立项报告研发资助用.docx
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立项报告研发资助用
***项目
立项报告
编号：
**
深圳市**有限公司
年月
一、立项目的、意义（限800字之内）
随着中国工业现代化的高速发展，数码电子产品的加工越来越大规模化，同时传统的劳动力密集化加工业在我们深圳因房价、地域、老龄化而越来越受到制约，那么如何在竞争激烈的市场中保持中国制造的优势呢？
机器换人，这是近些年以来我们深圳的产业变革方向之一，设计制造满足市场需求的非标自动化设备从而占领整个产业链的上游位置成为深圳本土自动化设备企业理所当然的使命。
在目前的大多数电子产品生产线上，异形件的贴插90%以上还是靠人工完成，不但效率低下而且简单机械的人工重复工作难免导致非常高的人为疏忽引起的出错，这将导致厂内维修成本的高企不下，同时产品的品质也将受到严重的影响。
全自动异形件贴插机控制系统将彻底地打通电子产品生产线上的这一瓶颈。
目前在世界上同类产品只有日本的JUKI推出的通用全自动插件机，价格高企，而我们设计推出的全自动异形件贴插机更针对特殊的元件，以丰富可变的方法提供对包括现在、未来出现异形贴插件的加工支持，同时支持目前所有的送料方式包括卷带、托盘、振动盘、管带等等。
加工效率可以做到替代2-3个熟练工人，而设备的市场售价只有JUKI的60%或以下，效率基本上可以达到甚至超过JUKI的通用贴插设备。
这样一来我们推出全自动异形件贴插机必将为国内的电子产品加工行业生产线的更新换代带来深远的影响，无论是消防、汽车电子、电源产业的PCB加工生产线还是通讯产业如交换机、服务器、PC等生产线都有不可小觑的对应设备数量需求。
在可预期的几年时间里，全自动异形件贴插机市场必将得到爆发式的增长。
我们适时应需推出的全自动异形件体贴插机必将成为同类产品的佼佼者，从而引领国产非标自动化设备的发展潮流，进一步为深圳作为国内改革排头兵的地位舔砖加瓦。
而作为整个设备核心技术的控制系统（包括运动控制系统、传动系统、控制软件以及工业视觉软件）自然也就是最具高新技术含量的核心部件了，将为湘聚实业有限公司带来可观的预期收益。
2、项目主要研究内容（限1500字之内）
1、项目主要研究内容
本项目研究的主要内容包括：
（1）基于**控制器的**架构的运动重复定位精度；
（2）基于**算法库的元件识别技术应用；
（3）基于**定位技术研究；
（4）NYCe4000控制轴的力矩大小功能的应用。
2、项目涉及的技术领域、工艺范畴
本项目涉及机械传动、PID控制、工业机器视觉识别技术、软件工程、自动化控制技术、气动链路涉及及控制、传感器技术、机器视觉定位技术。
采用本项目作为控制核心的设备是电子产品加工领域的核心和瓶颈工艺。
项目成功以后可以为"工业4.0"和"中国制造2025"提供坚实的硬件基础。
3、解决的关键技术问题
（1）
（2）
（3）
4、采用的技术原理、技术方法、技术路线以及工艺流程
视觉识别技术利用元件的针脚或外形轮廓成像，通过视觉算法找到其中心坐标或角边夹角，从而能计算出元件与目标区的偏转误差，再通过R轴的旋转调整好角度，通过X、Y轴的运动将元件对正目标位准确地将元件贴插到位。
通过视觉定位技术将每次传送到加工位的PCB板的坐标转换成机器坐标，实现加工目标和元件的坐标重叠，以解决每次PCB板送板到位由误差的问题。
而对准备从喂料器抓取元件的工艺则首先通过机器视觉对喂料器位置进行示教，每次更换喂料器后控制系统将自动进行一次位置的视觉校正，从而确保每次可以正确地抓取元件，总的工艺流程为：
送板机构送板---控制系统视觉定位---加工目标坐标转换---喂料器元件定位---抓取元件---机器视觉识别元件---偏转坐标校正---运动到目标位---放置元件，再重复相同的工艺，从而实现控制系统的设计目标。
5、项目的主要技术创新点
（1）本项目采用总线结构的NYCe4000驱控一体控制器实现8轴联动运动；
（2）力矩模式保护了加工目标；
（3）3段式的送板机构减少了送板等待时间，从而提高了控制系统的工作效率；
