自动驾驶系统市场已走到风口上_叶红.pdf

叶红知秋YE HONG ZHI QIU 叶红我国农机自动导航系统的研究虽然起步较晚，但经过 10 多年的努力，取得了长足进步，与世界先进水平基本上处于同一起跑线上。自动导航系统在农业机械化领域的应用逐渐成熟，已经成为提高农业机械化水平和精准农业的重要技术手段之一，有望未来进一步推动我国农业生产的智能化、高效化和精准化发展，为农民带来更好的生产体验和经济效益。今年中央 1 号文件提出，支持北斗智能监测终端及辅助驾驶系统集成应用。应用是北斗发展的生命线，农业是北斗应用的重点领域。近年来，北斗支撑我国精准农业快速发展，2022 年，基于北斗系统的农机自动驾驶系统社会拥有量已超过 17 万套。农机通过辅助驾驶系统实现自动驾驶，不仅可以提高行驶效率，减少人工干预，还可以保证农机作业的稳定性和精度。通过前视摄像头、雷达等传感器实时采集农机周围环境信息，通过数据分析和处理，提供自动驾驶、自动拖拉机、智能化种植、农机智能调度等功能，可以有效提高农业机械化的效率和精度，减轻农民的劳动强度，降低农业生产成本。进口国产替代产品出口农机自动导航驾驶系统渐入佳境中国 RTK 市场经历了“进口国产替代产品出口”的发展过程。回顾我国农机自动导航驾驶系统的发展历程，经历了 3 个不同的阶段。第 1 阶段为探索阶段（2010 年2013 年）。以 2010 年黑龙江农垦首次引入第 1 套农机自动导航驾驶系统为标志，揭开了我国自动导航驾驶系统在农机领域应用的序幕。依托于强大的北斗卫星导航系统，农机自动驾驶技术得以高速发展，相关产品快速普及。虽然农机自动驾驶产品在越来越多的农业生产场景中被广泛应用，但产品于用户而言仍处在一个不断优化的过程之中。这一阶段的主要特点表现为应用范围小，只局限于一些大农场；以进口品牌为主流，主要以美国天宝、约翰迪尔、拓普康等国外品牌为主；北斗应用位于 1.0 阶段，主要表现为采用外接式的北斗终端，满足了各种政策监管的需要，形成对农机作业数量、质量、进度等数据的采集，实现了农业机械化生产的数字化管理。第 2 阶段为导入阶段（2013 年2019 年）。2013 年 1 月 23 日，农业部、财政部联合印发 2013 年农业机械购置补贴实施指导意见 ，增加精准农业设备小类，首次将“农业用北斗终端（含渔船用）”纳入国家农机购置补贴。农业用北斗终端首次被纳入国家购置补贴范围内。在国家政策的大力扶持和企业的推动下，农机自动导航驾驶系统应用范围得到了较快的拓展，国产品牌数量、区域渗透率、年度销量分别由 2013 年的 6家、5.88%、618 套 猛 增 至 2019 年 的 29 家、64.74%、6 867 套。但与国外产品相比，产品品质仍存在一定的差距，单套产品价格较高，市场并未快速普及，国外品牌主导市场的格局没有改变。北斗应用位于 2.0 阶段，应用特征主要表现为借助北斗导航辅助自动驾驶系统实现对于农机的精准定位导航，从而让农机精准作业、机艺融合等得到了很好应用，并提升了农业机械化发展质量。第 3 阶段为成长阶段（2020 年至今）。国内品牌经过技术攻关和品质提升，市场适应性越来越强，并表现出强大的核心竞争力，占据了国内主流市场。公司数量、区域渗透率、年度销量分别由 2019 年的 29 家、64.74%、6 867 套增至 2022 年的 58 家、94.12%、83 983 套。