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文檔簡介
1、泓域咨詢 /常州控制器項目可行性研究報告常州控制器項目可行性研究報告泓域咨詢/規(guī)劃設(shè)計/投資分析報告說明激光切割是利用激光束高功率密度的性質(zhì),將激光匯聚到很小的光點(diǎn)上,將材料快速加熱,使其達(dá)到沸點(diǎn)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(shù)可廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中,相比于傳統(tǒng)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(yīng)性和靈活性,可提升加工效率,降低加工成本,提高工件質(zhì)量。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,激光切割被廣泛應(yīng)用于金屬、塑料、玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體以及紡織品、木材和紙質(zhì)等材料加工,在各大重工業(yè)輕工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷普及。激
2、光切割規(guī)模占工業(yè)激光加工總規(guī)模的40%以上,是激光加工行業(yè)中最重要的一項應(yīng)用技術(shù)之一。本期項目總投資包括建設(shè)投資、建設(shè)期利息和流動資金。根據(jù)謹(jǐn)慎財務(wù)估算,項目總投資8022.07萬元,其中:建設(shè)投資6979.29萬元,占項目總投資的87.00%;建設(shè)期利息122.51萬元,占項目總投資的1.53%;流動資金920.27萬元,占項目總投資的11.47%。根據(jù)謹(jǐn)慎財務(wù)測算,項目正常運(yùn)營每年營業(yè)收入14500.00萬元,綜合總成本費(fèi)用12069.99萬元,凈利潤1422.03萬元,財務(wù)內(nèi)部收益率15.54%,財務(wù)凈現(xiàn)值4882.48萬元,全部投資回收期6.96年。本期項目具有較強(qiáng)的財務(wù)盈利能力,其財
3、務(wù)凈現(xiàn)值良好,投資回收期合理。本期項目技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理,投資方向正確,資本結(jié)構(gòu)合理,技術(shù)方案設(shè)計優(yōu)良。本期項目的投資建設(shè)和實(shí)施無論是經(jīng)濟(jì)效益、社會效益等方面都是積極可行的。“十二五”以來的五年是常州發(fā)展史上綜合實(shí)力奮力提升的五年,也是轉(zhuǎn)型步伐明顯加快、城鄉(xiāng)面貌明顯變化、改革開放明顯突破的五年,更是人民群眾得到實(shí)惠最多的五年。當(dāng)前和今后一個時期,我們?nèi)蕴幱诳梢源笥凶鳛榈闹匾獞?zhàn)略機(jī)遇期。經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢不會改變,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓄勢待發(fā),為我市對接國際高端產(chǎn)業(yè)、推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展提供了難得機(jī)遇;“一帶一路”、長江經(jīng)濟(jì)帶等一系列國家戰(zhàn)略實(shí)施,長三角區(qū)域發(fā)展一體化進(jìn)程加速,為我們?nèi)谌肴轿?/p>
4、開放格局、更大范圍參與地區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展打開了新的窗口;經(jīng)歷“十二五”發(fā)展,常州站在了新的歷史起點(diǎn),發(fā)展基礎(chǔ)更為扎實(shí)、發(fā)展優(yōu)勢更為彰顯,新的增長動力正在加速形成,蘇南國家自主創(chuàng)新示范區(qū)建設(shè)、產(chǎn)城融合綜合改革試點(diǎn)機(jī)遇疊加,這些都為“十三五”發(fā)展提供了有利環(huán)境和條件。報告主要內(nèi)容是要求以全面、系統(tǒng)的分析為主要方法,經(jīng)濟(jì)效益為核心,圍繞影響項目的各種因素,運(yùn)用大量的數(shù)據(jù)資料論證擬建項目是否可行。對整個可行性研究提出綜合分析評價,指出優(yōu)缺點(diǎn)和建議。可行性研究是確定建設(shè)項目前具有決定性意義的工作,是在投資決策之前,對擬建項目進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析論證的科學(xué)方法,在投資管理中,可行性研究是指對擬建項目有關(guān)的自然、
5、社會、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等進(jìn)行調(diào)研、分析比較以及預(yù)測建成后的社會經(jīng)濟(jì)效益。在此基礎(chǔ)上,綜合論證項目建設(shè)的必要性,財務(wù)的盈利性,經(jīng)濟(jì)上的合理性,技術(shù)上的先進(jìn)性和適應(yīng)性以及建設(shè)條件的可能性和可行性,從而為投資決策提供科學(xué)依據(jù)。本期項目是基于公開的產(chǎn)業(yè)信息、市場分析、技術(shù)方案等信息,并依托行業(yè)分析模型而進(jìn)行的模板化設(shè)計,其數(shù)據(jù)參數(shù)符合行業(yè)基本情況。本報告僅作為投資參考或作為學(xué)習(xí)參考模板用途。目錄第一章 項目基本情況第二章 項目建設(shè)背景及必要性分析第三章 行業(yè)發(fā)展及市場分析第四章 產(chǎn)品方案與建設(shè)規(guī)劃第五章 選址方案分析第六章 建筑工程可行性分析第七章 原輔材料供應(yīng)第八章 技術(shù)方案第九章 項目環(huán)保分析第十章 勞
6、動安全生產(chǎn)第十一章 節(jié)能可行性分析第十二章 人力資源分析第十三章 進(jìn)度計劃第十四章 投資估算及資金籌措第十五章 經(jīng)濟(jì)效益及財務(wù)分析第十六章 招標(biāo)、投標(biāo)第十七章 項目風(fēng)險分析第十八章 總結(jié)評價說明第十九章 附表 附表1:主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一覽表附表2:建設(shè)投資估算一覽表附表3:建設(shè)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(yè)收入、稅金及附加和增值稅估算表附表8:綜合總成本費(fèi)用估算表附表9:利潤及利潤分配表附表10:項目投資現(xiàn)金流量表附表11:借款還本付息計劃表第一章 項目基本情況一、概述(一)項目基本情況1、項目名稱:常州控制器項目2、承辦單
7、位名稱:xx有限公司3、項目性質(zhì):新建4、項目建設(shè)地點(diǎn):xxx(待定)5、項目聯(lián)系人:馬xx(二)主辦單位基本情況面對宏觀經(jīng)濟(jì)增速放緩、結(jié)構(gòu)調(diào)整的新常態(tài),公司在企業(yè)法人治理機(jī)構(gòu)、企業(yè)文化、質(zhì)量管理體系等方面著力探索,提升企業(yè)綜合實(shí)力,配合產(chǎn)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革。同時,公司注重履行社會責(zé)任所帶來的發(fā)展機(jī)遇,積極踐行“責(zé)任、人本、和諧、感恩”的核心價值觀。多年來,公司一直堅持堅持以誠信經(jīng)營來贏得信任。(三)項目建設(shè)選址及用地規(guī)模本期項目選址位于xxx(待定),占地面積約24.07畝。項目擬定建設(shè)區(qū)域地理位置優(yōu)越,交通便利,規(guī)劃電力、給排水、通訊等公用設(shè)施條件完備,非常適宜本期項目建設(shè)。(四)產(chǎn)品規(guī)劃方
8、案根據(jù)項目建設(shè)規(guī)劃,達(dá)產(chǎn)年產(chǎn)品規(guī)劃設(shè)計方案為:控制器20000套/年。二、項目提出的理由運(yùn)動控制軟件是實(shí)時計算領(lǐng)域的典型應(yīng)用。實(shí)時性作為運(yùn)動控制系統(tǒng)的一項重要性能指標(biāo),主要體現(xiàn)在系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的處理并及時作出響應(yīng),這對設(shè)備間實(shí)時通信同步精度以及系統(tǒng)中的任務(wù)執(zhí)行效率提出了新的要求:首先是系統(tǒng)中控制裝置與現(xiàn)場設(shè)備之間實(shí)時通信的同步性。運(yùn)動控制系統(tǒng)作為強(qiáng)實(shí)時控制系統(tǒng),對時間的滯后性相當(dāng)敏感,并且在系統(tǒng)運(yùn)行過程中,控制裝置持續(xù)不斷地向現(xiàn)場設(shè)備傳輸控制指令與數(shù)據(jù),主機(jī)與伺服驅(qū)動執(zhí)行命令和狀態(tài)反饋必須在同一個時刻進(jìn)行,因此為了使得數(shù)據(jù)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(tǒng)對實(shí)時通
