2022中国矿区无人驾驶行业研究报告-甲子光年-2022.2.pdf

中国矿区无人驾驶行业研究报告出品机构：甲子光年智库发布时间：2022.02目 录Part 01矿区无人驾驶行业概述Part 02矿区无人驾驶行业发展现状Part 03国外矿区无人驾驶发展分析Part 04矿区无人驾驶厂商案例分析Part 05矿区无人驾驶未来发展趋势与挑战诸多因素推动矿区无人驾驶进入发展快车道核心观点 需求侧面临招工难、成本高昂等痛点，供给侧5G和车联网技术愈发成熟，叠加政策端绿色矿山上升到国家战略高度，将驱动着无人驾驶持续替代有人运输市场规模迎来爆发性增长，2025年超过二百亿元 2021年矿区无人驾驶市场规模为3.55亿元，未来5年复合增长率超过100%，预计到2025年市场规模达到二百亿以上。经测算矿区无人驾驶潜在市场空间可达2,320亿元商业模式以提供技术方案为主，未来运输服务将持续放量 给矿区提供无人驾驶解决方案，模式较轻，易于异地扩张；参与无人驾驶运输服务，模式较重，一旦做起来，将会带来持续性的放量收入矿区是无人驾驶赛道最具先发优势的场景 矿区场景实地测试易落地且为政策刚需，露天矿的采运场景更适合无人驾驶应用，能先于其他无人驾驶场景积累常态化运营的时长和经验，这使得矿区无人驾驶创业公司具备一定的先发优势即将步入规模化商用阶段 目前，矿区无人驾驶行业已经进入了规模化试运营阶段，2021年年底开始完全无人化试运营，距离实现完全无人驾驶的商业化应用越来越近了智能化升级从无人驾驶向全矿区延伸，面临诸多挑战 随着无人驾驶企业实现完全无人化运输，矿区智能化升级可从无人驾驶向全矿区延伸，在这个过程中，将面临复杂度的增加、不同矿区的工况特点及应用规模的扩大等诸多挑战目 录Part 01矿区无人驾驶行业概述1.1 无人驾驶发展历程1.2 无人驾驶应用场景1.3 矿山的分类1.4 矿山的开采方式1.5 矿区地域分布情况1.6 矿区运输车辆分类1.7 传统矿区VS无人矿区经济效益比较1.8 矿区无人驾驶行业发展驱动力1.9 矿区无人驾驶市场规模我国量产乘用车无人驾驶等级正在从L2向L3过渡，商用车已先于乘用车进入L4等级 在工信部汽车驾驶自动化分级中，以 L3 为分界线，L3及以上被称为“高级别无人驾驶”；L3 以下被称为“无人驾驶辅助驾驶”（ADAS）。2020年L3级无人驾驶开始普及成为行业共识，目前我国量产乘用车的无人驾驶等级正在从L2向L3过渡，商用车已先于乘用车进入L4等级。车道内无人驾驶全自动泊车换道辅助高速公路无人驾驶城郊公路协同式队列行驶交叉口通行辅助目前所处阶段驾驶辅助（L1）部分无人驾驶（L2）有条件无人驾驶（L3）高度/完全无人驾驶（L4/L5）20162025+20172018201920202022网联协同决策与控制系统联网协同感知系统联网辅助信息交互系统辅助泊车自动紧急制动车道保持自适应巡航车路协同控制市区无人驾驶无人驾驶智能化网联化分级名称驾驶操作周边监控动态任务接管应用场景L0级应急辅助驾驶员驾驶员及系统驾驶员无L1级部分驾驶辅助驾驶员和系统驾驶员及系统驾驶员限定场景L2级组合驾驶辅助系统驾驶员及系统驾驶员L3级有条件无人驾驶系统系统驾驶员L4级高度无人驾驶系统系统系统L5级完全无人驾驶系统系统系统无限制资料来源：中国汽车工程学会中国无人驾驶发展历程中国无人驾驶分级资料来源：工信部汽车驾驶自动化分级1.1无人驾驶发展历程矿区是适合无人驾驶商业化率先落地的场景之一 无人驾驶应用场景，可以分为限定场景和开放场景。划分限定场景与开放场景时，主要看4个维度：封闭场景/开放场景、固定路线/自由路线、低速/高速、车里有乘客/无乘客。国外矿区无人驾驶商业化应用已经有10多年的历史，模式得到充分的验证：澳大利亚铁矿石巨头FMG表示，有137台无人驾驶矿卡在运营中，已累计行驶3,350万公里、运输超过10亿吨矿石物料，生产效率比传统人工运输提升了30%。我国也出现了很多标杆应用矿区。资料来源：IDC，华泰证券，甲子光年整理注：气泡大小代表规模大小无人驾驶不同落地场景高要求（人）已落地环境封闭环境开放低要求（物）20252030AVP 自 主 泊车矿区无人驾驶仓储物流港口、机场转运物资高速公路货运车末端物流城市公交车通用全无人驾驶矿区无人驾驶场景开放道路驾驶场景封闭场景：不涉及路况外界干扰少开放场景：涉及路况突发状况多固定线路：路径规划相对简单自由线路：路径规划比较复杂低速：低于30KM/h高速：高于30KM/h载货：不涉及人员安全，政策及立法阻力小载人：涉及人员安全，政策及立法阻力大矿区无人驾驶与开放公路无人驾驶场景对比无人驾驶应用场景1.2矿区无人驾驶的主要落地场景为煤矿、金属矿和砂石矿 矿山可以分为煤类矿山与非煤类矿山，非煤类矿山又可被分为金属矿及非金属矿山。