0410康宜華-高端裝備協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園立項(xiàng)報(bào)告

高端制造裝備協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園工程立項(xiàng)報(bào)告華中科技大學(xué)制造裝備數(shù)字化國(guó)家工程研究中心華工制造裝備數(shù)字化國(guó)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(jí)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(jí)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(wú)損檢測(cè)裝備及其附件 ??????????4（三）圓錐滾子軸承全自動(dòng)數(shù)字化裝配線 ???????????4（四）高精度制造計(jì)量、測(cè)量器具與儀器 ???????????6（五）工業(yè)用裝配、測(cè)量特種機(jī)械手和機(jī)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(hù)與勞動(dòng)安全 ?????????????? 12（一）建設(shè)地區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀 ????????????????? 12（二）項(xiàng)目主要污染源和污染物 ??????????????? 12（三）項(xiàng)目擬采用環(huán)境保護(hù)方案 ??????????????? 13（四）勞動(dòng)保護(hù)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(cái)務(wù)、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)??????????????15（一）年均營(yíng)業(yè)收入????????????????????15（二）年均總成本費(fèi)用???????????????????16（三）年均凈利潤(rùn)?????????????????????16（四）投資利潤(rùn)率?????????????????????16（五）項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期?????????????????16（六）項(xiàng)目?jī)衄F(xiàn)值?????????????????????17八、風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別及對(duì)策??????????????17（一）政策法規(guī)風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策?????????????????17（二）市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策???????????????????18（三）技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策???????????????????18九、組織機(jī)構(gòu)及人力資源??????????????19（一）組織機(jī)構(gòu)圖?????????????????????192/20（二）勞動(dòng)定員?????????????????????? 20十、項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)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(xiàng)報(bào)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(kāi)發(fā)、服務(wù)變革的新模式，在人才隊(duì)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(jí)的需求迫切制造業(yè)是國(guó)家的基礎(chǔ)和戰(zhàn)略支柱產(chǎn)業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和區(qū)域發(fā)展中占有重要的地位。20xx年，我國(guó)GDP達(dá)到5.88萬(wàn)億美元，經(jīng)濟(jì)總量已躍居全球第二位。制造業(yè)總產(chǎn)值1.599萬(wàn)億美元，占全球總量的 19.8%，居全球首位，比排名第二的美國(guó)高出19.4%，成為名副其實(shí)的全球制造大國(guó)，汽車(chē)、工程機(jī)械、家電等制造全球排名一。廣東省作為我國(guó)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(guó)第一，20xx年廣東全部工業(yè)增加值達(dá)2.16萬(wàn)億元，比20xx年翻了一番，年均增長(zhǎng)14.4%，遠(yuǎn)超過(guò)臺(tái)灣、新加坡和香港同期增量。按單獨(dú)經(jīng)濟(jì)體排位，廣東制造業(yè)增加值位列世界第7位。然而，在我國(guó)無(wú)論是國(guó)家層面還是區(qū)域?qū)用?，制造業(yè)普遍面臨“大而不強(qiáng)”的格局，迫切需要通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。以廣東省東莞市為例，東莞制造業(yè)發(fā)達(dá)，擁有制造企業(yè)2.1萬(wàn)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(jī)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(gè)行業(yè)和6萬(wàn)多種產(chǎn)品，門(mén)類(lèi)齊全、配套完善的制造業(yè)體系。