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文档简介
1、泓域咨询/郑州光纤项目可行性研究报告郑州光纤项目可行性研究报告xx集团有限公司目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc108681705 第一章 绪论 PAGEREF _Toc108681705 h 9 HYPERLINK l _Toc108681706 一、 项目名称及投资人 PAGEREF _Toc108681706 h 9 HYPERLINK l _Toc108681707 二、 编制原则 PAGEREF _Toc108681707 h 9 HYPERLINK l _Toc108681708 三、 编制依据 PAGEREF _Toc108681708 h 9
2、 HYPERLINK l _Toc108681709 四、 编制范围及内容 PAGEREF _Toc108681709 h 10 HYPERLINK l _Toc108681710 五、 项目建设背景 PAGEREF _Toc108681710 h 10 HYPERLINK l _Toc108681711 六、 结论分析 PAGEREF _Toc108681711 h 11 HYPERLINK l _Toc108681712 主要经济指标一览表 PAGEREF _Toc108681712 h 13 HYPERLINK l _Toc108681713 第二章 市场预测 PAGEREF _Toc1
3、08681713 h 16 HYPERLINK l _Toc108681714 一、 国内外光纤陀螺发展概况 PAGEREF _Toc108681714 h 16 HYPERLINK l _Toc108681715 二、 光纤陀螺行业基本情况 PAGEREF _Toc108681715 h 17 HYPERLINK l _Toc108681716 三、 光纤环行业市场发展趋势 PAGEREF _Toc108681716 h 19 HYPERLINK l _Toc108681717 第三章 项目背景及必要性 PAGEREF _Toc108681717 h 24 HYPERLINK l _Toc1
4、08681718 一、 光纤陀螺之于惯性导航 PAGEREF _Toc108681718 h 24 HYPERLINK l _Toc108681719 二、 光纤环行业基本情况 PAGEREF _Toc108681719 h 26 HYPERLINK l _Toc108681720 三、 加快发展现代产业体系,推动产业链供应链优化升级 PAGEREF _Toc108681720 h 30 HYPERLINK l _Toc108681721 四、 转变城市发展方式,建设高品质现代化都市 PAGEREF _Toc108681721 h 33 HYPERLINK l _Toc108681722 第四
5、章 项目建设单位说明 PAGEREF _Toc108681722 h 38 HYPERLINK l _Toc108681723 一、 公司基本信息 PAGEREF _Toc108681723 h 38 HYPERLINK l _Toc108681724 二、 公司简介 PAGEREF _Toc108681724 h 38 HYPERLINK l _Toc108681725 三、 公司竞争优势 PAGEREF _Toc108681725 h 39 HYPERLINK l _Toc108681726 四、 公司主要财务数据 PAGEREF _Toc108681726 h 41 HYPERLINK
6、l _Toc108681727 公司合并资产负债表主要数据 PAGEREF _Toc108681727 h 41 HYPERLINK l _Toc108681728 公司合并利润表主要数据 PAGEREF _Toc108681728 h 41 HYPERLINK l _Toc108681729 五、 核心人员介绍 PAGEREF _Toc108681729 h 42 HYPERLINK l _Toc108681730 六、 经营宗旨 PAGEREF _Toc108681730 h 43 HYPERLINK l _Toc108681731 七、 公司发展规划 PAGEREF _Toc108681
7、731 h 43 HYPERLINK l _Toc108681732 第五章 选址分析 PAGEREF _Toc108681732 h 50 HYPERLINK l _Toc108681733 一、 项目选址原则 PAGEREF _Toc108681733 h 50 HYPERLINK l _Toc108681734 二、 建设区基本情况 PAGEREF _Toc108681734 h 50 HYPERLINK l _Toc108681735 三、 构筑市场化法治化国际化营商环境 PAGEREF _Toc108681735 h 56 HYPERLINK l _Toc108681736 四、 项
