无人机的应用与应用

汪婷、汤文景|文

如今无人机市场热潮逐步退去，发展趋于冷静，正是各方重新规划无人机未来应用的重要机遇。我们建议工业用户将目光放长远，在深入了解无人机特性的基础上，审时度势，吸取经验教训，做出理性的业务判断。

近年来，民用无人机可谓名声大噪。从起初的专业影像拍摄器材，到如今追赶潮流的时尚玩物，无人机已从小众的飞行发烧友群体拓展到了普通大众，展现了多种多样的商业可能。但同消费级无人机的火热发展相比，工业级无人机的使用却远远没有普及。尽管机器代替人工所带来的效益提升对企业用户充满诱惑，但由于缺乏应用和管理经验，不少企业担忧无人机难以实现预期产出。

针对工业企业用户的种种困惑和疑虑，埃森哲结合在无人机应用方面的项目经验，展开了深入调查分析，聚焦工业级无人机的应用现状，参考无人机领域的最新发展动态及应用实例，对“工业用户如何更好地应用无人机”提出我们的建议。

工业用户面临的无人机应用三大难题

难题一：不了解

工业用无人机难以推广并非偶然。调研发现，无人机利用的一大局限在于消费者认知程度低。尽管大多数企业用户表示听说过无人机，或有过相关体验，但很少有人可以准确定义无人机。此外，除了空中拍摄和运送戒指之类颇有噱头的应用场景，鲜少有企业尝试主动去了解无人机的其他功能和作用。

表一　无人机的分类

事实上，无人机涵盖领域广泛、分类维度多样（见表一）。不同种类的无人机可以依据其特点，开展不同场景的应用。如固定翼无人机的优势是续航时间长、巡航速度快、载重能力强，可适用于高速、重负载、大范围长距离的任务类型，例如航拍测绘；旋翼无人机的特点是操控性强，可垂直起降和悬停，主要适用于低空、低速、有垂直起降和悬停要求的任务类型，例如灾后搜救。

此外，无人机的形态也有很多种，除了市面上常见的四爪（多旋翼）无人机外，无人直升机、无人飞艇等产品也早已面世，近年来新的机型和应用方式更是层出不穷，一些突破甚至可以称为是革命性的。如国外已出现水下无人机/航行器，用于大型海洋动物的三维追踪，或在冰层以下进行极冰监控。无人机也将再度“有人化”，未来中国研制的“亿航184”载客无人机将化身为迪拜的空中taxi，承担迪拜25%的个人交通出行。这些变化均在冲击着用户对于无人机的传统认知，也将为工业场景的应用带来更多可能性。

难题二：不会用

然而，对于工业用户来说，仅仅知晓无人机是不够的。部分受访者表示，不知道无人机能给企业带来什么价值。特别是当行业中从未有无人机应用先例时，更是难以想象无人机和自身业务之间的联系。

我们注意到在无人机应用中，存在明显的教条化现象——即生产者预设应用情景和模式，然后告诉用户应当如何使用成机，而不是用户主动思考，找寻最适合自己的无人机利用方式，再去影响生产商。针对这一现象，我们建议首先还原无人机的本质，明确无人机究竟可以或适合用来做什么事，再与工业生产活动相结合，思考其具体的行业应用场景。

通过研究，我们总结发现无人机最主要的功能体现在如下四个方面：

（1）“听”：无人机充当耳朵的角色，利用传感器进行气象及环境的监测和探测；

（2）“看”：无人机携带摄录设备，从空中进行拍摄、巡视；

（3）“投”：无人机搭载发射装置，进行喷洒、播种等；

（4）“运”：无人机利用运载能力，进行物资投递、货物运输。

其中，“看”是目前最普遍的应用方式，而“投”和“运”由于对机型和载重量要求较高，目前并没有被广泛启用。

结合无人机在各行业的应用，我们不难发现，尽管具体应用场景和方式各不相同，但不外乎都是这四项基本功能的延伸（见表二）。可以说，这四项功能具有高度的普适性，比如教育部门可以用无人机进行监控，防止考场作弊；医疗部门可以用无人机运输手术设备；安保部门可以用无人机追踪逃犯；物流公司也可以用无人机投递包裹。2015年天津爆炸案的救援现场、好莱坞电影的拍摄现场也都出现了无人机的身影。未来随着技术的发展，我们可以大胆预测，凡是具有以上四项基本需求的行业，无人机都可以发挥所长。而用户需要的仅仅是在大胆而又合乎情理的想象基础上， 将无人机嵌入业务全局中。

