大疆的MG-1系列无人机在工业行业上的应用

消费级无人机市场的火爆，并不代表行业级无人机技术也能为大众所熟知

消费级无人机市场已经兴起，并且据说将迅速进入饱和状态，但行业（工业级）无人机的应用范围更加广阔。就全球整体而言，相较于消费级无人机，工业级无人机的发展速度相对较慢，但依然处在一个较高的增长阶段。2016年，全球工业级无人机的销售规模为27.99亿美元。2017年，全球工业级无人机的销售规模为36.87亿美元。根据预测，全球行业级无人机的发展速度在几年内就将超过军用、消费级等无人机的发展速度，成为刺激各国经济发展的一个重要产业。按照这个趋势，结合对未来工业级无人机行业发展趋势的判断，预计到2023年，全球工业级无人机市场规模将超过300亿美元。2018-2023年行业年均复合增长率将维持在45%左右，美国FAA批准的无人机商业用途高达2000多种，发展前景十分广阔。  

虽然目前看来，限制行业无人机发展的因素主要包含三块，一是技术方面，主要是电池的续航能力和飞机的有效载荷，以及配套产品的开发和系统集成，二是行业从业者的数量以及质量，三是配套法律和行业条例。硬件能力是限制工业无人机发展的重要制约因素，就拿农业植保来说，目前主流的植保无人机的续航时间多为20分钟左右，有效载荷一般在10-15公斤，这对于面积百余亩的农田尚可，如果应用在超过千亩的范围就有些力不从心了。配套产品的开发和系统集成度不高同样是阻碍工业无人机实现产业爆发的因素。工业无人机作为新兴产业，发展年限较短，还没有完成与多行业的深度融合，很多配套设备和软件的研发尚处于萌芽阶段，难以形成高规模的系统集成。第二个制约因素是行业从业人员的缺失，工业无人机产业兴起至今不超过十年，还没有形成较为系统的工业无人机教育培训机制，这导致行业从业者不论从数量还是质量上都无法满足产业需求，某些地区还因为从业人员素质低下而屡次出现“黑飞干扰民航”现象，这都是人员素质不足的表现，很大程度上制约了工业无人机的产业发展。最后的制约因素是法律法规的完善和行业条理的颁布与执行。这一点各位应该比较熟悉，从近年来不断发生的“黑飞”事件就能看出法律法规的缺失和行业监管的不到位。虽然有诸多限制因素，但随着技术研发的进步和政策法规的不断完善，发展瓶颈在几年内势必被打破，届时工业无人机将犹如入海的蛟龙，一发而不可收拾，市场形态和规模也将发生翻天覆地的变化。  

无人机系统的探讨永远不能脱离对需求本身的探讨，无人机产品、系统设计一旦脱离需求，就只是实现了我们自己心里的产品而不是“完成任务”的机器人  

在不远的未来，在行业需求的主导下，无人机产业将变得比现在更加庞大而复杂，想要在这一领域内获得市场地位就需要充分的提升行业理解力。那么摆在当前的一个问题就是，消费级无人机与行业级无人机的核心差别与技术门槛究竟在哪里？虽然“大疆创新”的老总汪滔，曾以如今少见的理想主义色彩向全世界宣称：“消费级并不意味着价格低廉却品质粗糙，相反是既便宜又绝对好。”。这样的豪言不仅仅是一种情怀。今天，一块集成了陀螺仪等多种传感器的芯片，成本只有3美元，而这些传感器10年前是价格高达10万美元的机械设备，体积相当于从午餐盒到小冰箱不等。所以伴随着电子器件成本的降低与硬件功能的提升，带来了消费级无人机市场的火爆。但消费级无人机市场的火爆，并不代表行业级无人机技术也能为大众所熟知。消费者希望买到“最好的产品”，而行业用户希望买到“最合适的产品”。所以消费市场往往会出现爆款；而行业客户的个性化需求较多，厂商所以只要详细了解用户的需求和痛点，就更容易生产出差异化的产品，不太会出现一种产品打天下的局面。在这个人工智能兴起的时代，无人机是一个快速发展的行业，许多定义还没有确定。但是关于消费级和工业级上的划分，大家还是有一个比较公认的粗略判断：工业级产品要比消费级产品在某个数量级上更强大、更可靠、更效率，而不仅仅是“贵”一点的问题。举个例子：如果你要给你家的花园松松土，那你买个铲子就行；但如果你要挖个湖，你可能就需要搞台小松挖掘机，甚至是利勃海尔。这就是消费级与工业级在直观上的差距。   消费者希望买到“最好的产品”，而行业用户希望买到“最合适的产品”  

