0410康宜華-高端裝備協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園立項報告

高端制造裝備協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園工程立項報告華中科技大學(xué)制造裝備數(shù)字化國家工程研究中心華工制造裝備數(shù)字化國家工程中心有限公司二〇一二年四月八日目錄總論?????????????????????1（一）制造業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求迫切 ????????????1（二）高端制造裝備與技術(shù)為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了發(fā)展良 ????1（三）建立高端制造裝備與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園意義重大 ????2二、承建單位基本情況 ???????????????3三、方案及建設(shè)規(guī)模????????????????4（一）高速曲軸磨床及其附件 ????????????????4（二）高速高精電磁無損檢測裝備及其附件 ??????????4（三）圓錐滾子軸承全自動數(shù)字化裝配線 ???????????4（四）高精度制造計量、測量器具與儀器 ???????????6（五）工業(yè)用裝配、測量特種機械手和機器人 ?????????10四、工程方案??????????????????? 10（一）總圖???????????????????????? 10（二）輔助工程?????????????????????? 121/20五、環(huán)境保護與勞動安全 ?????????????? 12（一）建設(shè)地區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀 ????????????????? 12（二）項目主要污染源和污染物 ??????????????? 12（三）項目擬采用環(huán)境保護方案 ??????????????? 13（四）勞動保護與安全衛(wèi)生????????????????13六、投資估算與資金籌措??????????????14（一）投資估算??????????????????????14（二）資金籌措??????????????????????15七、財務(wù)、經(jīng)濟效益評價??????????????15（一）年均營業(yè)收入????????????????????15（二）年均總成本費用???????????????????16（三）年均凈利潤?????????????????????16（四）投資利潤率?????????????????????16（五）項目靜態(tài)投資回收期?????????????????16（六）項目凈現(xiàn)值?????????????????????17八、風(fēng)險因素識別及對策??????????????17（一）政策法規(guī)風(fēng)險及對策?????????????????17（二）市場風(fēng)險及對策???????????????????18（三）技術(shù)風(fēng)險及對策???????????????????18九、組織機構(gòu)及人力資源??????????????19（一）組織機構(gòu)圖?????????????????????192/20（二）勞動定員?????????????????????? 20十、項目實施進度????????????????? 20一、結(jié)論???????????????????? 21附圖研發(fā)生產(chǎn)中心平面示意圖 ??????????????? 21高端制造裝備協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園工程立項報告一、總論數(shù)字化裝備協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園以制造業(yè)高端數(shù)字化裝備的生產(chǎn)、研發(fā)、聯(lián)合為目標(biāo)，面向協(xié)同生產(chǎn)、研發(fā)，構(gòu)建高端設(shè)備制造的技術(shù)創(chuàng)新、新產(chǎn)品開發(fā)、服務(wù)變革的新模式，在人才隊伍建立、技術(shù)成果轉(zhuǎn)化、行業(yè)地區(qū)服務(wù)等方面形成特色式，取得標(biāo)志性的系列成果。