信息化作战利器，军工“硬科技”代表，无人机：需求井喷蓄势待发

（报告出品方/分析师：中泰证券 陈鼎如）

无人化作战趋势促进无人机技术快速发展

无人机系统设计灵活性强，形态种类丰富多样

无人作战体系包括陆海空等无人系统，无人机是重要的组成部分。

无人作战体系的基本特点是无人作战系统的占比高，“平台无人、系统有人”。无人作战系统是由无人作战平台、任务载荷、指挥控制系统和空-天-地信息网络组成的综合化作战系统，无人作战平台是其中的核心部分，根据不同的使用区域，无人作战系统可分为无人机系统、无人地面平台、无人海上系统。

无人装备是指无人驾驶的、完全按遥控操作或者按预编程序自主运作的、携带进攻性或防御性武器遂行作战任务的一类武器平台。

主要包括无人机（UAS）、无人地面车（UGV）、水下无人潜器（UUV）、水面无人艇（USV）等。

无人机和有人机在设计思路和性能表现上有较大的差异。

无人机与传统载人飞机最明显的不同是驾驶员不在机上，飞行器设计不受人的生理控制。同时，其发射/回收方式、造价、体积大小、操控方式等多个方面与载人飞机存在较大的差异。

无人机是不携载操作人员、由动力驱动、可重复使用、利用空气动力承载飞行、可携带有效载荷、在远程控制或自主规划的情况下完成指定任务的航空器。典型的无人机系统由飞行平台、动力装置、航电系统、任务载荷系统、地面系统、综合保障系统等组成。

无人机种类繁多，按用途可分为军用和民用两大类。

随着无人机技术的飞速发展，无人机系统形成了种类繁多、用途广泛、特点鲜明的分类特 征，致使其在尺寸、质量、航程、航时、飞行高度、飞行速度、性能和特征以及任务等多方面都有较大差异。通常，无人机可按用途、飞行平台构造、大小、飞行性能、续航时间等方法进行分类。

总体来看，无人机可分为军用无人机与民用无人机两大类，其中民用无人机一般又分为消费级无人机及工业级无人机。

军用无人机对续航能力、巡航速度、飞行高度、作用距离、任务载荷等都有很高的要求；消费级无人机主要用于航拍和娱乐，着重拍摄功能和可操作性；工业无人机注重经济效益，追求巡航速度、续航能力等性能的平衡，对无人机的专业化应用要求高，工业无人机通过搭载不同的任务载荷实现多样化的功能，主要应用于测绘与地理信息、巡检、安防监控、应急等领域。

民用无人机根据下游用户的类型，可分为消费级与工业级无人机两种类别。

消费级无人机主要为小型无人机，满足普通消费者对航拍及娱乐的需求，操作便利性好；工业级无人机主要用于协同或代替人工完成多种商业领域的任务，其通常搭载为完成作业飞行活动的装置或设备。

在工业领域，无人机具有成本相对较低，无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用便利性强等优势，因此得到了广泛的应用。

无人机的气动布局多样。

无人机主要分为固定翼无人机、多旋翼无人机、无人直升机、垂直起降固定翼无人机。不同气动布局类型无人机在飞行原理、能量转换效率、控制难度、安全性、任务特点等方面有较大的差异。由于垂直起降固定翼无人机具有起降便捷、航时长等特点，具有应用优势，在工业无人机市场中的保有量逐渐增多，市场份额逐渐提高，已成为工业无人机的主要布局形式之一。

无人机也可按大小进行分类。

按照无人机的质量及外形尺寸的大小，无人机可分为微型无人机、小型无人机、中型无人机和大型无人机几大类。

大型无人机质量一般大于 800 千克；中型无人机质量一般为 200-800 千克；轻型无人机质量一般为 100-200 千克；小型无人机质量一般为 1-100 千克；微型无人机质量一般小于 1 千克。

无人机还可按飞行性能分类。

可从飞行速度、航程、实用升限、续航时间对无人机系统进行分类。在飞行速度方面，无人机可分为低速无人机、亚声速无人机、跨声速无人机、超声速无人机和高超声速无人机。在航程（或活动半径）方面，无人机可分为超近程无人机、近程无人机、短程无人机、中程无人机和远程无人机。

在实用升限方面，无人机可分为超低空无人机、低空无人机、中空无人机、高空无人机和超高空无人机。按照无人机的续航时间，无人机可分为长航时无人机、中航时无人机及短航时无人机。

军用无人机技术发展迅速，加速向民用领域渗透

全球无人机经历了从军用到民用转化的发展历程。

20世纪 80 年代以前，全球无人机主要应用于靶机、侦查与情报探测、携弹打击等军事领域。

80年代以后，无人机逐渐走向民间领域，美国、日本等国家都尝试将无人机应用于农林植保、娱乐等场景。

2008年以后，无人机在工业领域的应用逐渐广泛，农林植保、电力巡检、安防监控等领域的无人机应用愈发成熟。

2014年以来，随着具备小型化、低成本、智能化等条件的无人机技术逐渐成熟，消费级无人机领域应用爆发，工业应用无人机增速也同步加快，各场景、各领域需求得到快速释放。

军用无人机由靶机发展成为主战装备。

世界上最早的“无人飞行器”是法国高菲尔兄弟于 1782 年研制的热气球。在美国南北战争中，北方联盟曾使用过载有燃烧装置的无人观测气球，成功地给南方联邦的战线造成了一场火灾。

第二次世界大战期间，德国在 1944 年制造了 V-1 导弹，它既是第一个成功的巡航导弹，也是现代喷气式无人机的雏形。

第二次世界大战后，军用无人机的发展趋向多样化。一是改装退役飞机，用作靶机或研究；二是以专门设计的小型无人机担任特殊的侦察或实验任务。三是以小型无人飞机取代有人驾驶飞机的任务，例如美国在 20 世纪 60 年代研制的 QH-50C 无人反潜直升机，它是世界上第一种旋翼无人机。

总结来讲，全球军用无人机的发展大致经历了以下几个阶段：20 世纪 20-60 年代，无人机主要作为靶机使用，是无人机发展的起步阶段；20 世纪 60-80 年代，无人侦察机及电子类无人机在战场上崭露头角，无人机开始进入实用阶段；从 20 世纪 90 年代起，无人机在现代高技术局部战争中得到了全面应用，无人机正处于迅猛崛起和蓬勃发展阶段。

无人机行业是典型的军事技术向民用溢出的领域。

无人机系统最初应用以军事领域为主，20 世纪 90 年代以来，世界各国纷纷探索无人机在民 用领域的应用，但由于无人和非无人控制系统分离困难，自动化程度低，无人机在民用领域发展成果较小。

2010年后，随着自动化与无人机可靠性不断提高，无人机具备了小型化、智能化、低成本的条件，无人机民用应用拓展迅猛。不仅消费级无人机广泛普及，工业无人机在人工影响天气、应急产业、气象监测、巡检、安防监控、农林植保、测绘与地理信息等领域同时得以快速发展。

无人机下游需求持续释放，产业迎来发展黄金期

无人机系统是复杂的系统工程，产业链较长。无人机行业上游为无人机零部件制造商及分系统研制商；中游为无人机系统集成及服务提供商，部分能够提供无人机航飞服务、飞行培训服务等，在产业链中占据主导地位；下游主要分为军用和民用领域，民用又可细分为工业应用和消费应用。

无人机系统集成及服务提供商向上游零部件制造商及分系统研制商采购通用零部件及无人机分系统，主要包括电池、电机、发动机、芯片、飞控、传感器、图传系统、结构件、航摄相机等。

无人机产业链上游处于逐步发展成熟的过程中，目前军用大多能做到独立自主可控，民用领域高精度、轻量化的传感器仍以国外厂商产品为主，低排量、高可靠性发动机以及高效、大功率电机的供应商数量也相对较少。行业中游是系统集成商，目前无人机整机企业一般配套提供售后、培训和租赁等服务。

无人机行业军用和工业领域下游应用需求持续释放。

军用无人机下游需求受到国防政策、战争模式的变化影响较大，目前，我国国防现代化建设提速，军用无人机作为智能装备需求预计大幅释放，同时全球局部冲突不断，无人机作为军贸主力产品需求有望持续旺盛。工业无人机行业属于下游需求驱动型行业，作为新兴的行业基础工具，受到社会生产方式变革的影响。

经过多年行业解决方案积累和用户培育，工业无人机在农林植保、巡检、测绘与地理信息、安防监控等领域已实现成熟应用，但其客户需求、新兴应用场景仍有待进一步的挖掘。

未来，随着我国低空空域精细化管理进一步推进、工业无人机技术进步、行业用户增加、工业无人机成本降低等，下游行业需求将继续保持快速增长。

军用无人机发展迅速，市场规模逐步扩张

军用无人机朝智能化、高速、隐身、协同等方向发展

美国在无人系统技术领域进行了体系化布局。

美国军事实力全球领先，在军用无人机领域同样如此，据《美军无人系统技术发展与未来智能化战争》，美国海空军、美国国防预先研究计划局（DARPA）、国防部战略能力办公室（SCO）等部门在作战体系概念、指挥/控制/管理系统、智能武器平台、网络通信系统四个方面同时推进，设立大量研究项目对第三次抵消战略军事理论进行支撑。美国对无人系统发展进行了系统规划，多个方面同时推进，思路清晰，形成系统的技术体系。美国无人系统技 术发展彻底颠覆传统的作战理念和样式，在“分布式”、“多作战域”、“智能化”发展理念牵引下，形成美国无人系统技术优势。