同時(shí)東莞制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展也面臨勞動(dòng)力缺乏、產(chǎn)品附加值不高、競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)等問(wèn)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(jìn)口，嚴(yán)重影響了東莞制造業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)。（二）高端制造裝備與技術(shù)為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了發(fā)展良機(jī)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(jìn)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(shí)現(xiàn)智能、綠色制造的必要保障條件。由高端制造裝備進(jìn)一步發(fā)展后的智能制造裝備是一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志，對(duì)提高裝備制造業(yè)智能化、信息化水平，實(shí)現(xiàn)制造模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)，保障產(chǎn)業(yè)安全、改善民生、推進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提升我國(guó)裝備制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)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(shì)：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(guò)程，裝備的智能化和制造過(guò)程的自動(dòng)化，已成為必然發(fā)展趨勢(shì)。是搶占制造裝備發(fā)展制高點(diǎn)的重點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)兩化融合的重要著力點(diǎn)：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(shí)現(xiàn)先進(jìn)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(jìn)裝備的數(shù)字化、智能化以及制造過(guò)程的自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)兩化融合的最重要著力點(diǎn)。發(fā)展智能制造裝備是適合國(guó)情的集成創(chuàng)新模式的具體體現(xiàn)，它有可能在一些點(diǎn)甚至面上取得獨(dú)創(chuàng)性的重大突破。高端制造裝備是實(shí)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(jìn)其在制造業(yè)中的應(yīng)用，可大大提高制造過(guò)程的自動(dòng)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(guó)外的技術(shù)封鎖和限制，確保我國(guó)的產(chǎn)業(yè)安全和國(guó)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(shí)、團(tuán)隊(duì)精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)高端人才，為實(shí)現(xiàn) 20xx年躋身創(chuàng)新型國(guó)家、人才資源強(qiáng)國(guó)目標(biāo)4/20作出貢獻(xiàn)；突破我國(guó)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(guó)高端裝戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)我國(guó)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(guó)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(jìn)我國(guó)由中低端制造大國(guó)向高端制造強(qiáng)國(guó)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(guó)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，20xx年升格為國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。早在 ____年，就主持國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“智能制造技術(shù)基礎(chǔ)”，20xx年主持973項(xiàng)目“數(shù)字化制造基礎(chǔ)研究”，20xx年獲滾動(dòng)支持。所依托的主體學(xué)科——機(jī)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(jī)械工程一級(jí)國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，擁有機(jī)械制造及其自動(dòng)化、機(jī)械電子工程、機(jī)械設(shè)計(jì)及理論3個(gè)二級(jí)國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。