因煤炭产量高且露天煤炭开采量逐年提升，开采工艺相对简单、对土方剥离运输需求量大等因素，矿区无人驾驶率先在煤炭矿山落地。金属矿山中，黑色金属及有色金属两类占全球金属总量的95%，最具智能化前景。尤其是铁矿、铜矿，因产业成熟度较高、下游需求旺盛、金属矿山模式复制化程度高等因素，具备良好的无人驾驶落地前景。矿山非煤类矿金属矿黑色金属矿铁矿等有色金属矿铜矿、镍矿等非金属矿砂石矿等煤矿2017-2021年中国原煤产量数据来源：国家统计局180.2184.4178.0188.1190.02016年2017年2018年2019年2020年产量（亿吨）2016-2020年中国砂石骨料产量数据来源：中国砂石协会12.287.638.448.679.812017年2018年2019年2020年2021年铁矿产量（亿吨）数据来源：国家统计局2017-2021年中国铁矿产量35.2436.9838.4638.4040.702017年2018年2019年2020年2021年原煤产量（亿吨）矿山的分类1.3露天矿的采运场景更适合无人驾驶应用 目前，国内外的矿区无人驾驶厂商主要是聚焦于露天矿的采运场景。以煤炭为例，国家出于环保、安全性等角度考虑，近些年一直鼓励露天矿的开采，据中国煤炭工业协会统计，露天开采占比一直在增长，从2005年的5.1%增长到2018年的24.9%。矿山开采方式露天开采地下开采示意图定义露天矿是把覆盖在矿体上部及其周围的浮土和围岩剥去，把废石运到排土场，从敞露的矿体上直接采掘矿石。当矿体埋藏较浅或地表有露头时，应当采用露天开采。剥离岩土量与采出矿石量的比例称为剥采比，剥采比过大的露天矿，露天开采成本高，应改用地下开采的方法。当矿床埋藏地表以下很深，采用露天开采会使剥离系数过高，经过技术经济比较认为，采用地下开采合理时，则采用地下开采方式。由于矿体埋藏较深，要将矿石采出来，必须开凿由地表通往矿体的巷道，地下矿山基本建设的重点就是开凿这些井巷工程。特点露天矿的开采难度相对较低，开采浪费小，作业面积大，可使用大型开采设备；铁矿露天开采占比80%，砂石土矿基本都是露天开采。地下开采的矿开采难度较大，安全性较差，环境较差，产量低且开采浪费大；智能化使用方案采运环节采用无人驾驶技术方案自动化多采用类 AGV 的方案衡量开采的重要技术经济指标除考虑矿石品位、矿石的产量、售价等常规因素外，剥采比是露天开采特有的技术经济指标，煤矿大约是1:7，铁是1:3，砂石土矿是1:2矿石品位、矿石产量、售价等常规因素矿山的开采方式概况资料来源：中国煤炭工业协会，国家统计局，中国自然资源经济研究院，甲子光年整理2005-2018年我国原煤产量（亿吨）20052006200720082009201020112012201320142015201620172018地下开采 21.5623.2624.7925.3927.9729.1631.2832.131.832.230.726.427.1427.76露天开采1.171.421.722.092.533.243.924.55.26.56.87.28.19.22露天开采地下开采5.1%5.8%6.5%7.6%8.3%10.0%11.1%12.3%14.1%16.8%18.1%21.4%23.0%24.9%矿山的开采方式1.4资料来源：中国煤炭工业协会煤矿、铁矿、砂石矿分布情况各不相同 据中国煤炭工业协会调查统计，截至2020 年7 月，我国已建成千万吨级煤矿52处，核定产能为8.21亿吨/年，约占全国生产煤矿总产能的1/5，其中绝大部分属于央国企。地域数量（座）产能（吨/年）内蒙古自治区213.91 亿吨/年陕西省152.10 亿吨/年山西省81.33 亿吨/年新疆自治区33000 万吨/年宁夏自治区22400 万吨/年安徽省22330 万吨/年云南省11000 万吨/年 根据自然资源部数据显示，截至2019年3月底，全国共有有效期内砂石矿山18047个。从发证机关看，砂石矿山以市、县两级主管部门发证为主，占比超过95%。中国铁矿资源，具有贫矿多，富矿少，品位低等特点，近四分之一的的铁矿石集中在辽宁鞍山矿区，目前是中国年开采量最大的矿区，主要包括鞍山铁矿和本溪大台沟铁矿等。