有人无人协同、分布式空中作战、集群作战等将成为未来空中作战的重要形态。

DARPA 的“体系集成技术和试验”（SoSITE）项目是美军在分布式空中作战体系架构方面的代表性项目，聚焦于发展分布式空战的概念、架构及技术集成工具。

其目标是利用现有航空系统的能力，使用开放系统架构来实现可互换的组件和平台，进而在有人和无人平台上分散电子战、传感器、武器、定位导航和授时以及数据/通讯数据链等任务功能。“进攻性蜂群战术”（OFFSET）项目研究面向复杂城市环境的“蜂群”作战概念。

建立类似游戏世界的社群交互，通过作战仿真，开发并验证评估专为城市作战无人系统设计的“蜂群”战术战法。

蜂群技术关键使能领域主要包括蜂群自主性、人-蜂群编队、蜂群感知、蜂群组网和蜂群后勤，牵引分布式感知、分散计算、弹性通信、自适应集体行为等新的无人系统技术。

“忠诚僚机”项目使用高级无人机充当僚机，既可降低有人机和飞行员的使用频率和成本，又可发挥无人机的专长。

通过高速信息传送，“忠诚僚机”可与其他战机实时共享情报信息。

另外，在未来空战中，“忠诚僚机”可充当有人机的“急先锋”，在高威胁区域执行侦察打击任务。按照波音公司的设计，一架有人机可配备 4 架至 6 架“忠诚僚机”，在有人机/无人机编队中，无人机率先“迎战”，有人机则实施战场指挥，必要时可进行任务角色互换。

在验证成熟后，空战编队由“有人长机-有人僚机”向“有人长机-无人僚机”过渡，可能改变传统空战样式。

无人机朝智能化、环境感知能力、自适应能力、隐身技术、协同作战能力、微小型化、长航时动力与能源的方向发展。高空、高速、隐身、长航时等先进无人机系统将在未来高危险区域、高强度对抗作战环境中显示出突出的战略突防能力和持久作战能力。

信息化、网络化背景下装备体系对抗是未来高技术战争的主要作战样式，武器装备发展将由“以平台为中心”向“以任务能力为中心”的体系化、网络化转变，无人机系统通过对现有作战方式和装备体系的跨域“赋能”，有效推动信息组网和联合作战水平，充分发挥装备体系在信息化战争条件下全维、精确、敏捷的作战效能。

我国无人机谱系完整，产品性能紧追国际第一梯队

全球鹰代表了全球侦察无人机的最高水平。

侦察无人机方面，美国 RQ-4A 全球鹰毫无疑问是美国侦察无人机的代表，是世界上飞行时间最长、距离最远、高度最高的无人机，该机曾经创造且目前仍然保持着世界无人机领域的多项最高纪录。该无人机于 1998 年 2 月首飞，“全球鹰”最大飞行速度 740km/h，巡航速度 635km/h，航程 26000km，续航时间 42h，翼展：35.4米。可从美国本土起飞到达全球任何地点进行侦察。

机上载有合成孔径雷达、电视摄像机、红外探测器三种侦察设备，以及防御性电子对抗装备和数字通信设备。全球鹰能在 2 万米高空穿透云雨等障碍连续监视运动目标，准确识别地面的各种飞机、导弹和车辆的类型，甚至能清晰分辨出汽车轮胎的齿轮。

MQ-9“收割者”(Reaper)无人机是一种可以执行情报、监视与侦察(ISR) 任务的智能装备。

美国空军在其作战试验刚刚结束后，就决定将其投入实战，并于 2007 年 3 月组建了“死神”无人机攻击中队，即内华达州克里奇空军基地第 42 航空攻击机中队，还成立了专门的“死神”无人机工作组，开始研究战术、训练机组人员和进行实战演练。MQ-9 的最大起飞重量为 4540 千克，飞行时速可达 480 公里，飞行高度为 15000 米，配备一台功率为 900 马力的涡轮螺旋桨发动机。

在侦查方面，它配备了带有可变倍率镜头的高清白光摄像机、热成像摄像机等设备，可不分昼夜在几千米高空对地面人员和车辆进行精确识别。

与 MQ-1 只能携带侦察仪器不同，开发 MQ-9“收割者”无人机空空导弹航空环境仿真系统， 以便为 MQ-9 具备空战能力奠定基础，MQ-9 可以携带两枚 500 磅的精确制导炸弹或 14 枚空对地武器“地狱火”反坦克导弹，这些 GPS 制导武器使“收割者”无人机，在恶劣天气下也可精确打击目标，因此是真正意义上的全球第一款无人作战飞机。

美国在军用无人机领域装备数量最多、技术最发达，无人机作战应用也最丰富。

根据《The Military Balance 2018》的分类标准，无人机按重量可分为重型、中型和轻型三类，其中重型起飞重量大于 600kg，中型 150-600kg，轻型 20-150kg。2018 年美军装备无人机共计 1139 架（不包括 20kg 以下的微小型无人机）。

根据近年美国国防预算中相应无人机的采购单价，我们估算 2018 年美国无人机装备总价值超过 400亿美元。

世界军事强国都在积极探索发展无人机系统。

以色列不是第一个将无人机用于军事目的国家，但他们首次将无人机的运用提升到了战术层面。在 70 年代的中东战争中，以色列成功利用无人机对吸引敌方防空火力，掩护己方轰炸机队执行任务，这也使得无人机被各国军方重视，极大地促进了无人机的发展。

以色列是目前世界上研制和生产无人机最富有经验的国家之一，美国和欧洲都曾经借鉴以色列的成功经验。俄罗斯无人机的发展特点是对于微型无人机的研发能力很强，而在大型无人机领域在最近才开始快速发展。英国是最早研制无人机的国家之一，相关的技术仍然处在世界前列。

不死鸟和雷神是英国无人机的代表，其中雷神无人机是目前英国无人机的最高水平。法国作为一个工业先进的国家，也在积极发展各种无人机，一方面满足本国的需要，同时也在力图占领更多的国际市场份额。德国也是欧洲地区无人机研制投入较多的国家之一。

德国研发无人机的亮点是孵化出了一批出色的小公司，并且取得了不错的成绩。德国巴伐利亚州的 EMT 公司就因研发了 LUNA X22000 微型无人机而声名远扬，而另一家名为布劳恩模型技术的小公司也在涉足垂直起降无人机的研发。

作为无人机领域的后起之秀，我国无人机发展迅速。

相较其他国家，我国无人机研究起步相对较晚，始于 20 世纪 50 年代后期。目前，我国已 研制了多种规格、多种型号、多种用途的军用无人侦察机、无人直升机、察打一体无人机、无人攻击机等，可装载多种任务载荷并执行多种任务，成功实现出口贸易及国内军用列装。总体来看，我国无人机设计制造技术已达到世界先进水平。

我国无人机在国际军贸市场占有约 17%的市场份额。

由于对无人机装备有需求的国家很多，但目前全球具备自主生产高性能军用无人机能力的国家较少，因此相较传统武器装备，无人机全球军贸市场较为活跃。目前全球无人机系统军贸领域主要出口国家为以色列、中国及美国，澳大利亚、土耳其、瑞典、意大利等国也有部分无人机出口。根据斯德哥尔摩国际和平研究所（SIPRI）统计，2010年至2020年，无人机军贸市场中以色列出口份额最大，约占军贸市场 31%，美国市场份额约 28%，中国市场份额约 17%，其他国家无人机系统军贸出口规模合计占比约 25%。中国无人机出口的主力机型为“翼龙”和“彩虹”系列无人机。

中国军用无人机在实战中表现不俗。

“彩虹”系列“察打一体”无人机驰骋于中东反恐战场，已享誉世界。在国外用户的实战中，翼龙-2已经飞行时数已达数万小时，保持了较高出勤率；发射各种武器上千枚，命中率保持在 90%以上，同时可以在各种恶劣的环境和气候情况下执行作战任务。

智能装备先锋，军用无人机迎来快速发展

政策层面利好军用无人机长期发展。

在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中，我国明确提出了要加速武器装备升级换代和智能化武器装备发展方向。

《新时代的中国国防》白皮书提出我国空军将按照空天一体、攻防兼备的战略要求，实现国土防空型向攻防兼备型转变，构建适应信息化作战需要的空天防御力量体系。

现代信息化作战以武器装备远程精确化、智能化、隐身化、无人化为趋势，而无人机作为实现无人化及智能化的重要军事装备，将会是未来中国军队建设的重要组成部分。

无人机产业已成为国家重点发展的战略领域。我国无人机系统发展起步晚于美国、以色列、英国等军事科技强国。近十几年来，我国无人机系统的发展呈厚积薄发趋势。各航空企事业单位以其技术和产业优势推动了产品技术和产业体系向高端发展，军用无人机系统核心技术和主流产品紧跟国际发展前沿，我国无人机系统发展势头迅猛，正进入创新跨越发展的新时期。