（4）工业机器视觉技术的应用解决了目标定位和校正问题；
（5）多线程编程保证了控制系统的实时响应速度。
3、本项目的国内外比较、现状及发展趋势（限1500字之内）
1、本项目相关技术领域的国内外研究开发、产业化情况
根据《2017-2021年自动插件机市场前景预测及投资规划分析报告》，2016年以来，自动插件机增加值增速始终低于全国工业平均水平，中国作为全球最大的制造业基地，自动插件机的产业发展格局已呈现群雄逐鹿的局面。
早在10年前，国外自动插件机企业已经开始在我过长三角、珠三角地区布局，最初是以代理商模式开拓市场，不过这个时候的自动插件机属于AI类型的，比较出名的企业有德国的库卡、日本发那科及安川、瑞士ABB。
而目前意大利、美国以及韩国的自动插件机及配套企业也已经布局中国市场。
从自动插件机分别密度来看，世界平均为60%，而中国只有31%，还有大量的上升空间。
而针对电子产品加工行业的非AI类自动贴插机是直到最近几年才开始出现在市场，比较有名的就是日本JUKI的JM10、JM20全自动异形件插件机。
而国内真正在市场上拥有良好的口碑的全自动异形件插件机还没有出现，是一个巨大的空白，顶多处于一种工程机、测试线阶段。
2、发展趋势
全自动插件机作为一个多学科体系，要实现产业化的跨越就需要把软硬件各种不同的技术进行整合，其中包括感知、工艺规划、机器视觉、运动控制和机械设计在内的一些核心技术，随着电子产品，汽车电子、安防电子等行业的大量需求，设计满足于这些领域需求的非AI类全自动插件机是必然且必要的必经之路。
3、与国内外同行的比较
目前日本JUKI最新的全自动异形件贴插机JM20的最高贴插速度为1.3秒每个元件，视觉精度为±0.04mm。
我们设计的全自动异形件插件机最高速度甚至可以达到1.2秒每个元件，视觉精度为±0.03mm。
在价格上我们有巨大的优势，JUKIJM20目前在市场上的售价超过80万元人民币，而我们的设备只有不到50万元的售价。
至于国产其他品牌的同类插件机无论是速度和精度都无法同时达到我们层级。
或许在不久的将来，国内市场上同类产品会出现群雄逐鹿的局面。
4、市场需求分析
据保守估计，目前国内PCB产品加工生产线不下几十万条，无论是数码电子产品、安防设备、汽车电子、生活电器、大家电等等都需要在生产线上大量用到插件元件。
比如电源厂家如明纬、衡孚以及台达，家电厂家如格力、美的等，他们产品大量用到接插件，而目前国内93%以上都是用人工来完成插件工作的，如果全部采用全自动异形件插件机来替代人工的话，那么这个市场规模是非常庞大的，哪怕是占领1%的市场份额，都是上1000台的市场需求。
4、项目预期目标（限800字之内）
1、在技术进步、工艺创新方面可实现的预期成果
在工艺上本项目可以替代人工操作，预计一台设备一天可以替代10个熟练工人的工作量，同时又能完全避免人工失误。
能够实现生产线无人值守。
传统AI类自动插件机因工艺的限制，往往对生产线上输送系统的到位误差无法自动校正，而我们采用了工业机器视觉系统，能够精确地校正流水线上输送系统的到位误差。
这样一来，我们就可以让设备具有人类似的甚至比人眼定位和测量更加精确的辅助系统。
2、形成的产业前景
本项目保守预计可以实现大约1000台套以上的销售量，按一个中大型加工厂10条生产线计算，每条生产线大约需要配置3台全自动异形件贴插机，那么一个工厂将需要30台设备。
全中国这样的加工厂预计上万，保守估计市场容量超过10万台，因此产业前景一片光明。
附带的金属加工、机器视觉、零部件等配套产业的产值超过100亿的规模。
3、预期贡献
本项目按每套控制系统（包括视觉系统、软件系统、电控系统）售价6万计算，可以为公司总计增加产值6000万，实现利润超过1500万。
这将占到公司当前营业额的30%以及利润的50%，为公司业绩和利润贡献极可观的份额。
4、技术指标
采用单龙门结构的单臂双夹爪机型的单个元件插件时间为1.3秒，每小时的加工能力达到2800件，一个班的加工能力可以达到22000件，24小时不停工作，一谈下来可以达到60000件的加工能力。
设备运动控制的重复定位精度可以达到±0.03mm，视觉定位和识别精度可以达到±0.03mm。