8、目选址综合评价 PAGEREF _Toc108681736 h 58 HYPERLINK l _Toc108681737 第六章 产品方案与建设规划 PAGEREF _Toc108681737 h 59 HYPERLINK l _Toc108681738 一、 建设规模及主要建设内容 PAGEREF _Toc108681738 h 59 HYPERLINK l _Toc108681739 二、 产品规划方案及生产纲领 PAGEREF _Toc108681739 h 59 HYPERLINK l _Toc108681740 产品规划方案一览表 PAGEREF _Toc108681740 h 59
9、 HYPERLINK l _Toc108681741 第七章 建筑技术分析 PAGEREF _Toc108681741 h 61 HYPERLINK l _Toc108681742 一、 项目工程设计总体要求 PAGEREF _Toc108681742 h 61 HYPERLINK l _Toc108681743 二、 建设方案 PAGEREF _Toc108681743 h 61 HYPERLINK l _Toc108681744 三、 建筑工程建设指标 PAGEREF _Toc108681744 h 63 HYPERLINK l _Toc108681745 建筑工程投资一览表 PAGERE
10、F _Toc108681745 h 63 HYPERLINK l _Toc108681746 第八章 发展规划 PAGEREF _Toc108681746 h 65 HYPERLINK l _Toc108681747 一、 公司发展规划 PAGEREF _Toc108681747 h 65 HYPERLINK l _Toc108681748 二、 保障措施 PAGEREF _Toc108681748 h 71 HYPERLINK l _Toc108681749 第九章 运营模式分析 PAGEREF _Toc108681749 h 73 HYPERLINK l _Toc108681750 一、
11、公司经营宗旨 PAGEREF _Toc108681750 h 73 HYPERLINK l _Toc108681751 二、 公司的目标、主要职责 PAGEREF _Toc108681751 h 73 HYPERLINK l _Toc108681752 三、 各部门职责及权限 PAGEREF _Toc108681752 h 74 HYPERLINK l _Toc108681753 四、 财务会计制度 PAGEREF _Toc108681753 h 77 HYPERLINK l _Toc108681754 第十章 SWOT分析说明 PAGEREF _Toc108681754 h 84 HYPER
12、LINK l _Toc108681755 一、 优势分析(S) PAGEREF _Toc108681755 h 84 HYPERLINK l _Toc108681756 二、 劣势分析(W) PAGEREF _Toc108681756 h 86 HYPERLINK l _Toc108681757 三、 机会分析(O) PAGEREF _Toc108681757 h 86 HYPERLINK l _Toc108681758 四、 威胁分析(T) PAGEREF _Toc108681758 h 88 HYPERLINK l _Toc108681759 第十一章 原材料及成品管理 PAGEREF _
13、Toc108681759 h 92 HYPERLINK l _Toc108681760 一、 项目建设期原辅材料供应情况 PAGEREF _Toc108681760 h 92 HYPERLINK l _Toc108681761 二、 项目运营期原辅材料供应及质量管理 PAGEREF _Toc108681761 h 92 HYPERLINK l _Toc108681762 第十二章 节能方案说明 PAGEREF _Toc108681762 h 94 HYPERLINK l _Toc108681763 一、 项目节能概述 PAGEREF _Toc108681763 h 94 HYPERLINK l
14、 _Toc108681764 二、 能源消费种类和数量分析 PAGEREF _Toc108681764 h 95 HYPERLINK l _Toc108681765 能耗分析一览表 PAGEREF _Toc108681765 h 95 HYPERLINK l _Toc108681766 三、 项目节能措施 PAGEREF _Toc108681766 h 96 HYPERLINK l _Toc108681767 四、 节能综合评价 PAGEREF _Toc108681767 h 97 HYPERLINK l _Toc108681768 第十三章 进度实施计划 PAGEREF _Toc108681
15、768 h 98 HYPERLINK l _Toc108681769 一、 项目进度安排 PAGEREF _Toc108681769 h 98 HYPERLINK l _Toc108681770 项目实施进度计划一览表 PAGEREF _Toc108681770 h 98 HYPERLINK l _Toc108681771 二、 项目实施保障措施 PAGEREF _Toc108681771 h 99 HYPERLINK l _Toc108681772 第十四章 项目环境保护 PAGEREF _Toc108681772 h 100 HYPERLINK l _Toc108681773 一、 编制依