全球军用无人机市场规模超百亿美元，年复合增速达 5.36%。 根据蒂尔集团的报告，2019 年-2028年全球军用无人机年产值（含采购）逐年增长，到2028年产值预计达到147.98亿美元，年产值（含采购）复合增长率约5.36%，市场保持可持续的稳定发展。

全球超 80 个国家列装无人机，美国和以色列技术领先。

全球已经有包括美国、以色列、加拿大、德国、英国、法国、俄罗斯等在内的多个国家研发无人机，超过 80 个国家装备无人机。

目前，军用无人机市场上美国份额最大，在全球处于第一梯队，市占率接近一半，以色列、欧洲、日本、韩国、中国无人机位居第二梯队，有相对完整的产业链和一定的生产规模，发展迅速。据前瞻产业研究院预测，到2024年左右我国军用无人机产销量有望达到全球无人机市场25%左右的份额。

从公司竞争角度来看，美国格鲁门和通用原子两大制造商牢牢把握着市场份额前两名的位置，其他有竞争力的制造商主要分布在英国、以色列、中国和俄罗斯。其中，美国格鲁门公司占据着全球军用无人机 39%的市场份额，通用原子占比为 25%，德事隆 AAI 占比 3%，英国 BAE 和以色列 IAI 公司各占 2%，俄罗斯、中国、法国等国家的制造商占 29%。

美军无人机采购占比再次提升。

根据美国历年的国防预算，美军无人机采购占比常年维持在1%左右，经过2021和2022两个财年的低谷之后，2023财年无人机的采购再次提升，占比达到1.12%。

我国军用无人机研制以国有企业为主。

目前我国主要的军用无人机研制单位可以分为国有科研院所、高校和民营企业三类，以中航工业、航天科技和航天科工集团为代表的国有科研院所是军用无人机研制生产的主力军，产品大量出口和国内列装，型号研制工程化程度较高、实用性较强。

以西工大、北航和南航为代表的高校则更多地聚焦于无人机前沿课题的研究，同时也有部分工程化产品（靶机等）投入使用。以腾盾股份和天宇长鹰等为代表的民营企业也积极参与到军用无人机的研制生产中，也生产了竞争力较强的一系列产品。

军用技术持续向民用渗透，工业和消费无人机蓬勃发展

军用转向民用，无人机行业发展形成新趋势

经历从军用到民用的渗透过程，民用无人机行业目前处于蓬勃发展期。

无人机诞生于 20 世纪 20 年代，其军事应用已有上百年历史，在 20 世 纪 80 年代后趋于成熟；军事领域积累下来的无人机技术具备广阔的民间应用前景，20 世纪 90 年代以来，各国在政府支持下纷纷走向科研、监测等方面的民间应用；2008 年至 2014 年，受益于军用无人机领域信息化、任务载荷、卫星导航等技术发展的带动，无人机在工业领域的应用日益广泛；2014 年至今，随着产业链趋于成熟，飞控与导航技术的发展，无人机具备了小型化、智能化、低成本的条件，民用应用拓展迅猛。

中国首款民用无人机 D4 于1982年诞生，并于1995年小批量投产。

21世纪初，民用无人机开始大步向消费领域探索，2006年大疆无人机公司成立，布局消费级无人机市场，并于2012年推出世界首款航拍一体机 Phantom，开启无人机自拍新时代。同时，工业无人机经历快速发展。

1991年日本雅马哈无人机进入植保市场，担负 35%的稻田病虫害防治工作；1997年澳大利亚 Aerosonde 公司研发首款气象无人机并投入使用；2016年美国亚马逊完成首单无人机送货，民用无人机更进一步。

民用无人机朝着多任务载荷、载荷小型化、智能化、规范化、产业协作的趋势发展。

目前，民用无人机的应用场景逐渐丰富，对载荷也有多种多样的需求。此外，任务载荷的小型化和轻量化有利于降低无人机整体重量和体积，能进一步扩大无人机的应用场景。无人机的使用环境日趋复杂多样，无人机产品需要进一步提升智能化水平来应对不同的环境和提升人机交互体验。

在行业的角度，行业政策不断完善，管理体系将进一步规范化。产业链层面，大型民用无人机的应用将催生民用无人机产业链中运营和服务的角色不断涌现，产业链将进一步丰富和完善。

国家政策利好不断，民用无人机应用场景丰富

主管部门就产业规范性和安全性做出要求，支持行业发展。近年来，国家主管部门针对民用无人机产品出台了一系列发展支持及运营探索的政策，同时也对产业规范性、安全性提出了更高的要求。无人机行业属于国家鼓励发展的高技术产业和战略新兴产业。

政府及相关部门正不断完善无人机的飞行及使用规范，在保障公众安全的情况下助力无人机用合法化、无人机产业规范运营并实现可持续发展，也为行业内企业的业务拓展提供了良好的市场竞争外部环境。民用无人机行业逐步走向强监管的阶段，尤其我国工信部、民航局等政府部门发布了《民用航空工业中长期发展规划（2013-2020年）》《关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》《推动民航新型基础设施建设五年行动方案》等产业政策，明确了工业无人机行业作为国家战略性高科技产业的定位，对民用无人机产业提出了明确的产值增速要求和企业技术实力要求。

受益于行业相关规范加速建立健全、政策支持与探索发展工作加速推进，未来预计民用无人机产业将呈现良好发展趋势。

工业无人机应用场景丰富，孕育巨大的产业化机遇。

工业无人机的多任务载荷、任务载荷小型化、自主智能化特性，可以满足测绘与地理信息领域、巡检领域、安防监控与应急等场景的作业需求，例如多旋翼无人机具备低空巡航、空中悬停、高精度作业能力等优势，可以满足低空、小面积测绘对精度及操作灵活性的较高要求；垂直起降固定翼无人机具备高作业效率、环境适应性强、无起降场地要求等特点，可以满足高空、大面积作业测绘的高效率、恶劣环境适应性、起降便捷等要求。

无人机具有机动灵活、安全性高、成本低、环境要求低，便于携带和运输等优势，将成为巡检领域更为有效的工具，其合理配置资源、提高巡检效率的优势将不断凸显。同时，无人机还具有飞行灵活性高、投入成本低、隐蔽性强等特点，拥有实时追踪目标、快速到达现场、高空远眺的能力，非常适用于刑事侦查、交通管理、日常巡检、公共安全、应急灾害响应等场景，逐渐在安防监控与应急领域发挥不可替代的作用。除上述领域外，工业无人机在农林植保、应急、地质勘探、森林防火、气象、海洋遥感、物流运输等众多领域均有巨大的应用潜力。

测绘与地理信息领域需求广阔，遥感是测绘领域的新技术手段。

近五年来，测绘地理信息产业快速发展。根据 Frost & Sullivan 的报告，2018年服务总值超 1,100 亿元人民币，各行各业对测绘服务的需求日益强劲。

测绘在土地规划、城市建设、工程施工、导航应用等领域中起着无法替代的作用：合理规划土地资源可促进城市的发展，减少资源浪费；工程施工前需精准测量地貌、地下结构、建筑空间等。过去测绘的主要服务对象为政府部门，现已逐步向企业客户延伸。

遥感测绘的面积范围较大，受地面条件限制较小。遥感测绘，即遥远地感知测绘，是测绘的其中一个分类。其主要通过传感器对远距离的地表物体所反射的电磁波和其发射的电磁波进行探测，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。按遥感平台的高度分类大体上可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感。

不同的遥感测绘方式各有优劣，在功能上相互补充，在未来一段时间将长期共存，并随着科学技术水平的进步得到充足发展。

随着无人机航摄技术成熟，无人机在测绘与地理信息行业得以推广。

根据 Frost & Sullivan 的报告，我国工业无人机测绘与地理信息领域市场规模由 2015 年的 3.51 亿元增长到 2019 年的 34.31 亿元，年均复合增长率为 76.82%。预计 2024 年，我国工业无人机测绘与地理信息领域市场规模将达 448.55 亿元。

在巡检领域，工业无人机实现 360 度无盲区巡检，克服了传统人工巡检效率低、强度大、作业风险高等难题。

电网输电与油气管线线路公里数长，分布广，主要在地形复杂、环境恶劣的区域，人工巡检需到达现场近距离排查，难度大、效率低，风险高。

随着电网输电与油气管线的持续建设和安全要求的提高，人工巡检面临难题。无人机可以在复杂地形、恶劣环境下工作，近距离巡视输电线路、油气管道、高塔等，实现 360 度无盲区巡检。

无人机安防监控在实时性、灵活性上具有显著优势。

无人机的飞行灵活性使其拥有实时追踪目标、快速到达现场、高空监测地面的能力，可及 时反馈前方信息，为警力的安排分配提供指引。在刑事侦查、交通管理和日常巡逻等安保警察任务中有着较广阔的应用前景。