建有數(shù)字制造裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心、國(guó)家CAD支撐軟件工程技術(shù)研究中心、制造裝備數(shù)字化國(guó)家工程研究中心等4個(gè)國(guó)家級(jí)科研平臺(tái)，科研實(shí)力雄厚。已經(jīng)聚集了一批“院士、千人學(xué)者、長(zhǎng)江學(xué)者、國(guó)家杰青”領(lǐng)銜的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)，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(zhǎng)江學(xué)者、5名國(guó)家杰青、12名教育部新世紀(jì)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(jì)與制造”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，解決重大需求的能力較強(qiáng)。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(dòng)車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床、高性能RFID標(biāo)簽封裝裝備、系列化檢測(cè)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(guó)家工程研究中心和華工制造裝備數(shù)字化國(guó)家工程中心有限公司為主體建設(shè)。采用以國(guó)家高新項(xiàng)目及其研究成果為核心驅(qū)動(dòng)，集中高、中、低層人才和技術(shù)骨干，形成成以技術(shù)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、隊(duì)伍實(shí)施目標(biāo)、項(xiàng)目促進(jìn)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(dòng)、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(guó)家和省市重大科技項(xiàng)目，如“973、”“數(shù)控重大專(zhuān)項(xiàng)（04）”、“IC重大專(zhuān)項(xiàng)(02)”、“重大科學(xué)儀器專(zhuān)項(xiàng)”、“數(shù)控一代專(zhuān)項(xiàng)”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(zhǎng)期合作的項(xiàng)目，獲得包括國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)在內(nèi)的多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)，20xx年產(chǎn)值已達(dá)8000萬(wàn)元。進(jìn)入園區(qū)后，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)凸輪軸磨床、曲軸銑磨床、曲軸凸輪軸表面淬火機(jī)床、曲軸凸輪軸探傷機(jī)床、高精膛床等，形成以汽車(chē)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(wú)損檢測(cè)裝備及其附件該產(chǎn)品技術(shù)是華中科技大學(xué)長(zhǎng)期研究的項(xiàng)目，獲得包括國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)在內(nèi)的多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)，20xx年產(chǎn)值已達(dá)6000萬(wàn)元，生產(chǎn)車(chē)間50002。進(jìn)入園區(qū)后，結(jié)合電磁探傷的領(lǐng)先技術(shù)，開(kāi)拓汽車(chē)行業(yè)的自動(dòng)化探傷產(chǎn)品的開(kāi)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(jī)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(jī)床、汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程的測(cè)量和檢測(cè)設(shè)備等，保持在石油、煤礦行業(yè)領(lǐng)先水平，拓展汽車(chē)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(guó)外設(shè)備。（三）圓錐滾子軸承全自動(dòng)數(shù)字化裝配線隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)和汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，特別是中國(guó)成為世界的加工中心，國(guó)外供應(yīng)商在中國(guó)不斷地加大采購(gòu)力度，對(duì)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(jìn)入二十一世紀(jì)后，我國(guó)軸承制造商對(duì)軸承的自動(dòng)生產(chǎn)線要求日益迫切，現(xiàn)在勞動(dòng)力緊缺和勞動(dòng)力成本的大幅提高進(jìn)一步加劇了軸承行業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線擴(kuò)展的趨勢(shì)。