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1、挑战杯获奖创业计划书第六届“挑战杯”江西省大学生创业计划竞赛暨第三届“清华科技园杯”青年创业计划大赛参赛作品学 校： *大学 项目名称： 焊接机器人有限责任公司团队名称： *TEAM创业团队 负 责 人： 联系电话： 类 别： G A、农林、畜牧食品及相关产业类 B、生物类、医药类C、化工技术、环境科学类 D、电子信息（软件、网站）E、电子信息（硬件） F、材料类G、机械能源类 H、服务咨询类保 密 须 知本商业计划书属于商业机密，所有权属于“大焊王朝机器人有限责任公司”创业团队（以下简称甲方），其所涉及内容和资料只限于 (以下简称乙方)及其关联的投资者使用。收到本计划书后乙方应在7个工作日内

2、予以回复确认，并遵守以下规定：1.若乙方不希望涉足本计划书所述项目，请按上述地址尽快将本计划书完整退回；2.在没有取得甲方的许可，乙方不得将本计划书全部或部分泄露给他人,不得私自部分摘抄、复印或拷贝计划书内容。3.乙方应该尽到对待自已的机密资料一样的义务对待本计划书。本商业计划书项目所涉及的具体事宜均可协商。 申请人/公司（签章）：项目负责人（签章）：年 月 日 执行总结大焊王朝机器人有限责任公司（以下简称：大焊王朝）作为致力于发展智能移动焊接机器人系统的高科技企业，将集中优势资源在技术研发、市场营销、生产管理等方面予以实施，逐步形成专业化、规模化的智能焊接设备制造强势企业。一、产品简介1.主

3、要产品：我公司已成功开发了无轨导全位置爬行式智能弧焊机器人系统（WT-WMR）和平面弯曲焊缝跟踪自主移动机器人系统(HC-WCR)两款产品。公司还是二维运动平台、旋转电弧传感器、机器人本体等部件的供应商。2.技术特点：这两款产品主要用于大型构件的野外自动焊接。HC可实现对平面弯曲V型焊缝及各种平面弯曲角焊缝的自动焊接，尤其适合于狭窄空间焊缝及折角变化频繁焊缝的焊接，WT则非常适合全位置多层多道跟踪焊接。3.技术优势：上万次的实验室实验和1年的实地使用证明，我们的产品跟踪精度高，稳定性好、准确性高、能够达到良好的跟踪效果，跟踪精度0.5mm；焊缝成型美观，在替代人工高强度劳动的同时也提高了焊接质

4、量和效率；无需轨道及导向，焊接过程无需人工监控，对使用者技术要求不高；焊接效率为手工焊接效率的810倍，焊接生产成本为手工电弧焊的50%。二、背景介绍首先，国家在“十一五”的规划中将新型机器人成套设备的设计、制造及其关键技术作为自主创新的重点领域，并每年设立2.5亿元的自主创新专项资金予以支持。2007年1-11月，中国金属切割及焊接设备制造行业规模以上工业企业累计实现工业总产值10,858,412千元，比上年同期增长了45.51%。其次，我国传统的制造业势必按现代化的高标准进行全面升级和技术改造，采用先进的装备武装自己。对自动化焊接设备的需求量将明显增加，尤其是锅炉、压力容器、船舶、钢结构、

5、桥梁、汽车、机车、冶金设备、采矿机械、石油化工装置、家用电器、医疗设备和半导体器件等重点制造业都需要装备自动化程度高，性能优良，可靠性好的各种自动化专用成套焊接设备。总之，随着科学技术的进步和社会的发展，人们必然要逐步从传统的焊接工艺和高强度的体力劳动中解放出来，智能化焊接设备（焊接机器人）的需求量也就必然会越来越大。三、企业目标1.公司初创的前两年，以直销分销最佳组合渠道，先后在大连、天津、南通、上海、武汉、深圳、广州、杭州、威海等10个城市区域开拓市场.以造船业、石化行业、电站设备制造业作为主要的目标市场。其中，造船业将作为我们的市场突破口。2.自第三年开始推出基于旋转电弧传感的无轨导全位

