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文檔簡介

1、泓域咨詢 /板卡控制系統項目實施方案板卡控制系統項目實施方案泓域咨詢機構報告說明面對日益增長的市場需求,激光器廠商紛紛加大研發和生產投入,自2015年起,中國成為全球激光器最大消費市場,中國制造業也進入了激光器更新換代的高峰期。光纖激光器因其高效、節能等特性,在激光切割、激光鉆孔、增材制造等材料加工市場的地位進一步鞏固;半導體激光器市場占比持續穩步增長;CO2激光器近兩年在中國工業激光器的市場占比逐年下降。以光纖激光器為例,2013年至2017年,國產低功率光纖激光器(主要為脈沖激光器)飛速發展,已經完成了從起步到技術及市場成熟的跨越式發展,銷量由2013年的1.3萬臺增長至2017年的8.4

2、萬臺,在低功率市場占有率超過95%。2014年至2017年,國產中功率光纖激光器(主要為連續激光器)銷量以超過40%的年復合增長率加速增長,從2014年的1,000臺增長到2017年的13,000臺。2018年中功率光纖激光器市場依然景氣,但受消費電子等行業市場周期的影響,預計增速將有所放緩。目前,國際廠商在高功率激光器領域依然占據絕對優勢,國產光纖激光器僅占據約10%的市場份額。但預計隨著國內激光器制造商的技術進步與升級,國產激光器將逐步邁入高功率激光器市場,改變國際廠商對中國市場的壟斷格局。本期項目總投資包括建設投資、建設期利息和流動資金。根據謹慎財務估算,項目總投資39000.36萬元,

3、其中:建設投資34573.65萬元,占項目總投資的88.65%;建設期利息463.05萬元,占項目總投資的1.19%;流動資金3963.66萬元,占項目總投資的10.16%。根據謹慎財務測算,項目正常運營每年營業收入111500.00萬元,綜合總成本費用88759.99萬元,凈利潤13976.08萬元,財務內部收益率20.84%,財務凈現值1675.19萬元,全部投資回收期3.95年。本期項目具有較強的財務盈利能力,其財務凈現值良好,投資回收期合理。本期項目技術上可行、經濟上合理,投資方向正確,資本結構合理,技術方案設計優良。本期項目的投資建設和實施無論是經濟效益、社會效益等方面都是積極可行的

4、。實現“十三五”時期的發展目標,必須全面貫徹“創新、協調、綠色、開放、共享、轉型、率先、特色”的發展理念。機遇千載難逢,任務依然艱巨。只要全市上下精誠團結、拼搏實干、開拓創新、奮力進取,就一定能夠把握住機遇乘勢而上,就一定能夠加快實現全面提檔進位、率先綠色崛起。報告是通過對項目的主要內容和配套條件,如市場需求、資源供應、建設規模、工藝路線、設備選型、環境影響、投資融資等,從技術、經濟、工程等方面進行調查研究和分析比較,并對項目建成以后可能取得的財務、經濟效益及社會、環境影響進行預測,從而提出項目是否值得投資和如何進行建設的分析評價意見。本報告為模板參考范文,不作為投資建議,僅供參考。報告產業背

5、景、市場分析、技術方案、風險評估等內容基于公開信息;項目建設方案、投資估算、經濟效益分析等內容基于行業研究模型。本報告可用于學習交流或模板參考應用。目錄第一章 項目總論第二章 項目背景及必要性第三章 市場需求分析第四章 建設內容與產品方案第五章 選址分析第六章 建筑工程技術方案第七章 原輔材料供應、成品管理第八章 技術方案分析第九章 項目環保分析第十章 安全生產分析第十一章 節能可行性分析第十二章 組織機構及人力資源配置第十三章 進度實施計劃第十四章 投資估算第十五章 經濟效益及財務分析第十六章 項目招標及投標分析第十七章 風險防范第十八章 項目綜合評價說明第十九章 附表 附表1:主要經濟指標

6、一覽表附表2:建設投資估算一覽表附表3:建設期利息估算表附表4:流動資金估算表附表5:總投資估算表附表6:項目總投資計劃與資金籌措一覽表附表7:營業收入、稅金及附加和增值稅估算表附表8:綜合總成本費用估算表附表9:利潤及利潤分配表附表10:項目投資現金流量表附表11:借款還本付息計劃表第一章 項目總論一、概述(一)項目基本情況1、項目名稱:板卡控制系統項目2、承辦單位名稱:xxx集團有限公司3、項目性質:新建4、項目建設地點:xxx5、項目聯系人:方xx(二)主辦單位基本情況公司在“政府引導、市場主導、社會參與”的總體原則基礎上,堅持優化結構,提質增效。不斷促進企業改變粗放型發展模式和管理方式

7、,補齊生態環境保護不足和區域發展不協調的短板,走綠色、協調和可持續發展道路,不斷優化供給結構,提高發展質量和效益。牢固樹立并切實貫徹創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念,以提質增效為中心,以提升創新能力為主線,降成本、補短板,推進供給側結構性改革。(三)項目建設選址及用地規模本期項目選址位于xxx,占地面積約102.79畝。項目擬定建設區域地理位置優越,交通便利,規劃電力、給排水、通訊等公用設施條件完備,非常適宜本期項目建設。(四)產品規劃方案根據項目建設規劃,達產年產品規劃設計方案為:板卡控制系統120000臺/年。二、項目提出的理由隨著激光行業的發展,中高功率的激光設備已經成為市場關注的

