(qū)還因為從業(yè)人員素質低下而屢次出現(xiàn)“黑飛干擾民航”現(xiàn)象，這都是人員素質不足的表現(xiàn)，很大程度上制約了工業(yè)無人機的產業(yè)發(fā)展。最后的制約因素是法律法規(guī)的完善和行業(yè)條理的頒布與執(zhí)行。這一點各位應該比較熟悉，從近年來不斷發(fā)生的“黑飛”事件就能看出法律法規(guī)的缺失和行業(yè)監(jiān)管的不到位。雖然有諸多限制因素，但隨著技術研發(fā)的進步和政策法規(guī)的不斷完善，發(fā)展瓶頸在幾年內勢必被打破，屆時工業(yè)無人機將猶如入海的蛟龍，一發(fā)而不可收拾，市場形態(tài)和規(guī)模也將發(fā)生翻天覆地的變化。 ?

無人機系統(tǒng)的探討永遠不能脫離對需求本身的探討，無人機產品、系統(tǒng)設計一旦脫離需求，就只是實現(xiàn)了我們自己心里的產品而不是“完成任務”的機器人 ?

在不遠的未來，在行業(yè)需求的主導下，無人機產業(yè)將變得比現(xiàn)在更加龐大而復雜，想要在這一領域內獲得市場地位就需要充分的提升行業(yè)理解力。那么擺在當前的一個問題就是，消費級無人機與行業(yè)級無人機的核心差別與技術門檻究竟在哪里？雖然“大疆創(chuàng)新”的老總汪滔，曾以如今少見的理想主義色彩向全世界宣稱：“消費級并不意味著價格低廉卻品質粗糙，相反是既便宜又絕對好。”。這樣的豪言不僅僅是一種情懷。今天，一塊集成了陀螺儀等多種傳感器的芯片，成本只有3美元，而這些傳感器10年前是價格高達10萬美元的機械設備，體積相當于從午餐盒到小冰箱不等。所以伴隨著電子器件成本的降低與硬件功能的提升，帶來了消費級無人機市場的火爆。但消費級無人機市場的火爆，并不代表行業(yè)級無人機技術也能為大眾所熟知。消費者希望買到“最好的產品”，而行業(yè)用戶希望買到“最合適的產品”。所以消費市場往往會出現(xiàn)爆款；而行業(yè)客戶的個性化需求較多，廠商所以只要詳細了解用戶的需求和痛點，就更容易生產出差異化的產品，不太會出現(xiàn)一種產品打天下的局面。在這個人工智能興起的時代，無人機是一個快速發(fā)展的行業(yè)，許多定義還沒有確定。但是關于消費級和工業(yè)級上的劃分，大家還是有一個比較公認的粗略判斷：工業(yè)級產品要比消費級產品在某個數(shù)量級上更強大、更可靠、更效率，而不僅僅是“貴”一點的問題。舉個例子：如果你要給你家的花園松松土，那你買個鏟子就行；但如果你要挖個湖，你可能就需要搞臺小松挖掘機，甚至是利勃海爾。這就是消費級與工業(yè)級在直觀上的差距。 ??消費者希望買到“最好的產品”，而行業(yè)用戶希望買到“最合適的產品” ?

需求上的差距，導致工業(yè)級產品比消費級產品有著更高的技術門檻，新技術、新材料也往往在工業(yè)級產品上得到驗證與廣泛應用，再涓滴到消費級產品領域。你拿出自己的手機，里面從移動通信技術、定位導航到光學鏡片、鋰電池。..一部智能手機，幾乎就是一部近現(xiàn)代軍用級/工業(yè)級產品技術向消費級產品涓滴遷移的過程。所以從無人機角度來看，國內多數(shù)受眾從媒體那接觸到的主要是消費級無人機，例如著名的“會飛的照相機”?！跋M級”的定位就決定了這類產品對新技術、新材料的應用較少，升級迭代也主要集中在對成熟工業(yè)級產品技術的遷移與用戶反饋調整等。因此，有個很典型的分界線：消費級產品公司和工業(yè)級產品公司都有所謂“研發(fā)”部門。但是消費級產品公司的“研發(fā)”部門更像具有一定學科背景的“甲方”——他們的日常工作以和核心元器件商、方案商、技術支持商、生產廠商的溝通為主，目的是為了快速將已成熟的技術和材料倒入到量產中。這些豐富的外部資源可以為消費級產品公司提供大量的成熟技術方案支持，讓這些公司將更多的資源傾斜至銷售、渠道、公關、廣告等領域。多數(shù)智能手機與無人機公司都是這種結構。然而對于工業(yè)級產品的公司來說，形勢就嚴肅得多了。在他們這個技術層級上，可尋求的外部資源不多，愿意合作的更少。工業(yè)級產品的客戶對營銷不感冒，他們更在乎赤裸裸的參數(shù)，手上沒有獨門絕技，是很難在這個領域生存的。獨立設計、定制核心元器件毫不稀奇，強悍的專業(yè)級用戶還能夠實現(xiàn)新材料的自主研發(fā)，部分“變態(tài)”甚至有全套的擬真測試系統(tǒng)。所以從技術門檻來說，消費級產品公司主要解決“好不好吃”的問題，而工業(yè)級產品公司主要解決“能不能吃”的問題。