9、信的精度要求。另一方面,為了實(shí)現(xiàn)高速高精的發(fā)展目標(biāo),系統(tǒng)需要具備快速有效地對復(fù)雜龐大的操作任務(wù)進(jìn)行實(shí)時處理的能力。華中地區(qū)、珠三角地區(qū)、長三角地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)逐步發(fā)展成為全球重要的激光產(chǎn)業(yè)基地,分布大量激光企業(yè)、激光研究機(jī)構(gòu)和應(yīng)用工廠,逐步形成激光基礎(chǔ)材料、激光光學(xué)器件、激光器、激光器配套件、激光應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)、公共服務(wù)平臺等環(huán)節(jié)構(gòu)成的較完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。日益成熟的產(chǎn)業(yè)配套體系為我國激光器行業(yè)發(fā)展提供了原材料和市場支撐,有利于行業(yè)健康發(fā)展。“十二五”以來的五年是常州發(fā)展史上綜合實(shí)力奮力提升的五年,也是轉(zhuǎn)型步伐明顯加快、城鄉(xiāng)面貌明顯變化、改革開放明顯突破的五年,更是人民群眾得到實(shí)惠最多的五年。當(dāng)前和
10、今后一個時期,我們?nèi)蕴幱诳梢源笥凶鳛榈闹匾獞?zhàn)略機(jī)遇期。經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢不會改變,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓄勢待發(fā),為我市對接國際高端產(chǎn)業(yè)、推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展提供了難得機(jī)遇;“一帶一路”、長江經(jīng)濟(jì)帶等一系列國家戰(zhàn)略實(shí)施,長三角區(qū)域發(fā)展一體化進(jìn)程加速,為我們?nèi)谌肴轿婚_放格局、更大范圍參與地區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展打開了新的窗口;經(jīng)歷“十二五”發(fā)展,常州站在了新的歷史起點(diǎn),發(fā)展基礎(chǔ)更為扎實(shí)、發(fā)展優(yōu)勢更為彰顯,新的增長動力正在加速形成,蘇南國家自主創(chuàng)新示范區(qū)建設(shè)、產(chǎn)城融合綜合改革試點(diǎn)機(jī)遇疊加,這些都為“十三五”發(fā)展提供了有利環(huán)境和條件。三、項目總投資及資金構(gòu)成本期項目總投資包括建設(shè)投資、建設(shè)期利息和流動資金。根據(jù)謹(jǐn)
11、慎財務(wù)估算,項目總投資8022.07萬元,其中:建設(shè)投資6979.29萬元,占項目總投資的87.00%;建設(shè)期利息122.51萬元,占項目總投資的1.53%;流動資金920.27萬元,占項目總投資的11.47%。四、資金籌措方案(一)項目資本金籌措方案項目總投資8022.07萬元,根據(jù)資金籌措方案,xx有限公司計劃自籌資金(資本金)5522.07萬元。(二)申請銀行借款方案根據(jù)謹(jǐn)慎財務(wù)測算,本期工程項目申請銀行借款總額2500.00萬元。五、項目預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益規(guī)劃目標(biāo)1、項目達(dá)產(chǎn)年預(yù)期營業(yè)收入(SP):14500.00萬元(含稅)。2、年綜合總成本費(fèi)用(TC):12069.99萬元。3、項目達(dá)產(chǎn)
12、年凈利潤(NP):1422.03萬元。4、財務(wù)內(nèi)部收益率(FIRR):15.54%。5、全部投資回收期(Pt):6.96年(含建設(shè)期24個月)。6、達(dá)產(chǎn)年盈虧平衡點(diǎn)(BEP):3272.11萬元(產(chǎn)值)。六、項目建設(shè)進(jìn)度規(guī)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(chǎn)運(yùn)營共需24個月的時間。七、報告編制依據(jù)和原則(一)編制依據(jù)1、中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要;2、建設(shè)項目經(jīng)濟(jì)評價方法與參數(shù)及使用手冊(第三版);3、工業(yè)可行性研究編制手冊;4、現(xiàn)代財務(wù)會計;5、工業(yè)投資項目評價與決策;6、國家及地方有關(guān)政策、法規(guī)、規(guī)劃;7、項目建設(shè)地總體規(guī)劃及控制性詳規(guī);8、項目建設(shè)
13、單位提供的有關(guān)材料及相關(guān)數(shù)據(jù);9、國家公布的相關(guān)設(shè)備及施工標(biāo)準(zhǔn)。(二)編制原則1、所選擇的工藝技術(shù)應(yīng)先進(jìn)、適用、可靠,保證項目投產(chǎn)后,能安全、穩(wěn)定、長周期、連續(xù)運(yùn)行。2、所選擇的設(shè)備和材料必須可靠,并注意解決好超限設(shè)備的制造和運(yùn)輸問題。3、充分依托現(xiàn)有社會公共設(shè)施,以降低投資,加快項目建設(shè)進(jìn)度。4、貫徹主體工程與環(huán)境保護(hù)、勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生、消防同時設(shè)計、同時建設(shè)、同時投產(chǎn)。5、消防、衛(wèi)生及安全設(shè)施的設(shè)置必須貫徹國家關(guān)于環(huán)境保護(hù)、勞動安全的法規(guī)和要求,符合行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。6、所選擇的產(chǎn)品方案和技術(shù)方案應(yīng)是優(yōu)化的方案,以最大程度減少投資,提高項目經(jīng)濟(jì)效益和抗風(fēng)險能力。科學(xué)論證項目的技術(shù)可靠性、項目
14、的經(jīng)濟(jì)性,實(shí)事求是地作出研究結(jié)論。八、研究范圍1、項目提出的背景及建設(shè)必要性;2、市場需求預(yù)測;3、建設(shè)規(guī)模及產(chǎn)品方案;4、建設(shè)地點(diǎn)與建設(shè)條性;5、工程技術(shù)方案;6、公用工程及輔助設(shè)施方案;7、環(huán)境保護(hù)、安全防護(hù)及節(jié)能;8、企業(yè)組織機(jī)構(gòu)及勞動定員;9、建設(shè)實(shí)施與工程進(jìn)度安排;10、投資估算及資金籌措;11、經(jīng)濟(jì)評價。九、研究結(jié)論項目產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,市場發(fā)展空間大。本項目的建立投資合理,回收快,市場銷售好,無環(huán)境污染,經(jīng)濟(jì)效益和社會效益良好,這也奠定了公司可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。十、主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一覽表主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一覽表序號項目單位指標(biāo)備注1占地面積16046.65約24.07畝1.1總建筑面積174
15、90.85容積率1.091.2基底面積9307.06建筑系數(shù)58.00%1.3投資強(qiáng)度萬元/畝274.621.4基底面積9307.062總投資萬元8022.072.1建設(shè)投資萬元6979.292.1.1工程費(fèi)用萬元6079.402.1.2工程建設(shè)其他費(fèi)用萬元709.572.1.3預(yù)備費(fèi)萬元190.322.2建設(shè)期利息萬元122.512.3流動資金920.273資金籌措萬元8022.073.1自籌資金萬元5522.073.2銀行貸款萬元2500.004營業(yè)收入萬元14500.00正常運(yùn)營年份5總成本費(fèi)用萬元12069.996利潤總額萬元1896.047凈利潤萬元1422.038所得稅萬元474.