8、熱點。國內的激光設備廠商也在爭相推出更高功率、更快速度和更強加工能力的激光設備。不難預測,隨著激光器成本的進一步降低,1萬瓦級的激光設備將在不久的未來逐漸普及,3萬瓦甚至更高功率的激光設備也將開始進入市場。中國制造業的快速發展,傳統工業制造技術的更新升級,帶動了激光切割成套設備的銷售,激光切割設備正逐步取代傳統機床加工,被應用在更廣泛的領域。2017年,各個行業對激光切割設備的需求也在不斷的提高,中低功率激光切割設備銷售數量增長迅猛,較2016年增長了近60%,達到22,500臺,預計2018年銷量有望達到28,000臺;高功率激光切割設備銷售數量仍將處于強勁增長態勢,預計2018年銷量將增長

9、至6000臺。2017年中國激光設備市場銷售總規模超過442億元,其中激光切割設備銷售規模為203億元,占激光設備市場總規模的46%,較2016年增長23%。中低功率激光切割設備市場銷售規模近年來一直保持較高的增長速度,目前也已實現了較高的國產化率。大功率激光切割設備相比于中低功率激光切割設備單價較高,市場增幅相對較低。近幾年,國產激光切割機技術有了突破性的發展,并朝著更高功率、更高精度、更大幅面的方向挺進。在中國智能制造大背景下,工業領域都呈現從傳統加工向高端制造轉型的態勢,中國激光切割領域市場規模保持了較高速增長。實現“十三五”時期的發展目標,必須全面貫徹“創新、協調、綠色、開放、共享、轉

10、型、率先、特色”的發展理念。機遇千載難逢,任務依然艱巨。只要全市上下精誠團結、拼搏實干、開拓創新、奮力進取,就一定能夠把握住機遇乘勢而上,就一定能夠加快實現全面提檔進位、率先綠色崛起。三、項目總投資及資金構成本期項目總投資包括建設投資、建設期利息和流動資金。根據謹慎財務估算,項目總投資39000.36萬元,其中:建設投資34573.65萬元,占項目總投資的88.65%;建設期利息463.05萬元,占項目總投資的1.19%;流動資金3963.66萬元,占項目總投資的10.16%。四、資金籌措方案(一)項目資本金籌措方案項目總投資39000.36萬元,根據資金籌措方案,xxx集團有限公司計劃自籌資

11、金(資本金)20100.36萬元。(二)申請銀行借款方案根據謹慎財務測算,本期工程項目申請銀行借款總額18900.00萬元。五、項目預期經濟效益規劃目標1、項目達產年預期營業收入(SP):111500.00萬元(含稅)。2、年綜合總成本費用(TC):88759.99萬元。3、項目達產年凈利潤(NP):13976.08萬元。4、財務內部收益率(FIRR):20.84%。5、全部投資回收期(Pt):3.95年(含建設期12個月)。6、達產年盈虧平衡點(BEP):16169.17萬元(產值)。六、項目建設進度規劃項目計劃從可行性研究報告的編制到工程竣工驗收、投產運營共需12個月的時間。七、報告編制依

12、據和原則(一)編制依據1、國家經濟和社會發展的長期規劃,部門與地區規劃,經濟建設的指導方針、任務、產業政策、投資政策和技術經濟政策以及國家和地方法規等;2、經過批準的項目建議書和在項目建議書批準后簽訂的意向性協議等;3、當地的擬建廠址的自然、經濟、社會等基礎資料;4、有關國家、地區和行業的工程技術、經濟方面的法令、法規、標準定額資料等;5、由國家頒布的建設項目可行性研究及經濟評價的有關規定;6、相關市場調研報告等。(二)編制原則堅持以經濟效益為中心,社會效益和不境效益為重點指導思想,以技術先進、經濟可行為原則,立足本地、面向全國、著眼未來,實現企業高質量、可持續發展。1、優化規劃方案,盡可能減

13、少工程項目的投資額,以求得最好的經濟效益。2、結合廠址和裝置特點,總圖布置力求做到布置緊湊,流程順暢,操作方便,盡量減少用地。3、在工藝路線及公用工程的技術方案選擇上,既要考慮先進性,又要確保技術成熟可靠,做到先進、可靠、合理、經濟。4、結合當地有利條件,因地制宜,充分利用當地資源。5、根據市場預測和當地情況制定產品方向,做到產品方案合理。6、依據環保法規,做到清潔生產,工程建設實現“三同時”,將環境污染降低到最低程度。7、嚴格執行國家和地方勞動安全、企業衛生、消防抗震等有關法規、標準和規范。做到清潔生產、安全生產、文明生產。八、研究范圍報告是以該項目建設單位提供的基礎資料和國家有關法令、政策

14、、規程等以及該項目相關內外部條件、城市總體規劃為基礎,針對項目的特點、任務與要求,對該項目建設工程的建設背景及必要性、建設內容及規模、市場需求、建設內外部條件、項目工程方案及環境保護、項目實施進度計劃、投資估算及資金籌措、經濟效益及社會效益、項目風險等方面進行全面分析、測算和論證,以確定該項目建設的可行性、效益的合理性。九、研究結論由上可見,無論是從產品還是市場來看,本項目設備較先進,其產品技術含量較高、企業利潤率高、市場銷售良好、盈利能力強,具有良好的社會效益及一定的抗風險能力,因而項目是可行的。十、主要經濟指標一覽表主要經濟指標一覽表序號項目單位指標備注1占地面積68526.60約102.