矿山地区所属企业铁矿石年产量鞍山铁矿辽宁鞍山鞍钢矿业4000万吨本溪大台沟铁矿辽宁本溪本溪市大台沟矿业有限公司3000万吨攀枝花铁矿四川渡口河北钢铁矿业1500万吨白云鄂博铁矿内蒙古包头包钢集团1300万吨镜铁山铁矿甘肃酒泉酒钢宏兴1000万吨梅山铁矿江苏南京梅山矿业500万吨水厂铁矿河北迁安首钢矿业1100万吨大冶铁矿湖北黄石武钢集团300万吨数量省份超过2000个贵州1000到2000个云南，湖南，四川等省500到1000个辽宁，广东，湖北等省500个以下吉林，浙江，山东，福建等省千万级别的煤矿地域分布情况2020年中国代表性铁矿矿山分布情况2019年全国在册砂石矿矿山分布情况资料来源：中信证券资料来源：自然资源部矿区地域分布情况1.5矿卡与宽体车为主要运输工具，宽体车数量占绝对优势资料来源：同力股份招股说明书，甲子光年访谈整理 我国矿区运输车辆有三种，分别是非公路矿用自卸车（简称“矿卡”）、非公路宽体自卸车（简称“宽体车”）、后八轮（一类公路自卸车）。根据中国工程机械工业协会统计，2019年我国非公路自卸车（含宽体车、矿卡）销量为9041台，其中宽体车占比超过95%。宽体车作为非公路自卸车的新兴产品，由于其自身优越的适应性和经济性，宽体车市场的发展空间很大。矿卡宽体车后八轮示意图前装/后装存量车后装，新车前装前装前装运营方国有矿企矿企，总包，分包矿企，总包，分包主机厂北方股份、航天重工、湘电等同力、临工、潍柴、徐工、柳工等/价格几百万-3000万50-100万10-20万寿命10-20年3-5年5年以下载重量70t 以上主要是70t 以下30t 以下优势底盘按照矿山工况设计，载重量大，使用寿命长，安全性高，在大型矿场中保持稳定的使用量结合了矿卡和公路自卸车的优点，性价比较高，对矿区工况的适用性较强，效率和安全性较高，在各类矿中都可以使用价格低廉，2010年前使用较多劣势价格昂贵，维护和保养成本较高，每年国内新增产量就几百台使用寿命较短，一般5年内就得更新换代；由于宽体车是非刚性的车架结构，仅适用于装载散货物料，载重量大的运输多由矿卡来进行。对矿山环境的适用性较差、安全性不足，正在逐步被宽体车所取代中国矿区运输车辆分类对比矿区运输车辆分类1.6无人驾驶相比于传统的有人驾驶提升矿区经济效益显著资料来源：甲子光年访谈整理 无人驾驶宽体车大约可增加25万元/年的经济效益，运营2年左右可以收回无人驾驶相关投资。分摊至每台车的费用（万元/年）无人驾驶宽体车有人驾驶宽体车测算结果测算说明测算结果测算说明无人驾驶解决方案投资-10大概为50 万/台，使用寿命按5年来计算，则每年分摊10万。0不涉及这项支出人员成本-3每辆车上的操作员、运维人员成本约为3 万/年。-24一台宽体车每天需要2名驾驶员进行2轮倒班，每个司机成本按一年12万来算，每年司机人力成本约24 万。无人驾驶维修成本-10主要考虑激光雷达等易损无人驾驶零部件的维修，约10万/年。0不涉及这项支出运营毛利（包括人员成本）78根据国外铁矿石巨头FMG的成熟运营经验，无人驾驶系统运输效率将比传统人工运输提升30%。以载重65 吨的车型为例，因效率提升创造的利润增加约为18万/年。60一台宽体车每年的运营毛利大约60万元车辆油耗节省6一台宽体车每年的油耗约为60 万，无人驾驶可节省10%左右的油耗，即大约6万/年。0不节省油耗总经济效益（万元/台车/年）6136无人驾驶经济效益分析传统矿区VS无人矿区经济效益比较1.7需求侧面临招工难等痛点，供给侧5G等技术愈发成熟招工难矿山工作环境非常恶劣：作业远离生活区，需要忍受两班或三班一倒、生产噪音、多尘土等情况；司机老龄化严重：年龄多在四五十岁左右，年轻人从业意愿极低，存在严重的年龄断档；安全隐患大根据国家矿山安全监察局调查统计，2020年全国煤矿发生事故123起、死亡228人；其中较大事故10起，死亡49人；一旦遇到安全事故，就停工整顿时间很久，造成的经济损失上千万甚至上亿；政府和矿企都希望尽可能减少安全事故的发生；面临较大成本压力司机成本：每台运输车辆需要配备2-3名司机，司机薪资成本至少需要20-30万，并且司机成本不断攀升；燃油成本：在整个运输生命周期中，燃油成本占比通常在40%左右；设备损耗成本：有人驾驶造成的车辆、尤其是轮胎的损耗非常大。矿区无人驾驶行业发展驱动力 需求侧矿区无人驾驶行业发展驱动力 供给侧5G技术从国外无人驾驶应用中可以看出，通信中断是所有无人驾驶技术提供商最常遇到的问题。