16、019增值稅萬元511.7110稅金及附加萬元533.9711納稅總額萬元1519.6912工業(yè)增加值萬元3955.2113盈虧平衡點(diǎn)萬元3272.11產(chǎn)值14回收期年6.96含建設(shè)期24個月15財務(wù)內(nèi)部收益率15.54%所得稅后16財務(wù)凈現(xiàn)值萬元4882.48所得稅后第二章 項目建設(shè)背景及必要性分析一、行業(yè)背景分析1、“十三五”國家基礎(chǔ)研究專項規(guī)劃在加強(qiáng)目標(biāo)導(dǎo)向的基礎(chǔ)研究和變革性技術(shù)科學(xué)研究章節(jié)中明確指出,產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級方面要圍繞網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造、3D打印和激光制造、云計算和大數(shù)據(jù)、重點(diǎn)基礎(chǔ)材料與先進(jìn)電子材料研究等基礎(chǔ)研究,解決產(chǎn)業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)問題,為培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供科學(xué)支撐。2、201
17、7年度增材制造重點(diǎn)專項項目申報指南面向新能源、航空航天等領(lǐng)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(diào)控下微納加工的新現(xiàn)象和新效應(yīng);研究超快激光時域/空域分布對電子動態(tài)和材料性質(zhì)調(diào)控的加工新原理、新方法及其前沿應(yīng)用,設(shè)計和加工若干具有重大應(yīng)用前景的新型微納功能器件。3、2006-2020年國家科技中長期發(fā)展規(guī)劃激光列為重點(diǎn)發(fā)展的高新技術(shù)和關(guān)鍵支撐技術(shù),明確光纖激光器及激光應(yīng)用產(chǎn)業(yè)屬于國家重點(diǎn)支持項目4、優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南將激光加工技術(shù)及設(shè)備列入先進(jìn)制造領(lǐng)域,進(jìn)行優(yōu)先發(fā)展、重點(diǎn)發(fā)展5、關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定
18、規(guī)劃提到“掌握戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)”,提出發(fā)展激光應(yīng)用及相關(guān)產(chǎn)業(yè)6、國家火炬計劃優(yōu)先發(fā)展技術(shù)領(lǐng)域?qū)ⅰ凹す馄鳌焙吞胤N光纖等列入國家火炬計劃優(yōu)先發(fā)展技術(shù)7、技術(shù)壁壘本行業(yè)是集數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、軟件技術(shù)于一體的技術(shù)密集型行業(yè)。企業(yè)發(fā)展需要有專業(yè)的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊、豐富的研發(fā)經(jīng)驗、充足的人才資源作為支撐。主流激光切割運(yùn)動控制系統(tǒng)研發(fā)公司在行業(yè)內(nèi)深耕多年,投入了大量的資源與時間,積累了大量技術(shù)專利,所研發(fā)的產(chǎn)品極大地迎合了行業(yè)發(fā)展的需要。因此行業(yè)門檻較高,新公司很難短時間內(nèi)在業(yè)內(nèi)立足。8、品牌壁壘國內(nèi)主流的激光切割運(yùn)動控制系統(tǒng)市場經(jīng)過多年發(fā)展,已經(jīng)形成了以系統(tǒng)開發(fā)商為主導(dǎo)的較為穩(wěn)定的競爭格局。主流的系統(tǒng)
19、開發(fā)商都具備一支技術(shù)優(yōu)良、經(jīng)驗豐富的專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊,均在各自的領(lǐng)域樹立了自己的品牌地位,形成了較強(qiáng)的品牌效應(yīng)。由于激光切割控制系統(tǒng)是激光切割設(shè)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(shí)力的設(shè)備供貨商,因此,新的公司很難在行業(yè)內(nèi)迅速發(fā)展。9、戶粘性壁壘整機(jī)生產(chǎn)廠商要根據(jù)所選激光切割運(yùn)動控制系統(tǒng)產(chǎn)品的功能特點(diǎn)來設(shè)計和配置設(shè)備硬件,頻繁更換其他品牌的產(chǎn)品也就意味著需要整機(jī)生產(chǎn)廠商付出相應(yīng)的設(shè)計、研發(fā)成本。同時,激光切割運(yùn)動控制系統(tǒng)是整機(jī)設(shè)備的核心部件,更換其他品牌的產(chǎn)品可能存在一定的技術(shù)風(fēng)險。基于這些原因,在其他系統(tǒng)功能沒有明顯差距的情況下,整機(jī)廠商較少主動更換激光切割運(yùn)動控制系統(tǒng)品牌。1
20、0、人才壁壘從事本行業(yè)的人員需要具備優(yōu)秀的研發(fā)能力、豐富的研發(fā)經(jīng)驗、良好的客戶推廣能力、敏銳的市場洞察力,行業(yè)龍頭公司有更加完善的內(nèi)部架構(gòu)與技術(shù)體系,更高的知名度,對人才的吸引力較強(qiáng),可自主培養(yǎng)人才,自身造血能力強(qiáng)。大部分人才集中在行業(yè)主流公司里,新入行業(yè)的公司不具備很強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。因此,先入企業(yè)和新進(jìn)入企業(yè)之間的技術(shù)和人才差距將不斷擴(kuò)大,形成較高的人才壁壘。二、產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析1、激光加工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)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(chǎn)生的準(zhǔn)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(chǎn)生了激光。隨后,多種固體、氣體和半導(dǎo)體激
21、光器相繼問世,標(biāo)志激光行業(yè)的正式誕生,由于激光具有完全不同于普通光的性質(zhì),很快被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、通訊、信息處理、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事、文化教育以及科研等各個領(lǐng)域,并深刻地影響了科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展及變革。激光與原子能、半導(dǎo)體、計算機(jī)共同被視為20世紀(jì)的現(xiàn)代四項重大發(fā)明,是20世紀(jì)具有標(biāo)志性意義的技術(shù)進(jìn)步之一。激光技術(shù)可廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域和軍用領(lǐng)域,大多數(shù)國家政府將激光作為重點(diǎn)扶持的國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。在民用領(lǐng)域中,激光技術(shù)被認(rèn)為是現(xiàn)代高端制造的基礎(chǔ)性技術(shù)之一,在國民經(jīng)濟(jì)中有著舉足輕重的地位。歐美主要發(fā)達(dá)國家在機(jī)械、汽車、航空、鋼鐵、造船、電子等大型制造產(chǎn)業(yè)中,已開始大規(guī)模使用各項激光加工工
22、藝。在軍用領(lǐng)域中,高功率,高光束質(zhì)量的激光設(shè)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(shù)進(jìn)步正推動著世界“光加工”工業(yè)革命和“光對抗”軍事變革,發(fā)展前景廣闊。(2)激光加工簡介激光加工是利用高強(qiáng)度的激光束,經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后,通過激光束與加工工件的相對運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)對工件的加工,實(shí)現(xiàn)對材料進(jìn)行打孔、切割、焊接、熔覆等的一門加工技術(shù)。相對于傳統(tǒng)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(yōu)點(diǎn),目前已成為一種新型制造技術(shù)和手段。激光加工因激光束能量集中、穩(wěn)定,適用于硬度大、熔點(diǎn)高等傳統(tǒng)工藝方法較難加工的材料。按照不同的用途,激光加