6、置弧焊机器人系统和基于激光CCD传感器的轮式移动焊接机器人系统，并为现有系统增加初始焊缝识别功能，预计年销售额约达到1632万元。3.第五年力争确保推出断续焊缝自主跟踪机器人系统、基于激光焊接系统的移动焊接机器人、基于复合热源的移动焊接机器人，还将在现有机器人系统基础上，研发用于除锈、喷涂、切割的机器人系统，提高这几个行业的自动化程度，净利润约达1777.51万，实现公司效益持续快速增长。四、市场营销为实现既定销售目标，公司必须依靠最新的科研技术成果、不可替代的产品优势及其价格优势，制定指标明确、切实可行的营销策略：1.产品策略扩大产品组合，用不同模块重新组合出不同的机器人，以适应多种焊接场合

7、需要，出售拥有专利技术的机器人中间部件，拓展市场。加强与南大机器人与焊机自动化实验室等科研机构的合作，对产品不断进行扩展、组合，扩大产品范围。2.定价策略公司采用成本定价与心理定价相结合的策略。对于WT-WCR机器人系统，目前市场同类产品售价为50万元/套，我公司产品较之功能更强，以48万元的价格出售。同时，公司还将推出一款全新物美价廉的HC-WMR机器人系统，拟定销售价为22万元/套。3.渠道策略公司拟采用零阶渠道与一阶渠道相结合的渠道策略实施销售。将主要选择零阶渠道的销售模式,直接面向最终的客户，包括人员推销、电子商务营销等。同时辅之以一阶渠道的销售模式,即选择或增设当地代理商扩大市场份额

8、。4.促销策略依据公司的财务销售费用预算,安排多项促销活动，支持产品推广、促进产品销售。一是通过产品试用、示范焊接、现款优惠、贸易展销等措施，实现销售促进；二是利用大众传媒、专业杂志、目标区域户外媒介等手段，进行广告宣传；三是以完善的售前、售中、售后服务，确保产品质量，满足客户需求。五、财务分析大焊王朝机器人有限责任公司需要约为800万元注册资本，投资回收期为2.66年，内涵报酬率高达41.8%。股本结构 单位:万元股本规模股本来源风险投资技术入股战略投资团队出资金额400140300160比例25%17.5%37.5%22.86%本公司经过与江联集团友好协商，达成了现有的战略投资意向。风险投

9、资方面，本公司已与江西高新技术产业投资股份有限公司取得联系，吸引现有风险投资200万元。五年利润表 单位:万元净利润第一年第二年第三年第四年第五年163.98248.19422.52994.621777.51六、管理团队TEAM创业团队是以技术人员为核心，吸纳了多方面的优秀人才，形成研究生与本科生协作建设的团队结构。将本科生的创新能力与研究生扎实的理论基础完美融合，形成TEAM团队的整体。公司将运用先进信息系统管理体系，实现面向客户的集成化管理目标；运用先进的信息技术，对公司物资流、资金流、信息流进行有效的控制和制约，实现“三低一高” (即生产成本最低，管理费用最低，财务和销售费用最低，销售利

10、润最高)的经营目标。大焊王朝总部将设于南昌昌北经济技术开发区内，与南昌大学相互依存、互为条件、彼此支持、合作共赢，立志成为南昌大学在智能焊接领域的产业化基地。大焊王朝凭借江西的政策优势、区位优势、资源优势和南昌大学的科技优势、信息优势、人才优势，将形成以环渤海地区、长三角和珠三角为基点的产业布局，着力打造高科技企业形象。第一部分 项目介绍1.1 项目背景进入新世纪以来，我国焊接结构制造业一个引人注目的动向是向多参数、高精度、重型化和大型化发展，且常为工地现场焊接。其中包括30万载重吨以上的大型船舶，年产60万吨以上的化工炼油设备，存储量12.5万吨以上的储罐，1000MW以上的火力、水力、核能

11、发电设备和跨省跨国的输油输气管线等等。然而，国际上大型结构焊接还是采用机械化、半机械化甚至完全手工焊接方式。国内储罐焊、船舶焊等基本上是引进有轨道的自动焊，如江南造船厂用于船体合拢的立焊；更多的球罐、压力管道等采用的仍然是手工焊接，世纪工程三峡工程涡轮机的进水压力管（直径12.4米、厚度50毫米）即是如此。我国焊接工业的现状可以概括为劳动条件差，生产效率低，质量不易保证。因此，研发和推广高精度、智能化的焊接设备是实现大型结构件焊接作业的自动化，保障焊接作业的稳定性和一致性，提高焊接质量和效率，减轻工人劳动强度的根本途径。1.2 项目来源南昌大学机电工程学院院长张华教授带领的科研团队在智能焊接机