无人机技术在应急救灾中得到广泛应用。

根据《中国气候变化蓝皮书（2019）》，中国极端天气事件趋多趋强，冰冻圈消融加速，气候风险上升。根据应急管理部发布的 2019 年全国自然灾害基本情况，2019 年各自然灾害共造成 1.3 亿人次受灾，909 人死亡失踪，528.6 万人次紧急转移安置，直接经济损失 3,270.9 亿元。极端气候情况使国家的生态、经济、社会安全面临较大威胁。无人机可迅速应对应急场景下的救灾需求，规避地面灾情到达受灾现场，降低抢险救灾人员的伤亡率。

农耕朝低成本、高效率模式转变，农林植保无人机前景广阔。

根据国家统计局数据，近五年来，全国耕地面积基本不变，约为 20.2 亿亩。中国城镇化率从 2015 年的 56.1%提升至 2019 年的 60.6%，导致农村劳动力短缺，用人成本提高。依靠大量人力耕作的模式已无法满足农业需求，中国对低成本、高效率的耕作模式需求迫切。

政策鼓励机械化农业发展，无人机应用比例增大。

《农机装备发展行动方案（2016-2025）》、《2018年推进农业机械化全程全面发展重点技术推广行动方案》等政策相继出台，明确表示大力推动高效农业机械化技术发展，提升我国现代农业生产水平。

2018年 3 月，农业部办公厅、财政部办公厅发布了《关于做好2018-2020年农机新产品购置补贴试点工作的通知》，表明将继续开展农机购置补贴引导植保无人飞机（即遥控飞行喷雾机）规范应用试点。补贴政策鼓励无人机的推广应用，中国农业向机械化作业的方向改革。

无人机预计在快递市场迎来爆发，满足灵活高频的中短途末端配送客户需求。

2013年，亚马逊宣布启动 Prime Air 无人机项目。随后，全球众多邮政运营商和民营快递企业纷纷致力于此，如德国邮政、瑞士邮政、联合包裹，以及中国的顺丰和京东等。

2019年 10 月 15 日，中国民航局向迅蚁公司所属的杭州送吧物流科技有限公司颁发《特定类无人机试运行批准函》和《无人机物流配送经营许可》，这是中国民航局《特定类无人机试运行管理规程（暂行）》和经营许可“放管服”新政发布以来，国内首个完成运行风险评估和验证工作的特定类无人机试运行项目，同时也是全球首个获得城市场景无人机物流试运行批准的项目。

试运行期间，该公司将在杭州市内利用空中配送网络提供安全、高效的医疗急救用品运输和同城即时配送服务。2022 年 1 月 25 日，顺丰旗下大型无人机公司丰鸟科技取得中国民航局颁发的支线物流无人机试运行许可和经营许可，成为全国首家可在特定场景下开展吨级大业载、长航时支线物流无人机商业试运行的企业，也成为全球首个运用特定场景运行风险评估方法获得监管方批准进入支线物流商业试运行的大型无人机企业。

由于无人机装载能力比较有限，目前在快递物流领域，无人机应用于最 一公里、尤其是农村地区的配送较多。

消费级无人机主要应用场景为航拍及娱乐。

航拍、娱乐为消费级无人机的主要应用场景，据观研天下调查，2018 年，航空以及娱乐需求占民用无人机总需求的 40%左右。消费级无人机的运行速度、摄影像素、电池容量等不断进步。

不同硬件的加入拓宽了消费级无人机的应用领域。例如，Dobby 在摄影功能中增加美颜功能，专为“自拍”打造，通过硬件变化将航拍转向自拍领域；部分厂家结合无人机与 VR、AR，开创体感飞行新玩法；在无人机上加入荧光、烟火等设施，可完成烟火表演、广告投放、灯光秀等。

在航拍无人机领域的众多商家中，大疆以齐全的产品体系覆盖低中高端航拍无人机、航拍摄像头、手持云台等航拍无人机相关市场。消费级无人机多使用成品零部件，成本较低，毛利相对较丰厚。

在销售售价方面，相对于行业级应用等需要的固定翼或者大型旋翼式无人机，小型消费级无人机的价格较低，但是成本极低。

消费无人机市场格局稳定，工业无人机目前仍是一片蓝海市场

我国无人机企业众多，消费领域龙头公司为大疆。

根据 Frost & Sullivan 的报告，我国有超过 1,300 家无人机生产企业，其中深圳近 400 家企业，成都、南京亦有上百家无人机企业。消费级无人机行业主要以低成本驱动，国内企业占据全球市场主体，龙头公司有明显优势。

大疆领先地位难以撼动，占据全球市场份额 70%以上，2020 年其他公司总计仅占市场份额的 27%，不足大疆份额四成。从 2016 年开始，众多厂商布局消费级无人机市场，竞争较为激烈。

我国工业级无人机市场主要以政府为主导，市场份额较为集中，目前大疆也处于领先地位。

据《纵横股份招股书》2019 年前五大工业无人机整机厂商占据 68.5%的市场份额，但除大疆以 55.1%的市场份额位列第一外，其他厂商的市场份额均相对较低。我国工业无人机市场主要以政府为主导，国外工业无人机市场以企业为主导，二者有较大差别。

例如，农林植保无人机主要的销售来源为政府采购、当地的飞防组织以及农业合作社，个人购买的数量较低；同样，电力巡视无人机与安防无人机绝大多数由国家政府采购，个人以及企业用户极低。

相比消费级无人机，工业无人机对性能有更高的要求，逐步成为行业玩家争相布局的热点领域。不同于消费级无人机对无人机平台的低成本要求，由于几乎所有的工业场景对无人机的避障功能、对环境感知能力的要求都非常高，因此工业级无人机对无人机平台本身的性能和作业效率有更高的要求。例如，电力巡检场景需要无人机有效避开塔线，安防场景则需无人机具备精确的识别及追踪能力，并对收集到的数据进行处理。

因此，工业无人机行业的主要参与者往往需要具备较高成熟度的技术及核心专利优势。

老牌工业级无人机品牌华科尔、汉和等持续扎根行业应用领域，推陈出新，完善其行业应用；纵横股份在垂直起降固定翼无人机方面占据领先优势。

消费级无人机领域龙头大疆以其完善的无人机研发体系快速打入行业应用领域，迅速在植保领域以及电力巡检领域占领份额。消费级无人机品牌零度智控、臻迪科技、昊翔等等纷纷转战工业级无人机市场。

此外，传统的军用无人机企业利用在军用无人机领域积累的技术纷纷布局工业无人机领域。

在军用无人机先进技术基础上研发出的工业无人机系统，可以突破任务载荷快速集成等技术，增强工业无人机在复杂环境的可靠性与任务作业效率，实现军用无人机技术拓展应用至气象探测、应急通信等领域。工业无人机目前是一片蓝海市场，众多行业玩家纷纷重金布局。

民用无人机市场高速增长，行业机遇空前

全球民用无人机市场预计延续高速增长的态势。

根据 Frost & Sullivan 报告，全球民用无人机市场规模从 2015 年的 214.50 亿元人民币增长至 2019 年的 657.38 亿元人民币，五年年均复合增长率为 32.31%；到 2024 年，全球民用无人机市场规模将增长至 4,157.27 亿元人民币，2015 年-2024 年年复合增长率将达 43.03%。

受益于行业发展及政策支持，中国民用无人机发展迅速，占全球市场的 65%。

根据《无人机》杂志数据，截至 2020 年，我国民用无人机注册数量共 52.36 万架，2020 年无人机经营性飞行活动 159.4 万飞行小时，同比增长 36.4%。

2015 年-2019 年，中国无人机市场规模从 155.51 亿 元增长到435.12亿元，占全球无人机市场规模的比例保持在65%以上。

根据 Frost & Sullivan 预测，2024 年中国民用无人机市场规模将达到 2,075.59 亿元。从类型构成看，2019 年，我国消费级无人机、工业无人机的市场规模分别为 283.33 亿元、151.79 亿元（包含无人机整机及无人机服务），占全球相应市场规模的比例分别为 74.29%和 55.00%。

随着工业无人机的快速发展，预计到 2021 年中国工业无人机市场规模将首次超过消费级无人机，成为民用无人机细分领域的主要市场。

到 2024 年我国工业无人机市场规模将增长至 1,507.85 亿元，占中国民用无人机市场规模比例由 2015 年的 19%上升至约 73%，2015 年-2024 年年均复合增长率达 54.52%。

工业无人机未来将成为民用无人机增速最快的领域。

过去几年消费无人机一直占据民用无人机的较大市场空间，但随着无人机在工业应用场景的拓展，未来工业无人机将成为民用无人机的发展热点，增速将超过消费无人机并逐步成为民用无人机市场的主要组成部分，预计至 2024 年工业无人机市场规模将达到 3,208.20 亿元，占全球民用无人机市场规模比例由 2015 年的 25%上升至约 77%，2015 年-2024 年年均复合增长率 达 57.55%。