全自動(dòng)圓錐滾子軸承數(shù)字化裝配線，在襄陽(yáng)汽車(chē)軸承股份有限公司的開(kāi)發(fā)成功，成為國(guó)內(nèi)第一條全自動(dòng)、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(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)技術(shù)與機(jī)械技術(shù)相結(jié)合，改變了國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的手工裝配模式。該裝配線采用計(jì)算機(jī)數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)，首次同時(shí)檢測(cè)了圓錐滾子軸承七項(xiàng)參數(shù)：漏滾子、摩擦力矩、裝配高、內(nèi)圈徑向跳動(dòng)、內(nèi)圈軸向跳動(dòng)、外圈徑向跳動(dòng)、外圈軸向跳動(dòng)。該裝配線為綠色環(huán)保產(chǎn)品，環(huán)保設(shè)計(jì)，無(wú)污染。為了擴(kuò)大全自動(dòng)圓錐滾子軸承數(shù)字化裝配線的銷(xiāo)售，全自動(dòng)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(jià)格，占領(lǐng)更多的市場(chǎng)。該項(xiàng)目公司經(jīng)營(yíng)目標(biāo)為：（1）全自動(dòng)圓錐滾子軸承數(shù)字化裝配線，每年銷(xiāo)售1－2條，穩(wěn)定到每年2條以上的水平；（2）簡(jiǎn)易自動(dòng)圓錐滾子軸承裝配線，前三年每年銷(xiāo)售2－5條，以后穩(wěn)定到每年5條以上的水平。目前每臺(tái)全自動(dòng)圓錐滾子軸承數(shù)字化裝配線市場(chǎng)價(jià)在360萬(wàn)元人民幣以上，利潤(rùn)為54萬(wàn)元人民幣，利潤(rùn)為15%。預(yù)計(jì)每臺(tái)簡(jiǎn)易自動(dòng)圓錐滾子軸承裝配線市場(chǎng)價(jià)在120萬(wàn)元人民幣以上，利潤(rùn)為20萬(wàn)元人民幣，利潤(rùn)為16.7%。1.技術(shù)成熟 圓錐滾子軸承全自動(dòng)數(shù)字化裝配技術(shù)已在襄陽(yáng)汽車(chē)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(dòng)裝配線（見(jiàn)附件1“自動(dòng)裝配線”合同）；另一條是小型圓錐滾子軸承全自動(dòng)裝配線（見(jiàn)附件2“小自動(dòng)裝配線”合同）。為襄陽(yáng)汽車(chē)軸承股份有限公司打開(kāi)圓錐滾子軸承國(guó)外市場(chǎng)，兩條裝配線貢獻(xiàn)巨大。因此該技術(shù)真實(shí)、有效，到達(dá)了批量生產(chǎn)地程度，是一項(xiàng)十分成熟的技術(shù)，也不存在開(kāi)發(fā)和試制的過(guò)程，因此該技術(shù)沒(méi)有研制和開(kāi)發(fā)成本。2.市場(chǎng)前景好目前我國(guó)滾動(dòng)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(dòng)裝配線年裝配50萬(wàn)套計(jì)7/20算，約需要1600條裝配線。由于我國(guó)勞動(dòng)力成本低，目前95%為手工裝配，隨著國(guó)外供應(yīng)商在中國(guó)不斷地加大采購(gòu)力度，對(duì)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(dòng)力緊缺和勞動(dòng)力成本的大幅提高，加劇了軸承行業(yè)自動(dòng)裝配線擴(kuò)展的趨勢(shì)。我國(guó)圓錐滾子軸承磨加工自動(dòng)生產(chǎn)線占產(chǎn)量的 20%以上，對(duì)圓錐滾子軸承自動(dòng)裝配線的需求熱來(lái)熱迫切，預(yù)計(jì) 5年內(nèi)將占產(chǎn)量的 5%以上，需自動(dòng)裝配線 80條左右，預(yù)計(jì)10年內(nèi)將占產(chǎn)量的15%以上，需自動(dòng)裝配線240條左右。所以，圓錐滾子軸承自動(dòng)裝配線處于發(fā)展的起步階段，市場(chǎng)前景良好，誰(shuí)先抓住機(jī)遇，誰(shuí)就會(huì)占領(lǐng)這一市場(chǎng)。3.主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手強(qiáng)在該技術(shù)之前，國(guó)內(nèi)全自動(dòng)圓錐滾子軸承裝配線完全依靠進(jìn)口，20xx年國(guó)內(nèi)有一家半自動(dòng)手工圓錐滾子軸承裝配線。主要情況見(jiàn)1。表14.利潤(rùn)高 該技術(shù)帶來(lái)的超額利潤(rùn)見(jiàn)2。表2（四） 高精度制造計(jì)量、測(cè)量器具與儀器該項(xiàng)目已獲得20xx年國(guó)家重大科學(xué)儀器專(zhuān)項(xiàng)。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(jìn)制造技術(shù)發(fā)展，產(chǎn)品表面形貌與結(jié)構(gòu)越來(lái)越多樣化，由傳統(tǒng)工程表面，發(fā)展到越來(lái)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(chǔ)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(jiǎn)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(lái)越高。8/20我國(guó)多項(xiàng)重大工程、國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目的研究中，離不開(kāi)高端表面形貌與結(jié)構(gòu)測(cè)量?jī)x器。