16、据 PAGEREF _Toc108681773 h 100 HYPERLINK l _Toc108681774 二、 环境影响合理性分析 PAGEREF _Toc108681774 h 100 HYPERLINK l _Toc108681775 三、 建设期大气环境影响分析 PAGEREF _Toc108681775 h 102 HYPERLINK l _Toc108681776 四、 建设期水环境影响分析 PAGEREF _Toc108681776 h 103 HYPERLINK l _Toc108681777 五、 建设期固体废弃物环境影响分析 PAGEREF _Toc108681777
17、h 104 HYPERLINK l _Toc108681778 六、 建设期声环境影响分析 PAGEREF _Toc108681778 h 105 HYPERLINK l _Toc108681779 七、 建设期生态环境影响分析 PAGEREF _Toc108681779 h 106 HYPERLINK l _Toc108681780 八、 清洁生产 PAGEREF _Toc108681780 h 106 HYPERLINK l _Toc108681781 九、 环境管理分析 PAGEREF _Toc108681781 h 107 HYPERLINK l _Toc108681782 十、 环境
18、影响结论 PAGEREF _Toc108681782 h 109 HYPERLINK l _Toc108681783 十一、 环境影响建议 PAGEREF _Toc108681783 h 109 HYPERLINK l _Toc108681784 第十五章 投资估算及资金筹措 PAGEREF _Toc108681784 h 111 HYPERLINK l _Toc108681785 一、 编制说明 PAGEREF _Toc108681785 h 111 HYPERLINK l _Toc108681786 二、 建设投资 PAGEREF _Toc108681786 h 111 HYPERLINK
19、 l _Toc108681787 建筑工程投资一览表 PAGEREF _Toc108681787 h 112 HYPERLINK l _Toc108681788 主要设备购置一览表 PAGEREF _Toc108681788 h 113 HYPERLINK l _Toc108681789 建设投资估算表 PAGEREF _Toc108681789 h 114 HYPERLINK l _Toc108681790 三、 建设期利息 PAGEREF _Toc108681790 h 115 HYPERLINK l _Toc108681791 建设期利息估算表 PAGEREF _Toc108681791
20、 h 115 HYPERLINK l _Toc108681792 固定资产投资估算表 PAGEREF _Toc108681792 h 116 HYPERLINK l _Toc108681793 四、 流动资金 PAGEREF _Toc108681793 h 117 HYPERLINK l _Toc108681794 流动资金估算表 PAGEREF _Toc108681794 h 118 HYPERLINK l _Toc108681795 五、 项目总投资 PAGEREF _Toc108681795 h 119 HYPERLINK l _Toc108681796 总投资及构成一览表 PAGERE
21、F _Toc108681796 h 119 HYPERLINK l _Toc108681797 六、 资金筹措与投资计划 PAGEREF _Toc108681797 h 120 HYPERLINK l _Toc108681798 项目投资计划与资金筹措一览表 PAGEREF _Toc108681798 h 120 HYPERLINK l _Toc108681799 第十六章 经济效益及财务分析 PAGEREF _Toc108681799 h 122 HYPERLINK l _Toc108681800 一、 基本假设及基础参数选取 PAGEREF _Toc108681800 h 122 HYPE
22、RLINK l _Toc108681801 二、 经济评价财务测算 PAGEREF _Toc108681801 h 122 HYPERLINK l _Toc108681802 营业收入、税金及附加和增值税估算表 PAGEREF _Toc108681802 h 122 HYPERLINK l _Toc108681803 综合总成本费用估算表 PAGEREF _Toc108681803 h 124 HYPERLINK l _Toc108681804 利润及利润分配表 PAGEREF _Toc108681804 h 126 HYPERLINK l _Toc108681805 三、 项目盈利能力分析
23、PAGEREF _Toc108681805 h 127 HYPERLINK l _Toc108681806 项目投资现金流量表 PAGEREF _Toc108681806 h 128 HYPERLINK l _Toc108681807 四、 财务生存能力分析 PAGEREF _Toc108681807 h 130 HYPERLINK l _Toc108681808 五、 偿债能力分析 PAGEREF _Toc108681808 h 130 HYPERLINK l _Toc108681809 借款还本付息计划表 PAGEREF _Toc108681809 h 131 HYPERLINK l _T