（一）制造業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求迫切制造業(yè)是國家的基礎(chǔ)和戰(zhàn)略支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟和區(qū)域發(fā)展中占有重要的地位。20xx年，我國GDP達到5.88萬億美元，經(jīng)濟總量已躍居全球第二位。制造業(yè)總產(chǎn)值1.599萬億美元，占全球總量的 19.8%，居全球首位，比排名第二的美國高出19.4%，成為名副其實的全球制造大國，汽車、工程機械、家電等制造全球排名一。廣東省作為我國制造業(yè)第一大省，制造業(yè)的產(chǎn)值連續(xù)15年排名全國第一，20xx年廣東全部工業(yè)增加值達2.16萬億元，比20xx年翻了一番，年均增長14.4%，遠超過臺灣、新加坡和香港同期增量。按單獨經(jīng)濟體排位，廣東制造業(yè)增加值位列世界第7位。然而，在我國無論是國家層面還是區(qū)域?qū)用?，制造業(yè)普遍面臨“大而不強”的格局，迫切需要通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。以廣東省東莞市為例，東莞制造業(yè)發(fā)達，擁有制造企業(yè)2.1萬多家,制造業(yè)總產(chǎn)值占全市工業(yè)總產(chǎn)值的90%左右，形成了以電子信息、電氣機械、紡織服裝、家具、造紙、玩具、食品飲料、化工制品等產(chǎn)業(yè)為支柱，涉及30多個行業(yè)和6萬多種產(chǎn)品，門類齊全、配套完善的制造業(yè)體系。同時東莞制造業(yè)的進一步發(fā)展也面臨勞動力缺乏、產(chǎn)品附加值不高、競爭力不強等問題。作為制造業(yè)基礎(chǔ)的裝備制造業(yè)仍然薄弱，3/20中低端產(chǎn)品居多，高端制造裝備主要依靠進口，嚴重影響了東莞制造業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級。（二）高端制造裝備與技術(shù)為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了發(fā)展良機高端制造裝備是具有感知、分析、控制、執(zhí)行、加工功能的制造裝備，它是先進制造、信息和智能技術(shù)的集成和深度融合。高端制造裝備是實現(xiàn)智能、綠色制造的必要保障條件。由高端制造裝備進一步發(fā)展后的智能制造裝備是一個國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志，對提高裝備制造業(yè)智能化、信息化水平，實現(xiàn)制造模式的轉(zhuǎn)型升級，保障產(chǎn)業(yè)安全、改善民生、推進戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提升我國裝備制造業(yè)核心競爭力具有重要的意義。智能化是裝備發(fā)展的必然發(fā)展趨勢：當(dāng)前信息技術(shù)、傳感技術(shù)快速發(fā)展，逐步融入制造裝備和過程，裝備的智能化和制造過程的自動化，已成為必然發(fā)展趨勢。是搶占制造裝備發(fā)展制高點的重點，它將引領(lǐng)裝備制造業(yè)發(fā)展的新潮流。裝備的信息化和智能化是實現(xiàn)兩化融合的重要著力點：在傳統(tǒng)裝備中引入信息技術(shù)，嵌入傳感器、 CPU、軟件及其它信息元器件，實現(xiàn)先進制造技術(shù)與信息技術(shù)的深度融合，可使裝備的功能、性能發(fā)生重大甚至是革命性的變化，發(fā)展智能制造裝備，推進裝備的數(shù)字化、智能化以及制造過程的自動化是實現(xiàn)兩化融合的最重要著力點。發(fā)展智能制造裝備是適合國情的集成創(chuàng)新模式的具體體現(xiàn)，它有可能在一些點甚至面上取得獨創(chuàng)性的重大突破。高端制造裝備是實現(xiàn)制造水平整體提升的有效保障：發(fā)展能制造裝備，推進其在制造業(yè)中的應(yīng)用，可大大提高制造過程的自動化和智能化水平，大幅度提高生產(chǎn)效率，降低能源資源的消耗，提高產(chǎn)品技術(shù)水平和質(zhì)量。