如星空探測(cè)、點(diǎn)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(cè)量分析手段來(lái)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)和控制；在我國(guó)重大專(zhuān)項(xiàng)高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備專(zhuān)項(xiàng)中，迫切需要大范圍、高精度自由曲面綜合測(cè)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(zhuān)項(xiàng)中，要求能對(duì)微結(jié)構(gòu)和微納形貌進(jìn)行測(cè)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(cè)量分析需要。本項(xiàng)目針對(duì)我國(guó)重大工程和重大專(zhuān)項(xiàng)研究及先進(jìn)制造科研領(lǐng)域多樣化表面形貌測(cè)量、分析和評(píng)定不斷提高的現(xiàn)實(shí)需要，及我國(guó)表面輪廓測(cè)量?jī)x器產(chǎn)品處于低水平，表面形貌三維測(cè)量?jī)x器產(chǎn)品尚處于空白的現(xiàn)狀，提出研究開(kāi)發(fā)系列高端表面形貌測(cè)量?jī)x器。系列高端表面形貌測(cè)量?jī)x器的開(kāi)發(fā)，對(duì)于滿足諸多領(lǐng)域表面形貌和結(jié)構(gòu)的測(cè)量、分析需要，具有重要意義。2.儀器開(kāi)發(fā)方案及技術(shù)路線本項(xiàng)目擬開(kāi)發(fā)高端表面形貌測(cè)量系列儀器，包括①大范圍觸針掃描表面形貌綜合測(cè)量?jī)x；②白光干涉垂直掃描表面形貌綜合測(cè)量?jī)x；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(cè)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(jì)量掃描工作臺(tái)，粗精兩級(jí)驅(qū)動(dòng)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(jī)測(cè)力控制設(shè)計(jì)，建立微恒力觸針掃描表面形貌測(cè)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(jì)量技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)大范圍觸針掃描表面形貌綜合測(cè)量?jī)x，白光干涉垂直掃描表面形貌綜合測(cè)量?jī)x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(jì)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(duì)應(yīng)光柵相對(duì)移動(dòng)。通過(guò)兩個(gè)光電探測(cè)器同時(shí)對(duì)兩正交方向干涉條紋分析計(jì)數(shù)，便可同時(shí)得到光柵相對(duì)位移，從而實(shí)現(xiàn)二維位移同步測(cè)量。②粗精兩級(jí)驅(qū)動(dòng)大范圍垂直掃描及控制技術(shù)即通過(guò)壓電陶瓷精驅(qū)動(dòng)，電機(jī)粗驅(qū)動(dòng)，輔助計(jì)量系統(tǒng)和粗精耦合控制，實(shí)現(xiàn)粗精兩級(jí)掃描驅(qū)動(dòng)，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(shí)現(xiàn)白光干涉垂直掃描表面形貌綜合測(cè)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(xiàng)目方案中，采用長(zhǎng)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(píng)定技術(shù)多樣性表面形貌與結(jié)構(gòu)特征提取、分析、評(píng)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(píng)定算法和個(gè)性化評(píng)定算法的評(píng)定工具箱，共同組成特征提取、分析、評(píng)定軟件系統(tǒng)。大范圍觸針掃描三維表面形貌綜合測(cè)量?jī)x①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(cè)針隨表面起伏上下移動(dòng)，引起杠桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)相位光柵轉(zhuǎn)動(dòng)，光電探測(cè)器探測(cè)入射到相位光柵的激光發(fā)生的衍射干涉條紋移動(dòng)，得到相位光柵位移，進(jìn)而得到測(cè)針起伏，從而得到表面高度分布。②基于電磁作用的測(cè)力控制10/20建立觸針掃描傳感器測(cè)量過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)模型，設(shè)計(jì)音圈電機(jī)測(cè)力控制機(jī)構(gòu)作用于測(cè)桿后端，基于動(dòng)力學(xué)模型及傳感器角度位置和速度監(jiān)測(cè)，采取PID算法，控制測(cè)針測(cè)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(jī)理和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償模型建立相位光柵計(jì)量結(jié)果與測(cè)針橫向和水平位移非線性關(guān)系模型，基于該模型，建立對(duì)于采樣數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償模型和算法。