无人机产业军民融合发展的几点思考
本文授权转自：无人机微信号（wurenji1）
作者：邵朋院，陈知秋（西北工业大学无人机研究所）
近几年，无人机越来越得到人们的关注，对于大众来说，最吸引眼球的是以大疆“精灵”系列为代表的消费级无人机，其傻瓜式操作、高清摄像头以及“精灵4”带来的自主避障和选定目标跟拍等功能给人们带来了极大的乐趣。相对于消费级无人机，还有一类无人机在常人看不见的地方为人们默默服务着，这就是工业级无人机。工业级无人机种类繁多，有：电力巡检无人机，用来做输电设备巡检，及时发现电力系统设备存在的问题，保障万家灯火和工厂的机器轰鸣；油气管道巡检无人机，用来保障油气管道的通畅；森林火情监测无人机，用来及时发现火灾预警点，保障我们的绿色屏障；测绘无人机在蓝天之上翱翔，为我们绘制出大地的写真。可以说，消费级无人机在某些方面满足了人民的精神文化生活，而工业级无人机保障我们的物质生活默默充当着幕后英雄，而这两类都是无人机在民用领域为我们做出的贡献。
除了在民用领域，无人机在军事领域应用更为广泛，如我国军用无人机的前身，在抗美援朝时我国志愿军用来练习火炮对空射击的航模改装靶机，到2009年国庆60周年阅兵和2015年抗战胜利70周年大阅兵出现在天安门广场的各型无人机，我国已经先后发展出靶机、无人侦察机和现在的翼龙和彩虹系列的察打一体无人机。这些无人机能够代替我们的子弟兵暴露在敌人的炮火之下，同时能够使我们的导弹和火炮打的比以前更准，使我们的解放军有更强的战斗力和防御力。所以，在军事领域，无人机也默默的为我们的国防事业和国家安全做出了巨大贡献。
其实，回顾我国的无人机行业发展历史，可以发现，工业无人机脱胎于军用无人机，而消费级无人机脱胎于航模运动。例如，我国无人机出现最早是用于军用的靶机，随后出现的是无人侦察机。而无人机只是平台，作何用途取决于加何种任务载荷，以及如何使用。例如，我国最早发展无人机事业的西工大无人所，研制出的通用无人机系列，在军事上可以用于侦察和打击任务，而在民用上也可以用于测绘和搜救等任务。所以，从这个角度讲，军用无人机本来就有民用化的潜力。甚至可以说，对于某些无人机来说，无法严格区分是军用无人机还是民用无人机，可以用于军事侦察的无人机换了任务载荷也可以用于测绘。所以，军事和民用本身就没有严格的界限，无人机行业的性质决定这一行业是一具有极大军民融合潜力的行业。
2015年3月，习近平总书记在出席十二届全国人大三次会议解放军代表团全体会议时提出，要把军民融合战略上升为国家战略，并在此后在多次会议上特别强调军民融合战略。而无人机行业的性质决定，其在军民融合战略的推动下，必将大放异彩。例如，原先在军工科研院所工作的一些科研人员，主动投身建立公司，积极推动民用无人机行业发展，零度智能就是一个成功典范；此外，由于军事装备采购逐渐向民企开放，有的民用无人机公司也将自己的优秀产品从民用打入军品市场。可以预见，在不久的将来，无人机行业的军用和民用的界限将逐渐被打破，合二为一，无人机行业将迎来前所未有的机遇。下面，笔者将就自己的理解，阐述对无人机行业军民融合发展的几点思考。
一、无人机产业分析
1.1 无人机的本质属性
为了对无人机产业军民融合发展进行研究，首先我们来分析一下无人机自身的属性。
下面是以前无人机的一种定义：无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。虽然，随着无人机产业的发展，无人机的外延被大大拓宽，上述定义在某些情况下不再适用。但是，无人机的某些属性还是没有改变，笔者认为这些属性主要包含两个：飞机、无人驾驶，无论无人机产业如何发展，这两个属性是无法改变的，笔者认为这两个属性虽然看似简单，但却是无人机的本质属性。下面对这两个属性从影响无人机产业发展的角度进行分析。