需求上的差距，导致工业级产品比消费级产品有着更高的技术门槛，新技术、新材料也往往在工业级产品上得到验证与广泛应用，再涓滴到消费级产品领域。你拿出自己的手机，里面从移动通信技术、定位导航到光学镜片、锂电池。..一部智能手机，几乎就是一部近现代军用级/工业级产品技术向消费级产品涓滴迁移的过程。所以从无人机角度来看，国内多数受众从媒体那接触到的主要是消费级无人机，例如著名的“会飞的照相机”。“消费级”的定位就决定了这类产品对新技术、新材料的应用较少，升级迭代也主要集中在对成熟工业级产品技术的迁移与用户反馈调整等。因此，有个很典型的分界线：消费级产品公司和工业级产品公司都有所谓“研发”部门。但是消费级产品公司的“研发”部门更像具有一定学科背景的“甲方”——他们的日常工作以和核心元器件商、方案商、技术支持商、生产厂商的沟通为主，目的是为了快速将已成熟的技术和材料倒入到量产中。这些丰富的外部资源可以为消费级产品公司提供大量的成熟技术方案支持，让这些公司将更多的资源倾斜至销售、渠道、公关、广告等领域。多数智能手机与无人机公司都是这种结构。然而对于工业级产品的公司来说，形势就严肃得多了。在他们这个技术层级上，可寻求的外部资源不多，愿意合作的更少。工业级产品的客户对营销不感冒，他们更在乎赤裸裸的参数，手上没有独门绝技，是很难在这个领域生存的。独立设计、定制核心元器件毫不稀奇，强悍的专业级用户还能够实现新材料的自主研发，部分“变态”甚至有全套的拟真测试系统。所以从技术门槛来说，消费级产品公司主要解决“好不好吃”的问题，而工业级产品公司主要解决“能不能吃”的问题。

消费级与行业级，两类无人机的核心差别与技术门槛最主要的体现是在任务需求上

无人机系统的探讨永远不能脱离对需求本身的探讨，无人机产品、系统设计一旦脱离需求，就只是实现了我们自己心里的产品而不是“完成任务”的机器人。这一点在“大疆”与他名不见经传的对手“极飞”，在农业植保机领域的“战争”最能说明问题。至2017年底销售额过180亿之后，大疆成为全球无人机及飞行影像系统的领军者，以连续多年增长翻番的业绩，构建了消费级无人机的统治性王朝。但是受困于禁飞令，消费级市场增长已然放缓，无人机向细分行业发展，从以航拍为主的消费级市场转战行业或是准行业级市场是必然趋势。对于可能媲美航拍领域、最有前景的农业领域，大疆2015年发力投入。为了更大商业愿景和公司估值，“独角兽”大疆必须要走好这一步。但是，它遇到了极飞农业无人机的顽强抵抗。两家农业无人机采取了不同的设计思路。大疆直接沿用消费级市场思路，注重飞手操控飞机喷洒农药；而极飞在研究了农业实际情况后，力推飞机自主飞行，通过一种叫RTK的（类似于GPS）信号装置，设置好路线后，让无人机实现“傻瓜式”飞行喷药，减少人为因素，更加注重打药效果的标准化。比如，极飞无人机喷药飞行时，设置了飞行速度为每秒6米，再想提速很难。而大疆无人机可以轻松飞到每秒12米。农民的希望是飞慢一些，以便药水稳稳洒到农作物上。可是这一普遍需求好像从未传导到大疆农业无人机决策的中枢神经系统里。甚至还有大疆无人机区域经理，“连水稻都不认识，只管收钱发货”的段子。结果经过2017年一年的厮杀，现在，极飞成为农业无人机细分行业口碑公认第一，超过了“大疆”。这是大疆所向披靡的“神话”首次遭受现实重拳，也是体现消费级无人机与行业无人机间差别的一个活生生例子。

▲大疆的MG-1系列植保机  

事实上，两类无人机的核心差别与技术门槛最主要的体现是在任务需求上。或者说是由任务需求决定的，表现形式千差万别。比如：任务环境，任务要求，任务成本等方面。就任务环境而言。消费级无人机对机身材料、旋翼材料、电子舱材料（如果有电子舱外置）的需求并不是非常明显（请注意，不是没有区别）。但是对于行业机往往很注重材料，因为应用环境与消费机差别很大。大家比较熟悉的农业应用方面，在面对潮湿，降雨，高温，高日照强等环境时，不同材料对系统工作性能影响很大。而这些环境的影响都会体现在材料要求上。任务环境对无人机系统的影响是方方面面的，包括控制方式，硬件选择，动力结构等等；就任务要求而言，同样消费级无人机涉及到的任务对系统精度，速度，数据的实时性，控制算法性能等方面的要求与某些行业应用不可同日而语。比如海军舰艇上的无人机起降，和平地环境下相差很多。地下车库的高速壁障飞行（MIT前一段时间还有对应成果）对控制算法飞行包络要求也会不同；就任务成本而言。任务环境和任务要求方面的显著区别，足以导致消费级无人机与行业级无人机的任务成本间产生断崖式的差异，这种区别意味着一旦出事，行业无人机的所有者付出会大很多。会导致对系统功能，制作工艺，某项功能的指标（比如图像传输距离）等要求都会不一样。如用于电力巡线的工业级无人机不但为了保证可靠性会设计有更多的冗余的动力系统，而且还要考虑复杂的电磁兼容性问题，这都是技术难点和额外的成本。不过也需要看到的是，行业级无人机拥有远比消费级无人机更高的技术门槛，但这个技术门槛究竟高到什么程度却难以界定。毕竟无人机行业应用的重要内容是与行业需求对接，与行业本身的技术设备、技术要求等对接，这些都会形成不同的门槛。因此没有无人机可以适用于所有任务，又怎么会有相同的门槛呢？重要的是找准应用行业的需求本质，量化到技术层面，从而将把潜在的需求变为现实的市场。
       责任编辑:pj