偏振相移白光干涉表面形貌綜合測(cè)量?jī)x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(shí)現(xiàn)白光垂直掃描測(cè)量，加入濾光片獲取單色光，采用偏振相移，實(shí)現(xiàn)相移干涉測(cè)量，得到對(duì)超精密表面垂直方向nm分辨率測(cè)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(dòng)，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(jí)條紋中心線移動(dòng)，通過(guò)條紋移動(dòng)量測(cè)量，可知表面的高度變化。對(duì)于大范圍測(cè)量，需要驅(qū)動(dòng)粗精兩級(jí)驅(qū)動(dòng)垂直掃描及計(jì)量系統(tǒng)，使零級(jí)條紋始終處于測(cè)針懸臂上，出現(xiàn)在CCD視場(chǎng)范圍內(nèi)。垂直掃描機(jī)構(gòu)所處位置始終疊加到探針零級(jí)條紋對(duì)應(yīng)高度值，作為采樣點(diǎn)高度。3.應(yīng)用開(kāi)發(fā)方案應(yīng)用開(kāi)發(fā)分4個(gè)應(yīng)用任務(wù)執(zhí)行，分別對(duì)開(kāi)發(fā)的系列儀器進(jìn)行示范應(yīng)用和應(yīng)用開(kāi)發(fā)：a.表面微結(jié)構(gòu)測(cè)量與工藝分析采用項(xiàng)目研發(fā)的表面形貌綜合測(cè)量?jī)x，對(duì)武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 (籌)開(kāi)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(jìn)行測(cè)量，以進(jìn)行相關(guān)樣件特征分析和功能、工藝分析，同時(shí)通過(guò)應(yīng)用，為開(kāi)發(fā)儀器的改進(jìn)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(cè)量與工藝分析采用項(xiàng)目研發(fā)的可溯源原子力探針掃描顯微鏡，對(duì)上海微電子裝備有限公司光刻工藝硅片進(jìn)行高分辨率檢測(cè)和分析，提出影響光刻關(guān)鍵尺寸的工藝參數(shù)。同時(shí)，通過(guò)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(jìn)、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(xiàng)目研發(fā)的大范圍觸針表面形貌綜合測(cè)量?jī)x，在華中科技大學(xué)數(shù)控工程中心數(shù)控專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目中，對(duì)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控自由曲面加工表面進(jìn)行測(cè)量與分析，解決其工藝分析和優(yōu)化問(wèn)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(shí)通過(guò)試驗(yàn)應(yīng)用，對(duì)儀器功能和性能進(jìn)行測(cè)試，提出改進(jìn)、完善措施。d.鋼板毛化表面紋理形貌的測(cè)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(cè)量?jī)x，測(cè)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(píng)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(duì)得到的毛化表面進(jìn)行測(cè)量，予以功能參數(shù)及表面質(zhì)量評(píng)價(jià)，以幫助實(shí)現(xiàn)鋼板毛化表面加工的工藝質(zhì)量控制。應(yīng)用中，同時(shí)對(duì)儀器使用性能進(jìn)行功能和特性進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，提出改進(jìn)、完善建議。（五） 工業(yè)裝配、測(cè)量特種機(jī)械手和機(jī)器人作為單元的執(zhí)行部件，該項(xiàng)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(jī)器人、全自動(dòng)化曲軸、凸輪軸加工過(guò)程中的機(jī)械手為行業(yè)突破口，在機(jī)構(gòu)、控制、測(cè)量等方面協(xié)同和集成創(chuàng)造，形成新的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)。四、工程方案（一）總圖12/20擬建生產(chǎn)線區(qū)平面示意圖見(jiàn)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(kù)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(hù)與勞動(dòng)安全（一）建設(shè)地區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀孝感經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)創(chuàng)立于 ____年，屬省級(jí)開(kāi)發(fā)區(qū);____年經(jīng)湖北省人民政府批準(zhǔn)，在開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)成立省級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)。