15、79畝1.1總建筑面積80861.39容積率1.181.2基底面積40430.69建筑系數59.00%1.3投資強度萬元/畝317.861.4基底面積40430.692總投資萬元39000.362.1建設投資萬元34573.652.1.1工程費用萬元30104.972.1.2工程建設其他費用萬元3455.062.1.3預備費萬元1013.622.2建設期利息萬元463.052.3流動資金3963.663資金籌措萬元39000.363.1自籌資金萬元20100.363.2銀行貸款萬元18900.004營業收入萬元111500.00正常運營年份5總成本費用萬元88759.996利潤總額萬元1863

16、4.777凈利潤萬元13976.088所得稅萬元4658.699增值稅萬元4063.7410稅金及附加萬元4105.2411納稅總額萬元12827.6712工業增加值萬元31879.2213盈虧平衡點萬元16169.17產值14回收期年3.95含建設期12個月15財務內部收益率20.84%所得稅后16財務凈現值萬元1675.19所得稅后第二章 項目背景及必要性一、行業背景分析1、有利因素(1)國家政策鼓勵激光行業一直是我國重點鼓勵和大力支持發展的行業,享受多項政策優惠。國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)將激光技術列為重點發展的八項前沿技術之一,并在科技投入、金融、稅收等方

17、面提供支持。“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃、“十三五”國家科技創新規劃、國家增材制造產業發展推進計劃(2015-2016年)等國家政策、發展規劃均強調重點支持激光產業的發展。為提升我國制造業競爭力,推進產業轉型升級,國家提出了要加快制造業綠色改造升級,加快應用清潔高效鑄造、鍛壓、焊接、表面處理、切削等加工工藝,實現綠色生產的戰略。激光技術在制造加工工藝方面高效、清潔的獨特優勢,將助力國家推動綠色生產,必將受益于國家產業轉型升級。(2)國家深入推廣激光技術從全球激光產業發展歷程看,發達國家在汽車、機械、電子、航空、冶金等領域推廣使用激光加工技術,已基本完成激光技術對傳統加工技術的替代,進入

18、“光加工”時代。經過近幾年的快速發展,我國激光產業已初具規模,形成數個激光產業集群,但市場滲透率與發達國家相比還存在較大差距,尤其是在大功率激光技術應用方面。在國家產業政策的推動下,汽車制造、機械加工、航空航天、船舶等領域有望大面積推廣使用激光技術。下游應用領域的拓展將進一步促進我國激光產業的健康持續發展。(3)日益成熟的配套產業為激光產業發展提供了有效的支撐華中地區、珠三角地區、長三角地區、環渤海地區逐步發展成為全球重要的激光產業基地,分布大量激光企業、激光研究機構和應用工廠,逐步形成激光基礎材料、激光光學器件、激光器、激光器配套件、激光應用開發系統、公共服務平臺等環節構成的較完整的產業鏈條

19、。日益成熟的產業配套體系為我國激光器行業發展提供了原材料和市場支撐,有利于行業健康發展。(4)新興領域的快速發展激光加工技術是一種應用定向能量進行非接觸加工的新型加工技術,與傳統接觸式加工方式有本質區別,可與其他眾多技術融合、孕育出新興技術和產業,將對許多傳統加工產業產生重大沖擊。將激光技術、自動化技術、人工智能技術等有效結合而成的3D打印技術就是其中之一,作為一種全新的制造技術其應用優勢突出,尤其是在零部件結構高度復雜的尖端科技領域,比如航空發動機、火箭飛行器、汽車發動機等的制造。隨著3D打印材料和打印設備價格的下降,3D打印市場有望迅速擴展,成為重要的加工手段。未來隨著皮秒、飛秒激光技術的

20、逐步成熟和產業化,激光將更廣泛地應用于藍寶石、特種玻璃、陶瓷等脆性材料的精密加工,支撐半導體、消費電子等產業的發展和升級。2、不利因素(1)研發周期長、需要大量的運轉資金激光行業技術更新快,市場競爭激烈。為保持自身技術的先進性、獨占性,行業內企業需要在技術研發方面投入大量資金,實現現有激光產品升級和新產品開發,從而滿足客戶需求。同時,一款新激光產品從研發到規模化生產通常需要經歷較長的周期,這需要企業擁有大量運轉資金的能力。(2)與國外知名企業相比尚有一定差距隨著近年來激光行業的快速發展,國內激光企業發展較快,生產的激光產品在質量穩定性和可靠性等方面得到了很大的提升。但國內行業整體起步較晚,相關

21、企業規模偏小,在技術積累和資金實力方面和國外龍頭企業相比尚有一定差距,整體實力仍有待進一步提高。(3)缺乏高端人才目前我國高端光纖激光技術人才相對缺乏。激光產品是光、電、機械、計算機、材料等多學科領域知識的交叉融合,產品精密度高,行業技術更新速度快,要求行業技術人員既掌握相關理論知識,又具備較高應用開發能力。目前國內高校培養的激光專業技術人才數量有限,應用研究能力較弱,不能很好滿足行業快速發展的需要,存在較大人才缺口。專業人才的缺乏在一定程度上制約了我國激光技術和激光產業的發展。二、產業發展分析1、技術特點與發展趨勢中低功率的激光加工設備的應用行業非常廣,受眾人群較多,且操作人員受教育的程度和

22、學歷相對較低。因此要求控制系統功能多,學習成本低,且簡單易用。若控制系統能提供完整的CAD,CAM,NC及電容隨動控制方案,則可以避免多個系統反復切換,達到簡化操作,提升效率的目的。中低功率的激光加工設備制造商對控制系統價格的接受程度相對高功率設備較低,且使用設備的終端環境較惡劣,要求控制系統在成本較低的情況下,還能保證較高的效率和可靠性。因此,高性價比的板卡系統成為了中低功率激光設備制造商的首選。2、與中低功率激光加工設備相比,高功率激光加工設備控制系統對技術能力要求更高隨著國產化激光器的功率逐步提高,價格逐步下降,中低功率和高功率的分界線將不斷上升,許多中低功率激光設備的制造商正在逐步進入