12、器人的研究方面取得了突破性的进展，先后研究出具有国际领先水平的无轨导全位置爬行式智能弧焊机器人系统和平面弯曲焊缝跟踪自主移动焊接机器人系统，成功的解决了大型工件的许多焊接难题，为实现焊接作业自动化提供了行之有效的解决方案。1.3 项目意义上述系列产品对于提高企业焊接效率、降低生产成本、提高焊接过程的自动化程度及焊接设备的国产化率都有着积极的意义。以船体建造为例，焊接工时约占总工时的30%-40%，焊接成本约占总成本的30%-50%。造船成本一般占船舶价格的8595%，其余为造船利润。2002年，按照当时钢材价格等成本预算订立的17.5万吨散货船新船定价仅为3000万美金，到2005年，同类散货

13、船的市场价已高达5000多万美金。取造船成本为其市场价的90%，焊接成本占总成本的40%，使用本公司产品后能节约焊接成本50%，那么建造一艘17.5万吨散货船（按2005年数据）就可以节约成本900万美金。从以上分析可知我公司机器人若在造船工业中得到大量推广，将大大降低船舶建造成本，提高我国船舶的建造质量与水平。由此估计，公司产品在石化等其它行业亦有很广阔的市场前景。第二部分 产品与行业介绍2.1 产品大焊王朝机器人有限责任公司将主营智能移动焊接机器人及其系列化、多元化产品。公司成立初期的主打产品为：平面弯曲焊缝跟踪自主移动焊接机器人系统(HC-WMR)和无轨导全位置爬行式智能弧焊机器人系统(

14、WT-WCR)两款产品，兼营二维运动平台、旋转电弧传感器、机器人本体等部件。由于两款产品的软硬件在开发过程中都采用了模块化设计思想，便于二次开发，因此在公司创立以后，我们将针对市场需求，以现有两种产品为基础，开发系列化、多元化产品。名称应用平面弯曲焊缝跟踪自主移动焊接机器人系统（HC-WMR）1.各种平面弯曲角焊缝、折线角焊缝、弯曲型焊缝2.平面直角焊缝 3.狭窄空间焊缝和折角变化频繁的焊缝 无轨导全位置爬行式智能弧焊机器人系统（WT-WCR）1.大型结构现场生产平焊、立焊、横焊、曲面焊等全位置焊缝2.可实现多层多道焊2.1.1 主打产品平面弯曲焊缝跟踪自主移动焊接机器人系统（HC-WMR）【

15、构成】本产品由轮式机器人、跟踪控制系统和焊接电源系统组成。其中轮式机器人又由机器人本体、二维运动平台、焊炬支撑板和旋转电弧传感器等组成。焊接电源系统可由我公司代买或推荐。【功能】本产品可以对各种平面弯曲角焊缝、折线角焊缝、弯曲型焊缝以及平面直角焊缝进行自动跟踪焊接，尤其适合于狭窄空间焊缝及折角变化频繁焊缝的自动焊接，可以大幅提高焊接效率，降低成本，保证焊接质量，改善工人劳动条件。【实物图】 【性能参数】 见附录四【应用领域】本产品可以广泛应用于以下场合的（准）平面焊缝焊接：船舶焊接 集装箱焊接大型储罐 钢板焊接钢制厂房、场馆【优势】可用于焊接上述多种焊缝；移动平稳、转弯灵活，能保证焊接质量的稳

16、定性和一致性，焊缝成型美观，跟踪精度高达0.5mm；无需导轨及导向，省去轨道成本及铺轨、画线等大量时间及成本；焊接生产成本为手工电弧焊的50%，焊接效率分别是手工电弧焊的8倍；操作简单，可在无人监控状态下工作于恶劣环境，对使用者技术要求不高；可采用MIG、MAG、FCAW等多种焊接方法，适合不同的焊丝直径；焊炬支撑板采用组合装配结构，不同场合可以有不同的选择。【应用情况】本产品在江西九江同方江新造船有限公司得以成功应用，跟踪精度满足实际生产要求，焊缝尺寸满足焊接质量要求，焊缝成型明显好于人工，实现了上述焊缝的自动跟踪焊接，特别是人工及其它焊接设备难以进入的空间、弯曲焊缝的焊接，使工人从恶劣的生

