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2.民用無人機:直接材料仍為營業成本主要構成,應用場景差異影響分系統成本
直接材料為民用無人機業務營業成本的主要構成。公共安全領域,以供應多款無人 機系統、從事無人機禁毒服務的觀典防務為例,觀典防務2018~2021年H1四個報告期內直接材料占營業成本的比重分別為60.94%、55.55%、64.61%和71.27%,制造 費用占營業成本的比重約為20%。工業領域,以在國內垂直起降固定翼無人機領域規模領先的工業無人機企業縱橫股份為例,其2017~2020年H1原材料成本占主營業務成本的比例分別為84.95%、69.92%、74.26%和73.41%。
民用無人機數據服務成本的主要組成為外購服務成本和制造費用,保障服務成本主 要組成為原材料。觀典防務服務類業務可進一步細分為無人機飛行綜合解決方案與數據處理服務。無人機飛行綜合解決方案制造費用在營業成本中占比較大,2018~2021H1期間始終超過50%。數據處理服務的營業成本主要由制造費用及外協成本構成,2018~2021H1二者合計占比分別為88.75%、94.57%、91.30%和85.06%。服務類業務對設備系統依賴較強,所需人員較少,飛行和數據處理設備折舊攤銷是 該環節主要成本來源。此外,在階段性、工作量大、內容基礎、人員占用時間長等特點共同作用下,部分服務業務存在外協。
相比地面系統,飛行平臺系統與任務載荷系統為民用無人機原材料成本較高的分系統。受各應用場景下作業特點的影響,不同領域的民用無人機各分系統構造略有差 異,原材料成本構成不同。公共安全領域,觀典防務對外采購的原材料為機體結構材料、飛控模塊、載荷模塊、數據收發裝置等相應模塊化原材料,主要應用于無人機整機、分系統的生產。結合無人機的組成結構對公司原材料采購項目進行重新劃分, 將機體材料、動力裝置、飛控模塊、導航模塊、安防裝置統一歸入飛行平臺系統,將 載荷模塊歸入任務載荷系統,將數據收發裝置、地面控制終端模塊歸入地面系統, 暫不考慮模擬仿真與其他。經計算,觀典防務2018~2021H1期間飛行平臺系統的原材料采購金額在整個系統中的比重約為60%且逐年提升,始終是占比最高的分系統, 地面系統其次,任務載荷系統占比最小。工業領域,縱橫股份采購的原材料包括導航及通信模塊、芯片、復材及結構件等,將復材及結構件、機電設備統一歸入飛行平臺系統,將載荷設備、慣性導航統一歸入任務載荷系統,將數據處理及分析軟件歸入地面站??紤]芯片、導航及通信模塊、電池為飛行平臺和地面站共用,將三者按照50%的比例分別歸入平臺與地面站。經計算,縱橫股份任務載荷系統原材料成本最高,反映其所搭載的相機、激光掃描儀、光電吊艙等載荷相對價值較高,載荷占比變動對無人機系統原材料成本影響較大。其次為飛行平臺分系統,2017-2020年H1在無人機系統原材料采購中成本占比維持在40%左右。
飛控模塊在民用無人機飛行平臺中成本占比較高。以按模塊采購的觀典防務為例, 進一步分析民用飛行平臺的成本構成。由于觀典防務的原料采購受客戶定制化需求影響,飛行平臺系統各模塊成本占比波動較大。整體看,飛控模塊貢獻飛行平臺系統成本的主要部分。在采購數量不突出的情況下,飛控模塊單價始終較高,2018年-2021年H1分別為3.58、3.54、4.88、5.01萬元/套,僅次于安防裝置。這或歸因于飛控模塊中所需數量較多的飛控與導航系統一體化模塊的高技術含量屬性。導航模塊在飛行平臺系統的原材料成本占比基本穩定,2018年-2021年H1維持在20%左右的水平。
(五)技術迭代:中期看載荷及機體升級,長期看高空高速及僚機發展
載荷(傳感器)方向升級或仍然是軍用無人機中短期內的主要發展方向。以美國高 空長航時偵察機“全球鷹”項目為例,不同批次機型的更新升級方向主要與載荷(傳感器)有關。據《Global Hawk Systems Engineering case study》(Air Force Center for Systems Engineering,Bill Kinzig,2010),“全球鷹”從Block 0~Block 40過 程中,主要升級方向與其傳感器有關,如從Block 10的基礎版集成傳感器套件升級至 Block 40的增強型EO/IR傳感器。據《“全球鷹”無人機系統項目費用和效能分析研究》(張海濤,中航工業發展研究中心,2014),“全球鷹”Block 10/20/30/40型 的單機成本分別為4640、5450、7610、8460萬美元,其中各批次的任務設備成本分別為 2390、1960、3810、4980萬元,各批次單機成本變化的原因是機體結構不同,以及機載 傳感器日益先進,如Block 30使用單機成本2000萬美元的ASIP,而Block 40使用了 單機成本約5000萬美元的MP-RTIP。
無人機任務載荷技術迭代主要體現在傳感器、通信中繼載荷與機載武器。軍用無人 機系統的任務載荷可以分為傳感器、中繼技術設備、武器彈藥及貨艙四類。其中,傳 感器方面的重點技術研制方向包括多光譜/超光譜成像(MSI/HIS)、合成孔徑雷達等。多光譜/超光譜成像技術具備全色照相傳感器的能力,能夠獲取敏感細微信息, 減少誤判可能;機載動目標監視模式獲得應用的趨勢之下,合成孔徑雷達將實現對 地面動、靜態目標的精準定位。為滿足無線通信功能和兼容性需求,通信載荷利用軟件支持多種波形或成為主流發展趨勢,且受小型戰術無人機載重限制趨于小型化。機載武器方面的技術發展方向由現役改進轉向專用研制和新技術攻關。