为什么规模化具有经济必要性？正如亨利·福特（Henry Ford）的汽车让许多人实现了驾驶梦，先进空中交通（AAM）的潜力之一在于它能够让大众获得和负担得起私人或包机航班。在未来的十年及之后，AAM行业有望过渡到类似拼车或出租车模式。AAM能够减少旅行时间并普及零碳排放的可持续飞行，从而提高当前交通网络的效率。此外，AAM的服务范围不仅限于城市空中交通，还包括货物运输和区域空中交通服务。
AAM运营商应该努力提供低于传统直升机包机、并能与地面出租车高端服务竞争的旅行价格，最近德勤的一项研究表明这一现实是可能的。AAM行业主要考虑采用电动推进飞机作为实现这一目标的最合适产品选择。美国一家直升机运营商声称，与乘坐传统直升机相比，从肯尼迪机场乘坐电动垂直起降（eVTOL）飞机进行16英里旅行，初始成本可降低14%。该运营商预计，由于飞机利用率的提高和维护成本的降低（主要是由于电池技术的进步），随着时间的推移，成本还将进一步节省10%。
此外，eVTOL在维护方面的成本节约可能是巨大的，其维护成本占运营成本的比例可能要比传统直升机低50%。尽管具有这些成本优势，但如果在一条航线上只有一两架AAM飞机在运营，则很难提供与地面交通网络相比具有竞争力的价格，所以需要一支以最大利用率运营的飞机机队。
AAM原始设备制造商（OEM）的成功取决于相关需求。确实，随着运营商的成熟，预计未来十年对AAM飞机的需求将逐渐增长。为了满足未来的需求，AAM制造商很可能需要实现接近汽车规模的生产，并具备航空级别的质量。
将AAM飞机的规模化计划与市场需求保持一致
AAM飞机生产的可持续性取决于两个主要需求因素：可用性和经济性。OEM在保持航空级别质量的情况下扩大生产规模的能力，可能成为解锁这两个因素的关键。通过实现规模经济，AAM制造商可以降低价格，并帮助培养持续的市场需求。
迄今为止，AAM行业已收到超过13000架eVTOL飞机订单，有400多家公司正在开发900多种eVTOL飞机设计和概念。然而，这些订单中有很大一部分是可选订单和非确定性订单，如果在认证或开发过程中技术面临挑战，则存在被取消的风险。
该行业的订单通常也与每架eVTOL飞机的单价密切相关。目前预期的eVTOL飞机的单价范围从120万美元到超过400万美元不等。这比许多豪华汽车（常用于高级拼车或出租车服务）的成本高出10倍以上，与许多直升机的价格相当或更低些。例如，主要的传统四至五座直升机（例如，空客的H125和H130或贝尔的B407）通常在250万美元至350万美元的价格范围内。
此外，Avionics International的一项调查显示，20%的受访者表示有兴趣在不久的将来从他们的现有交通方式转向AAM。市场对AAM飞机的需求可能是有前景的；然而，订单的不确定性可能使OEM高管面临一个问题：我们应该计划生产多少架飞机？
目前，OEM正在开发原型并进行各种测试，以帮助实现预计在2024年获得的飞机认证的下一个重要里程碑。这些OEM的目标是在2024年底（或2025年初）之前开始飞机生产，25家主要OEM中有19家计划在未来三年内投入运营。最大的OEM之一计划在2024年底之前完成飞机的初步生产。该公司的后续计划是，到2025年生产250架eVTOL飞机，到2027年生产650架。
尽管有这些生产计划，但OEM对实际的eVTOL飞机需求有各种各样的预测。《航空周刊》预测，到2030年，eVTOL飞机的潜在累积交付量约为1000架，到2040年为10000架，到2050年高达30000架。确定的数字可能取决于需求以及制造和运营方面的规模经济。
AAMOEM可能会将达到与传统直升机相当的生产水平和需求作为初始目标。2022年，直升机行业的出货量约为1072架直升机。到2023年上半年，出货量达到451架，较2022年同期增长30%。AAMOEM可以考虑的一种方法是，最初将生产规模扩大到每年约1000架飞机，与传统直升机行业的规模相当。此后随着需求的持续增长，AAMOEM可以进一步扩大生产规模，以接近类似汽车行业的水平。