1) 飞机
首先，无人机是一种飞机。飞机行业经过几百年的发展，已经形成了明确的定义：有动力的重于空气的航空器。作为飞机，与有人机一样，飞机平台技术的发展自始至终是无人机产业发展的一个重要方面。从最初的固定翼，到直升机、多旋翼、倾转旋翼、尾座式、扑翼机、旋翼-固定翼复合式。每一次飞机出现一种新的飞机平台，都会促进航空产业的巨大发展。而平台技术的提升，依赖于两个方面：动力和气动。所以，动力和气动设计永远是影响飞机飞行性能的两个最重要因素。从低速，到亚音速到超音速到高超音速；从低空，到高空到临近空间。动力和气动技术的进步不断拓展的飞机飞行的高度和速度。时至今日，动力和气动技术仍然是飞机行业技术进步需要突破的两个重要内容。从这个方面考虑，动力和气动也是无人机行业技术发展的两个永恒主题。
2) 无人驾驶
“无人驾驶”，笔者认为更确切的描述应该称为“自动驾驶”，体现了无人机的另外一个本质属性-“自主性”。也正是因为这个属性，使得无人机除了是一种航空器之外，它还可以纳入机器人的范围，所以，无人机也常常被称为“空中机器人”。
现代无人机脱胎于航模运动，正是自主性的提高将航模升华为无人机。航模运动员需要用遥控器来直接控制操纵面，可以说飞机完全由人来控制，没有任何自主性。而无人机由于引入了“自动驾驶仪”，控制系统已经有了一定的自主性。从完全人工操纵到姿态辅助控制，再到自主航路飞行，到自主起降和自主避障，无人机的自主水平越来越高，执行任务过程中需要人的参与越来越少。美国给无人机自主水平进行了等级划分，提出了自主控制等级（即ACL）的概念和划分，如下图所示：
图 1 无人机自主控制等级划分
该划分标准由美国空军实验室于2000年提出，上图虽然是针对军用无人机提出的，但是某些概念对于所有无人机系统都是适用的。从可以看出，自主化水平的提高是无人机产业发展的另一个永恒主题。
自主化水平的提高是一个长期的过程，在不同的历史阶段，随着相关行业发展水平的不同，自主化的表现形式和所要解决的问题也是不断更新的。例如，从航模到无人机，突破了“无人化”，从自动飞行控制系统引入，突破了“自动化”，而在当前阶段，自主化发展的一个主要瓶颈是要突破“智能化”。特别是最近几年发展尤为迅速的消费级无人机，具有传统无人机属性的同时，也附加了“智能设备”的属性。正是因为信息技术的进步，原先在智能消费电子领域的技术和无人机相结合，才促使了消费级无人机智能化水平的迅速提高。
1.2 无人机产业的发展动力
分析完无人机本身，我们对无人机产业进行分析。笔者认为，和所有其他行业一样，无人机产业发展的主要动力是来源于“应用需求”。在无人机产业中，这个需求是什么呢？有一句话叫：不忘初心，方得始终。我们来回顾一下发明无人机的初衷是什么呢？无人机最初的应用是军事用途，用作无人靶机来进行火炮校射，随后发展出无人侦察机。可见，无人机出现的初衷就是为了将“人”从某些环境中解脱出来，这些环境总结起来可以缩写为3D（dangerous，dirty，dull），即：危险、肮脏和无聊的环境。3D的环境概念虽然最初由美国面向军用的应用需求提出，但是对于民用无人机，特别是工业无人机也是适用的，例如电力巡线和物流无人机等。
1.3 推动产业发展的要素
无人机的需求为无人机行业发展提供了动力，而真正推动无人机行业发展的是相关技术的进步。这些相关技术可以从上文中概括出来：
3) 无人机平台技术
