從工業設計的視角淺析低空經濟對無人機設計開發的思考

本文旨在借助工業設計方法論，通過人、產品、環境之間的關系，剖析低空經濟中各要素對無人機研發的影響，以期啟迪行業參與者，探索更適合自身特色的產品研發新路徑。

近年來，國家提出了以無人機技術發展為主導的低空經濟產業發展政策思路，各地政府和企業也在積極嘗試和推出各類以無人機作為主要運輸工具手段的解決方案。經過幾年的發展，雖然在某些細分領域有了較大的突破，但在更多的領域存在著投入成本大，建設周期長，社會經濟效益帶動不明顯的情況，制約了地方政府和企業持續投入的積極性。本文嘗試以工業設計思路，從人、產品和環境的各因素及之間的相互作用的視角，系統思考低空經濟未來發展中影響無人機設計開發的因素，希望為后續的無人機產品設計提供有益參考。

低空經濟概述

低空經濟的定義和內涵

低空經濟是以低空空域為主要活動空間，以有人和無人駕駛航空器為載體，以載人、載貨及其他作業等多場景低空飛行活動為牽引，帶動第一、第二和第三產業等相關領域融合發展的綜合性經濟業態，具備產業鏈長、帶動性強、應用范圍廣和發展空間大的特征。

在國家和地方政策開放的低空空域內，通過使用有人或無人機，從事公共航空運輸以外的民用航空活動，包括且不限于娛樂、工業、農業、林業、漁業和建筑業的作業飛行以及醫療衛生、搶險救災、氣象探測、海洋監測等方面的飛行活動，帶動并打造包括航空器制造、航空電子儀表制造、航空材料研究、機場運營等一系列配套產業的發展。為一個地方的區域經濟可持續發展提供了充滿想象力的空間。

發展低空經濟的必要性

從現實意義上說，低空經濟就是傳統地面經濟的三維空間拓展，需要在空中依托現代航空技術重新構筑類似地面交通體系的高速通道。完善的無人機產業，將會像新能源智能車輛一樣應用于各行各業，成為國家新的支柱型產業。

俗話說“要想富，先修路”。那么，中國道路交通整體分布情況又是怎樣的情況呢？中國經濟高速發展四十幾年，由于交通、氣候、政策等原因造成的區域人口和生產、生活狀況沿胡煥庸線分布，呈現出明顯的東西差異。其中，中國大部分的人口集中生活在國土面積相對較小的東部發達地區。這些地區占國順豐快遞公司采購的基于運5改裝的貨運無人機。

土面積可能不到三分之一，但基礎交通設施的完善，大大提高了物流運輸效率，支撐了東部經濟的快速發展。而廣袤的中國西部地區及南部海島區域，人口較少，還具備大量的能源、礦產資源、和重要的國防安全設施。但由于西部地區地廣人稀，地理氣候條件復雜，造成物流不便，生活困難，亟需通過現代技術手段，加強交通物流基礎設施建設。

影響低空經濟發展的因素

社會發展現狀對低空經濟發展的影響

通過無人機手段構建低空經濟高速公路面臨多重社會制約。低空經濟專家指出，影響低空經濟發展“需求是根本、空域是關鍵、政策是保障、技術是支撐、安全是底線。\"

需求是根本：經濟發達地區人員密集，對商品流動需求頻次高，配送時效性強。這些是現實呈現明顯的需求特點；但在經濟欠發達地區由于各類交通運輸基礎建設短缺，傳統物流手段難以滿足，尤其是對于處于偏遠地區的能源、廠礦企業、居民聚居區、基地哨卡等，以低空無人機為運輸工具將可能改善基本物流條件，大大提高該區域的經濟活力。

空域是關鍵：目前我國空域管理制度嚴格，申請航路手續比較繁瑣，對航線航路的大規模運營帶來一些困擾。未來需要借助國家推動低空經濟建設政策，逐步改善航線審批流程，借用現代網絡通訊技術，提高航路運營效率，才能促進無人機運載能力的提高及大規模應用。

政策是保障：沒有規矩不成方圓，在國家和地方政策的引導和保障下，無人機運輸行業的相關產業才能健康發展。無人機設計制造企業依據當地政府和市場需求為導向引導企業設計開發產品，以市場經濟的手段推動當地需求的發展，從而帶動當地經濟的發展將是必然。