23、工可分為激光切割、激光打標(biāo)、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(yīng)用于材料加工、通訊、研發(fā)、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域,激光加工能力一定程度上體現(xiàn)了國家上述領(lǐng)域的生產(chǎn)加工能力、裝備水平和核心競爭力。(3)全球激光加工行業(yè)現(xiàn)狀1)全球激光器應(yīng)用概述類似于中央處理器是計算機(jī)的核心部件,激光器是激光加工設(shè)備的核心設(shè)備,激光器技術(shù)水平的發(fā)展是激光產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展的基礎(chǔ),激光器的應(yīng)用現(xiàn)狀在很大程度上反映了激光加工行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀。故本小節(jié)以全球激光器及其在工業(yè)上的應(yīng)用來描述全球激光加工行業(yè)現(xiàn)狀。2)全球激光器應(yīng)用現(xiàn)狀歐美等發(fā)達(dá)國家最先開始將激光器用于加工制造,并在較長時間內(nèi)占據(jù)了較大的市場份額。受益于全
24、球經(jīng)濟(jì)的持續(xù)復(fù)蘇和國家戰(zhàn)略的深入,全球制造業(yè)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移,亞太地區(qū)激光行業(yè)市場份額迅速增長。發(fā)展中國家在制造業(yè)升級過程中,逐步使用激光設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)備,是目前全球激光加工行業(yè)市場增長最主要的驅(qū)動力之一。目前,歐洲、美國與中國是最主要的工業(yè)激光應(yīng)用市場,土耳其、俄羅斯、印度以及部分東南亞和南美基礎(chǔ)工業(yè)實(shí)力較好的國家,工業(yè)需求也在持續(xù)增長。根據(jù)美國StrategiesUnlimited的報告,2013-2017年,全球激光器行業(yè)收入規(guī)模持續(xù)增長,從2013年的89.70億美元增加至2017年的124.30億美元,年復(fù)合增長率為8.50%。激光器的用途十分廣泛,目前可應(yīng)用于材料加工、通訊、研發(fā)、
25、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域。根據(jù)2018中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告,2017年激光材料加工和光刻領(lǐng)域成為全球激光器應(yīng)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(yī)療和美容領(lǐng)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(yè)激光器市場規(guī)模及主要用途工業(yè)激光器在電子器件、機(jī)械制造、金屬冶煉、輕工業(yè)等領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用,且范圍正逐年增大;工
26、業(yè)激光器可實(shí)現(xiàn)的激光加工工藝種類也正逐年增多,目前工業(yè)激光器可被應(yīng)用于激光切割、激光焊接、激光打孔、激光打標(biāo)、激光雕刻等方面。近年來,全球工業(yè)激光器市場規(guī)模保持較快增長,根據(jù)LaserMarketsResearch/StrategiesUnlimited的數(shù)據(jù),全球工業(yè)激光器市場規(guī)模從2013年的24.87億美元增加至2017年的43.14億美元,年復(fù)合增長率為14.76%。2015年以來,工業(yè)激光器市場規(guī)模增速逐步加快,2015年至2017年,市場規(guī)模增長率分別為8.93%、19.36%和26.10%。4)中低功率激光器國產(chǎn)化率迅速提高中低功率激光器的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,除了激光雕刻、打標(biāo)、切
27、割等工業(yè)應(yīng)用外,其應(yīng)用領(lǐng)域還包括醫(yī)療激光、娛樂與顯示、科研與軍事等。激光技術(shù)經(jīng)多年不斷發(fā)展,國產(chǎn)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(biāo)和雕刻等領(lǐng)域)工藝成熟,基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代,國產(chǎn)中功率激光器(主要為連續(xù)激光器,用于切割和焊接等領(lǐng)域)近幾年來快速增長,據(jù)2018中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告數(shù)據(jù)顯示,國產(chǎn)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(chǎn)增量遠(yuǎn)大于進(jìn)口增量,表明中功率激光器市場國產(chǎn)化率大幅提升。5)高功率激光加工應(yīng)用增長迅速高功率激光加工應(yīng)用領(lǐng)域中,金屬切割是最活躍的領(lǐng)域,其次為焊接/釬焊,最后為增材/熔覆制造。從
28、激光器種類看,固體激光器平穩(wěn)增長,光纖激光器增速最快,其在高功率領(lǐng)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(biāo)記等傳統(tǒng)工業(yè)制造領(lǐng)域的主流光源,2017年全球高功率光纖激光器市場規(guī)模高達(dá)12.68億美元。(4)國內(nèi)激光加工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1)中國工業(yè)激光設(shè)備行業(yè)市場需求旺盛隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與國家戰(zhàn)略的深入實(shí)施,制造業(yè)對自動化、智能化生產(chǎn)模式的需求日益增長,中國激光產(chǎn)業(yè)也逐漸駛?cè)敫咚侔l(fā)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(shè)備市場迎來持續(xù)穩(wěn)定的增長。2011至2017年,中國激光設(shè)備銷售收入由117億元增長至495億元,年復(fù)合增長率為27.18%,中國作
29、為全球最活躍的制造業(yè)市場,工業(yè)激光設(shè)備的銷售收入占比最高,2017年達(dá)312.7億元;信息領(lǐng)域激光設(shè)備緊隨其后,為105.6億元;第三為醫(yī)學(xué)用激光設(shè)備,約28.8億元;商業(yè)用和科研用激光設(shè)備分列第四位和第五位。2)中國工業(yè)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(fā)和生產(chǎn)投入,自2015年起,中國成為全球激光器最大消費(fèi)市場,中國制造業(yè)也進(jìn)入了激光器更新?lián)Q代的高峰期。光纖激光器因其高效、節(jié)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(jìn)一步鞏固;半導(dǎo)體激光器市場占比持續(xù)穩(wěn)步增長;CO2激光器近兩年在中國工業(yè)激光器的市場占比逐年下降。以光纖激光器為例,2013年至