而5G网络的超高速率和低时延特性，能彻底解決了矿山特殊复杂环境信号传输的技术瓶颈，实现远程精准控制；2018年，伯镭科技、跃薪智能联手华为，在洛钼集团打造了全国首个纯电动无人驾驶5G应用；同在2018年，在包钢集团白云鄂博矿区，踏歌智行联手北方股份、华为等打造了无人驾驶5G应用；车联网技术（C-V2X）经过多年发展，我国C-V2X 产业链发展已经相对完善，覆盖了通信芯片、通信模组、终端设备、整车制造、智能道路、测试验证等环节；踏歌智行、伯镭科技、慧拓智能、易控智驾等企业，在矿山无人驾驶中进行了 LTEV2X 的测试与验证；车联网为车辆提供全天候的环境感知能力，使车辆有能力应对更加复杂的道路交通环境。矿区无人驾驶行业发展驱动力1.8绿色矿山上升为国家战略，助推无人驾驶加速渗透 国家越发重视绿色矿山的建设，尤其是在露天煤矿领域，国家发改委等八部委，于2020年2月发文明确提出：在2025年实现无人化运输，这也是很多矿区无人驾驶技术解决方案商选择煤矿作为率先落地的场景的原因之一；国内很多大型露天矿的业主方是央企和国企，推广矿山智能化的动力较高，愿意尝试与无人驾驶技术解决商的合作，推动无人驾驶在矿区的落地；矿区无人驾驶相关政策内容矿种文件名称发布机构发布时间政策内容科技侧非煤矿山关于加强非煤矿山安全生产工作的指导意见国家矿山安全监察局2022年2月大型非煤矿山要加快推进自动化、智能化改造和井下重点岗位机器人替代。非煤矿山中央企业和国有重点企业要率先开展智能化建设。煤矿关于加快煤矿智能化发展的指导意见国家发改委、国家能源局等八部委2020年2月“提出到2025年，大型煤矿基本实现智能化，露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。到2035年，各类煤矿基本实现智能化。”有色金属矿有色金属行业智能工厂（矿山）建设指南（试行）工业和信息化部等四部委2020年4月鼓励有色金属智能矿山采用基于工业互联网平台的云、边、端架构，建立全流程智能生产管控系统，实现矿山全流程的少人化无人化生产。运营侧绿色矿山（全矿种）绿色矿山建设评价指标自然资源部2020年6月采用大型化自动化液压铲装设备、液压挖掘机或装载机、自卸式矿车、大型自移式破碎机等先进设备进行铲装作业可加分；建立开采及生产过程主要设备远程控制系统可加分。煤矿国家税务总局关于执行有关企业所得税问题的公告国家税务局2019年1月新增从事“煤炭生产过程综合监控技术、装备开发与应用、智能化开采及机器人研发应用”的企业该项收入占总收入70%以上，可减15%所得税。矿区无人驾驶行业发展驱动力1.82021年矿区无人驾驶市场规模3.55亿元，渗透率极低，潜力空间巨大 矿区无人驾驶的核心商业逻辑是替代传统有人运输，基于假设，以2020年数据可测算出我国露天煤炭、砂石矿、铁矿的每年运输规模分别为336亿元、1880亿元、104亿元，无人驾驶的潜在市场空间为每年2,320亿元，目前市场渗透率极低，有巨大发展空间。2021年矿区无人驾驶行业规模为3.55亿元，到2025年，矿区无人驾驶的规模预计为238亿元。矿区无人驾驶行业市场规模矿区无人驾驶市场规模的潜在空间注：上表以2020年数据进行测算，随着露天占比增加未来潜力空间将继续增长煤炭砂石矿铁矿年总产量（亿吨）38.41888.67露天矿占比25%100%80%剥采比（立方/吨）723年运输量（亿立方）67.237620.8每立方运输成本（元）555年运输规模（亿元）3361880104总运输规模（亿元/年）2,320矿区无人驾驶市场规模1.91.151.513.559.8828.1881.46238.042019202020212022E2023E2024E2025E矿区无人驾驶规模（亿元）目 录Part 02矿区无人驾驶行业发展现状2.1 矿区无人驾驶产业链分析2.2 矿区无人驾驶价值链分析2.3 矿区无人驾驶不同背景厂商类型2.4 矿区无人驾驶解决方案及技术分析2.5 矿区无人驾驶厂商客户战略2.6 矿区无人驾驶商业模式分析2.7 矿区无人驾驶投融资分析无人驾驶解决方案商服务于下游矿区开采中的采运环节 矿山无人驾驶上游厂商主要是芯片、摄像头、激光雷达、毫米波雷达、V2X 等供应商，中游厂商为主机厂和无人驾驶解决方案商，下游厂商主要是煤矿、铁矿、有色金属矿、砂石矿等矿区业主方以及工程公司、运输公司。在绿色矿山无人化中，无人驾驶解决方案商主要是服务于下游矿区开采环节中采运无人化改造。