17、产环境中解放出来，提高了生产效率和焊接质量，取得了可观的经济效益和良好的社会效益。客户反馈文件（试用报告）见附录五无轨导全位置爬行式智能弧焊机器人系统（WT-WCR）【构成】本产品由总控系统、焊缝识别系统、焊炬摆动及调节系统、自适应脉冲电源系统、爬行机器人及其驱动控制系统和手控器构成。【功能】本产品能够吸附于导磁性工件表面自由行走，代替人高空作业，无需轨道和导向就可以实现大型结构现场生产平焊、立焊、横焊、曲面焊等全位置自动跟踪焊接，可实现多层多道焊，保证焊接质量，同时大幅提高焊接效率，降低成本，改善工人劳动条件。【实物图】【性能参数】（见附录三“检验报告”）【应用领域】本产品可以广泛应用于：船

18、体焊接 大型储罐、球罐的现场焊接大型化工设备焊接 压力容器焊接 管道焊接 大型钢板焊接电站大型设备焊接 海洋工程、大型厂房等 若携带其它装置，还可对工件进行视觉检查、探伤、超声测厚等任务。【优势】采用轮履式结构，兼有轮式和履带式机器人的优点，移动平稳、灵活、可控性好；能在直立面或弯曲面上自主跟踪焊缝，自由爬行，执行全位置焊接任务，负重能力强，达120kg；无需导轨及导向，省去轨道成本及铺轨、画线等大量时间及成本；履带有柔性，可适应的壁面曲率范围大（直径2m以上）；工件厚度适用范围广，可实现多道多层自动焊接，精度达0.5mm；焊接生产成本为手工电弧焊的50%,焊接效率分别是手工电弧焊的10倍；设

19、计了友好的用户界面及小巧的手控盒，方便对相关参数进行调节；操作简便，对操作者水平要求较低；焊接过程无需工人监控，能够代替工人高空作业。【应用情况】本产品已在广州文冲造船厂成功应用，解决了长期以来由人手工焊接或者半机械化操作的种种弊端，实现了船舶制造过程的自动化，改善生产环境，提高生产效率和产品质量。本产品还在江西锅炉化工石油机械联合有限公司等进行了应用试验，取得了成功，改变了压力容器、锅炉等焊接生产的人工焊接或者半机械化状况，解决了焊接生产的自动化难题，获得了用户的好评。客户反馈文件（试用报告）见附录五2.1.2 系统部件公司成立初期，以下几个部件均不作为主营产品，即初期公司不会投入大量的资金

20、去专门开拓其市场，但在客户有需求时，就为其生产。二维运动平台(CSB)【功能】可实现水平、竖直两个垂直方向的精确运动，常用作微调机构。（行程可定制）。【优势】运动精度高、平稳，传动效率高，强度高，刚性好，寿命长；驱动部件采用高精度伺服电机及其驱动电路，进一步确保系统高精度、高稳定性。【创新点】实现了全密封设计，避免飞溅物、灰尘等对机构精度的影响，能很好地适应焊接的恶劣环境；采用折叠式，结构紧凑，行程尺寸比大，适合于狭窄空间工作；运动平台由两个直线导轨副作为支撑，中间滚珠丝杠作为驱动，运动阻力小，刚性好，承载能力强，运动平稳。【应用领域】本产品可广泛应用于：焊接、切割机械 雕刻、刺绣机械 检测设

21、备 新型木工机械医疗、制药机械 教学设备等高速旋转电弧传感器(RAS)【功能】既是焊枪，又是传感器，用来检测焊接电流信号【优势】其信号检测点就是焊接点，不存在位置导前误差，是完全实时的传感器；不需附加任何装置，焊炬的可达性和运动灵活性都很好 ；不怕电弧的飞溅、烟尘、弧光等干扰；旋转速度和旋转半径可调；成本低。【创新点】首次将冷却水管、保护气管集成于传感器内部，不仅外形美观，而且结构紧凑，焊炬的可达性和运动灵活性更好，使得其更适合于狭窄空间或折角较大的角焊缝的跟踪焊接；冷却与保护气一体化的水气室结构，结构紧凑，保护气输送顺畅，冷却性能良好，适合长时间可靠工作；独特的绝缘结构，使得传感器外壳不带电