23、高功率激光設備制造領域。中低功率激光加工設備控制系統與高功率激光加工設備控制系統的技術特點、難點、主要差異包括加工的板材厚度、加工的品質要求、材料利用率要求、自動化、智能化程度要求和安全性要求等。3、客戶對象與應用領域但中低功率激光控制系統和高功率激光控制系統的下游客戶與應用領域存在一定的差異,具體如下:(1)客戶對象國內市場中,同時生產中低功率和高功率的激光切割設備的企業,主要向國內廠商采購中低功率激光切割控制系統,并向國外廠商采購高功率激光切割控制系統。(2)應用領域中低功率激光切割設備和高功率激光切割設備的應用領域存在一定的差異。其中,中低功率激光切割設備主要用于機箱機柜,門業、杯業、五

24、金制品,電子行業,家電廚具,廣告裝飾業等;高功率激光切割主要用于軌道機車、船舶行業、汽車行業的零部件制造,重型機械、模型制作,石油管道、建筑行業等。“十三五”時期,我區發展面臨諸多機遇和有利條件。我國經濟長期向好的基本面沒有改變,發展仍然處于重要戰略機遇期的重大判斷沒有改變,但戰略機遇期的內涵發生深刻變化,正在由原來加快發展速度的機遇轉變為加快經濟發展方式轉變的機遇,正在由原來規模快速擴張的機遇轉變為提高發展質量和效益的機遇,我區推動轉型發展契合發展大勢。“十三五”時期,我區發展也面臨一些困難和挑戰。從宏觀形勢看,世界經濟仍然處于復蘇期,發展形勢復雜多變,國內經濟下行壓力加大,傳統產業面臨重大

25、變革,區域競爭更加激烈,要素成本不斷提高,我區發展將不斷面臨新形勢、新情況和新挑戰。從自身來看,我區仍處于產業培育的“關鍵期”、社會穩定的“敏感期”和轉型發展的“攻堅期”,有很多經濟社會發展問題需要解決,特別是經濟總量不夠大、產業結構不夠優、重構支柱產業體系任重道遠,資源瓶頸制約依然突出、創新要素基礎薄弱、發展動力不足等問題亟需突破,維護安全穩定壓力較大,保障和改革民生任務較重。第三章 市場需求分析一、行業基本情況1、激光加工行業發展現狀及趨勢(1)激光簡介激光是指特定頻率的光輻射線通過受激反饋共振與輻射放大,產生的準直、單色、相干的定向光束。1960年,人類成功地制造出世界上第一臺激光器,產

26、生了激光。隨后,多種固體、氣體和半導體激光器相繼問世,標志激光行業的正式誕生,由于激光具有完全不同于普通光的性質,很快被廣泛應用于工業生產、通訊、信息處理、醫療衛生、軍事、文化教育以及科研等各個領域,并深刻地影響了科學、技術、經濟和社會的發展及變革。激光與原子能、半導體、計算機共同被視為20世紀的現代四項重大發明,是20世紀具有標志性意義的技術進步之一。激光技術可廣泛應用于民用領域和軍用領域,大多數國家政府將激光作為重點扶持的國家戰略新興產業。在民用領域中,激光技術被認為是現代高端制造的基礎性技術之一,在國民經濟中有著舉足輕重的地位。歐美主要發達國家在機械、汽車、航空、鋼鐵、造船、電子等大型制

27、造產業中,已開始大規模使用各項激光加工工藝。在軍用領域中,高功率,高光束質量的激光設備已成為各軍事大國新概念武器的首選裝備之一。整體而言,激光技術進步正推動著世界“光加工”工業革命和“光對抗”軍事變革,發展前景廣闊。(2)激光加工簡介激光加工是利用高強度的激光束,經光學系統聚焦后,通過激光束與加工工件的相對運動來實現對工件的加工,實現對材料進行打孔、切割、焊接、熔覆等的一門加工技術。相對于傳統加工工藝,激光加工具有適用對象廣、材料變形小、加工精度高、低能耗、污染小、非接觸式加工、自動化加工等優點,目前已成為一種新型制造技術和手段。激光加工因激光束能量集中、穩定,適用于硬度大、熔點高等傳統工藝方

28、法較難加工的材料。按照不同的用途,激光加工可分為激光切割、激光打標、激光雕刻和激光焊接等不同工藝。目前,激光加工已被廣泛應用于材料加工、通訊、研發、軍事、醫療等領域,激光加工能力一定程度上體現了國家上述領域的生產加工能力、裝備水平和核心競爭力。(3)全球激光加工行業現狀1)全球激光器應用概述類似于中央處理器是計算機的核心部件,激光器是激光加工設備的核心設備,激光器技術水平的發展是激光產業整體發展的基礎,激光器的應用現狀在很大程度上反映了激光加工行業的應用現狀。故本小節以全球激光器及其在工業上的應用來描述全球激光加工行業現狀。2)全球激光器應用現狀歐美等發達國家最先開始將激光器用于加工制造,并在

29、較長時間內占據了較大的市場份額。受益于全球經濟的持續復蘇和國家戰略的深入,全球制造業向發展中國家轉移,亞太地區激光行業市場份額迅速增長。發展中國家在制造業升級過程中,逐步使用激光設備代替傳統設備,是目前全球激光加工行業市場增長最主要的驅動力之一。目前,歐洲、美國與中國是最主要的工業激光應用市場,土耳其、俄羅斯、印度以及部分東南亞和南美基礎工業實力較好的國家,工業需求也在持續增長。根據美國StrategiesUnlimited的報告,2013-2017年,全球激光器行業收入規模持續增長,從2013年的89.70億美元增加至2017年的124.30億美元,年復合增長率為8.50%。激光器的用途十分