24、oc108681810 六、 经济评价结论 PAGEREF _Toc108681810 h 132 HYPERLINK l _Toc108681811 第十七章 项目风险防范分析 PAGEREF _Toc108681811 h 133 HYPERLINK l _Toc108681812 一、 项目风险分析 PAGEREF _Toc108681812 h 133 HYPERLINK l _Toc108681813 二、 项目风险对策 PAGEREF _Toc108681813 h 135 HYPERLINK l _Toc108681814 第十八章 项目招标及投标分析 PAGEREF _Toc1
25、08681814 h 138 HYPERLINK l _Toc108681815 一、 项目招标依据 PAGEREF _Toc108681815 h 138 HYPERLINK l _Toc108681816 二、 项目招标范围 PAGEREF _Toc108681816 h 138 HYPERLINK l _Toc108681817 三、 招标要求 PAGEREF _Toc108681817 h 139 HYPERLINK l _Toc108681818 四、 招标组织方式 PAGEREF _Toc108681818 h 141 HYPERLINK l _Toc108681819 五、 招标
26、信息发布 PAGEREF _Toc108681819 h 143 HYPERLINK l _Toc108681820 第十九章 项目总结 PAGEREF _Toc108681820 h 144 HYPERLINK l _Toc108681821 第二十章 附表附录 PAGEREF _Toc108681821 h 146 HYPERLINK l _Toc108681822 主要经济指标一览表 PAGEREF _Toc108681822 h 146 HYPERLINK l _Toc108681823 建设投资估算表 PAGEREF _Toc108681823 h 147 HYPERLINK l _
27、Toc108681824 建设期利息估算表 PAGEREF _Toc108681824 h 148 HYPERLINK l _Toc108681825 固定资产投资估算表 PAGEREF _Toc108681825 h 149 HYPERLINK l _Toc108681826 流动资金估算表 PAGEREF _Toc108681826 h 150 HYPERLINK l _Toc108681827 总投资及构成一览表 PAGEREF _Toc108681827 h 151 HYPERLINK l _Toc108681828 项目投资计划与资金筹措一览表 PAGEREF _Toc1086818
28、28 h 152 HYPERLINK l _Toc108681829 营业收入、税金及附加和增值税估算表 PAGEREF _Toc108681829 h 153 HYPERLINK l _Toc108681830 综合总成本费用估算表 PAGEREF _Toc108681830 h 153 HYPERLINK l _Toc108681831 固定资产折旧费估算表 PAGEREF _Toc108681831 h 154 HYPERLINK l _Toc108681832 无形资产和其他资产摊销估算表 PAGEREF _Toc108681832 h 155 HYPERLINK l _Toc1086
29、81833 利润及利润分配表 PAGEREF _Toc108681833 h 156 HYPERLINK l _Toc108681834 项目投资现金流量表 PAGEREF _Toc108681834 h 157 HYPERLINK l _Toc108681835 借款还本付息计划表 PAGEREF _Toc108681835 h 158 HYPERLINK l _Toc108681836 建筑工程投资一览表 PAGEREF _Toc108681836 h 159 HYPERLINK l _Toc108681837 项目实施进度计划一览表 PAGEREF _Toc108681837 h 160
30、 HYPERLINK l _Toc108681838 主要设备购置一览表 PAGEREF _Toc108681838 h 161 HYPERLINK l _Toc108681839 能耗分析一览表 PAGEREF _Toc108681839 h 161绪论项目名称及投资人(一)项目名称郑州光纤项目(二)项目投资人xx集团有限公司(三)建设地点本期项目选址位于xx。编制原则1、立足于本地区产业发展的客观条件,以集约化、产业化、科技化为手段,组织生产建设,提高企业经济效益和社会效益,实现可持续发展的大目标。2、因地制宜、统筹安排、节省投资、加快进度。编制依据1、一般工业项目可行性研究报告编制大纲;