消費級與行業(yè)級，兩類無人機的核心差別與技術門檻最主要的體現(xiàn)是在任務需求上

無人機系統(tǒng)的探討永遠不能脫離對需求本身的探討，無人機產品、系統(tǒng)設計一旦脫離需求，就只是實現(xiàn)了我們自己心里的產品而不是“完成任務”的機器人。這一點在“大疆”與他名不見經傳的對手“極飛”，在農業(yè)植保機領域的“戰(zhàn)爭”最能說明問題。至2017年底銷售額過180億之后，大疆成為全球無人機及飛行影像系統(tǒng)的領軍者，以連續(xù)多年增長翻番的業(yè)績，構建了消費級無人機的統(tǒng)治性王朝。但是受困于禁飛令，消費級市場增長已然放緩，無人機向細分行業(yè)發(fā)展，從以航拍為主的消費級市場轉戰(zhàn)行業(yè)或是準行業(yè)級市場是必然趨勢。對于可能媲美航拍領域、最有前景的農業(yè)領域，大疆2015年發(fā)力投入。為了更大商業(yè)愿景和公司估值，“獨角獸”大疆必須要走好這一步。但是，它遇到了極飛農業(yè)無人機的頑強抵抗。兩家農業(yè)無人機采取了不同的設計思路。大疆直接沿用消費級市場思路，注重飛手操控飛機噴灑農藥；而極飛在研究了農業(yè)實際情況后，力推飛機自主飛行，通過一種叫RTK的（類似于GPS）信號裝置，設置好路線后，讓無人機實現(xiàn)“傻瓜式”飛行噴藥，減少人為因素，更加注重打藥效果的標準化。比如，極飛無人機噴藥飛行時，設置了飛行速度為每秒6米，再想提速很難。而大疆無人機可以輕松飛到每秒12米。農民的希望是飛慢一些，以便藥水穩(wěn)穩(wěn)灑到農作物上?？墒沁@一普遍需求好像從未傳導到大疆農業(yè)無人機決策的中樞神經系統(tǒng)里。甚至還有大疆無人機區(qū)域經理，“連水稻都不認識，只管收錢發(fā)貨”的段子。結果經過2017年一年的廝殺，現(xiàn)在，極飛成為農業(yè)無人機細分行業(yè)口碑公認第一，超過了“大疆”。這是大疆所向披靡的“神話”首次遭受現(xiàn)實重拳，也是體現(xiàn)消費級無人機與行業(yè)無人機間差別的一個活生生例子。

▲大疆的MG-1系列植保機 ?

事實上，兩類無人機的核心差別與技術門檻最主要的體現(xiàn)是在任務需求上?；蛘哒f是由任務需求決定的，表現(xiàn)形式千差萬別。比如：任務環(huán)境，任務要求，任務成本等方面。就任務環(huán)境而言。消費級無人機對機身材料、旋翼材料、電子艙材料（如果有電子艙外置）的需求并不是非常明顯（請注意，不是沒有區(qū)別）。但是對于行業(yè)機往往很注重材料，因為應用環(huán)境與消費機差別很大。大家比較熟悉的農業(yè)應用方面，在面對潮濕，降雨，高溫，高日照強等環(huán)境時，不同材料對系統(tǒng)工作性能影響很大。而這些環(huán)境的影響都會體現(xiàn)在材料要求上。任務環(huán)境對無人機系統(tǒng)的影響是方方面面的，包括控制方式，硬件選擇，動力結構等等；就任務要求而言，同樣消費級無人機涉及到的任務對系統(tǒng)精度，速度，數(shù)據(jù)的實時性，控制算法性能等方面的要求與某些行業(yè)應用不可同日而語。比如海軍艦艇上的無人機起降，和平地環(huán)境下相差很多。地下車庫的高速壁障飛行（MIT前一段時間還有對應成果）對控制算法飛行包絡要求也會不同；就任務成本而言。任務環(huán)境和任務要求方面的顯著區(qū)別，足以導致消費級無人機與行業(yè)級無人機的任務成本間產生斷崖式的差異，這種區(qū)別意味著一旦出事，行業(yè)無人機的所有者付出會大很多。會導致對系統(tǒng)功能，制作工藝，某項功能的指標（比如圖像傳輸距離）等要求都會不一樣。如用于電力巡線的工業(yè)級無人機不但為了保證可靠性會設計有更多的冗余的動力系統(tǒng)，而且還要考慮復雜的電磁兼容性問題，這都是技術難點和額外的成本。不過也需要看到的是，行業(yè)級無人機擁有遠比消費級無人機更高的技術門檻，但這個技術門檻究竟高到什么程度卻難以界定。畢竟無人機行業(yè)應用的重要內容是與行業(yè)需求對接，與行業(yè)本身的技術設備、技術要求等對接，這些都會形成不同的門檻。因此沒有無人機可以適用于所有任務，又怎么會有相同的門檻呢？重要的是找準應用行業(yè)的需求本質，量化到技術層面，從而將把潛在的需求變?yōu)楝F(xiàn)實的市場。
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