30、廣泛,目前可應用于材料加工、通訊、研發、軍事、醫療等領域。根據2018中國激光產業發展報告,2017年激光材料加工和光刻領域成為全球激光器應用市場銷售額占比最大的部分,約為51.71億美元,占比41.6%;通訊與光存儲市場銷售額42.39億美元,位居第二,占比34.1%;科研和軍事市場約為9.20億美元,居于第三,占比7.4%;隨后是醫療和美容領域,市場份額上升速度明顯,約為9.20億美元,占比7.4%;儀器與傳感器市場為8.08億美元,占比6.5%;而娛樂、顯示與打印市場排在最后,為3.85億美元,占比3.1%。3)工業激光器市場規模及主要用途工業激光器在電子器件、機械制造、金屬冶煉、輕工業

31、等領域已被廣泛應用,且范圍正逐年增大;工業激光器可實現的激光加工工藝種類也正逐年增多,目前工業激光器可被應用于激光切割、激光焊接、激光打孔、激光打標、激光雕刻等方面。近年來,全球工業激光器市場規模保持較快增長,根據LaserMarketsResearch/StrategiesUnlimited的數據,全球工業激光器市場規模從2013年的24.87億美元增加至2017年的43.14億美元,年復合增長率為14.76%。2015年以來,工業激光器市場規模增速逐步加快,2015年至2017年,市場規模增長率分別為8.93%、19.36%和26.10%。4)中低功率激光器國產化率迅速提高中低功率激光器的

32、應用領域十分廣泛,除了激光雕刻、打標、切割等工業應用外,其應用領域還包括醫療激光、娛樂與顯示、科研與軍事等。激光技術經多年不斷發展,國產激光器迅速崛起。目前,低功率激光器(主要為脈沖激光器,用于打標和雕刻等領域)工藝成熟,基本實現國產替代,國產中功率激光器(主要為連續激光器,用于切割和焊接等領域)近幾年來快速增長,據2018中國激光產業發展報告數據顯示,國產中功率光纖激光器在2016、2017年皆以近翻番的速度快速增長,2017年銷售量13,000臺,國產增量遠大于進口增量,表明中功率激光器市場國產化率大幅提升。5)高功率激光加工應用增長迅速高功率激光加工應用領域中,金屬切割是最活躍的領域,其

33、次為焊接/釬焊,最后為增材/熔覆制造。從激光器種類看,固體激光器平穩增長,光纖激光器增速最快,其在高功率領域取代CO2激光器的趨勢已確立。目前,光纖激光器已成為金屬切割、焊接和標記等傳統工業制造領域的主流光源,2017年全球高功率光纖激光器市場規模高達12.68億美元。(4)國內激光加工行業發展現狀1)中國工業激光設備行業市場需求旺盛隨著中國經濟的發展與國家戰略的深入實施,制造業對自動化、智能化生產模式的需求日益增長,中國激光產業也逐漸駛入高速發展期。受益于各類金屬及非金屬部件加工的旺盛需求,激光加工設備市場迎來持續穩定的增長。2011至2017年,中國激光設備銷售收入由117億元增長至495

34、億元,年復合增長率為27.18%,中國作為全球最活躍的制造業市場,工業激光設備的銷售收入占比最高,2017年達312.7億元;信息領域激光設備緊隨其后,為105.6億元;第三為醫學用激光設備,約28.8億元;商業用和科研用激光設備分列第四位和第五位。2)中國工業激光器市場總體情況面對日益增長的市場需求,激光器廠商紛紛加大研發和生產投入,自2015年起,中國成為全球激光器最大消費市場,中國制造業也進入了激光器更新換代的高峰期。光纖激光器因其高效、節能等特性,在激光切割、激光鉆孔、增材制造等材料加工市場的地位進一步鞏固;半導體激光器市場占比持續穩步增長;CO2激光器近兩年在中國工業激光器的市場占比

35、逐年下降。以光纖激光器為例,2013年至2017年,國產低功率光纖激光器(主要為脈沖激光器)飛速發展,已經完成了從起步到技術及市場成熟的跨越式發展,銷量由2013年的1.3萬臺增長至2017年的8.4萬臺,在低功率市場占有率超過95%。2014年至2017年,國產中功率光纖激光器(主要為連續激光器)銷量以超過40%的年復合增長率加速增長,從2014年的1,000臺增長到2017年的13,000臺。2018年中功率光纖激光器市場依然景氣,但受消費電子等行業市場周期的影響,預計增速將有所放緩。目前,國際廠商在高功率激光器領域依然占據絕對優勢,國產光纖激光器僅占據約10%的市場份額。但預計隨著國內激

36、光器制造商的技術進步與升級,國產激光器將逐步邁入高功率激光器市場,改變國際廠商對中國市場的壟斷格局。(4)激光加工市場規模預測1)全球市場規模預測近年來全球工業激光器需求的提升主要源于傳統激光加工設備的存量替換和新興市場的新增需求。隨著激光設備新興市場應用的進一步擴大,工業激光器的規模將持續增長,預計2018-2023年全球工業激光器年均復合增長率為8.5%,2023年整體市場規模可達76.73億美元。2)國內市場規模預測隨著皮秒、飛秒等激光技術的逐步成熟和產業化,激光將更廣泛地應用于全面屏、陶瓷、金屬、合金等材料的精密加工,支撐我國消費電子、新能源、高端制造等產業的發展。預計到2023年,我