表二　无人机四大功能在不同行业的应用场景示例

难题三：不好用

调研中还发现，不少受访者拒绝无人机的理由是“不好用”。其中，既有出自对无人机炸机、坠机、冲撞民航客机等安全方面的担忧，也有来自自身试用失败的惨痛教训。我们认为造成这一局面的原因是多方面的：

首先，工业级无人机的选择范围有限。各创业公司纷纷选择技术门槛低、资本回收周期短的消费娱乐型产品，导致民用无人机市场同质化严重。真正对无人机有深度需求的工业用户，反而接触不到自己想要的产品。

其次，技术研发脱离行业实际诉求。无人机制造商缺乏用户调研，使得产品脱离业务实际需要，是造成无人机不好用的重要原因。目前无人机的升级主要针对飞机平台系统、有效载荷系统（信息采集系统）和地面控制系统进行技术改进，但对于如何同行业应用需求相结合，显然思考不够。比如，国内领先的CW-20大鹏无人机，采用固定翼结合四旋翼的方式，在保证巡航时间的同时，兼具垂直起降，是技术层面上一次重大革新，可在一定程度上满足电力巡线过程中“既要飞得远，又要停得住”的需要，但却未能解决电力用户的真正担忧，如：混合型无人机如何外挂红外和雷达扫描仪？两种飞行模式间如何适时切换？拍摄数据如何快速传输和处理？以及航拍和三维数据采集工作可否同时进行等等。这些实际问题如不解决，无人机在电力行业的应用效果就会大打折扣。因此，工业用户对于无人机的诉求不仅在于先进的技术设计，更在于满足业务功能的需要，两者缺一不可。

同时，价值链前后端割裂导致无人机难以充分发挥价值，隐性使用成本增加。不少受访者表示，使用无人机采集数据并不困难，但真正的问题和挑战却是采集来的海量数据该如何使用。目前市场上专注前端数据采集的企业数量不少，单纯数据采集的成本也越来越低，但有能力做后端数据处理和行业结合应用的企业却并不多见，并且前后端各自为战，导致终端用户既要确保数据采集的数量和质量满足业务需求，又要兼顾多方合作，从而增加大量成本及沟通障碍。这一问题的出现，是由于国内无人机产业整体处于发展阶段，并未形成完整流程规范、成熟商业模式和行业解决方案，因此部分用户作为无人机使用的先行者，需要自己承担打通行业各环节、整合资源的角色。

而反观国外，已经出现了无人机端到端应用服务的实例。以埃森哲为俄罗斯某电力公司设计的空中巡视解决方案为例（见图一），从前端的无人机数据采集、传输，到后端的数据模型分析，再到应用于电网设备实时监测和现场作业，打造了全链条的无人机应用体系，实现了一条龙服务，从而最大程度地发挥了无人机的价值，改善了用户的使用体验。

最后，也是最为重要的原因出在用户自身。据埃森哲观察，部分用户对于无人机的错误使用及业务配套能力的不健全，极大影响了无人机的使用效果。埃森哲认为，要使得购买无人机成为一项有价值的投资，需要对无人机业务进行整体规划和多角度思考。

图一　无人机全链条解决方案示例

工业级无人机用户的五大思考

思考一：无人机的价值定位

首先，同大多数技术一样，无人机并不适用于所有企业。正所谓“甲之蜜糖乙之砒霜”，购置无人机前就应当对其应用进行规划。如果只是作为追赶潮流的工具，而不能解决实际问题，那就要慎用。比如对于广播节目制作来说，因为不能展现图像，所以现场声音必须进行高度还原，而某广播电台跟风购置了两台无人机，应用中才发现无人机运行中的噪音问题无法解决，进行音频收录几乎成为不可能。类似的资源闲置和浪费问题比比皆是，原因无外乎是缺乏对新技术的了解，导致应用规划存在明显缺陷。