（三）建立高端制造裝備與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園意義重大因此，加快建立支持區(qū)域發(fā)展的高端制造裝備與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園意義十分重大：破解多學(xué)科交叉、創(chuàng)新鏈條銜接、產(chǎn)學(xué)研用合作的綜合性難題，走智能制造裝備自主創(chuàng)新之路，打破國外的技術(shù)封鎖和限制，確保我國的產(chǎn)業(yè)安全和國防安全；在制造裝備領(lǐng)域，培養(yǎng)和造就大量有創(chuàng)新意識、團隊精神和實踐能力的高素質(zhì)高端人才，為實現(xiàn) 20xx年躋身創(chuàng)新型國家、人才資源強國目標(biāo)4/20作出貢獻；突破我國制造裝備產(chǎn)業(yè)的技術(shù)瓶頸，用智能制造技術(shù)提升和改造傳統(tǒng)制造裝備，支撐我國高端裝戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)我國高端裝備制造業(yè)的躍升發(fā)展；創(chuàng)新發(fā)展節(jié)能、降耗、減排的智能制造共性技術(shù)，并在相關(guān)產(chǎn)業(yè)中加速推廣,才能保證我國相關(guān)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的提升，促進我國由中低端制造大國向高端制造強國轉(zhuǎn)變。二、承建單位基本情況牽頭高校華中科技大學(xué)在智能制造裝備方向上“智能化與數(shù)字化”特色鮮明，國內(nèi)影響力較大，并善于與企業(yè)合作。早在____年，就建有“智能制造技術(shù)”教育部重點實驗室，20xx年升格為國家重點實驗室。早在 ____年，就主持國家自然科學(xué)基金重點項目“智能制造技術(shù)基礎(chǔ)”，20xx年主持973項目“數(shù)字化制造基礎(chǔ)研究”，20xx年獲滾動支持。所依托的主體學(xué)科——機械工程學(xué)科是華中科技大學(xué)創(chuàng)始學(xué)科一。20xx年成為首批機械工程一級國家重點學(xué)科，擁有機械制造及其自動化、機械電子工程、機械設(shè)計及理論3個二級國家重點學(xué)科，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。建有數(shù)字制造裝備與技術(shù)國家重點實驗室、國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心、國家CAD支撐軟件工程技術(shù)研究中心、制造裝備數(shù)字化國家工程研究中心等4個國家級科研平臺，科研實力雄厚。已經(jīng)聚集了一批“院士、千人學(xué)者、長江學(xué)者、國家杰青”領(lǐng)銜的優(yōu)秀團隊，包括2名科學(xué)院院士、3名工程院院士、3名中組部千人學(xué)者、9名長江學(xué)者、5名國家杰青、12名教育部新世紀優(yōu)秀人才；擁有基金委“高性能數(shù)字制造裝備的基礎(chǔ)研究”創(chuàng)新群體和教育部“數(shù)字化設(shè)計與制造”創(chuàng)新團隊，解決重大需求的能力較強。先后研制出激光切焊一體化加工裝備、全身伽馬刀、數(shù)控曲軸磨床、重型七軸五聯(lián)動車銑復(fù)合加工機床、高性能RFID標(biāo)簽封裝裝備、系列化檢測裝備等。三、方案及建設(shè)規(guī)模5/20高端制造裝備協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園以華中科技大學(xué)、制造裝備數(shù)字化國家工程研究中心和華工制造裝備數(shù)字化國家工程中心有限公司為主體建設(shè)。采用以國家高新項目及其研究成果為核心驅(qū)動，集中高、中、低層人才和技術(shù)骨干，形成成以技術(shù)帶動產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)驅(qū)動技術(shù)、隊伍實施目標(biāo)、項目促進協(xié)同的產(chǎn)、學(xué)、研多位一體的園區(qū)模式。圍繞高端裝備的三大關(guān)鍵技術(shù)和裝備：感知、驅(qū)動、控制，布局園區(qū)的產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)新。依托學(xué)校和工程中心承擔(dān)的國家和省市重大科技項目，如“973、”“數(shù)控重大專項（04）”、“IC重大專項(02)”、“重大科學(xué)儀器專項”、“數(shù)控一代專項”等，形成基礎(chǔ)突破、應(yīng)用領(lǐng)先、服務(wù)優(yōu)越的創(chuàng)新模式。產(chǎn)品方案(一)高速曲軸磨床及其附件該產(chǎn)品技術(shù)是華中科技大學(xué)與孝感市長期合作的項目，獲得包括國家科技進步二等獎在內(nèi)的多項獎勵，20xx年產(chǎn)值已達8000萬元。進入園區(qū)后，進一步開發(fā)凸輪軸磨床、曲軸銑磨床、曲軸凸輪軸表面淬火機床、曲軸凸輪軸探傷機床、高精膛床等，形成以汽車曲軸為主線的產(chǎn)業(yè)鏈，處于行業(yè)領(lǐng)先水平，提升產(chǎn)能和服務(wù)能力。