北斗应用晋级 3.0 阶段，应用特征主要本栏编辑李交平产业聚焦Chan Ye Ju Jiao自动驾驶系统市场已走到风口上24本栏编辑李交平产业聚焦Chan Ye Ju Jiao表现为农机无人驾驶作业系统基于北斗和人工智能、智能控制高度集成的农机自主作业的解决方案，开始让农机具备人机交互、农机与作业环境交互、农机对作业动作的自主性控制、农机对于生物识别的应用等多项应用功能，让信息化应用“软硬兼施”（硬件终端+软件系统+人工智能），充分融入到整个农机的机体内，让信息化和农机化真正实现融合。我国农机自动驾驶系统生产企业在国家和地方政策支持、生产企业推动、市场需求不断增长等各种利好因素综合作用下，呈现出蓬勃发展的局面，生产企业数量的变化反映了这一行业的“高温”状态。近年，农机自动驾驶系统随着技术的不断成熟，单套价格的持续下降，产品应用更加广泛，呈现出3 个突出特征：一是适配机型多，我国农机自动驾驶系统已经适配国内外多个品牌的约 2 000 种型号的农机。适配农机种类包括轮式拖拉机、履带拖拉机、折腰转向拖拉机、插秧机、直播机、喷药机、旱田收获机、水田收获机、蔬菜移栽机、采棉机、割草机等。二是应用场景广泛，可进行的作业包括播种、打药、开沟、犁地、耙地、深松、中耕、起垄、筑埂等；适用的农作物包括棉花、小麦、玉米、葡萄、甜叶菊、西红柿、甘蔗、马铃薯、大豆、水稻、辣椒、甜菜、花生等。三是适应区域广泛，能满足全国各地的复杂农田地况。广泛的应用和低廉的价格成为农机自动驾驶系统推广应用和区域渗透率提升的强大驱动力。农机自动驾驶系统从 2013 年到 2022 年，已经覆盖全国 30 个省市自治区。区域渗透率也由 2013 年的 5.88%增至 2022 年的 94.12%，10 年增长了近 16 倍。这意味着随着我国农机自动驾驶系统产品的逐渐成熟，市场推广进入“快车道”。现阶段，我国农机自动驾驶控制系统产品主要包括收获机无人驾驶控制系统、植保机械无人驾驶控制系统、插秧机无人驾驶控制系统、拖拉机无人驾驶控制系统、田间运输车无人驾驶控制系统等。通过农田路径规划、农田障碍物检测和动态路径规划等多种技术，实现车辆自动出库、自主下田、自动规划作业路径、自动开始作业、自动根据地形调整作业速度、自动回库等功能，实现了真正的单机无人化作业。我国农机无人驾驶控制系统生产企业经过不懈的技术攻关，技术研发能力得到了较大的提升，不仅打破了长期被国外垄断的技术“瓶颈”，而且还进入自主研发、创新的新阶段，实现了弯道超车。譬如华测导航、上海联适、黑龙江惠达、丰疆智能等自行设计和研制的农机自动驾驶系统所需要的 G N SS 接收机，集成 G N SS 高精度板卡、IM U、多制式通讯模组、主控 M CU 技术，以及复杂受力状态的横向滑移补偿技术、车轮角度传感器免安装技术、复杂地形农机位姿补偿技术、农机转向自由间隙补偿控制技术、农机运动控制技术、对角耙地全覆盖路径规划技术、基于自我归纳模型的控制参数自适应技术、自动驾驶系统参数相关性建模与自动调整技术等代表了我国自动驾驶技术方面取得的成就。这些技术实现了农机自动驾驶系统在恶劣作业环境、复杂作业地况下高精度、高质量、高效率的作业目标，满足了诸多的农艺要求。多重利好叠加推动市场需求进入增长快车道近年，我国农机自动驾驶系统市场刚性需求强劲，呈现出快速发展的态势。刚刚过去的 2022 年，累计销售各种农机自动驾驶系统 83 983 套，实现销售额 16.05 亿元，同比分别增长 37.34%、7.01%。数量大幅度增长，说明市场需求依然处于快速增长期；销售额小幅增长，意味着农机自动驾驶系统市场随着技术的进步，产品应用日益广泛。