31、2、建设项目经济评价方法与参数(第三版);3、建设项目用地预审管理办法;4、投资项目可行性研究指南;5、产业结构调整指导目录。编制范围及内容1、项目背景及市场预测分析;2、建设规模的确定;3、建设场地及建设条件;4、工程设计方案;5、节能;6、环境保护、劳动安全、卫生与消防;7、组织机构与人力资源配置;8、项目招标方案;9、投资估算和资金筹措;10、财务分析。项目建设背景光纤环(FiberOpticCoil)是将特种光纤材料按照相关的体积要求、光学要求、振动要求,采用专用光纤环绕制设备(绕环机),通过特殊的绕法、固化工艺和胶粘剂将光纤缠绕成环状结构的一种光学器件。光纤环中的光纤长度从几十米到几
32、十公里,环圈内径从几毫米到几千毫米不等。绝大部分光纤环为圆形结构,存在少量的椭圆等异形结构。经济综合实力迈上新台阶。经济总量迈上大台阶,产业基础高级化、产业链现代化、产业体系数字化水平显著提升,经济首位度、发展协调性、城市承载力持续增强,保持中高速增长,主要经济指标增速保持高于全省全国平均水平,成为更高水平的高质量发展区域增长极。空间结构优化形成新布局。推动城市向集约型、分布式、多中心、网络化发展转变,核心板块建设基本成型,“东强、南动、西美、北静、中优、外联”的城市功能布局更加完善,生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀、人文空间精致和谐,实现城市品质内涵、形态风貌显著提升,城
33、市建设和管理水平根本性改变,新老城区之间、城乡之间、“1+4”都市圈区域之间协调发展,成为国内广泛认可、预期看好、富有竞争力的特大城市。结论分析(一)项目选址本期项目选址位于xx,占地面积约96.00亩。(二)建设规模与产品方案项目正常运营后,可形成年产xxx千米光纤的生产能力。(三)项目实施进度本期项目建设期限规划24个月。(四)投资估算本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算,项目总投资53116.72万元,其中:建设投资41234.90万元,占项目总投资的77.63%;建设期利息1210.79万元,占项目总投资的2.28%;流动资金10671.03万元,占项目总
34、投资的20.09%。(五)资金筹措项目总投资53116.72万元,根据资金筹措方案,xx集团有限公司计划自筹资金(资本金)28406.87万元。根据谨慎财务测算,本期工程项目申请银行借款总额24709.85万元。(六)经济评价1、项目达产年预期营业收入(SP):95500.00万元。2、年综合总成本费用(TC):74547.82万元。3、项目达产年净利润(NP):15337.14万元。4、财务内部收益率(FIRR):22.11%。5、全部投资回收期(Pt):5.85年(含建设期24个月)。6、达产年盈亏平衡点(BEP):32684.46万元(产值)。(七)社会效益本期项目技术上可行、经济上合理
35、,投资方向正确,资本结构合理,技术方案设计优良。本期项目的投资建设和实施无论是经济效益、社会效益等方面都是积极可行的。本项目实施后,可满足国内市场需求,增加国家及地方财政收入,带动产业升级发展,为社会提供更多的就业机会。另外,由于本项目环保治理手段完善,不会对周边环境产生不利影响。因此,本项目建设具有良好的社会效益。(八)主要经济技术指标主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积64000.00约96.00亩1.1总建筑面积144719.881.2基底面积40960.001.3投资强度万元/亩430.062总投资万元53116.722.1建设投资万元41234.902.1.1工程费用万元
36、36221.412.1.2其他费用万元3715.382.1.3预备费万元1298.112.2建设期利息万元1210.792.3流动资金万元10671.033资金筹措万元53116.723.1自筹资金万元28406.873.2银行贷款万元24709.854营业收入万元95500.00正常运营年份5总成本费用万元74547.826利润总额万元20449.527净利润万元15337.148所得税万元5112.389增值税万元4188.7910税金及附加万元502.6611纳税总额万元9803.8312工业增加值万元33720.7213盈亏平衡点万元32684.46产值14回收期年5.8515内部收益
37、率22.11%所得税后16财务净现值万元21601.67所得税后市场预测国内外光纤陀螺发展概况自20世纪70年代现代光纤陀螺设想提出以来,光纤陀螺关键技术发展至今已取得重大突破,应用领域不断拓展。美国是最早进行光纤陀螺研究和应用的国家,相关单位有美国DARPA(美国国防高级研究计划局)、Draper实验室、诺格公司、Honeywell公司、KVH公司等。日本紧跟美国,处于世界前列,其主要研究机构有东京大学尖端技术室和日立、住友电工、三菱、日本航空电子工业等公司。此外,法国(萨基姆公司、iXblue公司)、德国和俄罗斯(Optolink公司)等国家光纤陀螺的研究和应用技术也较为成熟。国外公开报道
38、的光纤陀螺长时间零偏稳定性已优于0.00001()/h,惯导系统中实际应用的也已达到0.00001()/h量级。研制单位主要包括法国iXblue公司、美国Honeywell公司、美国L3Space&Navigation公司、俄罗斯Optolink公司和意大利GEMelettronicaSrl等。国内对于光纤陀螺的研究起步相对较晚,但发展较快。在国内光纤通信和光电子器件发展基础上,目前我国光纤陀螺性能和应用均已达到国际先进水平。在高端产品方面,我国与外国顶尖产品的技术差距在不断缩小。国内从事光纤陀螺研发生产的单位主要有:北京航空航天大学、J1单位、北京理工大学、浙江大学及航天科工集团、航天科技集