上游芯片激光雷达毫米波雷达摄像头V2X中游无人驾驶解决方案商主机厂下游矿主煤矿有色金属矿工程公司砂石矿铁矿运输公司大陆北方股份江铜集团洛钼集团中国有色集团中铁十九局集团矿区无人驾驶产业链分析2.1采运环节在露天开采中成本占比最高 露天开采作业主要包括穿孔、爆破、采装、运输和排土。其中，采运环节最为重要，且成本占比最高。公路运输是露天矿最常见的运输方式。自卸形式的卡车运输具有机动灵活、对矿床环境适应性强、爬坡能力强、转弯半径小等优点，成为现代露天矿山的主要运输方式。根据大量的露天矿生产运营经验，露天矿汽车最佳经济运距为57km，国内一般为16km。资料来源：甲子光年访谈整理露天矿开采流程矿山运输路线示意图穿孔爆破采装运输排土选矿厂、破碎站或贮矿厂开采点排土场矿石土方 考虑采装、运输、排土后的整个无人驾驶运输流程的情况下：煤矿采运排成本占比：80%-90%金属矿采运排成本占比：70%左右 砂石矿采运排成本占比：30-40%之间（运距短，但运输频率多，故总的运输成本和其他露天矿差不多）矿区无人驾驶价值链分析2.2矿区无人驾驶创业公司具备先发优势资料来源：甲子光年访谈整理 矿区无人驾驶创业公司具备先发优势，已建立一定的综合技术壁垒、实地测试运营经验积累等先发优势。矿区无人驾驶不同背景厂商类型厂商类型布局特点优势劣势代表企业矿区无人驾驶创业公司专注于矿区无人驾驶场景矿区场景需要实地测试运营12年，不断积累矿区行业专识，进行功能持续迭代磨合，矿区无人驾驶创业公司布局早，无疑具备很大的先发优势，目前第一梯队已经处于规模化试运营阶段矿区无人运输解决方案是个复杂的系统工程，涉及的产业链关系复杂，创业公司需要协调产业链其他方（主机厂、工程承包方等）关系比较多踏歌智行、慧拓智能、伯镭科技、易控智驾、盟识科技无人驾驶解决方案创业公司布局园区、干线物流、矿区等商用车全场景无人驾驶无人驾驶相关的核心技术积累的比较多，能针对不同场景提出不同的解决方案矿区不同于其他商用车场景，需要去矿区实地常态化测试，这是其他场景无人驾驶解决方案商切入矿区场景需要解决的问题希迪智驾西井科技主机厂与矿区无人驾驶企业一起合作，为矿企等终端客户，提供前装无人驾驶解决方案主机厂对车辆工程化的技术掌握较好，擅长运输车辆本体的研发与测试，这是主机厂的传统技术优势；此外主机厂和矿企等终端客户的合作时间比较长，客户关系比较深和无人驾驶相关的算法、线控技术等相关的技术比较欠缺，早些年尝试过无人驾驶研究，但效果不好，故而选择和无人驾驶解决方案商相互合作同力重工、潍柴、北方股份、徐工、柳工等矿业服务公司基于矿区服务经验积累，向无人驾驶采运环节延伸拥有矿区作业的基因，对矿区场景的理解比较深缺少无人驾驶技术的基因，对算法等软件技术的理解不够宏大爆破中铁十九局水利八局科技巨头公司初步进入矿区无人驾驶场景，时间不长，还未深度布局此场景算法、无人驾驶相关技术积累比较深对矿区场景认知不够深，专注度也不够，目前还没完全深入矿区无人驾驶场景，精力更多地放在乘用车无人驾驶场景百度矿区无人驾驶不同背景厂商类型2.3三层体系，技术不断迭代升级 目前国内无人矿山领域解决方案是：无人驾驶矿车；远程操作挖掘机、钻机、破碎机等设备；构建云端管理调度系统，借助 5G 和技术，对矿山进行智能调度管控，实现无人化；中国矿区无人驾驶技术体系解决方案关键技术分析：定位技术与导航 采用 GPS/IMU/RTK 等模块实现精准定位，定位精度为厘米级。采用高精度RTK和无人机低空摄影技术，在智能航线模式下实现矿区地形数据的自动采集及RTK技术对矿区高精度 3D 模型的构建。感知与决策算法 应对不同的时间段和气候环境，普遍采用激光雷达+视觉+毫米波雷达相结合的方案，在矿山的恶劣环境下全天候进行感知。基于机器视觉技术及传感信息的融合处理，通过障碍物识别、路径规划等算法，实现矿用车辆在特定道路上的无人驾驶、自动避障、自动倒车等动作。利用5G和车联网技术（V2X）实现远程操作设备 5G技术：彻底解決了矿山特殊复杂环境信号传输的技术瓶颈，实现了基于5G网络的超远程精准控制和运输车辆智能编队的运行。V2X技术：为车辆提供全天候的环境感知能力，对车辆自身的环境感知能力进行了补充，能应对更加复杂的道路交通环境。云端调度系统 作为矿山实现完全无人驾驶的关键系统，起到云端感知、最优路径规划、全局及局部车流规划、对突发情况进行预警等功能。目前行业内公司单个矿山实际运行车辆不多，很多场景对云端调度系统的需求还不够明显。