另外，无人机只是众多技术手段中的一种，而并非万能。我们认为，无人机最大的优势在于多维空间的拓展：传统的地面数据采集只是二维，而无人机采集的数据涵盖位置、坐标等空间信息，能更全面地反映环境——此为“三维”；通过多次采集的数据积累，可以跨越时间维度进行比较和分析，真实、动态地表现事物的变化——此为“四维”。因此，无人机不仅使得数据采集更加便捷、高效、成本低廉，更为企业提供了前所未有的视角，站在更高的维度去观察和处理业务。但是，无人机的观察角度更多在外部空间（如电线旁是否有树木、管道是否裂开），而对于业务运作自身或企业内部产生的数据，比如电网自身的运行参数（如电压、电流）及油气管道的内环境数据（如酸碱度、压力），安装传感器、建立内生数据库或许是更为有效的方式，效果也更持久。因此，企业需要结合业务实际需要，对多种工具手段进行投入产出分析和综合比较，再选择最为适用的方式。

思考二：无人机的应用范围

明确了希望无人机发挥的价值，接下来要思考的便是把无人机应用在哪些业务环节，以及如何布局、如何与现有业务协同，才能最大化无人机的效用。借鉴埃森哲真实项目案例，我们建议工业用户从“横纵”两个方向来考虑无人机业务的拓展范围（见图二）：

横向——在无人机应用的端到端价值链中，深度介入一个步骤（如数据采集），成为该模块的专家，或是贯穿多个步骤（前端数据采集+后端数据分析），全面提升企业数据利用水平和自动化程度；

纵向——在实现无人机自主运营和使用的基础上，探索在产业链其他环节进行延伸（如飞行培训、技术指导）及与其他业务进行融合（如从电力巡线作业复制到石油管道巡线）的可能性，以进一步发挥资源价值。同时兼顾无人机业务版图扩张，可适当考虑资本兼并（如并购无人机数据分析公司）和技术输出。

作为业务扩展的基础，企业应注重提升无人机操作、数据采集和数据处理等基本能力，获取相关业务资质，并建立专业的培训和支持保障体系。比如新华网从2013年起开始应用无人机，成为了行业先驱，目前不仅组建了无人机队，还建立了专门的培训学院和技术研究院，对各地飞手分批次、有计划地开展培训，并为全国各地无人机队配备通信导航车，不断提升体系化飞行服务能力。这一系列举措，都为新华网拓展无人机其他领域的业务及合作奠定了基础。

图二　无人机的应用范围示例

同时，业务布局过程中还应结合实际，充分考虑政策限制和技术难点。比如政策方面，现行规定原则上不允许无人机在肉眼范围之外进行作业，因此将无人机应用在完全无人工作业的全自动化生产中尚难实现。再比如技术方面，尽管三维建模技术已发展得较为成熟，但自动化三维建模仍然有难度；同时因采集信息量巨大带来的存储和传输问题也尚待解决。如果忽略以上实际问题，将势必在之后的运营和管理上面临极大挑战。

思考三：无人机同现有业务和资源的协同

很多情况下，开展无人机业务，企业将面临一个艰难的抉择——是将无人机作为现有业务的延伸还是作为新业务去拓展。如果是后者，企业需要做好从零起步的各项准备，不仅包括能力的重新打造，还包括战略调整、市场拓展及资源的再配置等等。如果是前者，企业则需要对现有业务和无人机业务的组合进行深入考量。第一，企业需要考虑业务的分配——哪些业务必须由人工完成，哪些任务由无人机或机器效益更高；第二，需要设计各技术工具的组合搭配，做到物尽其用（如让无人机发挥制空优势，进行广域监测，搭配传感器和物联网技术，获取深度信息）；第三，要提升资源共享水平，使各平台、各工具的使用和沟通无碍（如开放无人机使用闲置带宽进行数据传输）；第四，要处理好引入无人机的后续问题（如人员去留、绩效考核等）。理想状态下，业务协同应当做到十六个字：“分工协作，各取所长，妥善安置，资源共享。”

思考四：无人机业务的管控模式

目前，多数企业采取自购、自建机队的方式运营和管理无人机。这种做法一方面避免了业务外包带来的数据泄露风险，另一方面也在一定程度上解决了引入无人机后的人机搭配和劳动人员安置问题。但这种模式，比较适用于有长期稳定飞行任务的企业。