39、团、兵器工业集团等军工集团下属科研单位。光纤陀螺行业基本情况惯性导航(InertialNavigationSystem,INS)是一种不依赖外部导航信息的自主式导航定位技术,其基本工作原理是通过测量线加速度和角速度来解算运载体位置信息并实现定位导航,由于不向外部辐射能量、不依赖于外部信息,因而具备不与外界交互而自主独立工作的能力。惯性导航在军事及民用领域具有广泛应用,包括各型飞机、导弹、远程火箭弹、制导炸弹、潜艇及水面舰艇、陆地战车等国防军事装备及各类航天器、陆地与海洋勘探策划、自动驾驶、手机、可穿戴设备、VR/AR设备等民用领域均有应用,属于国家鼓励发展的高科技产业。惯性导航系统是以测量角速
40、度的陀螺和测量线加速度的加速度计为敏感元器件,根据陀螺的输出建立导航坐标系,根据加速度的输出并结合初始运动状态,推算出运载体的实时速度、位置和航行、姿态等导航参数的解算系统。作为三大常见定位技术之一(三大常见定位技术分别是以卫星定位GNSS为代表的信息定位、以激光雷达定位为代表的环境特征匹配定位,以及惯性导航定位),惯性导航定位的优势是具有强自主性、强抗干扰能力和不依赖外界信号等特性,同时可为运载体全面提供位置、姿态、速度等信息,因此具有不可替代性。但惯性导航也存在误差累计等缺点,因而经常由全球导航卫星系统和惯性测量单元(IMU)组合成导航系统方案。陀螺和加速度计等惯性传感器是惯性导航系统的核
41、心器件,对系统的精度起决定性作用。其中,陀螺用以获取运动的角速度并测量其角度变化,通过角速度获取方向信息,在惯性导航中起到姿态解算、辅助定位的作用;加速度计用以获取运载体的线性加速度并测量其速度变化,起定位及修正姿态作用。通常情况下,每套惯性测量单元装置包含3组陀螺和加速度计,分别测量三个自由度的角速度和线加速度。惯性导航行业通常与制导控制行业并称,需要融合惯性制导、制导控制、运动控制、运动传感等领域的核心技术,属于新一代信息技术与高端装备制造相融合的高新技术与战略性新兴产业。从产业链角度,惯性导航分为上游器件层、中游系统层和下游应用层三个环节。其中上游器件层对惯性导航系统起到决定性作用,且其
42、技术门槛高,是产业链的核心部分,即惯性传感器供应商及GNSS元器件供应商;产业链中游为惯性导航系统模块生产企业、GNSS模块生产企业及惯性组合导航系统集成商;产业链下游为需求端,即各种应用领域,包括军用领域和民用领域的各大终端客户.军用领域方面,惯导系统在舰艇船舶、航空飞行器、航天飞机、制导武器、陆地车辆、机器人等装备上均有所应用,民用领域则包括消费电子、无人机、自动驾驶等相关行业。其中,军用领域为主要需求市场,其应用占比约80%,包括军用车、导弹、航天、舰船等军工企业;民用领域则包括消费电子、无人机、自动驾驶等相关行业,应用占比约20%。光纤环行业市场发展趋势1、光纤环的发展需要多学科、跨领
43、域融合研发光纤环是光纤陀螺的传感核心,它的缠绕质量好坏直接决定光纤陀螺的精度,光纤环必须跟随光纤陀螺技术不断加快升级更新,以应对不断涌现的光纤陀螺应用新场景和新需求。光纤环的应用范围扩展的背后是研发难度持续提升,而其研发往往需要材料科学、设备制造科学、光电技术、传感技术、自动化技术、计算机技术、关键工艺能力等多学科、跨领域融合。军用领域的高精度、高可靠性、强环境适应性,民用领域的多样化、低成本、小型化,以及共同的集成化发展趋势,都对光纤环提出了更高的要求。从前端的设计研发到后端的场景应用,各个环节间的粘性不断增强是光纤环行业的竞争关键焦点。应用场景的日益拓展和市场竞争的日趋激烈也会带来更多的产
44、品差异化需求,促使光纤环的研发朝着技术指标更贴近特定应用场景、更适应特定环境条件的方向发展,在融合研发的背景下体现更多元化的技术路线。2、光纤环的进一步推广需推进标准化进程为了建立强大的国防力量,必须提高航空航天等领域惯性器件的水平。目前在我国,作为光纤陀螺仪核心器件的光纤环却一直处于定制模式,不能大规模标准化生产。对于特定领域的应用,建立科学的光纤环标准将有助于提升光纤环生产的质量控制水平与自动化水平,提高光纤环产品的一致性、可靠性、可检测性与可追溯性,有利于降低成本,加速下游光纤陀螺产品升级换代及在更多领域应用的工程化、规模化、产业化发展。3、光纤环应用领域不断扩大,市场不断增长光纤陀螺具
45、备导航、定位功能,而光纤环是光学陀螺的核心传感部件,按最典型的光纤陀螺计算,光纤环成本约占光纤陀螺总成本36%。随着我国北斗等一批新的民众应用逐步开放,民用导航、定位等市场需求进一步增加,光纤环作为军工导航的重要基础元器件,军用标准与民用标准将进一步融合,能带来更好的产品性能,应用潜力巨大。光纤陀螺具有精度高、无运动部件、可靠性高等特点,同时在同精度水平的传感器中价格相对较低,其应用前景十分广阔。目前,在军用领域,由于光纤陀螺性能优势明显,已被广泛应用。在民用领域主要应用为:车辆与飞机控制车辆的自动导航、定位定向,还可以通过对农用飞机姿态控制进行播种、喷洒农药等替代人工;光纤陀螺还可用于大地测