从 2013 年自动驾驶系统市场单套均价走势不难看出，在经历了 2013 年2014 年 2 年的增长后，同比一路下行，并且 2021 年出现跳水，同比大幅度下降 60.48%，单套均价也降至历史最低的 0.75 万元/套，去年虽有所反弹，但依然停留在低位。单套价格的大幅度下降说明我国自动驾驶系统产业链已跨越技术“瓶颈”形成的高价格门槛步入成熟期，具备大规模普及的条件，夯实了市场发展基础。多重利好的叠加合力推动了市场快速增长。一是政策助力，农机自动导航系统市场的快速增长首先得益于国家政策的大力扶持。自动化、智能化是我国政府“十四五”期间，为保障粮食安全，推进农业向全面、全程机械化迈进的一项重要任务。为此，农机补贴的扶持力度持续加大，补贴金额从2013 年的 0.18 亿元猛增至 2022 年的 6.43 亿元，10年间增加了 35 倍之多。二是刚性需求强劲，虽然农机自动驾驶系统呈现出快速增长的势头，但与市场实际需求量仍差距甚远。以可能配套自动驾驶系统的大中型拖拉机、植保机械、栽植机械、收获机械为例，截至 2021 年，其拥有量分别高达 498.07 万套、554.83 万套、128.35 万套、434.59 万套，而自25本栏编辑李交平产业聚焦Chan Ye Ju Jiao动驾驶系统拥有量仅区区 17 万套，由此不难看出市场需求空间之大。三是投资收益和作业效益双向拉动。农机自动驾驶控制系统应用之所以具有强大的生命力，主要是它能解决农业生产中的诸多问题，为农户带来实实在在的经济效益，吸引了众多农服组织的青睐，成为特点投资领域，为市场走向成熟和快速发展起到推波助澜的作用。四是企业促动。企业是推动农机自动驾驶市场发展的重要力量，其作用突出表现在以下 2 个方面，一方面是产品的促动。近年，随着市场竞争的加剧，一些主流企业在产品适用范围上下功夫，推出适应性更为广泛的产品，引导市场需求。随着产品的升级以及作业功能的增加，产品适用范围快速拓展，对农机自动驾驶系统的应用起到较大的推动作用。另一方面是价格的促动。随着农机自动驾驶系统价格的跳水，更多用户不在因为价格而缺位，市场随之快速扩容。五是新型主体拉动。近年，土地流转和托管快速改变农机终端用户构成，农服组织、农机（农业）合作社、家庭农场、智慧农场、农机专业户、种养殖专业户等新型主体崛起一方面推动市场需求向大型、高端、智能化方向快速发展，另一方面逐渐发展成为农机自动驾驶系统市场的新势力。六是技术升级催升市场快速发展。随着农机自动驾驶系统产品的升级，其应用范围更加广泛。农机自动驾驶终端设备目前有 50 多家企业，10 万套以上终端接入（厘米级）自动驾驶主机，40 万套终端接入（厘米级、亚米级）农业其他设备，15 万套（厘米级）终端接入农业无人机。农机自动驾驶系统市场聚焦两大区域，集中度高企。2022 年，我国自动驾驶系统区域市场分布在全国 30 个省市自治区，区域集中度呈现出快速增长的特点。市场调查显示，前十大区域销量 79 581套，同比增长 235.33%，较之 2013 年增长了 128 倍之多，占比高达 94.76%。从销量前十大区域市场看，2022 年，区域集中度虽然高达 94.76%，但主要集中在黑龙江和新疆两大市场，分别占比 38.01%和 24.48%，两大市场占全国销量的六成以上。市场竞争激烈进入国产品牌竞争的新阶段农机自动驾驶系统市场作为潜力巨大、发展迅猛、成长性好的新兴市场，吸引了众多竞争者，市场竞争十分激烈。回顾我国农机自动驾驶系统市场竞争的历程，大致经历了 3 个不同的发展时期。一是外资品牌之间的竞争时期。