同时，大型集团企业多采取两级管控模式进行无人机管理，即“总部管控，基层作业”。总部负责无人机的集中管理、培训、支持；数据采集作业则由基层单位自主开展、分散进行；而最终数据的分析和应用再交由统一的系统或部门实现。但这种模式也不是唯一的选择。比如对于电力行业，当出现突发事故、需要无人机参与应急抢险时，建立集中的调度平台，不仅能大幅提升响应速度，还能加强资源调配能力。据悉，南方电网已经在广东和云南两省建立无人机作业中心，进行固定翼无人机的统一管理、协调和保障。集中管理的优势在于规模效益，但相应也存在管理幅度和灵活性问题，需要进行综合权衡。

思考五：激励方式和安全保障

无人机作为新业务和新技术手段，被员工接受势必需要一个过程，而企业可以通过制定合理的激励措施，以加速这一过程。比如设置合理绩效指标，通过奖励奖金的方式增加员工积极性；再比如通过开展无人机比赛、竞赛等方式鼓励年轻人参与其中。

另外，工业企业应用无人机也不能忽视安全问题，这里的“安全”包含飞行安全和信息安全双重含义。尽管国家陆续出台多项针对无人机的指导意见，但系统化的监管体系尚未建立，无人机违规操作、黑飞、乱飞现象依然严重，数据信息风险也很大。从企业层面来说，为降低飞行事故风险，避免财产损失，应当根据国家要求制定无人机业务标准操作规范，定期开展检查排查，并通过文化宣传提升员工安全防范意识；为防止数据泄露或丢失，需建立多层级的信息安全保障，加强对数据的管理监控和备份存档，研发并使用安全加密技术，并签订相关协议，最终落实责任到个人。

无人机发展的趋势展望

作为新兴行业，无人机在我国的发展可谓瞬息万变。企业应用无人机时，除了自身能力建设外，还应密切关注外部形势变化，积极调整对策。

趋势一：政策监管日益完善，行业步入正轨

近年来，随着我国民用无人机的发展，配套政策措施也日趋完善，无人机行业逐步摆脱野蛮生长，步上秩序发展的轨道。从2003年5月1日开始施行的《通用航空飞行管制条例》，到2013年出台的《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，民航主管部门颁布了多份管理文件，主要解决无人机的适航管理等问题。2014年8月1日起，相关行业协会开始对无人机操作培训机构进行审核，2016年民航局又出台了《轻小型无人机运行（试行）规定》，这些政策进一步加强了对无人机的运行监管。可以预见，无人机将在规范化的政策市场环境中迎来广泛的应用前景，同时留给工业用户的试错空间也进一步缩小。

趋势二：技术持续提升，无人机向更轻小、集成、定制、智能方向发展

随着技术水平的不断提升，无人机发展呈现以下的特征：

一是轻小化。这不仅意味着无人机体正朝着隐形化、微型化发展，也意味着新航材的研发，将极大程度提升无人机的灵活性和便捷性；

二是集成化。为增强通用性，无人机正在往系统集成、综合传感的方向发展。在打造多任务机种的同时，无人机同有人机、地面监测站等其他平台的交互和融合进一步加强；

三是定制化。无人机将可以满足用户特定的需求，更为灵活机动，打造专属无人机将不再只是梦想；

四是智能化。未来无人机将不仅仅只是扮演搭载平台角色，被动完成各项飞行任务；而是具备主动判断、记录数据、辅助分析和协同作业等各项能力的智能伙伴。随着智能化水平的不断提升，无人机也将进一步实现数据自动采集和智能学习。同时，无人机和AR、VR设备的结合，也将大幅改进无人机的飞行和操控模式。

总之，对于工业级无人机用户来说，应当积极学习并遵守相关政策规定，规范无人机业务的开展模式，同时积极采纳新鲜技术，思考无人机对自身业务的提升方式。如今无人机市场热潮逐步退去，发展趋于冷静，正是各方重新规划无人机未来应用的重要机遇。我们建议工业用户将目光放长远，在深入了解无人机特性的基础上，审时度势，吸取经验教训，做出理性的业务判断。同时，我们期待无人机的工业应用向更加成熟、更加稳定的方向发展，有越来越多企业借助无人机之翼，实现业务的腾飞。