（二）高速高精電磁無損檢測裝備及其附件該產(chǎn)品技術(shù)是華中科技大學(xué)長期研究的項目，獲得包括國家發(fā)明獎在內(nèi)的多項獎勵，20xx年產(chǎn)值已達6000萬元，生產(chǎn)車間50002。進入園區(qū)后，結(jié)合電磁探傷的領(lǐng)先技術(shù)，開拓汽車行業(yè)的自動化探傷產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，研發(fā)取代曲軸凸輪軸磁粉探傷的數(shù)字化探傷機床、取代軸承鋼珠、滾子、軸承座等磁粉探傷的數(shù)字化探傷機床、汽車生產(chǎn)過程的測量和檢測設(shè)備等，保持在石油、煤礦行業(yè)領(lǐng)先水平，拓展汽車制造業(yè)的探傷設(shè)備與服務(wù)能力。提升產(chǎn)能和產(chǎn)品規(guī)模。大量出口國外設(shè)備。（三）圓錐滾子軸承全自動數(shù)字化裝配線隨著我國機械工業(yè)和汽車工業(yè)的發(fā)展，特別是中國成為世界的加工中心，國外供應(yīng)商在中國不斷地加大采購力度，對圓錐滾子軸承的產(chǎn)量和質(zhì)量都提出6/20了更高的要求。進入二十一世紀后，我國軸承制造商對軸承的自動生產(chǎn)線要求日益迫切，現(xiàn)在勞動力緊缺和勞動力成本的大幅提高進一步加劇了軸承行業(yè)自動生產(chǎn)線擴展的趨勢。全自動圓錐滾子軸承數(shù)字化裝配線，在襄陽汽車軸承股份有限公司的開發(fā)成功，成為國內(nèi)第一條全自動、數(shù)字化的圓錐滾子軸承裝配線。該裝配線為高科技產(chǎn)品，采用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、光學(xué)技術(shù)與機械技術(shù)相結(jié)合，改變了國內(nèi)傳統(tǒng)的手工裝配模式。該裝配線采用計算機數(shù)字化檢測技術(shù)，首次同時檢測了圓錐滾子軸承七項參數(shù)：漏滾子、摩擦力矩、裝配高、內(nèi)圈徑向跳動、內(nèi)圈軸向跳動、外圈徑向跳動、外圈軸向跳動。該裝配線為綠色環(huán)保產(chǎn)品，環(huán)保設(shè)計，無污染。為了擴大全自動圓錐滾子軸承數(shù)字化裝配線的銷售，全自動圓錐滾子軸承數(shù)字化裝配技術(shù)可以轉(zhuǎn)化為多種形式的產(chǎn)品，滿足不同廠家的需要，降低產(chǎn)品價格，占領(lǐng)更多的市場。該項目公司經(jīng)營目標(biāo)為：（1）全自動圓錐滾子軸承數(shù)字化裝配線，每年銷售1－2條，穩(wěn)定到每年2條以上的水平；（2）簡易自動圓錐滾子軸承裝配線，前三年每年銷售2－5條，以后穩(wěn)定到每年5條以上的水平。目前每臺全自動圓錐滾子軸承數(shù)字化裝配線市場價在360萬元人民幣以上，利潤為54萬元人民幣，利潤為15%。預(yù)計每臺簡易自動圓錐滾子軸承裝配線市場價在120萬元人民幣以上，利潤為20萬元人民幣，利潤為16.7%。1.技術(shù)成熟 圓錐滾子軸承全自動數(shù)字化裝配技術(shù)已在襄陽汽車軸承股份有限公司應(yīng)用，一條是中型圓錐滾子軸承全自動裝配線（見附件1“自動裝配線”合同）；另一條是小型圓錐滾子軸承全自動裝配線（見附件2“小自動裝配線”合同）。為襄陽汽車軸承股份有限公司打開圓錐滾子軸承國外市場，兩條裝配線貢獻巨大。因此該技術(shù)真實、有效，到達了批量生產(chǎn)地程度，是一項十分成熟的技術(shù)，也不存在開發(fā)和試制的過程，因此該技術(shù)沒有研制和開發(fā)成本。2.市場前景好目前我國滾動軸承年產(chǎn)量為80億套，其中，圓錐滾子軸承占的比重大約10%，年產(chǎn)量為8億套左右。以每條自動裝配線年裝配50萬套計7/20算，約需要1600條裝配線。由于我國勞動力成本低，目前95%為手工裝配，隨著國外供應(yīng)商在中國不斷地加大采購力度，對圓錐滾子軸承的產(chǎn)量和質(zhì)量都提出了更高的要求，以及勞動力緊缺和勞動力成本的大幅提高，加劇了軸承行業(yè)自動裝配線擴展的趨勢。我國圓錐滾子軸承磨加工自動生產(chǎn)線占產(chǎn)量的 20%以上，對圓錐滾子軸承自動裝配線的需求熱來熱迫切，預(yù)計 5年內(nèi)將占產(chǎn)量的 5%以上，需自動裝配線 80條左右，預(yù)計10年內(nèi)將占產(chǎn)量的15%以上，需自動裝配線240條左右。所以，圓錐滾子軸承自動裝配線處于發(fā)展的起步階段，市場前景良好，誰先抓住機遇，誰就會占領(lǐng)這一市場。3.