30、2017年,國產(chǎn)低功率光纖激光器(主要為脈沖激光器)飛速發(fā)展,已經(jīng)完成了從起步到技術(shù)及市場成熟的跨越式發(fā)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(chǎn)中功率光纖激光器(主要為連續(xù)激光器)銷量以超過40%的年復(fù)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(fèi)電子等行業(yè)市場周期的影響,預(yù)計增速將有所放緩。目前,國際廠商在高功率激光器領(lǐng)域依然占據(jù)絕對優(yōu)勢,國產(chǎn)光纖激光器僅占據(jù)約10%的市場份額。但預(yù)計隨著國內(nèi)激光器制造商的技術(shù)進(jìn)步與升級,國產(chǎn)激光器將
31、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(guī)模預(yù)測1)全球市場規(guī)模預(yù)測近年來全球工業(yè)激光器需求的提升主要源于傳統(tǒng)激光加工設(shè)備的存量替換和新興市場的新增需求。隨著激光設(shè)備新興市場應(yīng)用的進(jìn)一步擴(kuò)大,工業(yè)激光器的規(guī)模將持續(xù)增長,預(yù)計2018-2023年全球工業(yè)激光器年均復(fù)合增長率為8.5%,2023年整體市場規(guī)模可達(dá)76.73億美元。2)國內(nèi)市場規(guī)模預(yù)測隨著皮秒、飛秒等激光技術(shù)的逐步成熟和產(chǎn)業(yè)化,激光將更廣泛地應(yīng)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(fèi)電子、新能源、高端制造等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。預(yù)計到2023年,我國工業(yè)激光器總體市場規(guī)模可達(dá)241.92
32、億元。(5)激光加工未來發(fā)展趨勢1)更高功率的激光加工設(shè)備隨著激光行業(yè)的發(fā)展,中高功率的激光設(shè)備已經(jīng)成為市場關(guān)注的熱點(diǎn)。國內(nèi)的激光設(shè)備廠商也在爭相推出更高功率、更快速度和更強(qiáng)加工能力的激光設(shè)備。不難預(yù)測,隨著激光器成本的進(jìn)一步降低,1萬瓦級的激光設(shè)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(shè)備也將開始進(jìn)入市場。2)三維柔性制造隨著激光技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和材料學(xué)的不斷發(fā)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(lǐng)域。三維切割、焊接目前三維激光加工系統(tǒng)已普遍應(yīng)用于三維管材加工行業(yè),極大的提升了管材加工的效率。將來三維五軸并結(jié)合其他功能的激光加工系統(tǒng)也將被應(yīng)用
33、于汽車、輪船、高鐵、甚至航空航天設(shè)備的主機(jī)加工。激光熔覆高速激光熔覆技術(shù)比傳統(tǒng)熔覆技術(shù)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(jié)、定型的一種增材制造方式。該加工方式為構(gòu)建具有自由形狀和復(fù)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(lǐng)域替代傳統(tǒng)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(jī)的發(fā)展,越來越多的柔性屏、柔性電路等脆薄性材料被廣泛應(yīng)用于手機(jī)和智能終端的制造。脆薄性材料目前普遍采用傳統(tǒng)的機(jī)床磨削加工,該加工方式效率較低,污染情況較重,材料消耗偏大,產(chǎn)品良品率低,同時需要大
34、量人員進(jìn)行操作。隨著皮秒、飛秒等超快激光器的技術(shù)發(fā)展和成本降低,激光加工將逐漸替代傳統(tǒng)加工工藝,被用于脆性材料的加工。預(yù)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(yè)復(fù)雜,精度要求極高。我國目前正大力發(fā)展芯片技術(shù),而芯片制造最關(guān)鍵的加工工具就是激光。荷蘭AdvancedSemiconductorMaterialLithography公司掌握了最先進(jìn)的極紫外激光光刻技術(shù),其制造的光刻機(jī)是英特爾、三星、臺積電等芯片制造商生產(chǎn)7nm芯片的關(guān)鍵設(shè)備。發(fā)展超快激光精密微納加工設(shè)備將成為我國未來芯片制造行業(yè)加工能力發(fā)展的關(guān)鍵。2、激光切割設(shè)備行
35、業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(1)激光切割技術(shù)簡介激光切割是利用激光束高功率密度的性質(zhì),將激光匯聚到很小的光點(diǎn)上,將材料快速加熱,使其達(dá)到沸點(diǎn)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(shù)可廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中,相比于傳統(tǒng)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(yīng)性和靈活性,可提升加工效率,降低加工成本,提高工件質(zhì)量。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,激光切割被廣泛應(yīng)用于金屬、塑料、玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體以及紡織品、木材和紙質(zhì)等材料加工,在各大重工業(yè)輕工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷普及。激光切割規(guī)模占工業(yè)激光加工總規(guī)模的40%以上,是激光加工行業(yè)中最重要
36、的一項應(yīng)用技術(shù)之一。(2)國內(nèi)激光切割設(shè)備市場現(xiàn)狀中國制造業(yè)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)工業(yè)制造技術(shù)的更新升級,帶動了激光切割成套設(shè)備的銷售,激光切割設(shè)備正逐步取代傳統(tǒng)機(jī)床加工,被應(yīng)用在更廣泛的領(lǐng)域。2017年,各個行業(yè)對激光切割設(shè)備的需求也在不斷的提高,中低功率激光切割設(shè)備銷售數(shù)量增長迅猛,較2016年增長了近60%,達(dá)到22,500臺,預(yù)計2018年銷量有望達(dá)到28,000臺;高功率激光切割設(shè)備銷售數(shù)量仍將處于強(qiáng)勁增長態(tài)勢,預(yù)計2018年銷量將增長至6000臺。2017年中國激光設(shè)備市場銷售總規(guī)模超過442億元,其中激光切割設(shè)備銷售規(guī)模為203億元,占激光設(shè)備市場總規(guī)模的46%,較2016年增長23%
37、。中低功率激光切割設(shè)備市場銷售規(guī)模近年來一直保持較高的增長速度,目前也已實(shí)現(xiàn)了較高的國產(chǎn)化率。大功率激光切割設(shè)備相比于中低功率激光切割設(shè)備單價較高,市場增幅相對較低。近幾年,國產(chǎn)激光切割機(jī)技術(shù)有了突破性的發(fā)展,并朝著更高功率、更高精度、更大幅面的方向挺進(jìn)。在中國智能制造大背景下,工業(yè)領(lǐng)域都呈現(xiàn)從傳統(tǒng)加工向高端制造轉(zhuǎn)型的態(tài)勢,中國激光切割領(lǐng)域市場規(guī)模保持了較高速增長。(3)國內(nèi)市場規(guī)模預(yù)測根據(jù)IndustryPerspective預(yù)測,對激光切割的需求還將保持較高速度增長,預(yù)計到2023年,中國激光切割設(shè)備總體市場規(guī)模達(dá)403.69億元。(4)激光切割設(shè)備未來發(fā)展趨勢1)向更高功率、更快速度、更