随着车辆数量增加，云端调度系统作为核心系统，将越来越重要。矿区无人驾驶解决方案及技术分析2.4资料来源：中国信通院资料来源：甲子光年访谈整理优势客户各有侧重，通过做精标杆案例不断拓展 2018年开始，无人驾驶解决方案商陆续进入实地测试的试运营阶段，目前第一梯队已处于规模化试运营阶段，实现多编组运行；大多数企业选择露天煤矿作为首先落地的场景，此外，也积极扩展铁矿、有色金属矿、砂石矿等落地场景；无人驾驶解决方案商着力于打造标杆案例，依托标杆案例吸引老客户的复购及拓展新客户，如伯镭科技的酒钢西沟矿业项目，慧拓智能的国家能源集团宝日希勒项目以及踏歌智行的包钢白云鄂博铁矿项目等；衡量无人驾驶主要有以下几个关键指标：单车运输效率：已达到人工驾驶效率的80%-90%，目前还存在安全员人工接管、作业时间不够长、性能还不够稳定等制约因素；整体运营效率：需要无人驾驶解决方案商提升出勤率、集群化运营调度能力，还需要与矿山配合，对矿山的整体规划、生产作业的环节等进行协商优化，以便实现矿山的整体运营效率的提升。产品的稳定性：至少需要1-2 年的常态化运营，才能进行充分验证产品的稳定性。矿区无人驾驶厂商客户战略厂商实地测试年份落地场景矿种合作的主机厂适用的矿卡终端客户踏歌智行2018年8月露天矿煤矿、铁矿、砂石矿北方股份、湘电、同力重工、徐工、柳工、铁辰等矿卡、宽体车包钢集团、国家电投、国家能源、中国神华、海螺水泥、首钢集团、江铜集团、紫金矿业、中煤集团、中环协力等伯镭科技2018年5月露天矿煤矿、铁矿、有色金属矿及砂石矿潍柴、同力重工、湘电等矿卡、宽体车洛钼集团、酒钢集团、中国神华、攀钢、南方水泥、国家能源、华能等慧拓智能2018年露天矿、井工矿煤炭、冶金、有色、水泥徐工、三一、航天重工、同力、北方股份等矿卡、宽体车、井下无轨胶轮车国家能源集团、中煤集团、江铜集团、冀东水泥等易控智驾2019年3月露天矿煤矿同力重工宽体车内蒙、新疆大型露天矿盟识科技2019年露天矿、干散货港口砂石骨料矿、铁矿、铜矿、煤矿、土石方潍柴、蓬翔、徐工、华菱、博雷顿燃油宽体车和电动宽体车、AGV、地下矿卡中国建材、潍柴集团、山东港集团矿区无人驾驶厂商客户战略2.5主要分为提供技术方案和采装运输服务资料来源：甲子光年访谈整理 矿区无人驾驶商业模式，主要有两种类型，第一种是提供无人驾驶技术解决方案，第二种是自营或合资成立无人驾驶工程承包商，参与采装运输服务。矿区无人驾驶商业模式厂商提供无人驾驶技术解决方案自建或合资成立无人驾驶工程承包商，参与采装运输服务示意图模式直接对终端客户的存量车进行后装改造，或者与 OEM主机厂合作，提供新车的前装的改造自建或合资成立无人驾驶矿山运输承包商，参与矿山运营，按照土方或矿物的运输量收费，合资运营需要根据投入及贡献从最终的运输费来分成优势模式较轻，易于异地复制扩张，在无人化改造完成后可切入运营比较容易起量，做大规模，可以持续性产生运输收入劣势前期起量较慢，需要试运营1年左右，客户验收通过后才会批量采购相比纯提供技术解决方案来说，前期需要投入相对大，模式相对较重，对矿山运营经验和能力有很大的考验壁垒掌握无人驾驶技术，理解矿山场景并解决矿山场景特定问题，在保证安全的前提下持续提升效率进入技术壁垒较高，需要把无人运输系统运营效率提升到高于有人，同时需要较强的运营经验和资金管理能力，对于新进入企业来说，具有一定的挑战代表厂商踏歌智行、慧拓智能、伯镭科技易控智驾、伯镭科技、踏歌智行、慧拓智能OEM主机厂无人驾驶解决方案商直接对终端用户的存量车后装改造与主机厂合作提供新车的前装改造矿企工程承包商终端用户提供运输服务OEM主机厂无人驾驶运营商直接对终端用户的存量车后装改造与主机厂合作提供新车的前装改造无人驾驶运营商自建或合资成立无人驾驶工程承包商自建或合资矿企工程承包商终端用户矿区无人驾驶商业模式分析2.6自2020年下半年来，矿区无人驾驶受到资本市场高度关注 该领域的创业公司均处于早期发展阶段，融资轮次多处于A轮到B轮，融资总额从几千万到几亿人民币不等。因矿区无人驾驶落地可行性较强，是无人驾驶商用车领域前景最明朗的赛道之一，故在2020年下半年起越发受到资本的关注。最近几个月，行业融资的进度明显加快，2021年8月之前行业内大部分企业获得了新一轮融资。