测绘与地理信息未来将成为工业无人机最大的应用领域。

工业无人机市场主要包含硬件及服务两大部分，以下的市场规模包括了无人机硬件市场规模以及无人机服务市场规模。

根据沙利文的报告，2019年中国工业无人机主要应用领域里，农林植保占比最大，约30.70%，其次为测绘与地理信息、巡检、安防监控及应急，占比分别为22.60%、18.76%、7.19%及3.98%。

预计到2024年，占比情况将发生变化，测绘与地理信息将成为最大的应用领域，占比达29.75%，农林植保、安防监控、巡检及应急占比分别为 21.14%、13.14%、8.08%、5.32%。2019年，中国工业无人机硬件市场规模约为 50.62 亿元人民币。

在这之中，多旋翼无人机市场规模约为 40.77 亿元人民币，占整体市场规模的 80.54%，无人直升机及固定翼无人机的市场份额分别为 5.56%及 3.79%。

随着垂直起降固定翼无人机的发展，这一机型优势不断彰显，逐渐代替部分固定翼无人机的需求。2019年市场份额约为 10.12%，预计到 2024 年，垂直起降固定翼的份额将进一步提高至 30.61%。

主要标的分析

航天彩虹

军用无人机龙头标的，机弹一体集成化发展。

公司以智能无人体系化作战为牵引，发展以隐身、高速、高空、超长航时、特种构型为特征的中高端无人装备，面向国防工业和国民经济多个行业形成了大量自主知识产权的核心技术成果，自主研发彩虹系列无人机、射手系列空地导弹等二十余种产品，性能指标达到国际一流水平。机弹一体化集成是公司在无人机武器装备领域的核心优势。

募投项目落地有望增强无人机产品核心竞争力。

2021 年公司计划非公开发行募集资金总额不超过 9.1 亿元，主要投往新概念无人机研制以及低成本机载武器科研及产业化两个方向，新概念无人机研制项目方向包括 “CH-4 增强型无人机科研项目”、“无人倾转旋翼机系统研制项目”、“隐身无人机系统研制项目”三个项目；低成本机载武器科研及产业化项目方向包括“低成本机载武器科研项目”、“彩虹无人机科技有限公司年产 XX 枚低成本机载武器产业化项目”两个项目。项目落地达产后，将进一步增强公司的军用无人机和机载导弹产品的核心竞争力，有望进一步打开国内外军用无人机市场。

剥离低效电容膜资产，薄膜新材料业务聚焦光伏、消费电子领域。2021 年公司将旗下的电容膜业务挂牌转让，成交价格为 3.2 亿元。剥离该低效资产后，公司薄膜新材料业务将主要面向光伏和消费电子领域，经营质量将得到大幅改善。

盈利预测：

我们预计公司2022-2024年收入分 别为45.47/73.93/88.47 亿元，归母净利润分别为3.46/5.76/7.96亿元，对应 EPS 分别为 0.35 元、0.58 元、0.80 元，对应PE分别为50X、31X、22X。军贸业务有望复苏，国内无人机列装提速，公司基本面预计大幅改善。

风险提示：

军品订单不及预期；军贸订单不及预期；市场空间测算等偏差风险；研究报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险。

中无人机

背靠航空工业集团，深耕军用无人机技术。

中航无人机前身由航空工业集团作为主发起人设立，目前控股股东为成飞集团，航空工业成都所为第二大股东。2011 年起，公司开始承接翼龙系列无人机相关业务，为航空工业成都所提供总装试验试飞等技术服务，并于 2019 年正式承接翼龙无人机系统业务。目前，公司即将进入挂牌上市阶段。

大型固定翼无人机领军企业，业绩高速增长。

公司定位为大型固定翼长航时无人机系统成体系、多场景、全寿命的整体解决方案提供商。产品主要包括翼龙-1、翼龙-1D、翼龙-2 等大型固定翼长航时无人机系统，具备长航时、全自主多种控制模式、多种复合侦察手段、多种载荷武器集成、精确侦察与打击能力和全面灵活的支持保障能力。

凭借这几型主力产品，公司业绩高速增长，公司 2021 年实现营收 24.76 亿元，同比增长 114.18%，实现归母净利润 2.96 亿元，同比增长 79.29%。

纵横股份

专注于工业无人机，精于垂直起降固定翼无人机。

公司自 2010 年成立以来始终专注于工业无人机的研制生产，目前公司是国内垂直起降固定 翼无人机领域规模领先、最具市场竞争力的工业无人机企业之一。垂直起降固定翼无人机系统是公司的核心产品。

目前拥有大鹏 CW007、CW10、 CW15、CW20、CW25、CW30、CW100 七大系列垂直起降固定翼无人机系统，最大起飞重量涵盖 6.8-105 千克，航时覆盖 1-8 小时。产品广泛应用于测绘与地理信息、巡检、安防监控、应急等领域。

主要客户包括国家基础地理信息中心、各省市测绘院、华测导航、南方测绘、国家电网、南方电网、中国地震局、中国飞行试验研究院等知名企事业单位及科研院所。

横向布局飞控、地面指控和无人机服务业务。

公司在飞控和地面指控领域同样具备一定的技术实力。

公司自主研制的飞控与地面指控系统应用于国家多个重大航空项目的飞行试验验证平台，包括多用途轻型水陆两栖飞机海鸥 300 缩比验证机自由飞失速尾旋试验、军用大型运输机 Y20 缩比验证机自由飞试验、下一代民用客机缩比验证机“灵雀 B”全流程试飞、民用客机 C919 缩比验证机自由飞失速试验等。

同时，公司积极布局无人机服务业务服务，包括无人机航飞数据服务、无人机执照培训服 务，随着工业无人机市场空间逐步打开，公司有望实现高速增长。

爱乐达

深耕航空零部件机加工十余年，技术实力强。

公司自 2005 年承接航空零部件精密加工业务，经过十余年的发展和经验积累，建立了较为成熟的质量管理体系、适应航空零部件生产特点的管理模式、比较完善的工艺技术制造规范以及专业的制造技术团队，并获得中航工业下属飞机制造单位“优秀供应商”荣誉。

由于航空零部件原材料材质的特殊性以及零件结构复杂性，其加工技术难度大，尤其是钛合金类零件现有的加工企业大多只作粗加工，公司经过多年的经验积累和技术创新，在钛合金 类零件精加工上具有一定技术优势，部分钛合金类零件的加工技术达到国内先进水平。

同时，公司通过一系列创新的技术工艺、优秀的加工流程管理和严格质量管控，产品良品率达到 99.50%以上，处于行业先进水平。

纵向布局特种工艺处理业务，资质稀缺竞争力强。

公司拥有阳极氧化、无损检测、电镀、酸洗、热处理、喷漆线等 10 余种特种工艺和理化试验能力，具备航空结构零部件特种工艺全工序处理能力。业务主要为公司承接的部分机加产品的特种工艺处理；主机厂及其协作单位机加产品的特种工艺处理；航空制造领域市场其他客户特种工艺业务（如陕飞、航发科技、普惠艾特等）。

部装业务涵盖无人机及军机，业绩有望高速增长。

公司已开展某型无人机、某型军机以及多个民用机型部\组件装配业务，着重建设部件装配和机体装配全流程管理能力。报告期内，公司除完成某型无人机复杂中心段部件装配外，完成了该机型机身段整体交付；与此同时，公司积极推进从“原材料--数控精密加工--特种工艺处理--机身和机体装配”全流程供应链管理能力建设。

盈利预测：

我们预计公司2022-2024年实现营收 8.95 亿元、11.97 亿元、14.88 亿元，归母净利润分别为 3.75 亿元、5.19 亿元、6.51 亿元，EPS 分别为 1.54 元、2.13 元、2.66 元，对应 PE 分别为 25X、18X、14X，公司是专注航空制造领域 18 年，航空零部件全流程优势显著，将充分受益于军机放量和国产民机批产。

风险提示： 军品订单不及预期；产品交付不及预期；盈利预测不及预期。

北摩高科

领先的起落架及刹车产品供应商，充分受益于十四五期间军品放量。

公司作为业内领先的军用航空航天飞行器起落架着陆系统及刹车制动产品的研发制造企业，产品广泛应用于歼击机、轰炸机、运输机、教练机、军贸机、直升机及航天高空飞行器等重点军工装备，显著受益于主战装备的列装放量。

此外，公司生产的飞机刹车制动产品关系到飞机起飞、降落及滑跑安全，属于耗材类产品，具有一定的使用寿命和替换周期，随着十四五军工行业实战演习频率和飞行训练小时数的提升，机轮和刹车盘类耗材产品的替换和维修周期或缩短，公司有望直接受益。

提升配套层级，持续巩固核心竞争力。

公司以刹车盘（副）为基础，逐步向飞机机轮、刹车控制系统、起落架着陆全系统延伸，并朝着集成化和智能化的方向发展。

公司具备独立完成飞机起落架着陆全系统设计、制造及试验验证能力的集成优势，2021年公司正式完成起落架着陆系统的交付，实现了从零部件供应商、材料供应商向系统供应商、整体方案解决商的跨越式转变，形成跨度纵深的产业链综合竞争力，系统集成优势明显，配套层级显著提升。