主要競爭對手強在該技術(shù)之前，國內(nèi)全自動圓錐滾子軸承裝配線完全依靠進口，20xx年國內(nèi)有一家半自動手工圓錐滾子軸承裝配線。主要情況見1。表14.利潤高 該技術(shù)帶來的超額利潤見2。表2（四） 高精度制造計量、測量器具與儀器該項目已獲得20xx年國家重大科學(xué)儀器專項。也是工程中心儀器系的主攻方向，已有成熟的儀器和技術(shù)。1.目的意義隨著科學(xué)研究和先進制造技術(shù)發(fā)展，產(chǎn)品表面形貌與結(jié)構(gòu)越來越多樣化，由傳統(tǒng)工程表面，發(fā)展到越來越多科學(xué)表面，如生物表面、IC表面、MEMS表面、能源器件表面、信息存儲表面、結(jié)構(gòu)光學(xué)表面、功能表面等，由平滑表面發(fā)展到結(jié)構(gòu)性表面，由簡單幾何表面發(fā)展到自由曲面，由毫米微米尺度形貌發(fā)展到納米尺度形貌，精度要求也越來越高。8/20我國多項重大工程、國家重大專項項目的研究中，離不開高端表面形貌與結(jié)構(gòu)測量儀器。如星空探測、點火工程、同步輻射工程中，諸多超精密平面和曲面鏡面的制備，需要既有納米分辨率、又有大范圍的表面測量分析手段來進行質(zhì)量監(jiān)測和控制；在我國重大專項高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備專項中，迫切需要大范圍、高精度自由曲面綜合測量、分析系統(tǒng)，以用于精密加工工藝分析；在極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝專項中，要求能對微結(jié)構(gòu)和微納形貌進行測量分析的的儀器系統(tǒng)。另外有如MEMS、光伏器件、通訊器件、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究中，也面臨多樣的表面形貌測量分析需要。本項目針對我國重大工程和重大專項研究及先進制造科研領(lǐng)域多樣化表面形貌測量、分析和評定不斷提高的現(xiàn)實需要，及我國表面輪廓測量儀器產(chǎn)品處于低水平，表面形貌三維測量儀器產(chǎn)品尚處于空白的現(xiàn)狀，提出研究開發(fā)系列高端表面形貌測量儀器。系列高端表面形貌測量儀器的開發(fā)，對于滿足諸多領(lǐng)域表面形貌和結(jié)構(gòu)的測量、分析需要，具有重要意義。2.儀器開發(fā)方案及技術(shù)路線本項目擬開發(fā)高端表面形貌測量系列儀器，包括①大范圍觸針掃描表面形貌綜合測量儀；②白光干涉垂直掃描表面形貌綜合測量儀；③可溯源原子力探針掃描顯微鏡。技術(shù)路線如下：首先研究表面形貌測量系列儀器的共性技術(shù)支撐，包括基于雙正交衍射光柵干涉的共基面二維位移同步計量掃描工作臺，粗精兩級驅(qū)動大范圍垂直掃描及控制技術(shù)，多樣性表面形貌與結(jié)構(gòu)的特征提取、分析技術(shù)。其次，采用相位光柵干涉技術(shù)，研發(fā)觸針掃描位移傳感器，并基于音圈電機測力控制設(shè)計，建立微恒力觸針掃描表面形貌測量傳感器；研究邁克爾遜白光干涉技術(shù)；研究白光干涉垂直定位計量技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)大范圍觸針掃描表面形貌綜合測量儀，白光干涉垂直掃描表面形貌綜合測量儀及可溯源原子力探針掃描顯微鏡。具體各部分技術(shù)方案如下：9/20a.共性支撐技術(shù)研究①基于雙正交衍射光柵干涉的二維位移同步計量當(dāng)一束準(zhǔn)直激光束垂直入射到柵線和工作面都互相平行的兩透射正交衍射光柵，它被它們多次衍射，在柵線方向產(chǎn)生衍射干涉特征。且干涉特征周期變化對應(yīng)光柵相對移動。通過兩個光電探測器同時對兩正交方向干涉條紋分析計數(shù)，便可同時得到光柵相對位移，從而實現(xiàn)二維位移同步測量。②粗精兩級驅(qū)動大范圍垂直掃描及控制技術(shù)即通過壓電陶瓷精驅(qū)動，電機粗驅(qū)動，輔助計量系統(tǒng)和粗精耦合控制，實現(xiàn)粗精兩級掃描驅(qū)動，完成大范圍、高精度位移掃描。③邁克爾遜白光干涉顯微鏡白光干涉顯微鏡，是實現(xiàn)白光干涉垂直掃描表面形貌綜合測量和基于白光干涉的可溯源原子力掃描探針顯微鏡的基礎(chǔ)。項目方案中，采用長工作距離顯微物鏡，LED同軸光源作為光源，構(gòu)成邁克爾遜白光干涉顯微鏡。④多樣性表面形貌與結(jié)構(gòu)特征提取、分析、評定技術(shù)多樣性表面形貌與結(jié)構(gòu)特征提取、分析、評定，即建立涵蓋多種分析工具的特征分析工具箱、標(biāo)準(zhǔn)評定算法和個性化評定算法的評定工具箱，共同組成特征提取、分析、評定軟件系統(tǒng)。