20xx年開(kāi)發(fā)區(qū)名稱(chēng)規(guī)范為孝感經(jīng)濟(jì)開(kāi)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(jì)圈第一圈城市。孝感高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)是湖北省人民政府批準(zhǔn)建立的省級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū),與孝感市區(qū)連為一體。高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)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(gè)工業(yè)園。孝感高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)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(kāi)發(fā)區(qū)處在華中電網(wǎng)負(fù)荷中心，供電負(fù)荷能力 20萬(wàn)，形成雙回路供電網(wǎng)絡(luò)。2.水源供應(yīng)充足。開(kāi)發(fā)區(qū)有自來(lái)水廠2座，日供水能力約達(dá)30萬(wàn)噸。3.通訊裝備先進(jìn)。4.城市功能完備。5.人力資源豐富。6.創(chuàng)新能力突出。開(kāi)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(kāi)發(fā)區(qū)有國(guó)家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)1家，省級(jí)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(guó)有和民營(yíng)銀行機(jī)構(gòu)30多家、保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)8家，網(wǎng)點(diǎn)遍布城區(qū)，服務(wù)快捷方便。（二）項(xiàng)目主要污染源和污染物本項(xiàng)目為面向高速、高精制造過(guò)程的多種型號(hào)的高端數(shù)字化裝備研發(fā)生產(chǎn)工程，是實(shí)現(xiàn)各種制造過(guò)程自動(dòng)化、智能化、精益化、綠色化，帶動(dòng)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(kāi)發(fā)區(qū)對(duì)“工業(yè)園區(qū)”進(jìn)行“封閉式管理”，實(shí)行“零收費(fèi)”、“零干擾”、“寧?kù)o日”制度，設(shè)立了優(yōu)化環(huán)境舉報(bào)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(yán)格落實(shí)實(shí)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(gè)方面制定了專(zhuān)題工作方案。項(xiàng)目主要污染物產(chǎn)生：大氣污染物：生產(chǎn)車(chē)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(chē)間-機(jī)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(yùn)行、切割機(jī)等。（三）項(xiàng)目擬采用環(huán)境保護(hù)方案1.大氣污染：有效的控制生產(chǎn)車(chē)間粉塵，減少對(duì)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(jī)、凈化油煙等，促使現(xiàn)場(chǎng)周邊一定范圍內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量得到進(jìn)一步改善。2.固體污染：車(chē)間作業(yè)過(guò)程中，產(chǎn)生的固體垃圾等，須進(jìn)行集中推放，分類(lèi)管理，及時(shí)清運(yùn)，以減少對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。3.噪音污染：施工噪音主要來(lái)源于設(shè)備運(yùn)行及運(yùn)輸車(chē)輛交通的噪音。無(wú)大型挖掘機(jī)、推土機(jī)等噪音。4.綠化方案：項(xiàng)目空地處，多種植樹(shù)木、花草，起到防塵、綠化的功效，營(yíng)造綠色生態(tài)景觀環(huán)境。（四）勞動(dòng)保護(hù)與安全衛(wèi)生根據(jù)《中華人民共和國(guó)憲法》有關(guān)規(guī)定和 “安全一、預(yù)防為主”的方針，本項(xiàng)目建立良好的生產(chǎn)秩序，以保障勞動(dòng)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(xiàng)目屬于生產(chǎn)加工作業(yè)，在人身保護(hù)措施上，必定配備工業(yè)安全帽、工作服、防護(hù)手套及保潔護(hù)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(jìn)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(jìn)占15%；流動(dòng)資金占15%。表3 總投資估算表 （單位：萬(wàn)元）（二）資金籌措本項(xiàng)目總投資金額為 50,000萬(wàn)元人民幣，資金自籌。