38、高精度發(fā)展隨著激光行業(yè)的發(fā)展,中高功率的激光設(shè)備已經(jīng)成為市場關(guān)注的熱點(diǎn)。長期以來,激光切割設(shè)備不斷挑戰(zhàn)更高功率,更快速度和更強(qiáng)的加工能力。未來相當(dāng)長一段時間這個趨勢仍將延續(xù),更高功率的激光器,智能化的運(yùn)動控制系統(tǒng)、先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、新型的傳感器將為激光切割設(shè)備向更高功率、更快速度、更高精度的方向發(fā)展提供技術(shù)保障。2)向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展為保證激光加工的高效與準(zhǔn)確,激光切割設(shè)備需要具備對切割流程進(jìn)行分析、判斷、推理以及決策的能力,從而實(shí)現(xiàn)制造設(shè)備各個部分的智能化,逐漸實(shí)現(xiàn)智能制造。未來將逐步將計算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計、計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計、計算機(jī)輔助數(shù)控編程、人工智能等技術(shù)運(yùn)用于激光加工設(shè)備,推
39、出高度智能化的多功能激光加工設(shè)備。3)激光切割正向著柔性化方向發(fā)展為了適應(yīng)下游用戶對產(chǎn)品的個性化需求,及時對供應(yīng)鏈的變化做出反應(yīng),實(shí)現(xiàn)以消費(fèi)者為導(dǎo)向的柔性化加工,激光切割設(shè)備需要具備多功能和高適應(yīng)性,具有隨產(chǎn)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(yīng)的工藝流程的能力、隨新需求的產(chǎn)生而擴(kuò)展系統(tǒng)模塊的能力。3、運(yùn)動控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(1)運(yùn)動控制系統(tǒng)概述運(yùn)動控制技術(shù)的發(fā)展起源于工業(yè)革命后對蒸汽機(jī)、電動機(jī)等各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行精確控制的想法,隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展,需要同時控制多臺電機(jī),進(jìn)行互動式精確加工。早期運(yùn)動控制主要用于數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域,對應(yīng)的數(shù)控裝置被稱為數(shù)控系統(tǒng)。如今運(yùn)動控制系統(tǒng)已廣
40、泛應(yīng)用于裝備制造、印刷、包裝、紡織、半導(dǎo)體制造、自動化生產(chǎn)線等。作為各類設(shè)備的大腦,運(yùn)動控制系統(tǒng)決定了設(shè)備的精度、效率,是不同品牌設(shè)備形成差異化的重要環(huán)節(jié)。運(yùn)動控制系統(tǒng)是自動化機(jī)械的核心。其功能是根據(jù)控制程序,經(jīng)計算機(jī)處理后,實(shí)時控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作。運(yùn)動控制系統(tǒng)一般由控制器、功率放大器與變換裝置、電動機(jī)、負(fù)載,及相關(guān)的傳感器等部件組成。控制器下達(dá)指令后,驅(qū)動器將其轉(zhuǎn)化為能夠運(yùn)行電機(jī)的電流,驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn),帶動工作機(jī)械運(yùn)行,同時,電機(jī)上的傳感器經(jīng)過信號處理將電機(jī)的實(shí)時信息反饋給控制器,控制器進(jìn)行實(shí)時調(diào)整,從而保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。早期的運(yùn)動控制系統(tǒng)由數(shù)字邏輯電路構(gòu)成,隨著微電子和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展
41、,現(xiàn)在已經(jīng)被計算機(jī)軟件取代。相比于硬件電路,計算機(jī)軟件具有巨大的靈活性,可以實(shí)現(xiàn)邏輯電路難以表達(dá)的復(fù)雜控制算法,從而使運(yùn)動控制系統(tǒng)性能有了質(zhì)的飛躍。另外,運(yùn)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(jī)械具有真正的柔性。得益于現(xiàn)代控制理論、微電子學(xué)、計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,運(yùn)動控制系統(tǒng)不斷吸收相關(guān)理論創(chuàng)新成果與先進(jìn)的技術(shù)手段,從而成為工業(yè)自動化產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域。運(yùn)動控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分集成,硬件即工業(yè)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;基于硬件的架構(gòu),將軟件算法集成其中,形成最終的運(yùn)動控
42、制器。硬件的質(zhì)量、結(jié)構(gòu),算法的優(yōu)劣,共同決定了運(yùn)動控制系統(tǒng)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(yùn)動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。運(yùn)動控制系統(tǒng)行業(yè)的上游包括各類電子元器件生產(chǎn)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(yùn)動控制器、伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)等;下游為工業(yè)機(jī)器人、半導(dǎo)體、機(jī)床等行業(yè)。(2)運(yùn)動控制行業(yè)總體發(fā)展概況1)全球運(yùn)動控制系統(tǒng)發(fā)展情況及市場規(guī)模根據(jù)IHS統(tǒng)計數(shù)據(jù),2017年全球運(yùn)動控制系統(tǒng)市場總規(guī)模達(dá)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(jù)總體市場的65%。2017年至2021年,全球運(yùn)動控制市場規(guī)模預(yù)計將保持4.4%的復(fù)合增長率
43、,2021年將超過134億美元。2)我國運(yùn)動控制系統(tǒng)發(fā)展情況及市場規(guī)模2016年我國運(yùn)動控制市場規(guī)模達(dá)到62.46億元,同比增長8.7%,預(yù)計到2020年市場規(guī)模將接近90億元。目前運(yùn)動控制器主要分為三類:PC-Based運(yùn)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(jù)伺服與運(yùn)動控制和睿工業(yè)數(shù)據(jù)測算,細(xì)分到具體產(chǎn)品中,目前我國三種類型的控制器比例大致相同,2016年P(guān)C-Based運(yùn)動控制器、專用控制器、PLC控制器占比分別為32%、39%、29%。PC-Based運(yùn)動控制器產(chǎn)品下游運(yùn)用最為廣泛,包括工業(yè)機(jī)器人、半導(dǎo)體、包裝機(jī)械等。根據(jù)睿工業(yè)測算,2017年我國PC
44、-Based運(yùn)動控制器市場規(guī)模達(dá)22.8億元,預(yù)計到2020年,市場規(guī)模將超過32.63億元,4年復(fù)合增長率13.3%,是三類運(yùn)動控制器中增速最快的一類。在一些行業(yè)中,PC-Based或?qū)S每刂破髡鸩教娲鶳LC,如PC-Based控制器在雕刻機(jī)、半導(dǎo)體、物流、激光加工行業(yè)增長較快;專用控制器在傳統(tǒng)切削機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展較快。預(yù)計到2020年,PC-Based控制器、專用控制器、PLC用于運(yùn)動控制的比重分別達(dá)到59%(+13%)、92%(+9%)、27%(-7%),PC-Based控制器用于運(yùn)動控制的比例顯著提升。從通信協(xié)議來看,PC-Based運(yùn)動控制器可分為脈沖型與總線型。目前市場以