有助于满足未来市场需求和规模化的三类法
在未来几年中，AAM公司可能需要保持灵活性。他们的生产量不应超过需求，但他们应该随时准备扩大生产规模，以满足市场兴趣的迅速增长。在低速初始生产水平上，聚焦工艺的精益改善可以帮助推动产能和经济效益。随着OEM扩大到汽车生产水平，他们可能需要关注一些因素，以实现航空级别的质量。一个以团队、技术和资本为中心的三类法可以帮助他们巩固现在以及未来的战略和运营。
团队：人才和合作将成为生态系统的支柱
团队的定义不仅包括领导团队和员工，还包括能够以各种方式塑造生态系统的关系，如告知政策、减轻市场风险和提高供应链的灵活性。关系将在筹集资金、确保技术转移和提供供应链可见性方面发挥重要作用。客户无论是个人还是机队公司，他们在推动AAM的接受度和潜在影响需求趋势方面都至关重要。
正确的人才和领导团队可以帮助AAMOEM扩大规模以满足未来需求
在型号认证后，AAMOEM可能会从初创规模过渡到中等规模，以处理商业化和早期运营。然后，为了满足广泛需求，这些OEM很可能会成为大型公司以进行批量制造。
在这个过程中，拥有先进技术技能的正确人才以满足制造质量要求也很重要。为了确保最高的安全和质量标准，AAMOEM很可能会通过对数字技术的广泛应用来制造飞机。因此，OEM可能会寻找掌握基于模型的系统工程和其他新技术（如3D打印）等数字技术的人才。这些新的数字技能将建立在员工在航空或汽车制造方面的经验之上。
拥有一个强大的董事会（即创始人、高管和投资者）也可以推动公司从原型到低速初始生产。要从认证后阶段扩大规模到全面生产，OEM应该为关键管理角色（即高管层）找到经验丰富的人才。AAMOEM已经在从航空管理机构、大型航空航天和汽车公司中招聘人才。
然而，航空航天和国防行业仍面临人才短缺问题。AAM的加入有可能加剧这一本已竞争激烈的领域中高技能工作岗位的竞争。为了解决这个问题，AAM行业可能需要与院校机构合作或与投资者合作，培养本地的AAM飞机制造和运营人才。AAM公司还应该致力于吸引多元化的员工队伍，推动产品开发，并更好地了解AAM行业的细微差别以促进公众接受度。
OEM可以利用关系和合作来扩大飞机制造规模
监管机构正在努力确保飞机、制造工厂和基础设施的稳健发展。他们将制定制造、飞行员认证、垂直起降机场设计以及整合到现有空域和交通网络中的标准。为了快速扩大规模并应对不断演变的法规，OEM应该与这些监管机构合作。贯穿产品开发阶段的合作可以促进信息交流，从而加快认证过程。
例如，美国联邦航空管理局（FAA）“负责监管航空安全和航空器对空域的有效利用”。在美国，OEM应该与FAA合作，了解不断变化的法规可能会对他们的价值主张产生怎样的影响。目前，FAA正在与NASA合作审查现有法规，以支持包括AAM在内的新进入者的发展。这可以帮助OEM积累技术知识，并优化设计以符合未来的法规。
此外，AAM生态系统已经从与传统航空航天公司、汽车公司、技术公司和重要资金伙伴的合作关系中受益。这种跨行业合作可以利用每个公司的优势，扩大AAM飞机制造和运营能力。美国的一个OEM正在与航空航天供应商合作生产eVTOL飞机部件。这有望简化制造和组装过程，实现高通量生产。
同样，随着AAM制造商努力在一个高度管制的环境中实现规模化生产，与知名航空航天和汽车公司合作，对他们可能是有益的。Archer正在与Stellantis合作，由后者作为合同制造商来大规模生产eVTOL飞机。这种合作关系旨在提供对飞机制造增长来说至关重要的先进制造技术、经验、人才和资本。
汽车公司可以帮助AAM行业采用生产技术和供应链策略，实现大规模制造。传统航空航天公司可以帮助OEM满足监管要求、获得型号认证、吸引投资、建立强大的供应链，并在市场上建立信心。
OEM可以探索新的方法来拉近与客户的距离
