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激光机械设备生产建设项目可行性研究报告第2页激光机械设备生产建设项目可行性研究报告第1页XXXX有限公司激光机械设备生产建设项目可行性研究报告编制单位:北京中投信德工程咨询有限公司高级工程师:高建目录第一章总论 11.1项目概要 11.1.1项目名称 11.1.2项目建设单位 11.1.3项目建设性质 11.1.4项目建设地点 11.1.5项目负责人 11.1.6项目投资规模 11.1.7项目建设规模 21.1.8项目资金来源 21.1.9项目建设期限 21.2项目承建单位介绍 21.3编制依据 31.4编制原则 31.5研究范围 41.6主要经济技术指标 41.7综合评价 5第二章项目背景及必要性分析 62.1项目提出背景 62.2项目建设必要性分析 82.2.1顺应我国机械工业快速发展的需要 82.2.2促进我国激光技术快速发展的需要 82.2.3满足我国激光设备市场需求的需要 92.2.4符合《中国制造2025》“三步走”实现制造强国战略目标 92.2.5提升企业竞争力水平,有助于企业长远战略发展的需要 102.2.6增加就业带动相关产业链发展的需要 102.2.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 112.3项目可行性分析 112.3.1政策可行性 112.3.2技术可行性 122.3.3管理可行性 132.3.4财务可行性 132.4可行性分析结论 13第三章行业市场分析 143.1我国激光产业发展概况及趋势分析 143.2我国激光设备产业发展现状及趋势分析 173.3我国激光切割机发展状况及趋势分析 193.4我国激光打标机发展状况及趋势分析 223.5我国激光焊接机发展状况及趋势分析 253.6我国激光熔覆机发展状况及趋势分析 273.7我国智能激光机器人发展状况及趋势分析 293.8我国激光管板一体机发展状况及趋势分析 343.9市场分析结论 35第四章项目建设条件 374.1地理位置选择 374.2区域投资环境 374.2.1区域地理位置 374.2.2区域地形地貌条件 384.2.3区域气候条件 384.2.4区域交通条件 384.2.5区域经济发展条件 40第五章总体建设方案 415.1建设内容 415.2工程管线布置方案 415.2.1给排水 415.2.2供电 435.3辅助工程及其他工程方案 45第六章产品及技术方案 466.1主要产品方案 466.2产品生产采用标准 466.3产品价格制定原则 466.4产品生产规模确定 466.5项目产品生产工艺 476.5.1工艺设计指导思想 476.5.2项目产品工艺流程 476.5项目技术优势 48第七章原料供应及设备选型 577.1主要原材料供应 577.2主要设备选型 577.2.1设备选型原则 577.2.2主要设备明细 58第八章节约能源方案 618.1本项目遵循的合理用能标准及节能设计规范 618.2建设项目能源消耗种类和数量分析 618.2.1能源消耗种类 618.2.2能源消耗数量分析 618.3项目所在地能源供应状况分析 628.4主要能耗指标及分析 628.5节能措施和节能效果分析 638.5.1工业节能 638.5.2节水措施 638.5.3建筑节能 648.5.4企业节能管理 658.6结论 65第九章环境保护与消防措施 679.1设计依据及原则 679.1.1环境保护设计依据 679.1.2设计原则 679.2建设地环境条件 689.3项目环境影响分析 689.4环境保护措施方案 689.5消防措施 699.5.1设计依据 699.5.2防范措施 699.5.3消防管理 719.5.4消防措施的预期效果 71第十章劳动安全卫生 7210.1编制依据 7210.2概况 7210.3劳动安全 7210.3.1工程消防 7210.3.2防火防爆设计 7310.3.3电力 7310.3.4防静电防雷措施 7310.4劳动卫生 7410.4.1防暑降温 7410.4.2卫生 7410.4.3照明 7410.4.4噪声 7410.4.5个人防护 7410.4.6安全教育及防护 75第十一章企业组织机构与劳动定员 7611.1组织机构 7611.2劳动定员 7611.3福利待遇 7611.4福利待遇 77第十二章项目实施规划 7812.1建设工期的规划 7812.2建设工期 7812.3实施进度安排 78第十三章投资估算与资金筹措 8013.1投资估算依据 8013.2建设投资估算 8013.3流动资金估算 8113.4资金筹措 8113.5项目投资总额 8113.6资金使用和管理 83第十四章财务及经济评价 8414.1总成本费用估算 8414.1.1基本数据的确立 8414.1.2产品成本 8514.1.3平均产品利润 8614.2财务评价 8614.2.1项目投资回收期 8614.2.2项目投资利润率 8714.2.3不确定性分析 8714.3经济效益评价结论 90第十五章风险分析及规避 9215.1项目风险因素 9215.1.1不可抗力因素风险 9215.1.2技术风险 9215.1.3市场风险 9215.1.4资金管理风险 9315.2风险规避对策 9315.2.1不可抗力因素风险规避对策 9315.2.2技术风险规避对策 9315.2.3市场风险规避对策 9315.2.4资金管理风险规避对策 94第十六章招投标方案 9516.1招标依据 9516.2招标内容 9516.3招标程序 95第十七章结论与建议 10017.1结论 10017.2建议 100附表 101附表1销售收入预测表 101附表2总成本费用估算表 103附表3外购原材料表 104附表4外购燃料及动力费表 105附表5工资及福利表 106附表6利润与利润分配表 107附表7固定资产折旧费用表 108附表8无形资产及递延资产摊销表 109附表9流动资金估算表 110附表10资产负债表 111附表11资本金现金流量表 112附表12财务计划现金流量表 113附表13项目投资现金量表 115附表14借款偿还计划表 117第一章总论1.1项目概要1.1.1项目名称激光机械设备生产建设项目1.1.2项目建设单位XXXX有限公司1.1.3项目建设性质扩建项目1.1.4项目建设地点山西阳XXXX1.1.5项目负责人XXXX1.1.6项目投资规模项目的总投资为5000.00万元,其中,建设投资为2053.00万元(装修改造工程为160.00万元,设备及安装投资1793.88万元,其他费用为58.10万元,预备费41.02万元),建设期利息为147.00万元,铺底流动资金为2800.00万元。