大范圍觸針掃描三維表面形貌綜合測量儀①相位光柵干涉觸針掃描位移傳感器相位光柵干涉觸針掃描位移傳感器是杠桿觸針掃描傳感器，采用相位光柵作為傳感元件。測針隨表面起伏上下移動，引起杠桿繞支點轉(zhuǎn)動，帶動相位光柵轉(zhuǎn)動，光電探測器探測入射到相位光柵的激光發(fā)生的衍射干涉條紋移動，得到相位光柵位移，進而得到測針起伏，從而得到表面高度分布。②基于電磁作用的測力控制10/20建立觸針掃描傳感器測量過程中的動力學(xué)模型，設(shè)計音圈電機測力控制機構(gòu)作用于測桿后端，基于動力學(xué)模型及傳感器角度位置和速度監(jiān)測，采取PID算法，控制測針測力。③大范圍觸針掃描傳感器垂直和水平定位的非線性誤差機理和動態(tài)補償模型建立相位光柵計量結(jié)果與測針橫向和水平位移非線性關(guān)系模型，基于該模型，建立對于采樣數(shù)據(jù)的動態(tài)補償模型和算法。偏振相移白光干涉表面形貌綜合測量儀偏振相移白光干涉顯微鏡基于邁克爾遜白光干涉技術(shù)。該干涉顯微鏡采用白光源實現(xiàn)白光垂直掃描測量，加入濾光片獲取單色光，采用偏振相移，實現(xiàn)相移干涉測量，得到對超精密表面垂直方向nm分辨率測量。d.可溯源原子力探針掃描顯微鏡可溯源原子力探針掃描顯微鏡利用白光干涉特征定位原理。探針隨著表面的起伏上下移動，引起懸臂梁的變形，導(dǎo)致白光干涉顯微鏡下探針懸臂上初始零級條紋中心線移動，通過條紋移動量測量，可知表面的高度變化。對于大范圍測量，需要驅(qū)動粗精兩級驅(qū)動垂直掃描及計量系統(tǒng)，使零級條紋始終處于測針懸臂上，出現(xiàn)在CCD視場范圍內(nèi)。垂直掃描機構(gòu)所處位置始終疊加到探針零級條紋對應(yīng)高度值，作為采樣點高度。3.應(yīng)用開發(fā)方案應(yīng)用開發(fā)分4個應(yīng)用任務(wù)執(zhí)行，分別對開發(fā)的系列儀器進行示范應(yīng)用和應(yīng)用開發(fā)：a.表面微結(jié)構(gòu)測量與工藝分析采用項目研發(fā)的表面形貌綜合測量儀，對武漢光電國家實驗室 (籌)開展的MEMS、半導(dǎo)體照明、光通訊、光伏發(fā)電、 IC等領(lǐng)域器件研究或制備中的微結(jié)構(gòu)11/20和微形貌特征進行測量，以進行相關(guān)樣件特征分析和功能、工藝分析，同時通過應(yīng)用，為開發(fā)儀器的改進完善提供建議和方案。b.光刻加工晶元表面形貌和結(jié)構(gòu)測量與工藝分析采用項目研發(fā)的可溯源原子力探針掃描顯微鏡，對上海微電子裝備有限公司光刻工藝硅片進行高分辨率檢測和分析，提出影響光刻關(guān)鍵尺寸的工藝參數(shù)。同時，通過該顯微鏡的試用，不斷發(fā)現(xiàn)其功能和性能不足，以便于改進、完善。c.五軸數(shù)控銑床自由曲面精密加工工藝分析應(yīng)用項目研發(fā)的大范圍觸針表面形貌綜合測量儀，在華中科技大學(xué)數(shù)控工程中心數(shù)控專項項目中，對五軸聯(lián)動數(shù)控自由曲面加工表面進行測量與分析，解決其工藝分析和優(yōu)化問題，提出多自由度數(shù)控銑削加工的表面質(zhì)量表征參數(shù)系列和工藝參數(shù)系列。同時通過試驗應(yīng)用，對儀器功能和性能進行測試，提出改進、完善措施。d.鋼板毛化表面紋理形貌的測量與加工工藝分析應(yīng)用大范圍觸針掃描三維表面形貌綜合測量儀，測量不同加工工藝得到的鋼板毛化表面形貌三維數(shù)據(jù)，依據(jù)表面區(qū)域分析，找出表征鋼板表面質(zhì)量的參數(shù)系列，作為評定鋼板毛化表面的功能參數(shù)，并建立功能參數(shù)與鋼板表面性能的關(guān)系模型。不斷改變加工工藝，對得到的毛化表面進行測量，予以功能參數(shù)及表面質(zhì)量評價，以幫助實現(xiàn)鋼板毛化表面加工的工藝質(zhì)量控制。應(yīng)用中，同時對儀器使用性能進行功能和特性進行評價和分析，提出改進、完善建議。（五） 工業(yè)裝配、測量特種機械手和機器人作為單元的執(zhí)行部件，該項目為園區(qū)發(fā)展的主攻方向，以軸承行業(yè)鍛打、熱處理抓取機器人、全自動化曲軸、凸輪軸加工過程中的機械手為行業(yè)突破口，在機構(gòu)、控制、測量等方面協(xié)同和集成創(chuàng)造，形成新的產(chǎn)業(yè)特點。四、工程方案（一）總圖12/20擬建生產(chǎn)線區(qū)平面示意圖見附圖。研發(fā)及廠房（占地50%約100畝）；綠化區(qū)域（占地30%約60畝）；辦公區(qū)（占地5%約10畝）；宿舍及餐飲休閑區(qū)（占地7.5%約15畝）；庫房及其他（占地7.5%約15畝）（二）輔助工程輔助工程包括水、電、道路、污水處理等。