全面拓展无人机等新型号，后续增长动力十足。

公司为提升产品丰富度和集成度而研发多年的飞机起落架系统已取得阶段性成果。未来公司将继续努力，持续某新型号高级教练机、某新型轰炸机、某新型号舰载机、某型号直升机、某新型歼击机、大型无人机刹车控制系统及机轮的研制工作，预计未来3-5年陆续定型批产、列装部队。新产品放量后，有望显著增厚公司业绩。

智明达

军用嵌入式计算机核心供应商，技术优势突出。

公司通过二十年的技术与行业经验积累，掌握并具备了能实现多种功能和能应用于多个领域的军用嵌入式计算机模块的核心技术，形成了一套完整的研制生产流程和产品质量控制与追溯体系，在嵌入式计算机模块的可靠性、安全性、维修性、测试性、保障性、环境适应性、电磁兼容性、国产化、低功耗、小型化等方面有丰富的设计和实施经验。

公司产品功能覆盖数据采集、信号处理、数据处理、通信交换、接口控制、高可靠性电源、大容量存储与图形图像处理等。

下游装备放量以及国产替代双重需求带动，公司有望迎来高速增长。

近年来，在国家经济实力整体增长的基础上，正是我国军用嵌入式计算机行业发展的黄金时代。十四五规划指出：“打造一支现代化、信息化、高端装备化的人民军队”，要“加快关键核心技术攻关，加快战略性、前沿性、颠覆性技术发展”。武器装备的信息化已是我国国防建设的重点，军用嵌入式计算机行业需求在未来仍将持续增长。

风险提示

军品订单不及预期：

军用无人机产品的下游主要客户是军队，军队的采购需求与国防预算和国际政治局势有较大关系。公司的军品订单存在不及预期的可能性。

市场空间测算偏差风险：

研究报告中的市场空间测算均基于一定的假设条件，假设条件存在实际达不到的可能性，市场空间测算存在偏差的风险。

研究报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险：

研究报告中的数据和资料来自于公司招股书、公告、第三方研报等公开渠道。公开资料更新频次存在不确定性，研报所用数据可能存在信息滞后或更新不及时的风险。

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提升我国航天装备制造能力的思考

2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。此后，神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功，这是我国空间站阶段的首次载人发射任务。航天装备是国家空间基础设施建设和卫星应用产业发展的使能资产，航天装备制造是先进制造业的典型领域。航天装备制造能力决定了国家进入太空、控制太空和利用太空的能力，是国家卫星及应用产业的基础与核心。航天装备制造产业是国家战略性新兴产业，是建设航天强国和制造强国的重要支撑。

中国工程院栾恩杰院士科研团队在中国工程院院刊《中国工程科学》撰文，从航天装备及其制造过程的特点分析了我国航天装备制造系统能力的构成，并结合我国航天装备制造的发展趋势，分析了我国航天装备制造存在的突出问题，提出了提升我国航天装备制造能力的对策建议。文章指出，要针对我国航天装备制造存在的短板和瓶颈问题，通过构建先进的航天制造模式，强化工艺创新，突破航天制造装备技术瓶颈，强化人才队伍建设和营造有利的发展环境等举措，实现我国航天装备制造能力跨越式发展，推动我国航天强国的建设。

一、前言

经过多年的发展，我国已形成自主完善的航天科技工业体系，具备了较强的航天型号研制能力和航天装备制造能力，圆满完成了以载人航天、月球探测等为代表的国家重大航天任务，圆满完成了各类各型运载火箭、应用卫星及战略、战术导弹武器的研制和生产任务，有力推动了我国航天科技进步和经济社会发展，为增强国家的综合国力、国防实力与民族凝聚力作出了贡献。

航天装备是国家空间基础设施建设和卫星应用产业发展的使能资产，航天装备制造是先进制造业的典型领域。航天装备制造能力决定了国家进入太空、控制太空和利用太空的能力，是国家卫星及应用产业的基础与核心。航天装备制造产业是国家战略性新兴产业，是建设航天强国和制造强国的重要支撑。世界航天大国无不将新型运载火箭、大容量通信卫星、高分辨率遥感卫星和全球导航卫星等航天装备作为重点投入领域。世界航天的发展历程表明：航天装备的发展水平决定了航天发展的高度，航天装备体现了国家意志，没有自主可控的航天装备制造能力，就没有坚实、可持续发展的航天能力和航天产业。

习近平总书记指出，发展航天事业，建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。当前，世界经济发展环境发生了复杂而深刻的变化，制造业面临严峻的发展形势。加快结构调整，推进产业升级，推动我国由制造大国向制造强国转变、由航天大国向航天强国转变的战略任务，对我国航天装备制造的能力和技术水平提出了更高要求，亟需以我国航天装备制造的现实需求为牵引，大力提升我国航天装备制造能力，推动航天强国建设。

二、航天装备制造的内涵与特点

（一）航天装备的特点

航天装备制造特指运载火箭及空间运载器、卫星、飞船、空间站、深空探测器、导弹武器以及相关地面保障设备等产品的制造。

航天装备作为主要在地面建造但在空间环境中运行的一类特殊产品，具有如下特点：

战略地位重要。作为航天产业发展的物质基础、执行国家航天任务的载体和提升国家制天权能力的重要领域，航天装备制造具有重大的战略意义，难以从国外引进，必须坚持走自主可控的发展道路。

技术构成复杂。航天装备高度复杂，由多学科、多领域的技术所集成，是技术高度密集的复杂工程系统。航天装备制造具有极强的探索性、定制性，是一个逐步吃透设计意图、持续提升工艺成熟度的过程。

使用环境严酷。航天装备在空间环境中工作，面临真空、微重力、极端温度、原子氧、高能带电粒子、空间碎片等因素的考验。因此，航天装备制造必须要充分考虑严酷的空间环境所造成的影响，采取有效的防护技术和措施。

保障服务困难。目前，除空间站外，所有在轨航天装备均无人值守，出于技术可行性和经济可承受性的考虑，很难对在轨航天装备开展保障服务。因此，航天装备必须要具备极高的可靠性，这种可靠性可通过设计、工艺、生产、试验等过程来实现，对航天装备制造提出了更高的挑战。

单件价值极高。航天产品性能和性质特殊，完成特定任务和功能无需较大批量，与其他装备制造业相比，不具有较强的规模效益，但是单件产品的价值极高，具有量少而附加值高的特点。

安全防护严格。目前，航天装备产品中含有有毒有害物质，如常规液体火箭的推进剂硝基氧化剂和各种肼类燃料，这些物质具有强氧化性、腐蚀性、毒性和易燃易爆特性，制造过程中需要采取严格的防护措施，这对航天装备制造过程的安全性提出了极高要求。

（二）航天装备制造过程的特点

航天装备制造系统是指以生产航天装备产品为目的，由制造过程中的人员、物料、能源、软硬件设备以及相关设计方法、加工工艺、生产调度、系统维护、管理规范等组成的具有特定功能的有机整体，航天装备制造系统是航天工业体系的重要组成部分。

航天装备制造系统受人员、机器设备设施、物料、环境等多种因素的影响和制约。同时，航天装备本身复杂的技术构成、严酷的使用环境和困难的保障服务等特点，都大大提升了航天装备制造过程的复杂程度和困难程度，主要表现为：

1. 航天装备体系结构复杂、分系统之间交互耦合

航天装备设计难度大，技术状态变换频繁，产品数据信息繁多；航天装备制造工艺复杂，涵盖材料选用、工序安排、刀具使用、装夹方式、切削参数、装配方法、质量检验等内容；航天装备制造现场环境复杂，涉及设备布局、产品流转、资源调度等方面。

2. 航天装备呈现多型号并举、研制与批产并重的局面

航天装备既需要实现面向用户需求的多品种个性化定制，也需要基于平台化、模块化、产品化等手段保证批产任务的完成，存在着广泛的“多品种、小批量”的生产需求。

3. 质量可靠性要求高，计划进度要求紧，任务计划多变，要求“一次成功”

航天装备装配过程复杂，难以实现自动化流水线式的批量生产，对航天装备组织生产的柔性提出了极高的要求。

为了有效应对航天装备制造过程的复杂性，我国航天制造业在组织管理、系统工程、质量管理等方面形成了一套行之有效的方法。

一是严密的组织管理过程。航天装备制造是典型的跨学科、跨部门、跨地域的复杂制造过程，涉及设计、生产、试验、采购、物流、测试等多个环节，形成了以总装集成单位为龙头，由各分系统、单机、部件单位和外协配套单位组成的复杂生产协作网络；建立了以总指挥、总设计师、总工艺师为核心的责任主体，以产品分解结构、实物配套表为依据，以各级齐套单位为关键节点，以配套链条为纽带，以科研生产计划为标尺的一套自上而下、逐层分解、严密有序的组织管理体系。

二是严格的系统工程过程。航天装备高度的技术复杂性决定了航天装备的制造必须严格遵守总体→分解→集成的系统工程过程，必须严格按照方案、初样、试样、定型等不同阶段的研制程序，坚持设计决定制造可行性、制造验证设计合理性的系统理念，特别注重装配、验证和试验等环节，持续提升航天装备制造技术成熟度和制造成熟度。