46、量、矿物勘采、石油勘察、石油钻井导向、隧道施工等的定位和路径勘测,以及利用光纤陀螺转动角和线位移实现大坝测斜等用途;光纤陀螺还在地下工程维护中起到重要作用,由于管线常埋于地下,在管线有损坏时,难以确定具体位置,而光纤陀螺在寻找损坏的电力线、管道和通信光电缆位置的定位也具有重要作用。受新冠肺炎疫情影响,全球宏观经济下行风险增加,经济因素的不确定性加大地缘冲突风险,为积极应对国际形势的变化,解放军军费开支保持增长态势,军工行业处于快速发展期。目前我国军费开支保持较快增长,2018-2020年三年同比增长率分别为8.42%、9.32%和3.84%。目前,我国国防建设仍处于“补偿式”发展期,同时即将进
47、入第二阶段现代化建设,预计军费有望保持长期增长态势。光纤陀螺是精准打击武器的重要组件,其市场受国防开支影响较大,根据赛昇信息技术研究院的数据,2019年国内光纤陀螺的市场规模为105.2亿元,并在未来长期保持稳健增长态势,预计2019至2024年复合增长率为19.6%。4、水听器领域成为光纤环应用的新兴热点水听器敏感环用于干涉型光纤水听器,是将水声振动信号转换为光信号的水听敏感器件,具有小体积、高强度、高可靠性、低损耗、耐湿、耐盐、耐高压的性能特点。光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器,它通过高灵敏度的光学相干检测,将水声振动转换成光信号,通过光纤传至信号处理系统提取
48、声信号信息。光纤水听器具有灵敏度高、抗电磁干扰强、适宜远距离大范围监测等特点,既可用于现代海军反潜作战及水下兵器试验检测,又可用于海洋石油天然气勘探,也可用于海洋地震波检测以及海洋环境检测,在军用和民用领域均能极大促进海洋事业的发展。光纤水听器需要在海水盐雾腐蚀、水下高压等恶劣的环境下稳定工作,这就对器件的可靠性提出了更严格的要求。光纤水听器中的关键部件是光纤绕制的水听器敏感环,这种环的尺寸一般比较小,直径最低仅10mm,需要具备良好的宏弯损耗指标、几何一致性和机械稳定性,在一定程度上决定着整个系统的性能和使用寿命。由光纤水听器构成的海防传感网络系统,是目前正在开发的新型防卫系统,该系统已开始
49、用于海上边防和重要地区的海防警戒;水声探潜方面,随着潜艇噪声降低,传统的电声纳探测器灵敏度接近极限值,光纤水听器也将大有用武之地。未来,光纤水听网可组成由岸基光纤列阵水声综合探测系统、陆地地面卫星接收站以及空天探测卫星编织成的一张天、地、海的综合探测网,形成涵盖整个被探测区域的新型传感网络。目前,我国部分沿海地区的十四五规划中已经提出了推进海洋立体观测网建设目标,光纤水听器可能在海底观测网中得到大规模应用。5、5G通信成为光纤环应用的又一热点光纤环可用于5G基站中的光电振荡器(OEO),光电振荡器是5G通信基站等射频/微波信号产生、处理和发射的重要元器件。随着5G商用化进程的加速,5G建设如火
50、如荼。商用两年来,我国已开通建设了99.3万个5G基站,覆盖全国所有地级市、95%以上的县区、35%的乡镇,5G基站数量占全球70%以上,已建成全球技术领先、规模最大、用户最多的5G网络,以及全球最大的5G产业体系。伴随着5G基站的数量增加,光纤环的市场将进一步扩大。项目背景及必要性光纤陀螺之于惯性导航陀螺、加速度计是惯性导航系统的核心器件,决定了惯性导航系统的精度。光纤陀螺是现代惯性导航的主流仪表之一,由于具有质量轻、体积小、结构紧凑、灵敏度和精度高、工作可靠等优点,在很多领域已经完全取代了机械式的传统陀螺,成为现代导航仪器中的关键部件,尤其在惯性导航市场的最大领域军用市场应用广泛。1、陀螺
51、的分类根据工作的原理不同,现代陀螺可划分为激光陀螺、光纤陀螺、MEMS陀螺及半球谐振陀螺等。自1910年首次用于船载指北陀螺罗经以来,陀螺技术已发展了四代。传统意义上的陀螺是指服从牛顿力学的机电陀螺,随着激光技术和微电子技术的发展,光学陀螺和MEMS陀螺等建立在全新测量原理上的陀螺蓬勃发展。光纤陀螺和激光陀螺均属于光学陀螺范畴。2、光纤陀螺的工作原理光纤陀螺(FiberOpticGyro,FOG)的基本原理来自光学萨格纳克(Sagnac)效应。Sagnac效应是相对于惯性空间转动的闭环光路中传播光的一种普遍的相关效应,即在闭合光路中存在两束从光路同一点出发的、沿相反方向传播的光,两束光沿光路传
52、播一周回到出发点时,如果闭合光路所在平面的法线方向存在相对惯性空间的角速度,则两束光之间会产生与角速度相关的相位差。光纤陀螺通过光纤环的匝数和长度来增加所围绕的总面积,进而增强Sagnac效应,从而实现载体角速度信息的精确测量。3、光纤陀螺的优势光纤陀螺是一种全固态的陀螺,主要优点在于高可靠性、长寿命、快速启动、耐冲击和振动、对重力不敏感、大动态范围等,这是传统机电陀螺所无法比拟的。具体而言,与传统的机电陀螺相比,光纤陀螺不使用机械转动部件,所以灵敏度更高;与环形激光陀螺相比,不需要精密加工的光学腔、克服锁区的机械偏频机构、几千伏的高压电源等,制造工艺更为简单,使用寿命更长;与MEMS陀螺相比
53、,在技术指标和环境适应性上具有优势。因此光纤陀螺近些年来成为国内各军用导航设备的主力传感器,占据了绝大部分的市场份额。4、光纤陀螺行业应用情况光纤陀螺目前已是惯性技术研究领域的主流陀螺。早在2005年,光纤陀螺就已占据国外中近程导弹、中程导弹、卫星等武器装备领域一半以上的用量。惯性技术是提高战略武器(如弹道导弹、运载火箭、卫星等)导航、制导与控制精度的核心技术。根据世界惯性技术权威机构美国麻省理工学院Draper实验室预测,光纤陀螺将成为未来高精度惯性导航领域的主导器件,基于光纤陀螺的惯导系统是实现战略武器高精度信息获取的关键测量系统,因此高精度光纤陀螺及其惯导系统是未来战略武器高精度惯导系统