矿区无人驾驶创业公司融资情况公司最新一轮融资时间最新一轮融资金额最新一轮投资机构慧拓智能2022年1月13日近3亿人民币中金上汽、越秀产业、渤海中盛伯镭科技2021年8月18日超2亿人民币国家电投踏歌智行2021年8月30日亿元级别人民币盈科投资易控智驾2021年6月数千万美元紫金矿业、辰韬资本、兴杭国投、斯道资本、蔚来资本盟识科技2021年12月数千万人民币力鼎资本路凯智行2021年4月13日数千万人民币中关村发展前沿基金、达泰资本希迪智驾2021年6月1日股权投资创合汇资本、深圳宝德昌投资、国投创盈矿区无人驾驶投融资分析2.7目 录Part 03国外矿区无人驾驶发展分析3 3.1 1 国外矿区无人驾驶行业发展现状3 3.2 2 国外矿区无人驾驶代表案例分析3 3.3 3 中外发展对比总结商业化应用成熟，能明显提升运输效率 2008 年，矿业巨头力拓（Rio Tinto）与小松合作，试运营无人驾驶，经过验证后，2012年开始正式商业化，标志着矿区无人驾驶正式进入商业化纪元。国外矿企无人驾驶商业化运营概况国外矿企合作过的无人驾驶企业首次试运营时间无人驾驶部署历程无人驾驶带来的经济效益力拓小松卡特彼勒2008年前期主要与小松合作无人驾驶。2008 年起，在西安吉拉斯矿山上进行为期五年的5 辆无人驾驶商业试运营试验。2012 年，将第一批10 辆小松无人驾驶卡车投入生产环节，正式开始铁矿石运输。至2018 年，力拓已将小松的无人驾驶运输方案部署到西澳的5 个采矿点，包括78 辆无人驾驶矿卡。2018 年，力拓与卡特彼勒开展合作。在西澳的Marandoo 矿上，对19 辆矿卡进行改装。在2019 年5 月，力拓与卡特彼勒达成协议，为皮尔巴拉的Koodaideri 铁矿石作业提供20 辆无人驾驶CAT-793F 大型矿卡和4 辆自主爆破钻机。除了自主车队之外，卡特彼勒还将提供装载机等工程设备。2017年，在力拓的皮尔巴拉矿区，力拓的无人驾驶车队的运输量约占其整体运输量的四分之一。每辆无人驾驶卡车的平均运行时间比常规运输卡车多700 个小时，并且运输单位成本降低了约15、燃料消耗减少了13。FMG小松卡特彼勒2013年2013 年，FMG 引入了卡特比勒无人运输系统（AHS）。截至2020 年6 月，已对168 辆矿卡进行了改装，改造车型包括卡特彼勒的Cat 793F，789D 和小松930E。目前，FMG 的自动运输车队行驶了超过4700 万公里，运送了大约14 亿吨物料，使生产率水平提高了30以上。必和必拓小松卡特彼勒2018必和必拓的Jimblebar铁矿于2014 年开业，并逐渐购入卡特比勒793-F 无人驾驶卡车，在2017 年底扩展到了50 辆的规模。2019 年7 月，必和必拓三菱联盟宣称在2021 年到2023 年间，将在其澳大利亚BMA 的煤矿和BHP 铁矿等露天矿场中，分阶段引入500 辆无人驾驶卡车。必和必拓的报告称，引入无人驾驶后，在Jimblebar 矿场涉及卡车的重大事故减少了90。得益于Jimblebar 的实际运营效果，必和必拓决定扩张无人驾驶车队。国外矿区无人驾驶行业发展现状3.1国外案例：卡特彼勒资料来源：卡特彼勒中国 20 世纪80 年代末，工程机械巨头卡特彼勒就已经开始了无人驾驶矿卡的研究开发工作。直到2013年，卡特彼勒在西澳进行商业化部署。目前，卡特彼勒无人驾驶方案可适配于自家车队的Cat 793D和797F等型号的矿卡以及竞争对手的小松930E 矿卡，此外Cat794 AC 电动无人驾驶卡车也于2020 年末投入正式运营。卡特彼勒的 MineStar 整体矿区自动化系统，起源于内部的软件研发部门，目前已经形成完整的矿区自动化解决方案，主要实现的功能有卡车调度优化、车队跟踪、运输线路更新、故障诊断、生产数据监测分析等矿山运营和设备管理功能。目前在世界各地的矿场中，卡特彼勒使用四种类型的自动化车辆，包括无人矿卡、半自动D11T 推土机、半自动爆破钻机和半自动地下载重车LHD，这四类车辆都可通过卡特彼勒的 MineStar 自动化系统进行管理及调度。102030截至2018年11月截至2020年5月截至2021年5月卡特彼勒自动驾驶矿车累计运输重量（亿吨）产品特点 卡特彼勒向客户收取无人驾驶的费用分为三部分：无人驾驶硬件费、软件费和定期服务费，每笔合同额度在5,000 万美元至数亿美元之间，具体取决于车队规模和合同期限。对存量车的后装改造是现阶段的主要收入来源，但前装占无人驾驶收入的比重不断提升。商业化部署公司简介国外矿区无人驾驶代表案例分析3.2国外案例：小松 1990年，小松开始首次自动化矿卡试验研究。