技術是支撐：低空空域，一般是指真高1000米以下空域，未來有可能放開到3000米以下空域。當無人機以百萬以上級數量規模進入空域，如果完全依靠傳統的地面引導或飛行員目視避讓交通沖突的空域與空管模式，必然無法支撐整個體系正常運作。所以，進一步擴展目前已較為成熟的無人機云管理平臺的功能，將大大提高管理能力和運營效率，提高安全管控能力，降低運營成本。

安全是底線：經濟活動健康發展的底線是安全。沒有安全這個前提，風險和損失將是必然。如何利用好政策和技術手段，保障空防安全和公共人身安全，是發展壯大低空經濟的底線條件。

“人”文環境對于低空無人機的影響

低空無人機作為運輸工具，對一個區域內相關“人”的影響因素較多。在設計開發前，應當深入了解當地人文、社會等情況。低空經濟的發展將惠及當地的居民，其生活需求及主要產業物料、民俗、經濟社會活動的內容，以及低空運輸的貨物、包裝形式、裝卸方式、裝卸工具等方面需求，以及設計、制造、運營、管理、金融等需求，都會影響產品的最終形態。

區域自然環境對無人機設計開發的影響

中國疆域廣闊，地形地貌多種多樣，氣候環境千差萬別。這些不同的應用環境對無人機產品的設計開發，提出了不

同的要求：

（1）無人機在城市和鄉村面臨不同的挑戰。城市人口密集，高層建筑多，低空空域管理復雜，安全性要求更高。對無人機的垂直起降能力、靈活自主避障能力、自動化路徑規劃能力、安全監管能力要求更高。同時，由于經濟發達，傳統配送手段較多，無人機企業的市場競爭也尤為激烈。相比之下，鄉村人口分布相對分散，低空環境相對簡單，對無人機飛行和起降要求相對較低。但對無人機的負載能力和野外環境下的基地保障能力要求相對要高。鄉村地區物流配送時效性的改善需求也更高，特別在偏遠地區，大型能源、化工企業、部隊駐地，對航空物流基礎設施的改善要求更高。

（2）復雜地理環境和氣候環境也對航空物流有較大影響。高原、荒漠、山地、海島等地形帶來的特殊氣候環境，對低空運輸飛行提出了很多挑戰。

基礎設施限制：這些地區往往人口稀少，經濟活動有限，導致航空基礎設施，如機場和跑道，建設和維護成本高昂，也直接限制了航空物流的可達性和頻率。

天氣條件惡劣：極端的天氣條件，如高低溫、沙塵暴、臺風等，對飛機的廣播式自動相關監視（ADS-B）是發展低空經濟的重要技術支撐。

2024年12月，舟山實現全國首例無人機全流程夜航海島物流配送。

起降和飛行安全構成威脅。

導航和飛行支持不足：在廣闊的無人地區，導航和飛行支持設施匱乏，給飛行安全和航線規劃帶來挑戰。

貨物類型限制：由于環境條件限制，偏僻地區的航空物流可能更側重于高價值、低重量的貨物，如電子設備、醫療用品等，而對大宗貨物運輸的吸引力較低。

運營成本增加：由于上述諸多挑戰，運營成本較高，包括飛機維護、人員培訓和特殊設備投入等。因此，無人物流在這些地區相對更有優勢。

應急響應難度：一旦發生飛行事故，應急響應和救援行動的難度較大，這對航空物流的安全管理和風險控制提出了更高要求，凸顯出無人物流的優勢。

無人機產業發展比較分析

國內不同地域無人機產業發展情況分析

目前，受地域經濟和技術條件影響，無人機企業大多集中于北京、長三角沿線、珠三角和四川、陜西等省份。這些地區不僅無人機企業聚集，而且無人機產品和地區經濟結合嘗試與應用也更為人機企業的產品分布，企業針對不同的客戶需求，進行了面對縱向細分市場的產品嘗試。這些在各自領域比較成功的企業，都是充分結合自身和區域產業特點，開發了適合特定應用場景的特色產品。例如：民用消費類無人機代表企業大疆創新；企業、政務級無人機的代表企業大疆、一電科技、中航智等；載人無人機的代表企業億航、極飛等；運輸無人機的代表企業騰盾、順豐等。