三是严苛的质量管理要求。航天装备产品质量具有特殊的政治影响和社会影响，需要满足高质量、高可靠性的需求，以及小子样、一次成功的特殊要求。我国航天装备制造坚持“系统质量观”，培育了“严慎细实”和“零缺陷”的质量理念，建立了型号研制单位抓质量体系运行，型号项目团队抓质量保证大纲实施的矩阵式产品保证体系，形成了技术、管理归零“双五条”标准等一系列相关配套标准规范。

（三）航天装备制造系统能力的构成

装备制造能力是装备制造系统效能的直接反映。航天装备制造系统能力包括技术能力和管理能力两个方面，如图1所示。

图1 航天装备制造系统能力

技术能力包含系统能力和专业能力。系统能力反映了航天装备制造系统在总体层面所表现出来的技术水平和效益、效率，是企业制造模式的直接体现，包括制造系统的数字化和自动化水平，如计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺过程设计（CAPP）、计算机辅助工程（CAE）和计算机辅助制造（CAM）等；包括信息化水平，如企业信息化系统中的制造资源计划（MRP）、企业资源规划（ERP）和生命周期管理（PLM）等；还包括生产线布局优化水平和单元化柔性制造水平等要素。专业能力则是基于航天技术专业和产品特点所形成的个性化制造能力，航天装备制造过程涉及大型、异型复杂结构件加工和成形，微、精、专器件的生产制造，复合材料加工和制造等不同领域；涉及机械加工、焊接、成形、铸造、热处理等不同专业以及相关的专业测试与检验技术等。这些专业能力若存在短板或瓶颈将会直接影响航天装备制造系统的运行效率和效益。

管理能力包含外部体制机制和内部管控规程两个方面。外部体制机制主要指航天装备制造的外部政策环境、国家投入力度、保障手段等方面；内部管控规程主要指航天装备制造系统内部的运行机制，包括计划调度、协作配套、考核评价等。

三、航天装备制造的发展趋势

（一）航天装备极端制造的特征越来越明显

极端制造是指在极端条件或环境下，制造极端尺度或极高功能的产品、器件和系统。随着人类的航天活动由近地迈向深空、由无人转向有人，航天装备越来越多地表现出极端制造的特征。

大型化和重型化：空间基础设施建设呈现出大型化和重型化的趋势，如空间站需要分阶段在空间组装建设，大容量卫星需要大型卫星平台支持，重型运载火箭需要大部段结构制造，为适应一星多用、长寿命运行的发展要求，卫星所携带的有效载荷和燃料越来越多，越来越重。

精密化和小型化：航天装备结构形状与零部件配合关系复杂，其对尺寸精度、表面质量以及装配精度要求很高，如卫星的仪表轴承的圆度、圆柱度、表面粗糙度等均要达到纳米级。同时，高性能的微小航天器的设计与制造，如微传感器、微控制器、微能源、微光学器件等对航天装备制造提出了新的要求和挑战。

高性能和独特性：航天制造面临很多独特的需求和问题，如特种工艺、特种材料等，航天产品的关键零部件如框、梁、接头、壳段等大量使用钛合金、高强度及高温合金钢、工程陶瓷等难加工材料。同时，由于订货量小、用量少，往往还面临供货不连续和生产线难以维持的问题，因此特别需要各个工业部门的协同配合。

（二）航天装备制造正向数字化、网络化、高可靠性、低成本、高效率方向发展

1. 数字化

以美国国家航空航天局、美国波音航空航天公司、法国空中客车公司、美国洛克希德·马丁空间系统公司等知名研究机构和企业为代表，国外航天制造业通过数字化设计制造手段实现了产品质量、协同效率、研制能力的大幅度提升。2014年美国宣布在芝加哥设立公私合营的“数字制造与设计创新研究所”，可快速实现计算机设计和工程原型研制，以更加先进的制造技术实现复杂的设计，使美国国家航空航天局在建造、测试和试飞下一代空天系统的过程中速度更快、效费比更高。

2. 网络化

国外主要航天承包商已普遍实现了网络化的协同设计与制造，美国国家航空航天局开展了智能化综合工程环境（intelligent synthesis environment， ISE）的研究工作，将高性能计算机、高速网络、数字化产品与基于知识的设计、人工智能、人机交互技术有效地结合在一起，形成了一种跨地域的虚拟协同环境，不同地域、身份和学科的专家和工程技术人员在此平台上进行综合设计和航天产品设计、试验和样机制造，提高了卫星研制效率，节省了研制成本。

3. 高可靠性

随着空间探索向更远、更深的领域延伸，特别是载人登月、火星探测等深空探测工程项目的实施，对航天装备的可靠性提出了更为严苛的要求。美国国家航空航天局在《2014年战略规划报告（NASA Strategic Plan 2014）》中指出其正致力于克服空间辐射、后勤保障和长时可靠性等挑战，对航天高可靠性问题给予了高度重视。

4. 低成本

国外航天承包商积极推动低成本制造技术，一方面通过基于成本的设计、并行工程、集成产品开发、数字化设计、网络化制造、建模仿真等技术手段，从设计源头、研制流程和研制环境等方面降低制造成本；另一方面，大力发展卫星平台、微小卫星、可重复使用运载器等航天技术降低航天任务成本。此外，还通过商业化模式实施精益生产来大幅降低成本。

5.高效率

为了提升效率、缩短交付周期，美国提出了“精益飞机研制计划（Lean Aerospace Initiative， LAI）”。该倡议来源于一个以麻省理工学院为领导的包含政府机构、航空航天军工企业的组织，其目标是帮助航空航天工业界实现以更少的时间、更低的成本交付质量更高的产品。同时，一些商业化的航天企业在提高效率方面也取得了显著的进展，如美国太空探索技术公司（SpaceX）的猎鹰9号火箭从一无所有到实现首飞只用了4年半的时间，而其载人“龙飞船”（Crew Dragon）从一无所有到实现首次验证飞行只用了4年时间。

（三）航天先进制造技术快速发展，应用范围不断扩大

国外航天制造业在先进成形技术、先进连接技术、复合材料制造技术以及数字化制造技术与装备方面得到了进一步提高，涌现出一批新的制造工艺与技术，如美国国家航空航天局联合洛克希德·马丁空间系统公司研制出了推进剂贮箱整体成型技术，可省去大量的焊接与检验步骤；美国波音航空航天公司、法国空中客车公司、洛克希德·马丁空间系统公司应用数字化装配技术、虚拟实验室等先进数字化制造技术缩短加工周期，降低制造成本。空间在轨装配和航天增材制造（3D打印）技术正在成为广受关注的重点领域。美国国家航空航天局实施了具有改变游戏规则意义的大型结构系统太空装配项目，美国国防部先进研究项目局（DARPA）授予美国劳拉空间系统公司（SS/L）一项研究地球静止轨道通信卫星在轨机器人组装技术（“蜻蜓”项目）的合同。雷神公司、洛克希德·马丁空间系统公司、法国空中客车公司等航天企业集团都开展了3D打印技术在火箭、导弹、卫星等领域的应用研究，均取得了较好的效果。

四、我国航天装备制造的现状与问题

航天装备制造作为我国航天科技工业体系的坚强基石和核心能力，是我国航天可持续发展的基础，先进的工艺技术和制造能力是确保各项科研生产任务顺利完成的重要保障。

近年来，我国航天装备制造的技术水平随着型号任务的开展取得了显著提升，突破了新一代运载火箭大型贮箱制造装配工艺和以焊接铣切一体化大型焊接装备为代表的一大批关键技术，普遍实施了以产品为中心来替代以专业分工为中心进行生产单元组建的生产方式，加快制造工艺与装备的升级换代，大量引进并应用了工艺管理系统、生产派工系统、车间制造执行系统等信息化平台，在三维数字样机开发、设计工艺协同、工艺设计仿真验证等方面取得了一定突破，航天装备制造逐步开始向数字化研制模式过渡与转型。

当前，西方发达国家重新认识到了制造业的地位和价值，力争要在新一轮先进制造业竞争中取得优势地位；我国航天装备制造技术水平与国外航天先进水平相比还有一定差距，还不能很好地适应航天产业快速发展的要求。

（一）适应航天装备特点的制造模式仍处于摸索、调整阶段

我国航天装备制造主要采用研制与批量生产混合共线的模式，其批量生产能力不强。在研制和批量生产模式发生冲突时，批量生产能力易受到影响。同时，由于航天产品多品种、小批量的特点，使其制造过程换型频繁，再加上缺乏在线原位检测设备和快装快换的工具手段，使得制造单元的制造效率难以获得根本性的提升。

航天装备制造数控化水平比较低，劳动密集型的手工生产模式普遍存在。设计–工艺–现场生产线之间的数据链路没有贯通，设计阶段生成的数字化模型无法直接辅助生产制造。工艺仿真、数字化装配等先进数字化制造技术能力薄弱。

设计制造一体化程度不高。工艺设计与产品设计尚未实现并行工程，工艺提前介入设计的程度有限，导致设计方案的可制造性不强。设计与工艺之间的系统平台、专业软件、标注规范尚不统一，设计模型和数据难以共享。