作为一个航空器，自身平台永远是最重要的一环。与有人机一样，无人机平台技术是一个多学科综合的技术，包含多种技术因素，例如：气动、动力、结构、材料等。其中对无人机平台本身影响最大的，笔者认为当属气动和动力系统。新的无人机平台的出现常常是伴随着气动和动力技术的突破而产生的：例如无人直升机、四旋翼无人机、扑翼无人机、飞翼构型等，都是因为有新的空气动力学或动力系统出现。
4) 自动化和智能化技术
前文提到，“自主化”是无人机的一个本质属性，同时，也是衡量无人机技术发展的一个重要标志。而“自动化”和“智能化”技术是提高“自主化”水平的关键所在。这两个技术和“信息技术”紧密相关，所以，在现阶段，可以说“信息技术”也是推动无人机产业发展的一项关键技术。
5) 任务载荷技术
行业应用是为了完成任务，上述两方面更多是从无人机平台自身出发，而为了完成任务，任务载荷才是任务的直接执行者，从这个观点说，无人机自身在无人机行业中的最大作用是“让载荷飞”，而任务载荷技术成为决定无人机系统任务效能的一个决定因素。
此外，除了技术因素之外，还有一些非技术因素对无人机行业发展也起到很大作用。这些非技术因素主要包括政府的政策导向和监管，这些因素的影响将在后文中进行阐述。
二、促进军民融合发展：需各方共同努力
由于无人机应用前景广泛，且无人机系统是一个多学科综合的复杂系统。所以，是一个参与度十分高的行业，特别是从军民融合发展的角度来考虑，无人机行业的参与者可以分为如下几类：国家军工企业、民营企业、无人机用户和国家监管部门。
下面就笔者对这几类角色在无人机军民融合发展中所起的作用发表几点看法：
2.1 国家军工企业
我国的无人机行业起源于军工行业，国家军工企业发展无人机有着悠久历史，从20世纪50年代西北工业大学无人机研究所就开始研制用于火炮校射的无人靶机。至今，军工企业仍然是我国研制无人机，特别是军用无人机的绝对主力。
相对于民用无人机，我国军用无人机相对成熟，形成了完整了设计、制造、试验和使用流程，在长达半个世纪的发展中，无人机军工企业也积累了深厚的研发和生产功底。特别是在固定翼无人机总体设计、气动设计和动力系统等技术领域掌握着核心技术和核心装备，并积累了大量的设计和工程经验和一批专业而宝贵的人才队伍。这些都是军工企业发展无人机的优势所在。在军民融合发展中，军工企业应该保持和发扬这些优势，将军品研发的流程和方法融入民用无人机研发，使得民用无人机行业更加规范，生产出来的产品更加可靠而稳定。 对应前文中的技术点，可以说军工企业的技术优势在于无人机平台本身。
但是，现在民用无人机行业发展日新月异，且与军工行业发展有着不同特点。军用无人机为国防军事服务，在国防事业面前，考虑成本的因素较少，以能否满足部队需要为首要任务。而在面对民用应用时，成本成了不得不考虑的一个因素，甚至在某些情况下，成本成了决定性因素。同时，随着我国军品采购的逐渐放开，价格也会成为影响军品采购的一项主要因素。所以，军工无人机企业在军民融合发展时要注意控制成本，从研发、制造和人员管理各个方面逐渐向市场经济靠拢。
此外，军工企业由于以前的计划经济限制以及军工行业的敏感性，发展较为封闭和保守。在面临某些新技术和新市场时往往不够主动，从而限制了企业和产品本身的发展。这点放在军工产品上可能问题不大，但是在发展民品时就是一个明显的短板，对比消费级无人机这几年的更新换代速度，就可以发现军用无人机的技术发展明显滞后。所以，在进行军民融合发展时，军工企业应该解放思想，采取开放心态，积极主动吸收新技术，关注新市场，研发新一代产品。
2.2 民营企业