2013 年之前，我国农机自动驾驶系统尚处于探索、模仿阶段，国内市场主要有约翰迪尔、凯斯纽荷兰、科乐收等跨国公司以整机的形式引入国内市场，市场竞争主要在外资品牌之间展开。二是国产与进口品牌之间的竞争时期。2013 年2019 年，在惠农政策尤其在农机补贴政策的强力加持下，农机自动导航系统在国内进入快速发展期，国产品牌雨后春笋般成长起来，包括传统农机厂商，如中联重科、雷沃重工、中国一拖等；北斗卫星导航 G N SS 产品生产企业向产业链下游延伸，如华测导航、司南导航、合众思壮等；农机自动导航系统专业科技类公司，如丰疆智能、上海联适、无锡卡尔曼、黑龙江惠达和北京博创联动等。多股力量不约而同地快速切入农机自动导航系统制造业，成为对抗进口品牌的有生力量。但这个时期，因国内品牌受技术“瓶颈”、产品品质、经营经验等多种因素制约，在激烈的市场竞争中仍然处于弱势地位。一直到 2019 年前后，一批国内优秀品牌脱颖而出，并控制了部分主流市场，成为抗衡进口品牌的劲旅，才改变了进口品牌一家独大的竞争局面，进入国产与进口品牌竞争时期。三是国产品牌之间的竞争时期。2020 年之后，农机自动驾驶系统国产品牌逐年壮大，最后占据主导地位，市场的竞争演变为国产品牌之间的角逐，完全控制了国内市场竞争的主导权。同时，华测导航、上海联适等知名品牌陆续布局海外市场，并在国际市场竞争中占据一席之地。此阶段的竞争主要呈现以下几个特征：竞争品牌众多，品牌、品质、价格成为竞争的 3 支利箭。市场竞争经历了由初始阶段较为单调的价格竞争，发展到现在的核心技术、品牌、服务和价格等关键因素在内的综合竞争。激烈竞争的结果让一些优秀品牌脱颖而出，一些品牌黯然离场。市场集中度经历了由下降到提高的“V”型走势。2016 年2022 年，农机自动驾驶系统市场前十大品牌的集中度走出了由谷峰到谷底，又回到谷峰的“V”曲线，集中度经历五连跌。这主要源于自动驾驶系统市场新品牌的大量增加，市场竞争越来越激烈，成为集中度每况愈下的直接诱因。5 年间，市场集中度由2016 年的 98.39%降至 2020 年的 67.17%，下降了31.22 个百分点之多。2021 年之后，市场竞争格局渐趋稳定，集中度稳住下滑的脚步，并出现恢复性26本栏编辑李交平产业聚焦Chan Ye Ju Jiao增长，集中度占比再度回到 90%以上。经过多年激烈的市场竞争，市场格局渐趋稳定，农机自动驾驶系统市场形成了包括华测导航、上海联适、惠达科技、丰疆智能等十大品牌竞争的格局。市场竞争格局仍处于变化中。2022 年，农机自动驾驶系统市场的竞争依然表现得十分激烈，虽然参与竞争的品牌众多，但竞争梯次逐渐显现。基于农机补贴销售数据分析，2022 年加入农机补贴的已达到 58 个品牌。如果按照销量占比排序，可分为 4 个梯次，第1 梯次是上海联适、上海华测、北大荒（佳木斯）精准农业三大品牌，销量在 1 万套以上，占比在10%以上；第 2 梯次是哈尔滨星途、丰疆智能、黑龙江惠达三大品牌，销量在 5 00010 000 套之间；第 3 梯次包括上海司南、上海司星、西安合众思壮等 11 个品牌，销量 1 0003 000 套；第 4 梯次多达41 个品牌，销量不足 1 000 套。农机自动驾驶系统市场走到风口上正处于成长期从 2013 年2022 年农机自动驾驶系统市场发展历程分析，其发展与生命周期 S 型曲线啮合度较高，可以用 Logi st i c 函数研究和分析特定时期下的农机自动驾驶系统市场的发展规律。