AAM公司很可能要依赖基础设施所有者和运营商来接触普通通勤者。预计这些实体将负责将垂直起降机场整合到他们的交通基础设施组合中。AAM公司可能需要与它们密切合作，确保有适当的基础设施来支撑AAM运营。
此外，OEM可以与空中出租车和包机服务进行前向整合。对于OEM来说，拥有和运营机队，甚至是特许经营，可能会带来重大价值。这种所有权可能使AAM公司能够更主动地定义和塑造AAM生态系统。
技术：使用策略和技术实现从零部件到产品的目标
与使用传统发动机的飞机相比，eVTOL飞机在制造过程中所需的关键零部件要少得多。此外，与传统飞机相比，eVTOL飞机在制造、维护和服务方面更简单，并且通常生产速度更快。
建立弹性供应链以扩大AAM飞机制造规模
当AAMOEM接近可以投入生产的原型时，他们应该寻求将供应链的灵活性和弹性最大化。灵活性可以使OEM优化成本和规模，而弹性可以使OEM应对意外情况（例如，由于地缘政治紧张局势导致的供应链中断）。他们可以通过多元化的供应链来实现这一目标，并解决关键零部件（例如eVTOL飞机的电池）。这对于关键材料和关键零部件的采购尤为重要。
作为新兴行业的一部分，AAM OEM有机会建立起全新的制造工厂，并与整个供应链中的现有设施进行合作。这可以让AAMOEM避免与既有设施改造相关的麻烦，直接从未来的工厂开始生产。新建的工厂还可以提供利用已知的流程改进技术和数字能力的机会，并有可能消除组织和运营瓶颈。
标准零部件、标准流程加上数字技术可以简化运营并降低成本
全球范围内目前有超过900种eVTOL设计和概念。当AAM OEM确定设计概念时，他们很可能会发现，将其流程和零部件标准化以从工程或有限生产过渡到全面生产是有价值的。标准化可以帮助避免碎片化的供应链，并降低零部件和组件的制造成本。标准化的装配流程可以缩短生产时间，而标准化的零部件可以从多个供应商处获得。标准化还可以解决一些关键问题，如安全性和可靠性，以确保保持最高标准。此外，将零部件和组件标准化可以更容易地培训维修技术人员和操作人员。通过采用标准化的制造实践来促进生产和运营流程的规模扩展，可以让AAM行业受益。
数字技术很可能使公司在实现成本降低的同时确保高质量标准。提供经济实惠飞机的AAM制造商可以推动更多飞机投入运营，从而潜在地减少运营成本，并为乘客提供有竞争力的定价。随着公司的发展，在开发阶段为制造商提供支持的系统，可能不适合或无法扩展到大批量生产。
在扩展过程中，公司通常面临优化或消除瓶颈的挑战，例如顺利解决从工程到生产的信息交换问题。与数字孪生技术结合使用的基于模型的系统工程方法，可以帮助AAM OEM优化这种接口。数字孪生和数字原型可以加速测试和迭代设计过程，相较于传统方法，实现成本节约以及更快的新产品和服务开发。采用数字孪生技术的制造商可以将新产品和服务的上市时间缩短30%。
虽然在概念验证阶段传统制造流程可能不会带来重大挑战，但采用智能制造生态系统可以帮助使工厂保持联网、优化、透明、主动和灵活，适于全面生产。随着智能工厂的兴起，AAM公司可以创建在速度和规模方面均独一无二的系统。智能工厂所采用的聚合运营技术和信息技术系统可以监测和提升制造的零部件和组件质量。这些数字化赋能的工厂可以收集和提供数据，以帮助确保满足高质量标准，同时支持规模化的快速资格鉴定和认证流程。这些工厂可以帮助在更短的时间内将产品推向市场。
AAM行业可以在四个层面上扩大智能工厂计划，从最大化单项资产的性能开始，到最终实时连接制造场地、供应链和产品开发周期。AAM OEM很可能有机会优化车间层面上生产资产的工艺原理和智能制造能力，并无缝延伸到整个工厂网络。智能制造能力还可以在产品定制和需求灵活性方面帮助AAM制造商，而不会产生过多的成本。尽管OEM可能需要花费更多资金来建立智能制造工厂，但他们可能会在长期获得更多好处。
资本：通过融资、收入生成和成本优化确保盈利能力
为了实现全面生产，AAM制造商应该建立先进的制造设施，具备足够的生产能力来满足潜在需求。AAM OEM可能会在前期工厂支出上投入资金，以获得长期的好处。当AAM OEM从原型制造过渡到规模化生产时，他们很可能会面临两个选择：购买和升级现有的老旧工厂，或者从零开始建设新工厂。