37、國工業激光器總體市場規模可達241.92億元。(5)激光加工未來發展趨勢1)更高功率的激光加工設備隨著激光行業的發展,中高功率的激光設備已經成為市場關注的熱點。國內的激光設備廠商也在爭相推出更高功率、更快速度和更強加工能力的激光設備。不難預測,隨著激光器成本的進一步降低,1萬瓦級的激光設備將在不久的未來逐漸普及,3萬瓦甚至更高功率的激光設備也將開始進入市場。2)三維柔性制造隨著激光技術、數控技術和材料學的不斷發展,激光三維柔性制造,如三維激光切割、焊接、熔覆、3D金屬成型將逐漸被用于各個領域。三維切割、焊接目前三維激光加工系統已普遍應用于三維管材加工行業,極大的提升了管材加工的效率。將來三維五

38、軸并結合其他功能的激光加工系統也將被應用于汽車、輪船、高鐵、甚至航空航天設備的主機加工。激光熔覆高速激光熔覆技術比傳統熔覆技術的效率高出百倍,未來極有可能被用于替代電鍍等高污染、高排放加工工藝。金屬3D打印金屬3D打印是通過激光將金屬粉末層層燒結、定型的一種增材制造方式。該加工方式為構建具有自由形狀和復雜特征的零件提供了極大的自由度。未來很有可能在某些高端裝備制造領域替代傳統的銑削加工。3)超快激光微納加工脆薄性材料加工隨著5G通訊和智能手機的發展,越來越多的柔性屏、柔性電路等脆薄性材料被廣泛應用于手機和智能終端的制造。脆薄性材料目前普遍采用傳統的機床磨削加工,該加工方式效率較低,污染情況較重

39、,材料消耗偏大,產品良品率低,同時需要大量人員進行操作。隨著皮秒、飛秒等超快激光器的技術發展和成本降低,激光加工將逐漸替代傳統加工工藝,被用于脆性材料的加工。預計超快激光加工將在2020年左右成為OLED屏,LCD屏以及高端玻璃蓋板的主要加工方式。芯片制造芯片制造工業復雜,精度要求極高。我國目前正大力發展芯片技術,而芯片制造最關鍵的加工工具就是激光。荷蘭AdvancedSemiconductorMaterialLithography公司掌握了最先進的極紫外激光光刻技術,其制造的光刻機是英特爾、三星、臺積電等芯片制造商生產7nm芯片的關鍵設備。發展超快激光精密微納加工設備將成為我國未來芯片制造行

40、業加工能力發展的關鍵。2、激光切割設備行業現狀及發展趨勢(1)激光切割技術簡介激光切割是利用激光束高功率密度的性質,將激光匯聚到很小的光點上,將材料快速加熱,使其達到沸點后汽化形成空洞,再通過移動激光光束在材料表面造成切縫,完成對加工物體的切割。激光切割技術可廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工中,相比于傳統的刀具切割方法,激光切割不接觸物體、無切頭磨損、切割速度快、具有適應性和靈活性,可提升加工效率,降低加工成本,提高工件質量。在現代工業生產中,激光切割被廣泛應用于金屬、塑料、玻璃、陶瓷、半導體以及紡織品、木材和紙質等材料加工,在各大重工業輕工業領域的應用也不斷普及。激光切割規模占工業激光加工總

41、規模的40%以上,是激光加工行業中最重要的一項應用技術之一。(2)國內激光切割設備市場現狀中國制造業的快速發展,傳統工業制造技術的更新升級,帶動了激光切割成套設備的銷售,激光切割設備正逐步取代傳統機床加工,被應用在更廣泛的領域。2017年,各個行業對激光切割設備的需求也在不斷的提高,中低功率激光切割設備銷售數量增長迅猛,較2016年增長了近60%,達到22,500臺,預計2018年銷量有望達到28,000臺;高功率激光切割設備銷售數量仍將處于強勁增長態勢,預計2018年銷量將增長至6000臺。2017年中國激光設備市場銷售總規模超過442億元,其中激光切割設備銷售規模為203億元,占激光設備市

42、場總規模的46%,較2016年增長23%。中低功率激光切割設備市場銷售規模近年來一直保持較高的增長速度,目前也已實現了較高的國產化率。大功率激光切割設備相比于中低功率激光切割設備單價較高,市場增幅相對較低。近幾年,國產激光切割機技術有了突破性的發展,并朝著更高功率、更高精度、更大幅面的方向挺進。在中國智能制造大背景下,工業領域都呈現從傳統加工向高端制造轉型的態勢,中國激光切割領域市場規模保持了較高速增長。(3)國內市場規模預測根據IndustryPerspective預測,對激光切割的需求還將保持較高速度增長,預計到2023年,中國激光切割設備總體市場規模達403.69億元。(4)激光切割設備

43、未來發展趨勢1)向更高功率、更快速度、更高精度發展隨著激光行業的發展,中高功率的激光設備已經成為市場關注的熱點。長期以來,激光切割設備不斷挑戰更高功率,更快速度和更強的加工能力。未來相當長一段時間這個趨勢仍將延續,更高功率的激光器,智能化的運動控制系統、先進的計算機技術、新型的傳感器將為激光切割設備向更高功率、更快速度、更高精度的方向發展提供技術保障。2)向數字化、智能化方向發展為保證激光加工的高效與準確,激光切割設備需要具備對切割流程進行分析、判斷、推理以及決策的能力,從而實現制造設備各個部分的智能化,逐漸實現智能制造。未來將逐步將計算機輔助產品設計、計算機輔助工藝過程設計、計算機輔助數控編