采用双龙门结构的双臂四夹爪机型的单个元件插件时间为1.2秒，每小时的加工能力达到3000件，一天3个班可以达到72000件的加工能力。
设备运动控制重复定位精度及视觉定位和识别精度都跟单臂双夹爪机型一样达到±0.03mm。
5、经济社会效益指标
本项目将产生每年300台设备的生产规模，大约需要专业技术人员30人，加上配套的辅助工作人员，可以解决100人的就业，同时简介为配套企业提供150人左右的就业规模，能够每年为政府贡献大约100万左右的税收。
5、项目实施方案（限800字之内）
1、组织管理方式
该项目由本公司自主研究开发，我们建立了系统调研、需求分析、系统设计、程序开发、测试分析以及系统总结的项目流程。
项目开发由公司系统设计人员统一设计，采用了项目经理负责下的小组协调机制，并进行了反复试用、多次测试，并建立了相应的软件人员开发设计标准规范，测试分析报告及验收总结报告等，规范产品开发过程，保证达到项目性能指标，然后进行市场推广。
2、技术实施步骤
首先我们将设计机构的3D模型并做仿真并随后提供可行的设备工作工艺流程，然后一方面搭建仿真系统开始软件系统的设计、视觉系统的设计，同时搭建龙门机构来验证运动控制系统的可行性。
利用设计和实验得到的数据分析运动控制的逻辑序列图，分配工艺的拆分时间，再回头解决整个系统中的瓶颈部分设计，在设备出来前尽力全面地分析和评估设计方案。
3、科技资源综合利用、成果产业化策略
在本项目实施过程中，为了加快项目的进展，我们将尽量使用成熟的模块，比如运动控制器，我们就采用德国博世力士乐的NYCe4000驱控一体控制器，视觉算法库采用业界公认最佳的康耐视VisionPro平台提供的算法库。
电源模块采用国产工业级电源。
本项目研发完成后，我们将于设备生产厂家合作开始设备的生产，针对行业性的客户做设备定制。
4、研发资金的筹集与投入
本项目预计开发费用为200万元，其中部分由深圳市湘聚实业有限公司自行筹集和投入，一部分申请政府专项补贴。
研发费用的大部分将会是人工成本，还有一部分是硬件的投入，这些硬件包括运动控制器、伺服电机、步进电机、机加件、零配件等。
5、知识产权
本项目将申请两件软件著作权和一项实用新型专利。
6、技术标准的对策措施以及特殊行业的许可报批
本项目所属分类的国家技术标准目前还没有，只能遵循国家自动化设备统一的技术标准。
六、项目实施进度
阶段
起止时间
研究内容与预期目标
第一阶段（半年）
2015年4月-2015年9月
完成国内市场调查以及国外同类设备的调研、完成项目设计书以及项目实施的计划书等准备工作。
开始着手仿真环境和基础设施准备。
第二阶段（半年）
2015年10月-2016年3月
完成运动控制系统的测试平台的搭建、运动控制系统的测试；完成工艺流程的编制以及工艺节拍的时间分配；完成软件仿真、开始软件系统的功能模块任务分配以及模块间的接口定义；开始软件系统源代码的编写和调试；开始视觉系统的软件源代码编写和调试；开始样机的机构设计定型以及外发机加。
第三阶段（半年）
2016年4月-2016年9月
完成运动控制系统定型；设计完成电气和气路原理图、走线图；完成样机的装配、调试（包括运动控制系统调试、软件系统调试、视觉系统调试）；完成设备连仿真续工作测试和实际工作测试。
完成Demo机在客户现场的打样（包括上线、实际运作）；完成项目相关文档的编写。
第四阶段（半年）
2016年10月-2017年3月
开始小批量的生产，参加专业的大型展览、开始向市场推广销售产品。
7、项目费用预算表
序号
费用类别
上年度费用支出（万元）
1
人员人工费用
2
直接投入费用
3
折旧费用与长期待摊费用
4
无形资产摊销费
5
设计费用
6
装备调试费用与试验费用
7
委托外部研究开发费用
8
其他费用
9
合计数
8、本项目组成员
序号
姓名
单位职务
在本项目承担的工作
年工作量（人月）
1
2
3
4
5
6
7
9、项目审批
研发部意见：
签名：
总经理审批：
签名：
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