22、，提高安全性和可靠性；进行动平衡振动优化分析，解决了高速旋转时振动较大的问题；采用数字控制器对转速进行实时精确调节，使得信号提取更加稳定准确。该旋转电弧传感器处于国际领先水平，已经申请多项专利。【应用场合】本产品可应用于焊接工业机器人（手臂式机器人）、移动机器人、移动焊接小车等。激光CCD图像传感器(LCS)【功能】 用来采集焊缝信息【优势】可用于各种接头、板厚的自动跟踪，也可用于多层焊焊道的自动规划，适用于各种焊接方法；测量精度高，测量范围大，响应速度快，抗干扰力强，实用性好。轮式机器人本体【功能】作为移动平台，搭载相关设备在（准）平面上完成相应任务。爬行式机器人本体【功能】作为移动平台，搭

23、载相关设备全位置作业，如焊接、探伤等；轮履式机器人研制的技术难度很大，可以预见很多用户将会以它作为平台来进行研究。2.2 后续产品由于我公司的产品设计之初就引入了模块化设计思想，因此可以很方便地进行二次开发，发展多样的系列化、多元化产品。【发展基于不同传感器的自动跟踪机器人】公司两产品采用不同的传感器，且传感器、软件、硬件电路等都是模块化设计的，因此我们可以在同一本体上换用不同的传感器，同时将相关软件、硬件电路移植，并做适当的修改，以拓展产品工作范围或降低成本。采取轮式机器人本体+CSB+LCS+相关软硬件模块的构成，可以对厚板的平面弯曲（直线）对接V型、I型焊缝、搭接接头以及弯曲程度不大的角

24、焊缝进行多层多道跟踪焊接。采取爬壁机器人本体+CSB+RAS+相关软硬件模块的构成，可以对全位置弯曲V型焊缝进行自动跟踪打底焊，全位置角焊。这样的配置比WT-WCR成本更低，用户可以将其作为全位置打底、角焊专机来使用。由于这些软硬件模块都已经在原来的机器人上研制成功，所以二次开发的工作量也不太大。【发展其他焊接机器人及用于其他领域的机器人】详见生产与研发部分。2.3 技术 2.3.1 技术一【技术描述】核心技术：轮式机器人机构设计技术信号提取拟合平面法焊缝跟踪协调控制方法专 利：已申请3项国家发明专利，6项实用新型专利。水 平：系统已经达到国内外的先进水平【技术的创新点】高速旋转扫描焊矩、二维

25、运动平台（见产品介绍）；轮式机器人本体采用中间两轮驱动，前后各布置一万向轮的结构，使得其转动灵活，可以原地转弯；采用浮动机构，使其可以适应准平面（坡度不大的地面）场合；采用能同时检测焊枪倾角和提取焊缝偏差信息的拟合平面法，与传统方法相比，提高了偏差识别的精确度和可靠性，该方法属国内外首创；采用焊缝跟踪协调控制方法，响应快，稳定性好，准确性高，可以实现直角焊缝以及任意折线焊缝跟踪；采用虚拟样机技术，缩短了设计周期，降低了研制成本。【技术保密要点】轮式机器人机构设计技术；同时检测焊枪倾角和提取焊缝偏差信息的拟合平面法；焊缝跟踪协调控制方法。2.3.2 技术二【技术描述】核心技术：爬行机器人的机构设

26、计多层多道焊缝识别技术单输入多输出控制方法专 利：已申请国家发明专利1项，实用新型专利4项，国际发明专利1项水 平：经中华人民共和国科学技术部，机械化工业信息研究院的科学技术查新报告证明，目前国内外还没有类似的产 品，技术国际领先。【技术的创新点】国内外首次研究成功焊接用全位置爬行机构。具有很强的负载能力，同时又具有很好的受控性能，运动平稳且灵活；国内外首次研究成功既无轨道又无导向、能自主爬行、自动跟踪的弧焊机器人系统；采用激光跟踪系统，利用非线性控制，开发了对爬行机构及十字滑块的协调控制，实现了焊缝的自动跟踪，精度达0.5mm；实现了全位置多道多层的自动焊缝跟踪；采用PLC控制器，和触摸屏设