54、发展的最主要方向。国外的惯性技术属于高度保密的军用核心技术,禁止向我国出口和转让。一般而言,视应用场景性能需求,不同精度的光纤陀螺对应不同的应用范围,涵盖从战略级武器装备到商业级民用产品的各领域。中高精度的光纤陀螺主要应用在航空航天等高端武器装备领域,而低成本、低精度光纤陀螺主要应用在石油勘查、工业机器人等精度要求不高的民用领域。另外,在中高端无人机的飞行控制、高铁振动传感及铁路轨道检测、航空、陆上移动测绘、无人驾驶汽车等领域也有广泛的应用。光电集成、专用光纤等先进微电子与光电子技术的发展,加速了光纤陀螺的小型化和低成本化。光纤环行业基本情况1、光纤环简介光纤环(FiberOpticCoil)
55、是将特种光纤材料按照相关的体积要求、光学要求、振动要求,采用专用光纤环绕制设备(绕环机),通过特殊的绕法、固化工艺和胶粘剂将光纤缠绕成环状结构的一种光学器件。光纤环中的光纤长度从几十米到几十公里,环圈内径从几毫米到几千毫米不等。绝大部分光纤环为圆形结构,存在少量的椭圆等异形结构。光纤环被广泛应用于航天航空制导、海洋监测、智能电网、5G通信、石油钻探、地震监测、轨道交通等国防军工及民用领域,是诸多重要的光纤传感应用系统中的光学敏感核心器件和重要延时器件。(1)光纤陀螺用光纤环光纤陀螺是光纤环最典型的应用产品,光纤环是光纤陀螺的传感核心。在构成光纤陀螺的五大光学器件光纤环、Y波导、光源、耦合器、P
56、IN-FET组件中,光纤环和Y波导是两大关键器件,光纤环作为敏感元件主要用于测量物体偏转角度。不同类型的光纤绕制成的陀螺用光纤环,能够满足不同应用场景的复杂需求。例如,保偏光纤陀螺的光纤环采用保偏光纤绕制而成,消偏型光纤陀螺的光纤环采用普通单模光纤绕制。而光纤环的缠绕质量好坏直接决定了光纤陀螺的精度。(2)光纤水听器敏感环水听器敏感环用于干涉型光纤水听器,是将水声振动信号转换为光信号的敏感器件。光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器,它通过高灵敏度的光学相干检测,将水声振动转换成光信号,通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息。水听器敏感环与激光器、耦合器、反射镜和探测器
57、一起构成了干涉式光纤水听器光路结构,为了适应海洋复杂严苛的环境,敏感环必须具有小体积、高强度、高可靠性、低损耗、耐湿、耐盐、耐高压的性能特点。(3)通信延时环通信延时环用于通信、雷达设备中需要对信号进行延时的光模块中,利用光信号经过一段或多段不同长度的光纤传输后所产生的时间延时来实现光信息的切换、缓冲、路由,是复杂光系统中必需的光路器件。因其具有信号传输不受电磁环境干扰、频带宽、延时范围大、温度变化率小的特点,逐渐成为射频、中频段延迟信号的理想的选择。通信延时环与电光转换器、光电转换器组成了延时光路,克服了传统延迟系统在实现手段方面的瓶颈,满足了雷达、导航、通信等电子设备中对电信号长延迟需求。
58、(4)5G平绕环5G平绕环主要用于5G基站中的光电振荡器(OEO),光电振荡器是一种将激光能量转变成电磁波信号能量的新型电磁波信号发生装置,它是利用光纤的低损耗、高储能特性配合有源光器件构成正反馈回路,使回路中有源器件产生的某一频率噪声信号满足振荡条件,形成稳定的电磁波信号输出,是一种高质量的电磁波信号源。是5G通信基站等射频/微波信号产生、处理和发射的重要元器件。(5)光纤电流互感器延时环FOCT延时环用于全光纤电流互感器中,是一种为满足信号处理的需求而增加光路光程、延长光波传播时间的光纤器件。全光纤电流互感器(FiberOpticalCurrentTransformer,FOCT)采用全光
59、纤光路,通过一个相位调制器实现电流信号的闭环检测,从而大大提高了传感器的测量精度和长期稳定性,成为光学电流互感器发展的主流方向。FOCT延时环与光源、耦合器、调制器、偏振器、1/4玻片、光纤线圈、反射镜以及探测器构成了全光纤电流互感器的光路结构,延时环在全温环境下的偏振稳定性直接决定了互感器的测试精度。 2、保偏光纤环在光纤陀螺领域的应用光纤陀螺环是光纤陀螺的角速度敏感元件。光纤陀螺的核心技术即在于光纤环技术,光纤环绕制水平的优劣直接决定了光纤陀螺的最终精度。光纤陀螺现已成为各种高技术武器装备制导和姿态控制的主要惯性部件。干涉型光纤陀螺是目前应用最为广泛的一种光纤陀螺。按照电信号处理方式的不同
60、,干涉型光纤陀螺分为开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺两种,其中闭环型是一种较为精密、复杂的光纤陀螺,在中等精度的惯导系统广泛应用。目前干涉型光纤陀螺的光纤元器件一般都用保偏光纤制作。由于保偏光纤对线偏振光具有较强的偏振保持能力,并且与普通单模光纤有良好的相容性,从而大大提高了光纤陀螺的性能。一般一个光纤陀螺组合单元需要三个相互垂直布设的光纤环,分别测量三个自由度的角速度。加快发展现代产业体系,推动产业链供应链优化升级坚持把经济发展的着力点放在实体经济上,推进产业体系数字化、产业基础高级化、产业链现代化,推动产业结构转型、质量升级,打造优势突出、竞争力和支撑力强大的现代产业体系。(一)强化先进制造业支
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