五、環(huán)境保護與勞動安全（一）建設(shè)地區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀孝感經(jīng)濟開發(fā)區(qū)創(chuàng)立于 ____年，屬省級開發(fā)區(qū);____年經(jīng)湖北省人民政府批準(zhǔn)，在開發(fā)區(qū)內(nèi)成立省級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。20xx年開發(fā)區(qū)名稱規(guī)范為孝感經(jīng)濟開發(fā)區(qū)（高新區(qū)），總體規(guī)劃面積80平方公里。孝感位于華中湖北省東北部,緊鄰武漢,市區(qū)距武漢市中心60公里,屬武漢城市經(jīng)濟圈第一圈城市。孝感高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)是湖北省人民政府批準(zhǔn)建立的省級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū),與孝感市區(qū)連為一體。高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)設(shè)有建成區(qū)、孝天工業(yè)園和六合工業(yè)園三個工業(yè)園。孝感高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)生產(chǎn)要素較為齊全，主要體現(xiàn)：1.電力供應(yīng)充沛。開發(fā)區(qū)處在華中電網(wǎng)負荷中心，供電負荷能力 20萬，形成雙回路供電網(wǎng)絡(luò)。2.水源供應(yīng)充足。開發(fā)區(qū)有自來水廠2座，日供水能力約達30萬噸。3.通訊裝備先進。4.城市功能完備。5.人力資源豐富。6.創(chuàng)新能力突出。開發(fā)區(qū)企業(yè)研發(fā)人員占到全市的56.1%以上。企業(yè)創(chuàng)新載體形成體系，開發(fā)區(qū)有國家火炬計劃重點高新技術(shù)企業(yè)1家，省級高新技術(shù)企業(yè)19家。7.金融體系健全。孝感城區(qū)擁有國有和民營銀行機構(gòu)30多家、保險機構(gòu)8家，網(wǎng)點遍布城區(qū)，服務(wù)快捷方便。（二）項目主要污染源和污染物本項目為面向高速、高精制造過程的多種型號的高端數(shù)字化裝備研發(fā)生產(chǎn)工程，是實現(xiàn)各種制造過程自動化、智能化、精益化、綠色化，帶動裝備制造業(yè)整體技術(shù)水平的提升。不存在原有污染情況。13/20市政府授權(quán)開發(fā)區(qū)對“工業(yè)園區(qū)”進行“封閉式管理”，實行“零收費”、“零干擾”、“寧靜日”制度，設(shè)立了優(yōu)化環(huán)境舉報投訴電話，制定了《20xx年孝感市優(yōu)化發(fā)展環(huán)境工作總體方案》，就理順執(zhí)法管理體制、嚴格落實實行行政執(zhí)法責(zé)任制、依法整治企業(yè)周邊環(huán)境等幾個方面制定了專題工作方案。項目主要污染物產(chǎn)生：大氣污染物：生產(chǎn)車間 -噴砂粉塵；食堂-油煙。2.水污染物：生活污水；地面沖洗水。3.固體廢物：辦公、食堂、宿舍生活垃圾；生產(chǎn)車間-機油、切割液、乳化劑、包裝材料、材料屑等4.噪音污染：高速高精設(shè)備運行、切割機等。（三）項目擬采用環(huán)境保護方案1.大氣污染：有效的控制生產(chǎn)車間粉塵，減少對空氣環(huán)境造成的污染，文明規(guī)范的生產(chǎn)作業(yè)，規(guī)范操作、合理裝卸、作業(yè)前灑水、等方案；食堂采用抽煙煙機、凈化油煙等，促使現(xiàn)場周邊一定范圍內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量得到進一步改善。2.固體污染：車間作業(yè)過程中，產(chǎn)生的固體垃圾等，須進行集中推放，分類管理，及時清運，以減少對周圍環(huán)境的影響。3.噪音污染：施工噪音主要來源于設(shè)備運行及運輸車輛交通的噪音。無大型挖掘機、推土機等噪音。4.綠化方案：項目空地處，多種植樹木、花草，起到防塵、綠化的功效，營造綠色生態(tài)景觀環(huán)境。（四）勞動保護與安全衛(wèi)生根據(jù)《中華人民共和國憲法》有關(guān)規(guī)定和 “安全一、預(yù)防為主”的方針，本項目建立良好的生產(chǎn)秩序，以保障勞動者的利益，以確保安全生產(chǎn)。14/201.員工上崗前接受安全生產(chǎn)培訓(xùn)，特殊工種具備上崗資格，方可上崗工作。2.