45、脈沖型為主,總線型主要用于機(jī)器人、半導(dǎo)體和激光等高端制造行業(yè),占比較小。隨著制造升級,未來總線型運(yùn)用將更加廣泛。根據(jù)睿工業(yè)測算,2020年P(guān)C-Based總線型運(yùn)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(yùn)動控制產(chǎn)品。總線型運(yùn)動控制器中,EtherCAT通信協(xié)議運(yùn)用最廣,2016年EtherCAT通信協(xié)議已經(jīng)達(dá)到34.6%,憑借EtherCAT通信協(xié)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(jù)市場過半的份額。(3)運(yùn)動控制行業(yè)技術(shù)特點(diǎn)發(fā)展趨勢1)行業(yè)技術(shù)特點(diǎn)高可靠性運(yùn)動控制系統(tǒng)是激光切割設(shè)備、自動化生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)鍵功能部件,而激光切割設(shè)備、自動化生
46、產(chǎn)設(shè)備往往也是所在車間乃至工廠的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備。如該類設(shè)備發(fā)生故障,輕則影響生產(chǎn)進(jìn)度,重則可能造成設(shè)備永久損壞或者被加工零部件的報廢,對生產(chǎn)企業(yè)造成巨大損失。高可靠性是指產(chǎn)品可在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)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(fā)強(qiáng)大,設(shè)計更加復(fù)雜,軟件的可靠性主要體現(xiàn)在其容錯能力上。當(dāng)軟件故障出現(xiàn)時,該軟件需要具備對自我參數(shù)進(jìn)行修正,使得整個系統(tǒng)重新恢復(fù)正常運(yùn)行的能力。在硬件方面,為了提高可靠性,需要采用經(jīng)過測試并嚴(yán)格篩選的優(yōu)質(zhì)元器件;設(shè)備的組裝過程中也有應(yīng)有嚴(yán)格的質(zhì)量控制程序,以確保設(shè)備長期使用時的高穩(wěn)定性和高可靠性。實(shí)時性運(yùn)動控制軟件是實(shí)時計算領(lǐng)域的典型
47、應(yīng)用。實(shí)時性作為運(yùn)動控制系統(tǒng)的一項重要性能指標(biāo),主要體現(xiàn)在系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的處理并及時作出響應(yīng),這對設(shè)備間實(shí)時通信同步精度以及系統(tǒng)中的任務(wù)執(zhí)行效率提出了新的要求:首先是系統(tǒng)中控制裝置與現(xiàn)場設(shè)備之間實(shí)時通信的同步性。運(yùn)動控制系統(tǒng)作為強(qiáng)實(shí)時控制系統(tǒng),對時間的滯后性相當(dāng)敏感,并且在系統(tǒng)運(yùn)行過程中,控制裝置持續(xù)不斷地向現(xiàn)場設(shè)備傳輸控制指令與數(shù)據(jù),主機(jī)與伺服驅(qū)動執(zhí)行命令和狀態(tài)反饋必須在同一個時刻進(jìn)行,因此為了使得數(shù)據(jù)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(tǒng)對實(shí)時通信的精度要求。另一方面,為了實(shí)現(xiàn)高速高精的發(fā)展目標(biāo),系統(tǒng)需要具備快速有效地對復(fù)雜龐大的操作任務(wù)進(jìn)行實(shí)時處理的能力。2)產(chǎn)
48、品及技術(shù)趨勢向開放性、靈活性、易用性并重的方向發(fā)展開放性代表系統(tǒng)要遵循較為通用的標(biāo)準(zhǔn),對外接口采用通用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。靈活性意指系統(tǒng)要能適應(yīng)各種復(fù)雜工藝要求的能力。易用性表示系統(tǒng)需具備人機(jī)交互的友好性及簡便性。未來控制系統(tǒng)發(fā)展的核心需求之一為實(shí)現(xiàn)開放性、靈活性、易用性的統(tǒng)一。這其中最核心的問題是對動作控制的理解程度。傳統(tǒng)PLC廠家以動作過程為主要目標(biāo),封裝各類標(biāo)準(zhǔn)化的功能塊,但組合過后總體缺少靈活性。專業(yè)運(yùn)動控制器雖然有較好的靈活性,但其編程組態(tài)方式缺乏遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),使用操作難度較大。新一代控制器應(yīng)該將二者進(jìn)行有機(jī)融合,既對控制系統(tǒng)的功能進(jìn)行提升,也降低用戶的操作難度。網(wǎng)絡(luò)化程度日益加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)化主要
49、指的是控制器與伺服驅(qū)動器之間的連接形式。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備采用的伺服數(shù)量有限,往往采用一對一直連的方式連接運(yùn)動控制器和伺服。直連方式最大的問題在于布線復(fù)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(qū)動廠家紛紛推出高速總線用以連接伺服驅(qū)動器及運(yùn)動控制器,網(wǎng)絡(luò)化趨勢明顯。采用高速總線后,運(yùn)動控制器和伺服驅(qū)動器之間除了常規(guī)的控制命令及反饋信息傳遞外,還可以根據(jù)需要實(shí)時調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動器的各類參數(shù),從而實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜靈活的控制要求。可靠性要求不斷提高可靠性對于運(yùn)動控制器來說,同樣是一項基本核心要求。機(jī)器設(shè)備能夠長期、穩(wěn)定地可靠運(yùn)行是所有用戶的最基本要求。目前運(yùn)動控制系統(tǒng)大多采用板卡及工
50、控機(jī)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(wěn)定性的總線系統(tǒng)。當(dāng)前和今后一個時期,我們?nèi)蕴幱诳梢源笥凶鳛榈闹匾獞?zhàn)略機(jī)遇期。經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢不會改變,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓄勢待發(fā),為我市對接國際高端產(chǎn)業(yè)、推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展提供了難得機(jī)遇;“一帶一路”、長江經(jīng)濟(jì)帶等一系列國家戰(zhàn)略實(shí)施,長三角區(qū)域發(fā)展一體化進(jìn)程加速,為我們?nèi)谌肴轿婚_放格局、更大范圍參與地區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展打開了新的窗口;經(jīng)歷“十二五”發(fā)展,常州站在了新的歷史起點(diǎn),發(fā)展基礎(chǔ)更為扎實(shí)、發(fā)展優(yōu)勢更為彰顯,新的增長動力正在加速形成,蘇南國家自主創(chuàng)新示范區(qū)建設(shè)、產(chǎn)城融合綜合改革試點(diǎn)機(jī)遇疊加,這些都為“十三五”發(fā)展提供了有利
51、環(huán)境和條件。在看到機(jī)遇的同時必須清醒認(rèn)識到,我們還處于全面深化改革的攻堅期、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級的決戰(zhàn)期,常州總體發(fā)展環(huán)境、發(fā)展條件和發(fā)展動力已經(jīng)并將繼續(xù)發(fā)生深刻變化,諸多矛盾的疊加要求我們統(tǒng)籌化解,風(fēng)險隱患的增多需要我們未雨綢繆。當(dāng)前世界經(jīng)濟(jì)仍在深度調(diào)整,市場需求復(fù)蘇乏力,新興經(jīng)濟(jì)體增長普遍放緩,發(fā)展的國際環(huán)境更具復(fù)雜性和不確定性。“三期疊加”的經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下,常州自身存在的發(fā)展不平衡、不協(xié)調(diào)、不可持續(xù)的問題較為突出。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng),新興產(chǎn)業(yè)尚在培育,穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)、增效益的壓力并存。我們必須準(zhǔn)確把握戰(zhàn)略機(jī)遇期內(nèi)涵的深刻變化,準(zhǔn)確把握國際國內(nèi)發(fā)展的基本趨勢,準(zhǔn)確把握常州發(fā)展的階段性特征,增強(qiáng)機(jī)遇意識