2013 年，我国农机自动驾驶（系统）设备被纳入农机购置补贴后，市场需求进入稳步增长的轨道，在经历了 2010 年2013 年探索阶段、2013 年2019 年的导入期后，2020 年进入快速成长阶段，销量突破 3 万套，同比飙升，意味着该市场性质发生变化。我们判断 2020年2025 年属于市场的成长期，企业和用户对该产品都有了较深的理解，市场渗透率将快速提高，竞争企业数量将达到 50 余家。并且该阶段的前期，以装 2C 市场为主，我们预测该阶段的后期，农机自动驾驶将逐步向前装 2B 市场发展。农机自动驾驶系统市场有深厚的发展基础，从增量市场分析，呈现出如下价格特征：单套价格下降推动市场扩容。技术的进步尤其是技术壁垒不断被打破，加之激烈的市场竞争，给自动驾驶系统市场带来的最大变化就是单套价格的持续下行。自2013 年2022 年，自动驾驶系统的价格由 2013 年的 11.53 万元/套，下降到 2022 年的 1.91 万元/套。我们判断此价格并未触底，还有下降空间。从 2013年2022 年价格与市场销量走势变化对比不难发现，二者呈负相关关系，即随着单套价格的下跌，销量呈现快速增长。单套价格的持续下降，让更多用户的使用成本大幅度下降，为农机自动驾驶系统的普及提供了坚实的物质基础。应用范围扩大推动市场扩容。随着自动驾驶系统新产品的开发，其在农机领域应用范围更加广泛，实现了进一步的少人化、无人化作业，为自动驾驶系统展现出广阔的发展前景。农机自动驾驶系统凸显作业优势，市场需求前景广阔。农机自动驾驶系统在降低劳动强度、提升作业时长、降低劳动力和人工成本、降低作业难度、减少对人的经验依赖、降低燃油消耗、提高作业质量等方面展示了强大的优势。这有助于解决传统农业生产效率和作业质量低下等痛点；有助于降低恶劣作业环境、复杂作业地况下的农机作业难度；有助于提高农田利用率和农业资源利用率，提升农业行业整体生产效率和增加粮食产量的目标。这些突出优势彰显出强大的生命力，也决定了未来广阔的市场发展前景。强大的农机市场需求夯实自动驾驶系统市场发展的基础。我国不仅是世界上最大的农机制造国，也是最大的农机使用国。以大中型拖拉机、联合收获机、插秧机、机动植保机四大细分市场为例，2017 年2022 年近 6 年市场销量平均值高达 94.51 万套，分别达到了 45.34 万套、33.97 万套、9.54 万套、5.66 万套。自动驾驶系统在四大细分市场的渗透率呈跳跃式增长，由 2017 年的0.28%增至 2022 年的 9.28%，6 年间翻了 32 倍之多。从欧美自动驾驶系统发展过程分析，我国自动驾驶系统今后几年将进入快速发展期。据普渡大学统计，2019 年美国农机自动导航驾驶渗透率已经达到 90%，欧盟则计划到 2025 年实现 50%的农机装配自动导航驾驶系统。2022 年我国自动驾驶系统已经超过 8.4 万套，渗透率达到 9.28%，预计到2025 年农机自动驾驶渗透率将达到约 15%，远期2035 年前后中国农机自动驾驶系统渗透率将达到25%以上。我国农机保有量巨大，截至 2021 年，大中型拖拉机、水稻插秧机、自走式植保机、收获机械社会保有量分别达到了 498.07 万套、96.32 万套、23.07万套、434.59 万套，每年更新量巨大，不仅为每年的市场销售提供强大的驱动力，也为自动驾驶系统的后装市场提供了广阔的发展空间。可以预见的是未来几年农机自动驾驶系统的需求将十分旺盛，年需求增量将达到 3 万4.5 万套，并在 2026 年以后步入成熟期，年均销量将超过 20 万套。27