由于本項目屬于生產(chǎn)加工作業(yè)，在人身保護措施上，必定配備工業(yè)安全帽、工作服、防護手套及保潔護膚用品等。3.為保證員工身體健康，公司提供從事食堂，全體員工每年進行一次體檢。六、投資估算與資金籌措（一）投資估算5億元人民幣，其中新增設(shè)備占 30%；基礎(chǔ)建設(shè)占 40%；人才和技術(shù)引進占15%；流動資金占15%。表3 總投資估算表 （單位：萬元）（二）資金籌措本項目總投資金額為 50,000萬元人民幣，資金自籌。七、財務(wù)、經(jīng)濟效益評價指標(biāo)計算過程（總投資金額按 5億元計算）：（一）年均營業(yè)收入1.高速磨床及其附件年產(chǎn)銷 300臺（套），平均單價 100萬元/套，年收入30,000萬元；2.高速高精電磁無損檢測裝備及其附件年產(chǎn)銷200臺（套），平均單價150萬元/套，年收入30,000萬元；3.高精軸承測量、檢測、裝配一體化生產(chǎn)線年產(chǎn)銷200條，平均單價150萬元/套，年收入30,000萬元；4.高精度制造計量、測量器具與儀器年產(chǎn)銷1,000臺（套），平均單價5萬元/套，年收入5,000萬元；15/20工業(yè)用裝配、測量特種機械手年產(chǎn)銷2,000臺（套），平均單價5萬元/套，年收入10,000萬元；以上五項合計 105,000.00萬元。（二）年均總成本費用（ 60%）1.高速磨床及其附件按40%毛利率折算平均成本 60萬元/臺，年成本總額 18,000.00萬元；高速高精電磁無損檢測裝備及其附件按40%毛利率折算平均成本 120萬元/臺，年成本費用總額 18，000.00萬元；高精軸承測量、檢測、裝配一體化生產(chǎn)線按40%毛利率折算平均成本 90萬元/臺，年成本費用總額 18，000.00萬元；高精度制造計量、測量器具與儀器按40%毛利率折算平均成本 3萬元/臺，年成本費用總額 3，000.00萬元；工業(yè)用裝配、測量特種機械手和機器人按40%毛利率折算平均成本 3萬元/臺，年成本費用總額 6，000.00萬元；6.稅收概算（15%）105,000.00 ×0.15=15,750萬.00元以上六項合計為 78,750.00萬元。（三）年均凈利潤（25%）105,000.00-63,000.00-15,750=26,250.00萬元。（四）投資利潤率＝（年平均利潤額 ÷投資總額）×100%＝（26，250.00÷50,000.）00×100%＝52.5%。16/20（五）項目靜態(tài)投資回收期經(jīng)營期某年現(xiàn)金凈流量＝該年利潤+該年折舊+該年攤銷費用+該年利息費用+該年回收額＝26,250.00萬元（利潤）+1,875.00萬元（按8年折舊）+0+0+0=28,125.00元不包括建設(shè)期的投資回收期＝原始投資額÷投產(chǎn)后前若干年每年相等的凈現(xiàn)金流量＝50,000.00萬元÷28,125.00萬元≈1.78年預(yù)計建設(shè)期1年包括建設(shè)期的投資回收期＝ 1.78年+1年＝2.78年（六）項目凈現(xiàn)值凈現(xiàn)值＝-原始投資額+投產(chǎn)后每年相等的凈現(xiàn)金流量×年金現(xiàn)值系數(shù)（目前5年以上期限銀行貸款利率5.94%，在此按6%計）-50,000.00+26250.00（×P/天，6%，8）＝-50,000.00+26,250.00 ×6.2098=113,000萬元.00本項目投資利潤率52.5%、包括建設(shè)期的靜態(tài)投資回收期2.78年、凈現(xiàn)值113,000.00萬元，可認定該項目具有財務(wù)可行性。八、風(fēng)險因素識別及對策（一）政策法規(guī)風(fēng)險及對策作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容，由工信部牽頭編制的《高端裝備制造業(yè) “十二五”規(guī)劃》提出，到20xx年高端裝備的銷售產(chǎn)值占裝備制造業(yè)的比例將達20%以上，年銷售產(chǎn)值達到6萬億元。未來10年，高端裝備制造業(yè)將肩負由“中國制造”到“中國智造”的重任，將迎來黃金增長期。由于我國工業(yè)化進程起步較晚，與國際先進水平相比，我國制造業(yè)和制造技術(shù)還存在著階段性差距，尤其是高端制造裝備同發(fā)達國家相比還有較大差距。我國發(fā)展迅速，是一個潛力巨大的市場，國外企業(yè)積極搶占中國市場，揚言要將中國數(shù)控產(chǎn)業(yè)扼殺在搖籃中。面17/20對激烈的國際高端競爭，如果沒有強勁的研發(fā)團隊，雄厚的研發(fā)實力，世界科技前沿敏銳的洞察力，將很快被市場所淘汰。華中科技大學(xué)的機械裝備的研發(fā)能力強，一直關(guān)注國內(nèi)外最