52、、憂患意識,堅持問題導(dǎo)向、民意導(dǎo)向,以改革的辦法解決前進(jìn)中的新問題,以創(chuàng)新的思路探索發(fā)展的新路徑。第三章 行業(yè)發(fā)展及市場分析一、行業(yè)基本情況1、有利因素(1)國家政策鼓勵激光行業(yè)一直是我國重點(diǎn)鼓勵和大力支持發(fā)展的行業(yè),享受多項政策優(yōu)惠。國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)將激光技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展的八項前沿技術(shù)之一,并在科技投入、金融、稅收等方面提供支持。“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃、國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計劃(2015-2016年)等國家政策、發(fā)展規(guī)劃均強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)支持激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為提升我國制造業(yè)競爭力,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,國家提出了要加快
53、制造業(yè)綠色改造升級,加快應(yīng)用清潔高效鑄造、鍛壓、焊接、表面處理、切削等加工工藝,實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)的戰(zhàn)略。激光技術(shù)在制造加工工藝方面高效、清潔的獨(dú)特優(yōu)勢,將助力國家推動綠色生產(chǎn),必將受益于國家產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。(2)國家深入推廣激光技術(shù)從全球激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程看,發(fā)達(dá)國家在汽車、機(jī)械、電子、航空、冶金等領(lǐng)域推廣使用激光加工技術(shù),已基本完成激光技術(shù)對傳統(tǒng)加工技術(shù)的替代,進(jìn)入“光加工”時代。經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展,我國激光產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模,形成數(shù)個激光產(chǎn)業(yè)集群,但市場滲透率與發(fā)達(dá)國家相比還存在較大差距,尤其是在大功率激光技術(shù)應(yīng)用方面。在國家產(chǎn)業(yè)政策的推動下,汽車制造、機(jī)械加工、航空航天、船舶等領(lǐng)域有望大面積推廣使
54、用激光技術(shù)。下游應(yīng)用領(lǐng)域的拓展將進(jìn)一步促進(jìn)我國激光產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。(3)日益成熟的配套產(chǎn)業(yè)為激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有效的支撐華中地區(qū)、珠三角地區(qū)、長三角地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)逐步發(fā)展成為全球重要的激光產(chǎn)業(yè)基地,分布大量激光企業(yè)、激光研究機(jī)構(gòu)和應(yīng)用工廠,逐步形成激光基礎(chǔ)材料、激光光學(xué)器件、激光器、激光器配套件、激光應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)、公共服務(wù)平臺等環(huán)節(jié)構(gòu)成的較完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。日益成熟的產(chǎn)業(yè)配套體系為我國激光器行業(yè)發(fā)展提供了原材料和市場支撐,有利于行業(yè)健康發(fā)展。(4)新興領(lǐng)域的快速發(fā)展激光加工技術(shù)是一種應(yīng)用定向能量進(jìn)行非接觸加工的新型加工技術(shù),與傳統(tǒng)接觸式加工方式有本質(zhì)區(qū)別,可與其他眾多技術(shù)融合、孕育出新興技
55、術(shù)和產(chǎn)業(yè),將對許多傳統(tǒng)加工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大沖擊。將激光技術(shù)、自動化技術(shù)、人工智能技術(shù)等有效結(jié)合而成的3D打印技術(shù)就是其中之一,作為一種全新的制造技術(shù)其應(yīng)用優(yōu)勢突出,尤其是在零部件結(jié)構(gòu)高度復(fù)雜的尖端科技領(lǐng)域,比如航空發(fā)動機(jī)、火箭飛行器、汽車發(fā)動機(jī)等的制造。隨著3D打印材料和打印設(shè)備價格的下降,3D打印市場有望迅速擴(kuò)展,成為重要的加工手段。未來隨著皮秒、飛秒激光技術(shù)的逐步成熟和產(chǎn)業(yè)化,激光將更廣泛地應(yīng)用于藍(lán)寶石、特種玻璃、陶瓷等脆性材料的精密加工,支撐半導(dǎo)體、消費(fèi)電子等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和升級。2、不利因素(1)研發(fā)周期長、需要大量的運(yùn)轉(zhuǎn)資金激光行業(yè)技術(shù)更新快,市場競爭激烈。為保持自身技術(shù)的先進(jìn)性、獨(dú)占性,行
56、業(yè)內(nèi)企業(yè)需要在技術(shù)研發(fā)方面投入大量資金,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有激光產(chǎn)品升級和新產(chǎn)品開發(fā),從而滿足客戶需求。同時,一款新激光產(chǎn)品從研發(fā)到規(guī)模化生產(chǎn)通常需要經(jīng)歷較長的周期,這需要企業(yè)擁有大量運(yùn)轉(zhuǎn)資金的能力。(2)與國外知名企業(yè)相比尚有一定差距隨著近年來激光行業(yè)的快速發(fā)展,國內(nèi)激光企業(yè)發(fā)展較快,生產(chǎn)的激光產(chǎn)品在質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性等方面得到了很大的提升。但國內(nèi)行業(yè)整體起步較晚,相關(guān)企業(yè)規(guī)模偏小,在技術(shù)積累和資金實(shí)力方面和國外龍頭企業(yè)相比尚有一定差距,整體實(shí)力仍有待進(jìn)一步提高。(3)缺乏高端人才目前我國高端光纖激光技術(shù)人才相對缺乏。激光產(chǎn)品是光、電、機(jī)械、計算機(jī)、材料等多學(xué)科領(lǐng)域知識的交叉融合,產(chǎn)品精密度高,行業(yè)技術(shù)更新速度快,要求行業(yè)技術(shù)人員既掌握相關(guān)理論知識,又具備較高應(yīng)用開發(fā)能力。目前國內(nèi)高校培養(yǎng)的激光專業(yè)技術(shù)人才數(shù)量有限,應(yīng)用研究能力較弱,不能很好滿足行業(yè)快速發(fā)展的需要,存在較大人才缺口。專業(yè)人才的缺乏在一定程度上制約了我國激光技術(shù)和激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。二、市場分析1、技術(shù)特點(diǎn)與發(fā)展趨勢中低功率的激光加工設(shè)備的應(yīng)用行業(yè)非常廣,受眾人群較多,且操作人員受教育的程度和學(xué)歷相對較低。因此要求控制系統(tǒng)功能多,學(xué)習(xí)成本低,且簡單易用。若控制系統(tǒng)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(tǒng)反復(fù)切換,達(dá)到簡化操作,提升效率的目的。中低功率的激光加工設(shè)備制造商對控制
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