與傳統交通運輸手段的優劣勢比較分析

如表1所示，低空無人機運輸產業發展的潛力將是巨大的經濟增長點：

（1）運力分布：當前，我國的主要運力集中在公路運輸，車輛數量、年貨運量均占據首位；水路運輸和鐵路運輸緊隨其后；航空運輸所占比例較小。

（2）運輸里程：航空運輸跨越的距離最長，覆蓋的國土面積最大。

（3）時效性：航空運輸的時間是最短的，具有極高效率。

（4）場站設施：從場站數量看，航空場站是最少的。

（5）成本考量：目前航空運輸的成本是最高的。

（6）交通網絡：西北、西南地區的鐵路、公路網絡建設相對滯后，這在一定程度上限制了這些地區的發展。17工輪熱亞北西南

（7）無人機運輸優勢：在西北、西南、海島等復雜地區，建設無人機航空運輸相對于傳統的公路、鐵路具有顯著優勢：開發建設成本低、運輸時效快、區域廣；同時還可形成一定的運輸規模效益，為地區經濟發展提供新的可能。

國際無人機產業發展情況分析

從全球來看，美國、加拿大、法國、巴西、德國、英國、澳大利亞等國家通航產業發展處于領先地位，產業規模占全球比例近 80% ，其中，美國獨占半壁江山。國內外無人機產品發展大致的不同點在于：

首先是“人”的因素特點不一致：西方社會基本都是發達國家，人口分布相對集中且均勻，城鄉差距小，交通基礎設施完善、商品資源配置差距不大。所以對民用無人機產品的需求更多的集中于服務類型，比如載人、監控、旅游等。

其次是市場環境和政治環境不同：西方通用航空市場發展多年，具有成熟的運營體系和運營經驗，政策體系也相對完善。但同時，政府集中資源辦大事的能力偏弱，無利可圖的事情難以快速推進。

最后，地理氣候環境不同：西方國家普遍國土面積小，地形和氣候環境不像我國差異這么大。土地私有帶來的公共基礎設施建設困難，所以交通更多依賴私家車和大型航班。

綜上，西方國家優先發展的是eVTOL類型的載人無人機，而我國更多的產品應用于民用消費和物流運輸領域。

小結和期望

作為低空經濟的重要載體，低空無人機設計開發在中國有著廣闊的市場前景和發展空間。然而，對于低空經濟這種全新的業態，在產品創新的同時贏得市場的成功，影響因素眾多。若貿然進行產品的設計開發，企業可能會面臨經濟和時間成本風險。因此，我們建議相關企業，專注自身技術的同時，還應該關注對產品有重大影響的非技術因素變化情況，降低自身經營風險。產品 eq 商品，而一個成功的商品創新，需要關注以下方向：

前期研究

通過研究不同區域的經濟基礎、支柱產業、從業者、市場、人文和自然環境的條件，便于提出有針對性的無人機需求定義；研究不同地區的產業政策和企業環境特點，為后期運營、維護、配套服務等客戶關注的環節找到適合的合作伙伴；持續關注和收集更多區域和產品在較長時間段內的相關運營數據，為低空經濟發展制定相關行業標準打下數據基礎。

自身經營能力評估

在做好基礎研究的基礎上，根據不同企業自身的能力和特點，選擇不同的技術路線，明確產品設計開發方向，設立產品專利門檻。同時關注同行業企業的發展情況，做到取長補短。

產品供應鏈建設

無人機終端用戶體驗不僅取決于設計企業自身航空技術能力，還受到相關配套技術的發展的影響。因此，無人機產品的成功，需要相關配套技術環節的均衡發展。當企業自身無法全面滿足這些技術發展的情況下，尋找可靠的技術合作伙伴，建立完備的上下游供應鏈尤為關鍵。這將直接影響產品的市場競爭力。

政策的研究

通過研究國家和地方政策，可以事先規避很多政策風險，并通過不同區域政策的比較交流，改善營商環境。尋找最適合自己的發展地域和發展路徑。

品牌影響力建設

包括確定產品的推廣地域、應用領域、技術應用、打造具有何種特色的產商業模式等決策，對產品后期的市場推廣有著重要的意義。

多元化人才引進

只有研究透市場本質的需求，把合適的技術在合適的時間，合適的地點應用到合適的場景下，才能滿足特定的“人”的需求。而產品的創新，需要各個領域專業的人的通力協作。只有打破思維定式，找到合適的人，才能在未來低空經濟的快速發展中占得先機。

綜上，重視并平衡好“人、產品和環境”三者的關系，才能夠少走彎路，設計出市場需要的好產品，這是我們從工業設計的視角，對中國無人機產業發展所做的一些思考和建議。