44、程、人工智能等技術運用于激光加工設備,推出高度智能化的多功能激光加工設備。3)激光切割正向著柔性化方向發展為了適應下游用戶對產品的個性化需求,及時對供應鏈的變化做出反應,實現以消費者為導向的柔性化加工,激光切割設備需要具備多功能和高適應性,具有隨產品變化而加工不同原材料的能力、隨加工對象不同而確定相應的工藝流程的能力、隨新需求的產生而擴展系統模塊的能力。3、運動控制系統發展現狀及趨勢(1)運動控制系統概述運動控制技術的發展起源于工業革命后對蒸汽機、電動機等各類機械設備進行精確控制的想法,隨著制造業的不斷發展,需要同時控制多臺電機,進行互動式精確加工。早期運動控制主要用于數控機床領域,對應的數控

45、裝置被稱為數控系統。如今運動控制系統已廣泛應用于裝備制造、印刷、包裝、紡織、半導體制造、自動化生產線等。作為各類設備的大腦,運動控制系統決定了設備的精度、效率,是不同品牌設備形成差異化的重要環節。運動控制系統是自動化機械的核心。其功能是根據控制程序,經計算機處理后,實時控制執行機構的動作。運動控制系統一般由控制器、功率放大器與變換裝置、電動機、負載,及相關的傳感器等部件組成。控制器下達指令后,驅動器將其轉化為能夠運行電機的電流,驅動電機旋轉,帶動工作機械運行,同時,電機上的傳感器經過信號處理將電機的實時信息反饋給控制器,控制器進行實時調整,從而保證整個系統的穩定運轉。早期的運動控制系統由數字邏

46、輯電路構成,隨著微電子和計算機技術的發展,現在已經被計算機軟件取代。相比于硬件電路,計算機軟件具有巨大的靈活性,可以實現邏輯電路難以表達的復雜控制算法,從而使運動控制系統性能有了質的飛躍。另外,運動控制軟件可在使用過程中通過升級來提升性能或改變用途,從而使自動化機械具有真正的柔性。得益于現代控制理論、微電子學、計算機技術的進步,運動控制系統不斷吸收相關理論創新成果與先進的技術手段,從而成為工業自動化產業中發展最為活躍的領域。運動控制系統由硬件和軟件兩部分集成,硬件即工業控制板卡,包括主控單元、信號處理等部分,軟件是控制算法。硬件部分一般從市場上采購各類通用元器件,然后組裝加工得到;基于硬件的架

47、構,將軟件算法集成其中,形成最終的運動控制器。硬件的質量、結構,算法的優劣,共同決定了運動控制系統的精度、效率;在硬件的差異化不明顯的情況下,軟件算法是運動控制系統的關鍵。運動控制系統行業的上游包括各類電子元器件生產商,如PCB面板、IC芯片、晶體管、電阻電容等;中游核心部件包含運動控制器、伺服驅動器、伺服電機等;下游為工業機器人、半導體、機床等行業。(2)運動控制行業總體發展概況1)全球運動控制系統發展情況及市場規模根據IHS統計數據,2017年全球運動控制系統市場總規模達到112.8億美元。該市場集中度較高,全球前十大品牌市場份額合計占據總體市場的65%。2017年至2021年,全球運動控

48、制市場規模預計將保持4.4%的復合增長率,2021年將超過134億美元。2)我國運動控制系統發展情況及市場規模2016年我國運動控制市場規模達到62.46億元,同比增長8.7%,預計到2020年市場規模將接近90億元。目前運動控制器主要分為三類:PC-Based運動控制器(基于PC的控制器)、專用控制器、PLC(可編程邏輯控制器)。根據伺服與運動控制和睿工業數據測算,細分到具體產品中,目前我國三種類型的控制器比例大致相同,2016年PC-Based運動控制器、專用控制器、PLC控制器占比分別為32%、39%、29%。PC-Based運動控制器產品下游運用最為廣泛,包括工業機器人、半導體、包裝機

49、械等。根據睿工業測算,2017年我國PC-Based運動控制器市場規模達22.8億元,預計到2020年,市場規模將超過32.63億元,4年復合增長率13.3%,是三類運動控制器中增速最快的一類。在一些行業中,PC-Based或專用控制器正逐步替代PLC,如PC-Based控制器在雕刻機、半導體、物流、激光加工行業增長較快;專用控制器在傳統切削機床、工業機器人領域發展較快。預計到2020年,PC-Based控制器、專用控制器、PLC用于運動控制的比重分別達到59%(+13%)、92%(+9%)、27%(-7%),PC-Based控制器用于運動控制的比例顯著提升。從通信協議來看,PC-Based運

50、動控制器可分為脈沖型與總線型。目前市場以脈沖型為主,總線型主要用于機器人、半導體和激光等高端制造行業,占比較小。隨著制造升級,未來總線型運用將更加廣泛。根據睿工業測算,2020年PC-Based總線型運動控制器占比有望從2016年的41.8%提升到65.1%,成為最主要的運動控制產品。總線型運動控制器中,EtherCAT通信協議運用最廣,2016年EtherCAT通信協議已經達到34.6%,憑借EtherCAT通信協議良好的開放性和合理的價格,以及更加迅速的通信速度,未來有望占據市場過半的份額。(3)運動控制行業技術特點發展趨勢1)行業技術特點高可靠性運動控制系統是激光切割設備、自動化生產設備