27、计了友好的用户界面，以及设计了小巧的手控盒，方便地对焊接参数、小车运动参数、摆动器参数、激光图像传感系统等有关参数进行设置和控制。【技术保密要点】爬行机器人的机构设计技术；多层多道焊缝识别技术；单输入多输出控制方法。2.4 国内外同类产品和技术的综合比较目前小型工件已可以应用手臂式焊接机器人，进入自动化及智能化阶段，但中大型构件如船体、储罐、集装箱等，手臂式机器人无能为力，现主要是采用手工电弧焊、半自动焊，部分可以采用有轨道、有导向的焊接小车，其主要原因是：以船舶为代表的大型构件制造过程中存在很多狭窄空间焊缝，一般的机器人很难进入，目前都是采用手工电弧焊或半自动焊；以集装箱为代表的一些大型工件

28、上有很多折角变化频繁的焊缝，即使是有轨道小车也很难适应，目前主要是手工焊接；大型构件中存在很多弯曲焊缝，需要大范围跟踪，机械化方式只有有轨道小车或具有自动跟踪功能的机器人，但目前大多数是采用有轨小车方式，焊接效果不太理想；这些庞然大物多为工地安装，不能翻转，焊缝多处于特殊位置(如横、立焊缝)，较难实现自动化。由于以上原因，大型工件的焊接自动化程度一直不是很高，生产效率低，国内更是如此，轨道式焊机也多数从国外进口，如：美国Bug-o，Resame德国Kislter加拿大Gullco等。轨道式焊机虽不需工人手持焊把、眼盯焊缝那样辛苦，但仍存在很多弊端：轨道虽有刚性柔性之分，但很难与被焊工件轮廓完全

29、相同，一般仅适用于平直焊缝；轨道不可能与焊缝完全平行，特别是当焊件在两个自由度方向有变化和有不同接头型式时；轨道上的小车虽然也可跟踪装置，但现有的跟踪基准有两种：人工划线和焊缝坡口的某一几何元素。前者保证不了平行精度和焊接质量，跟踪范围有限；铺拆轨道、搭拆脚手架费时费力且价值昂贵（铺设轨道时间往往占总工作量一半，轨道成本占焊接设备三分之一以上）。辅助工作量和劳动强度不能减少。综上所述，轨道式焊机的应用范围和综合效益不很突出。当然，国外也有人对此进行研究，但是投入实际生产的很少。【弯曲焊缝及狭窄空间焊缝跟踪机器人方面】韩国Pukyong国立大学研制了一款船舱格子形构件移动焊接机器人。该机器人只适

30、合焊接直线角焊缝及90折角焊缝。由于传感器和二维运动平台等方面问题，使其对弯曲焊缝跟踪效果不理想。日本庆应大学研制了平面薄板焊接自主性移动机器人，该机器人只能识别对接焊缝，机构等方面存在诸多问题。目前还没有见到这些机器人投产的报道。我公司的产品（HC-WMR）则可以自主跟踪焊接各种平面弯曲型焊缝、平面折角角焊缝及直角焊缝等多种焊缝，尤其适合于狭窄空间焊缝及折角变化频繁焊缝的自动焊接。从成本和效率方面考虑，其焊接成本仅为手工电弧焊的50%，效率则为手工电弧焊的8倍。【爬壁机器人方面】爬壁机器人是解决大型构件焊接非常有力的手段，这类研究在世界上还处于起步阶段，目前多采用磁吸附方式。不同磁吸附爬壁机器人各有优缺点：车轮式的虽然行走速度快，转弯容易，但吸附力却很小；步行式可以获得很大的吸力，但速度很慢；吸盘式行走速度快，转弯较容易，但是吸附力不如履带式的；履带式吸附力很大，有较大的行走速度，但转弯不容易，而且转弯半径不好控制。目前已经产业化了的只有北京石油化工学院研制的“无轨导全位置行走光电实时跟踪球罐焊接机器人”。其主要特点是：采用柔性磁轮，能直接磁吸附在球罐等的表面进行无导轨全位置焊接；能依照焊缝平行线实现多层多道光电实时跟踪焊接。但也存在一定的缺点，如：需要画线或者贴明显的能识别的路标，精度不高，且仍然需要工人高空作业，费时费力，这是其最致命的弱点；