七、財(cái)務(wù)、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算過(guò)程（總投資金額按 5億元計(jì)算）：（一）年均營(yíng)業(yè)收入1.高速磨床及其附件年產(chǎn)銷(xiāo) 300臺(tái)（套），平均單價(jià) 100萬(wàn)元/套，年收入30,000萬(wàn)元；2.高速高精電磁無(wú)損檢測(cè)裝備及其附件年產(chǎn)銷(xiāo)200臺(tái)（套），平均單價(jià)150萬(wàn)元/套，年收入30,000萬(wàn)元；3.高精軸承測(cè)量、檢測(cè)、裝配一體化生產(chǎn)線年產(chǎn)銷(xiāo)200條，平均單價(jià)150萬(wàn)元/套，年收入30,000萬(wàn)元；4.高精度制造計(jì)量、測(cè)量器具與儀器年產(chǎn)銷(xiāo)1,000臺(tái)（套），平均單價(jià)5萬(wàn)元/套，年收入5,000萬(wàn)元；15/20工業(yè)用裝配、測(cè)量特種機(jī)械手年產(chǎn)銷(xiāo)2,000臺(tái)（套），平均單價(jià)5萬(wàn)元/套，年收入10,000萬(wàn)元；以上五項(xiàng)合計(jì) 105,000.00萬(wàn)元。（二）年均總成本費(fèi)用（ 60%）1.高速磨床及其附件按40%毛利率折算平均成本 60萬(wàn)元/臺(tái)，年成本總額 18,000.00萬(wàn)元；高速高精電磁無(wú)損檢測(cè)裝備及其附件按40%毛利率折算平均成本 120萬(wàn)元/臺(tái)，年成本費(fèi)用總額 18，000.00萬(wàn)元；高精軸承測(cè)量、檢測(cè)、裝配一體化生產(chǎn)線按40%毛利率折算平均成本 90萬(wàn)元/臺(tái)，年成本費(fèi)用總額 18，000.00萬(wàn)元；高精度制造計(jì)量、測(cè)量器具與儀器按40%毛利率折算平均成本 3萬(wàn)元/臺(tái)，年成本費(fèi)用總額 3，000.00萬(wàn)元；工業(yè)用裝配、測(cè)量特種機(jī)械手和機(jī)器人按40%毛利率折算平均成本 3萬(wàn)元/臺(tái)，年成本費(fèi)用總額 6，000.00萬(wàn)元；6.稅收概算（15%）105,000.00 ×0.15=15,750萬(wàn).00元以上六項(xiàng)合計(jì)為 78,750.00萬(wàn)元。（三）年均凈利潤(rùn)（25%）105,000.00-63,000.00-15,750=26,250.00萬(wàn)元。（四）投資利潤(rùn)率＝（年平均利潤(rùn)額 ÷投資總額）×100%＝（26，250.00÷50,000.）00×100%＝52.5%。16/20（五）項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期經(jīng)營(yíng)期某年現(xiàn)金凈流量＝該年利潤(rùn)+該年折舊+該年攤銷(xiāo)費(fèi)用+該年利息費(fèi)用+該年回收額＝26,250.00萬(wàn)元（利潤(rùn)）+1,875.00萬(wàn)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(wàn)元÷28,125.00萬(wàn)元≈1.78年預(yù)計(jì)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(xiàng)目?jī)衄F(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(jì)）-50,000.00+26250.00（×P/天，6%，8）＝-50,000.00+26,250.00 ×6.2098=113,000萬(wàn)元.00本項(xiàng)目投資利潤(rùn)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(wàn)元，可認(rèn)定該項(xiàng)目具有財(cái)務(wù)可行性。八、風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別及對(duì)策（一）政策法規(guī)風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)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(xiāo)售產(chǎn)值占裝備制造業(yè)的比例將達(dá)20%以上，年銷(xiāo)售產(chǎn)值達(dá)到6萬(wàn)億元。未來(lái)10年，高端裝備制造業(yè)將肩負(fù)由“中國(guó)制造”到“中國(guó)智造”的重任，將迎來(lái)黃金增長(zhǎng)期。由于我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程起步較晚，與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)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(dá)國(guó)家相比還有較大差距。我國(guó)發(fā)展迅速，是一個(gè)潛力巨大的市場(chǎng)，國(guó)外企業(yè)積極搶占中國(guó)市場(chǎng)，揚(yáng)言要將中國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)扼殺在搖籃中。面17/20對(duì)激烈的國(guó)際高端競(jìng)爭(zhēng)，如果沒(méi)有強(qiáng)勁的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，雄厚的研發(fā)實(shí)力，世界科技前沿敏銳的洞察力，將很快被市場(chǎng)所淘汰。華中科技大學(xué)的機(jī)械裝備的研發(fā)能力強(qiáng)，一直關(guān)注國(guó)內(nèi)外最