老旧工厂可能能够更快地启动生产；然而，OEM可能会发现现有和过时的基础设施可能会成为增长的限制因素。此外，长期来看，持续改造老旧工厂可能会成本高昂。相反，建设新工厂可以提供一个全新的起点，以优化场地位置、供应链弹性、劳动力可用性和生产流程，但可能需要更多的前期投资和开发时间。
建设这样的基础设施通常需要大量的资本投资。为了管理前期开支，AAM OEM或许可以优先考虑资本相关战略，以最大化投资并确保投资者的耐心和满意度。对许多AAMOEM来说，由于详尽的研发和认证阶段，可能需要超过十年的时间才能实现平台的投资回报。保持透明度和参与度可能对投资者至关重要，因为它能够建立对公司进展的信心，并增强其财务稳定性，以支持成功的规模扩展努力。
AAM OEM在从认证转向商业化过程中可能需要寻求弥补资金缺口的方法，并且可以在认证过程中采取一些有远见的方法来帮助解决资金问题。
1.合作：与当地政府合作，探索创新补助金，最大化利用政府激励措施，并为基础设施和飞机拓展多样化的用例。
2.飞机交付前付款（PDP）：瞄准飞机订单的PDP，以获得用于设施开发和飞机制造的现金流。例如，一家德国的eVTOLOEM已经宣布计划从商业航空公司获得总购买金额的约40%作为PDP，在交付之前分期支付。该公司认为PDP在商业交易中至关重要。
3.战略合作：与知名航空航天、汽车或科技公司建立联盟，以获得额外的资金。例如，丰田在Joby Aviation上投资了大约4亿美元。
经验教训：从电动汽车市场来看未来的AAM行业
汽车行业最近对电动汽车（EV）推进，以及EV的配套基础设施和监管动态的关注，为新兴的AAM行业提供了各种各样的经验教训。在起步阶段，EV市场面临着与AAM市场现在面临的类似挑战。这些挑战包括缺乏预订订单、高生产成本、生产延迟、制造规模扩展问题和监管障碍。在首次销售EV大约十年后，市场正在快速发展，实现了成本的降低，并迅速接近与传统汽车的成本平价。在不知不觉中，EV公司为在新兴的硬件行业中繁荣发展，通过增长实现价值奠定了框架基础。
1.团队：汽车制造商已经为锂等资源建立了关键供应链关系，参与基础设施合作（如电力公用事业）以及与政府或监管机构的关系。领先的EV OEM已经在充电基础设施方面进行了合作和投资。在AAM行业中，实现这样的无缝运营可能具有挑战性，因为垂直起降机场需要特定的基础设施用于飞机运营。然而，AAM行业可以重点考虑将全球程序标准化，以扩大运营并刺激市场需求。AAM OEM可以借鉴这些经验来塑造他们的商业策略，为垂直起降机场运营商提供明智的投资指导。
2.技术：在向EV过渡的过程中，传统汽车公司面临着来自纯EV公司的新产品挑战。在此过程中，纯EV公司和传统公司都在争相调整他们的供应链（例如建设电池工厂）、确保原材料供应（例如锂）、以及优化他们的制造流程。（在许多情况下，纯EV公司在他们的新工厂中生产EV，而传统的内燃机汽车公司则探索混合使用老旧工厂和新工厂来生产EV。）与许多EV公司一样，AAMOEM应该确保他们的供应链，将优化的制造流程放在首位，并密切关注全面、经济地扩大运营的能力（同时关注电池技术）。
3.资本：AAM飞机制造商应该为建立制造工厂获得资本。在其增长运营过程中，有一家纯EV公司获得了来自能源部的4.65亿美元*款贷**，用于生产EV和开发制造设施。AAM OEM可以探索类似的政府机会或激励计划，以尽可能减少他们的新建成本。许多国家和地方政府正在积极寻求促进就业和经济增长。AAM OEM应该充分利用政府激励措施，从而实现其首个重大工厂投资的整体投资回报率最大化。
AAM公司可以在EV公司奠定的基础上扩大规模，并采取三类法进行规模扩展来帮助实现价值。通过聚焦于团队、技术和资本来源，AAM公司可能会在未来几年从概念验证转向现实。
本文编译于Deloitte报告，以供行业参考。