直到2008年，小松在力拓西澳进行商业试运营，运输铁矿石。目前，小松的无人驾驶方案仅支持适配于自家车队的矿卡。小松的无人驾驶运输系统是由无人驾驶系统FrontRunner 和中央控制系统Dispatch 共同组成，是基于GPS和单车智能为主的解决方案，主要实现的功能是智能调度和避障。2019 年初，小松发布了采矿业首个运行在私有LTE 网络中的无人驾驶项目，可提升无人驾驶系统的安全性和整体性能。在小松部署的AHS 矿山中，超过50（7 个采矿点）在诺基亚LTE 专用网络上运行。产品特点 小松无人驾驶矿车的新车改装需要一周多的时间，而存量车的改装过程可能长达三周。商业化部署公司简介152030截至2017年底截至2019年4月截至2020年6月小松自动驾驶矿车累计运输重量（亿吨）国外矿区无人驾驶代表案例分析3.2国外案例：ASI ASI是独立于主机厂的无人驾驶解决方案商，在2011年开始研发用于采矿行业的自动解决方案，在2018年正式商业化运营。目前，为矿业、农业、汽车和制造业等行业客户提供自动化解决方案。作为独立的第三方无人驾驶解决商，ASI 开发了线控、机械和液压等不同的改装模块，支持不同品牌的各种类型的矿卡。ASI的无人驾驶解决方案，包括障碍物识别与避碰、车载控制器、通信/定位系统以及多车辆命令和控制软件系统Mobius。其中，Mobius 可以实现混合车队不同工程车辆的调度管理。ASI针对采矿行业的整体自动化解决方案，不仅对主机厂的矿卡可进行无人驾驶改装外，还可以改造翻斗自卸车、推土机、挖掘机等，以实现整个车队自动化。产品特点 ASI以露天场景的采矿业为主要行业方向，提供无人驾驶运输、半自主爆破、钻孔、装车等自动化应用。ASI已获得对卡特比勒、小松、日立的矿卡进行改装的商业订单。2018 年开始，ASI 正式开始商业化运营，与矿企Barrick Gold 合作，初期对5 辆小松的矿卡进行改装。2020年2月，ASI矿业和Epiroc签署了分包合同，向西澳的矿企Roy Hill提供77辆多品牌混合运营的无人驾驶矿卡后装改造。商业化部署公司简介国外矿区无人驾驶代表案例分析3.2国外无人驾驶厂商较难进入国内市场 国外无人驾驶解决方案商技术领先、产品成熟，但较难进入中国市场。国外矿企的矿卡及无人驾驶解决方案，价格昂贵，性价比不如国内企业；国外无人驾驶只有针对大型矿卡的解决方案，却没有宽体车的解决方案；矿业属于国土安全范畴，且大型矿企多为国企，存在矿企数据安全需求等限制性因素；国外的无人驾驶解决方案主要由主机厂提供，而国内的无人驾驶解决方案商以独立的矿区无人驾驶创业公司为主。国外的无人驾驶厂商（如小松和卡特彼勒）已进入完全自动化的阶段，而国内无人驾驶厂商处于试运营或部分自动化阶段。现阶段电动矿卡在国内比较适合重载下坡的工况，伯镭科技等厂商解决了换电技术难题，由矿区合作方建设换电设施，扩展了更多复杂工况的应用场景。国内外无人驾驶厂商对比国内无人驾驶国外无人驾驶运输车辆类型矿卡、宽体车、后八轮、电动矿卡矿卡无人驾驶解决方案提供商主要是独立第三方的矿区无人驾驶创业公司主要由主机厂提供，此外还有独立第三方的无人驾驶解决方案商无人驾驶所处的阶段试运营或部分自动化阶段完全自动化阶段代表厂商伯镭科技、慧拓智能、踏歌智行、易控智驾卡特彼勒、小松、ASI产品模式国内厂商主要是专注于无人驾驶运输环节的无人驾驶解决方案提供一整套的矿山无人化解决方案，自动化无人驾驶只是矿山无人化解决方案的一部分商业模式技术服务和采装运输服务技术服务中外矿区无人驾驶发展对比3.3目 录Part 04矿区无人驾驶厂商案例分析4 4.1 1 伯镭科技4 4.2 2 慧拓智能4 4.3 3 盟识科技4 4.4 4 踏歌智行4 4.5 5 易控智驾伯镭科技Boonray 成立于2015年，致力于通过自动驾驶及人工智能相关技术赋能矿山等传统行业，提供企业级智能化运营解决方案。创始团队毕业于上海交通大学，并与交大成立“自动驾驶联合研发中心”，利用行业领先的L4级自动驾驶全栈技术，打造了一个包含自动驾驶系统、车辆线性控制系统、5G远程控制系统及云端智能调度系统在内的露天矿山智能作业平台，可以实现矿车、挖机、装载机等各类矿用工程机械的互联互通和集群化智能作业，便于大规模部署。目前已经在国内多个矿山实现矿车运输无人化运营，并与国家五大发电集团之一国家电投达成战略合作，推出行业首创自动驾驶换电矿卡，助力矿山全面实现安全、无人、低碳生产。融资轮次：已完成超2亿元人民币融资，之前轮次融资数千万