51、的關鍵功能部件,而激光切割設備、自動化生產設備往往也是所在車間乃至工廠的關鍵生產設備。如該類設備發生故障,輕則影響生產進度,重則可能造成設備永久損壞或者被加工零部件的報廢,對生產企業造成巨大損失。高可靠性是指產品可在規定條件下和規定時間內以極高的概率完成指定功能的能力。在軟件方面,隨著控制軟件的功能愈發強大,設計更加復雜,軟件的可靠性主要體現在其容錯能力上。當軟件故障出現時,該軟件需要具備對自我參數進行修正,使得整個系統重新恢復正常運行的能力。在硬件方面,為了提高可靠性,需要采用經過測試并嚴格篩選的優質元器件;設備的組裝過程中也有應有嚴格的質量控制程序,以確保設備長期使用時的高穩定性和高可靠性

52、。實時性運動控制軟件是實時計算領域的典型應用。實時性作為運動控制系統的一項重要性能指標,主要體現在系統對數據進行快速而準確的處理并及時作出響應,這對設備間實時通信同步精度以及系統中的任務執行效率提出了新的要求:首先是系統中控制裝置與現場設備之間實時通信的同步性。運動控制系統作為強實時控制系統,對時間的滯后性相當敏感,并且在系統運行過程中,控制裝置持續不斷地向現場設備傳輸控制指令與數據,主機與伺服驅動執行命令和狀態反饋必須在同一個時刻進行,因此為了使得數據傳輸及時有效,必須保證各單元時間上的同步性,以滿足系統對實時通信的精度要求。另一方面,為了實現高速高精的發展目標,系統需要具備快速有效地對復雜

53、龐大的操作任務進行實時處理的能力。2)產品及技術趨勢向開放性、靈活性、易用性并重的方向發展開放性代表系統要遵循較為通用的標準,對外接口采用通用的標準協議。靈活性意指系統要能適應各種復雜工藝要求的能力。易用性表示系統需具備人機交互的友好性及簡便性。未來控制系統發展的核心需求之一為實現開放性、靈活性、易用性的統一。這其中最核心的問題是對動作控制的理解程度。傳統PLC廠家以動作過程為主要目標,封裝各類標準化的功能塊,但組合過后總體缺少靈活性。專業運動控制器雖然有較好的靈活性,但其編程組態方式缺乏遵循統一標準,使用操作難度較大。新一代控制器應該將二者進行有機融合,既對控制系統的功能進行提升,也降低用戶

54、的操作難度。網絡化程度日益加強網絡化主要指的是控制器與伺服驅動器之間的連接形式。傳統機械設備采用的伺服數量有限,往往采用一對一直連的方式連接運動控制器和伺服。直連方式最大的問題在于布線復雜,線纜使用量較大,同時傳輸信號極易受到各種干擾。為解決這些問題,各伺服驅動廠家紛紛推出高速總線用以連接伺服驅動器及運動控制器,網絡化趨勢明顯。采用高速總線后,運動控制器和伺服驅動器之間除了常規的控制命令及反饋信息傳遞外,還可以根據需要實時調節伺服驅動器的各類參數,從而實現更為復雜靈活的控制要求。可靠性要求不斷提高可靠性對于運動控制器來說,同樣是一項基本核心要求。機器設備能夠長期、穩定地可靠運行是所有用戶的最基

55、本要求。目前運動控制系統大多采用板卡及工控機的控制形式,未來將逐步使用可滿足各類功能要求、同時具有低功耗、高穩定性的總線系統。二、市場分析1、“十三五”國家基礎研究專項規劃在加強目標導向的基礎研究和變革性技術科學研究章節中明確指出,產業轉型升級方面要圍繞網絡協同制造、3D打印和激光制造、云計算和大數據、重點基礎材料與先進電子材料研究等基礎研究,解決產業共性關鍵技術基礎問題,為培育戰略性新興產業提供科學支撐。2、2017年度增材制造重點專項項目申報指南面向新能源、航空航天等領域國家重大需求和新型功能器件制造,建立超快激光與材料相互作用多尺度理論與觀測體系,從電子層面理解光場調控下微納加工的新現象

56、和新效應;研究超快激光時域/空域分布對電子動態和材料性質調控的加工新原理、新方法及其前沿應用,設計和加工若干具有重大應用前景的新型微納功能器件。3、2006-2020年國家科技中長期發展規劃激光列為重點發展的高新技術和關鍵支撐技術,明確光纖激光器及激光應用產業屬于國家重點支持項目4、優先發展的高技術產業化重點領域指南將激光加工技術及設備列入先進制造領域,進行優先發展、重點發展5、關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定規劃提到“掌握戰略性新興產業核心技術”,提出發展激光應用及相關產業6、國家火炬計劃優先發展技術領域將“激光器”和特種光纖等列入國家火炬計劃優先發展技術7、技術壁壘本行業是集數控技術

57、、激光技術、軟件技術于一體的技術密集型行業。企業發展需要有專業的技術研發團隊、豐富的研發經驗、充足的人才資源作為支撐。主流激光切割運動控制系統研發公司在行業內深耕多年,投入了大量的資源與時間,積累了大量技術專利,所研發的產品極大地迎合了行業發展的需要。因此行業門檻較高,新公司很難短時間內在業內立足。8、品牌壁壘國內主流的激光切割運動控制系統市場經過多年發展,已經形成了以系統開發商為主導的較為穩定的競爭格局。主流的系統開發商都具備一支技術優良、經驗豐富的專業研發團隊,均在各自的領域樹立了自己的品牌地位,形成了較強的品牌效應。由于激光切割控制系統是激光切割設備的核心部件,在兼具性價比的情況下,客戶會選擇更加有實力的設備供貨商,因此,

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