（二）工艺手段落后，对先进工艺方法积累不充分

我国对工艺在航天科研生产体系中的作用重视不够。长期以来，我国航天制造业一直是通过研制来建立科研生产体系的，出现了重科研轻生产，重设计轻工艺的现象，对工艺在科研生产中的作用认识不足，重视不够，没有建立独立、完善的工艺发展体系，难以从根本上提高工艺的技术水平和能力，制约了我国航天装备制造能力的进一步提高。

工艺技术水平尚不适应型号任务快速发展的要求。在航天型号研制生产过程中，随着新技术、新设备、新材料的大量应用，客观上要求加大工艺攻关力度以适应型号任务需要；但从整体上看，我国航天工艺技术研究欠缺，创新不足，一些新型号的研制仍然沿用几十年前的工艺方法，难以适应型号任务的发展要求。

工艺手段较为陈旧。对先进工艺技术手段的应用不够，相较于计算机辅助设计和计算机辅助制造环节，工艺环节的计算机辅助工艺过程设计成为了航天数字化制造模式的短板。先进工艺手段的缺乏使得工艺规程的一致性较差，效率较低，同时，工艺标准、工艺技术成果也难以进行有效的积累、管理和复用。

（三）我国航天装备制造的专业能力亟待提升

航天大型、异形复杂结构件的制造能力还不能满足型号研制需求。随着国家航天活动由近地向深空、由单一任务向多任务、由短期停留向长期驻留的扩展，航天装备的结构尺寸和结构复杂程度大大增加，这对我国大型、异形复杂结构件的加工和成型能力提出了更高要求；因此，面向未来的航天型号任务，亟需研究能够突破大结构尺寸产品和异形结构产品的装配技术、测量技术、大直径运载火箭贮箱原位制造基础技术和大型铆接筒段壳体自动化铆接成套装备、贮箱箱底整体旋压装备、大型铝合金环形结构件精确校形装备等。

航天精密制造能力有待进一步提升。目前，以生产惯性器件、微电子、光学遥感器为代表的航天精密、超精密制造技术已由宏观制造领域进入微观制造领域，精度要求已经达到了亚微米，甚至纳米级，这对我国航天装备制造业的精密加工、精密成型、精确装配等精密制造技术提出了更高要求。我国现有的航天装备技术水平距离精密制造技术还有一定差距，比如我国新一代高精度惯性仪表和平台系统在设计技术和指标上能够接近国际先进水平，但其关键零部件的精密制造技术水平低，工艺装备落后，导致其研制周期长，制造成本高，产品精度和可靠性低，产品质量和批量生产能力难以进一步提高。

航天复合材料制造能力与国外先进水平相比还存在一定差距。随着航天任务要求越来越高，航天高性能复合材料的用量也在迅速扩大，各种航天飞行器的重要结构件，如运载火箭和导弹的壳体、飞船部件、卫星天线等的生产，正在越来越多地采用复合材料，这对我国航天复合材料的制造技术水平和制造能力提出了更高要求。我国航天制造业在铝锂合金等新型轻质材料及钛合金等高熔点合金的成型、连接及增材制造技术，热防护材料、高模量碳纤维、耐烧蚀纤维陶瓷等先进功能复合材料技术与自动成型加工装备等方面与国外先进水平相比还有一定差距。

（四）管理机制仍不能完全适应我国航天装备制造发展的需要

航天装备制造企业所获得的投入和支持力度相对不足。我国航天生产制造企业在整个航天科技工业体系中话语权较小，所获得的资源投入相对较少。国家军工固定资产投资型号痕迹过重，锻造、铸造、焊接、检测等航天基础制造能力获得的投入较少。航天生产制造企业往往面对多家设计单位，同时承担多个型号的研制与批量生产任务，普遍面临着制造资源紧张、人员加班加点的问题。

航天装备制造系统中不同单位间的协同性有待加强。航天设计单位与制造单位相互分离，协同性不高，设计单位与工艺单位之间缺少沟通，技术状态变更频繁，制造工艺难以稳定。主管单位与分系统单位、上下游单位之间的计划调度安排不够合理，制造资源占用均衡性、进度匹配性较差，产品难以齐套；前方与后方制造企业之间存在转接产技术交底不充分的现象，造成后期多次沟通协调、重复投入资源开展工艺攻关等问题。

科研管理难以有效支撑航天装备制造能力的提升。在长期保成功的压力下，为达到航天产品高可靠性的要求，航天装备制造在采用新技术、新工艺方面较为保守，只有在其他型号上应用成功后才敢使用，先进的制造技术、工艺转化推广较慢。航天装备产品化程度较低，距离通用化、系列化、组合化的“三化”要求还有一定差距，制造效率难以提升。

五、对策建议

随着国家重大科技专项和重大航天工程的实施，多型卫星、航天器进入批量研制和生产阶段，亟需立足自主可控，加强系统谋划，进一步优化制造资源配置，解决关键瓶颈和短线问题，大力提升我国航天装备制造能力，实现航天事业可持续发展。

（一）着眼先进理念，全力推进先进制造模式

开展数字化模型的规范化和标准化专项工程，统一和规范设计、制造上下游数字化模型的平台、软件的生成与标识方案，实现数字化模型上下游间的贯通。积极探索航天系统工程创新发展，实现基于模型的航天装备的开发制造过程，大力推行集成产品开发方法，实现航天装备设计制造一体化；构建航天协同设计工程环境、航天装备制造系统、企业资源规划系统集成交互的制造模式，实现航天装备制造的数字化、网络化和集成化。

（二）强化工艺创新，大力提升工艺技术能力

加强对航天工艺技术发展的系统规划，完善工艺创新的激励机制，加快工艺创新成果的工程化应用。推行工艺先行于设计进行先期攻关突破的工艺研发方式，提前进行工艺储备，达到工艺拉动设计，技术推动设计的目的。开展计算机辅助工艺过程设计技术的应用示范工程，加大对工艺路线、流程、方法及相关软件、工具的支持力度，充分发挥工艺在航天制造系统中的枢纽作用，实现设计–工艺–制造的一体化集成。

（三）围绕航天工程实际需求，攻关突破瓶颈环节

围绕月球探测、高分辨率对地观测系统、载人航天、北斗导航等重大航天工程的实际需求，加强对难以引进的航天高端专用制造装备研制的投入力度；针对短板和瓶颈问题，系统谋划，加强攻关，重点解决生产关键元器件精密/超精密制造装备、先进功能性复合材料制造装备、大型复杂异形结构制造装备、自动化柔性对接装配装备、先进检测设备等长期制约我国航天制造能力的瓶颈环节。

（四）加强人才队伍建设，为航天装备制造提供有力的人才保障

积极借鉴培养航天型号研制队伍的成功经验，探索建立航天能力建设总设计师、航天型号生产总指挥的人才队伍体系，强化设计–工艺–现场的综合人才培养，扩展航天工艺制造专业人员培养和成长的通道，加速培养航天制造能力建设、型号批量生产的高端领军人才，大力推行集成产品团队模式，切实发挥工艺人员在设计和现场之间进行有序、有效衔接的桥梁作用。

（五）推动管理变革，构建促进航天装备制造发展的有利环境

加强资源整合，建设军民协同、国家大协作条件下的自主和可持续发展的航天制造系统，提升对核心、高端航天制造环节的自主可控力度，同时对一般的航天制造环节要积极引入社会制造资源，提升效率，降低成本；完善国家航天能力建设布局，加强统筹协调，加强对铸造、锻造、热处理等航天制造基础能力的投入力度；成立航天制造系统专业研究机构，主要负责航天制造系统的共性技术探索和相关标准制定，开展航天先进制造技术发展战略研究，围绕增材制造、数字化制造、智能制造等领域开展先进制造技术预先研究，为建立适应我国当前航天任务需要和未来航天能力发展需要的航天制造系统提供全面支撑。

六、结语

航天装备是我国空间基础设施和卫星应用产业发展的物质基础，航天装备制造具有极高的复杂性和特殊性。当前，我国航天先进制造模式和技术发展迅速，航天型号任务对航天装备制造能力提出了更高要求，亟需针对我国航天装备制造存在的短板和瓶颈问题，通过构建先进的航天制造模式，强化工艺创新，突破航天制造装备技术瓶颈，强化人才队伍建设和营造有利的发展环境等举措，实现我国航天装备制造能力跨越式发展，推动我国航天强国的建设。

作者：栾恩杰，导弹控制技术和航天工程管理专家，中国工程院院士。

参与组织、主持首型潜地战略导弹和首型陆基机动中程战略导弹研制，提出陆基机动中程战略导弹型谱化、系列化发展思路，适应了发展需求。参与组织、主持首次月球探测工程，提出深空探测“探、登、驻（住）”和“绕、落、回”的技术发展路线，开辟了深空探测新领域。在航天型号和工程研制工作中取得了一系列开拓性和创新性成果，为我国武器装备和航天事业发展做出重大贡献。在长期工程实践中，提出了适合国情的系统工程管理理论与方法，已广泛应用于国防科技工业系统并取得显著效果。

来源：中国工程院院刊

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