无人机相关的民营企业可以包含两类，一类是本身进行无人机研制生产的企业，一类是从其他行业切入无人机行业的企业。本身研制生产无人机的企业比如深圳大疆和北京零度智控等；从其他行业切入无人机行业的比如小米无人机和高通无人机等。
在这两类企业中，前一类起步相对较早，通常在无人机飞控和感知等核心领域有一定的技术积累。但是，由于民用无人机行业还处在起步阶段，公司规模和资金实力与原本处在其他成熟行业的大公司相比，不可同日而语。例如，大疆虽然算是前一类中的领头羊，但是和小米相比，大疆仍然是一个小公司，在面对这些行业巨头切入这个处于市场培育期的行业时，该行业原先的企业应该牢固掌握自己的核心技术和市场能力，通过技术壁垒为自己争取发展的时间和机会，从而和门口的大象进行竞争。
对于从其他行业切入到无人机行业的民营公司，他们有强大的资本作为后盾，同时，具有无人机相关行业的技术积累。这些企业将自身技术和资本优势相结合，迅速切入无人机行业，将无人机的应用范围更加拓展。
总的来说，民营企业对于市场和新技术有着天生的敏感性和开放性，只要能提高经济效益，一切方法都是可以尝试的。所以，在这些企业的推动下，机器视觉、通信和人工智能迅速和无人机行业结合在了一起，大大提高了无人机的自主程度,大大推动了无人机对于大众的普及，这也是民营企业的一大优势。
但是，由于无人机本身对安全性和可靠性要求较高，特别是对于消费级无人机，而现在民营无人机企业的研发和产品实力参差不齐，研发制造流程不够规范，使得不少有安全隐患的无人机充斥市场，所以，民营无人机企业在追逐利润的同时，应该加强自身技术实力的提高，这才是核心竞争力所在。
2.3 用户
无人机用户包括两类，一类是操纵者，一类是用来为自己服务的行业用户。从行业的角度出发，用户是无人机的最终使用者，他们对无人机行业的发展也至关重要。用户对无人机行业的影响有如下两点：
1) 使用的规范性
无人机对于安全性极为敏感，不规范使用一方面容易造成事故，对人身财产安全造成损失。另一方面，有可能对民航飞机等的安全运行造成影响。所以，使用的规范性对于无人机使用极为重要，不规范使用造成的严重后果会对民众的对于无人机行业的印象造成恶劣影响，从而影响无人机应用的普及和整个行业的发展。
2) 对无人机行业应用的促进
对于工业无人机来说，其用户通常是其他的工业行业。例如，电力巡检无人机的用户是电力行业从业者；无人机空中摄影的用户是摄影从业者；植保无人机的用户是传统的农民。而这些行业从业者在无人机应用到该行业之前，都是各自领域的专家，大多使用有人的方式来解决行业中的业务需求。而这些人在自身行业内的经验和技术积累对于工业无人机和各个行业的融合发展起到了不可替代的作用。
3) 政府监管部门
无人机行业，特别是民用无人机行业，是个新兴行业，很多地方还不够成熟，处在行业培育期。要促进该行业的良性发展，一方面需要政府积极的引导和政策导向；另一方面，需要政府合理监管。
在引导和政策导向方面，李克强总理提出“大众创业、万众创新”的口号，并对高科技创业给予大力支持，而无人机作为一个新兴技术，在大众创业是一个新的亮点。同时，在农业、新能源等相关行业，国家也给予极大的政策支持和财政补贴，对于引导这些新技术发展起到了至关重要的作用。
在监管方面，相关政策法规处于逐步完善阶段。由于这些政策法规对于无人机行业发展至关重要，有时起到决定性作用。如果过于保守，可能会限制无人机行业的发展速度。更有某些监管部门，利用监管的权利，为自己谋利益，这样阻碍了无人机行业的发展。笔者认为，相对于引导，政府相关部门在监管环节做的不够充分。应该积极听取行业意见，让行业自身参与到监管的政策法规和制度建设中去。