项目建成后,达产年可实现年产值10100.00万元,计算期内年均销售收入为7988.18万元,年均利润总额1461.94万元,年均净利润1096.46万元,年均上缴税金及附加费52.48万元,年均上缴增值税437.35万元;投资利润率为29.24%,投资利税率为39.04%,税后财务内部收益率24.82%,税后投资回收期(含建设期)为5.62年。1.1.7项目建设规模本项目总占地面积为4000.00平方米,场地为租赁,对现有厂房进行装修改造、设备购置安装工程完成后即可投入使用。项目达产年设计生产能力为:年产激光机械设备系列产品1300台(激光切割机250台/年、激光打标机500台/年、激光熔覆机200台/年、智能激光机器人200台/年、激光管板一体机150台/年)。1.1.8项目资金来源本项目总投资资金5000.00万元人民币,资金来源为项目企业自筹资金3000.00万元、申请银行贷款2000.00万元。1.1.9项目建设期限本项目分二期建设,一期工程建设从2018年6月至2019年5月,计12个月,一期投资3000万元;二期工程建设从2019年6月至2020年5月,计12个月,二期投资2000万元;工程建设工期共计24个月。1.2项目承建单位介绍1.3编制依据《中华人民共和国国民经济和社会发展“十三五”规划纲要》;《山西省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》;《山西省战略性新兴产业十三五发展规划》;《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》;《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》;《“十三五”国家科技创新规划》;《中国制造2025》;《建设项目经济评价方法与参数及使用手册》(第三版);《工业可行性研究编制手册》;《现代财务会计》;《工业投资项目评价与决策》;项目公司提供的发展规划、有关资料及相关数据;国家公布的相关设备及施工标准。1.4编制原则(1)充分利用企业现有基础设施条件,将该企业现有条件均纳入到设计方案,合理调整,以减少重复投资。(2)坚持技术、设备的先进性、适用性、合理性、经济性的原则,采用国内最先进的产品生产技术,设备选用国内最先进的,确保产品的质量,以达到企业的高效益。(3)认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定,执行国家及各部委颁发的现行标准和规范。(4)设计中尽一切努力节能降耗,节约用水,提高能源重复利用率。(5)设计中注重环境保护及节能降耗,在建设过程中采用行之有效的环境综合治理措施。(6)注重劳动安全和卫生,设计文件应符合国家有关劳动安全、劳动卫生及消防等标准和规范要求。1.5研究范围本研究报告对企业现状和项目建设的可行性、必要性及承办条件进行了调查、分析和论证;对产品的市场需求情况进行了重点分析和预测,确定了本项目的产品生产纲领;对加强环境保护、节约能源等方面提出了建设措施、意见和建议;对工程投资、产品成本和经济效益等进行计算分析并作出总的评价;对项目建设及运营中出现风险因素作出分析,重点阐述规避对策。1.6主要经济技术指标项目主要经济技术指标表序号项目名称单位数据和指标一主要指标1达产年设计生产能力台/年1300.001.1激光切割机台/年250.001.2激光打标机台/年500.001.3激光熔覆机台/年200.001.4智能激光机器人台/年200.001.5激光管板一体机台/年150.002利用现有厂房改造面积㎡4000.003总投资资金,其中:万元5000.003.1场地装修改造工程费万元160.003.2设备及安装费用万元1793.883.3其他费用万元58.103.4预备费用万元41.023.5建设期利息万元147.003.5铺底流动资金万元2800.00二主要数据1达产年年产值万元10100.002年均销售收入万元7988.183年平均利润总额万元1461.944年均净利润万元1096.465年均增值税万元437.356年教育税金及附加万元52.487年均所得税万元365.498项目定员人1209建设期年2三主要评价指标1项目投资利润率%29.24%2项目投资利税率%39.04%3税后财务内部收益率%24.82%4税前财务内部收益率%32.65%5税后财务净现值(ic=8%)万元5,151.886税前财务净现值(ic=8%)万元7,516.337投资回收期(税后)含建设期年5.628投资回收期(税前)含建设期年4.729盈亏平衡点%37.70%1.7综合评价该项目的建设将充分利用现有人才资源、技术资源、经验积累等,逐步在项目当地形成以市场为导向的规模化激光机械设备生产基地,进而增强企业的市场竞争力和发展后劲。该项目建设符合工业设备规模化发展趋势,顺应产业快速发展潮流,不仅使企业更具市场竞争力,还可提高中国的工业设备制造技术水平,带动当地环保事业及地方经济的发展,促进就业。因此,该项目的建设不仅会给项目企业带来更好的经济效益,还将具有极强的社会效益,所以,本项目建设十分可行。第二章项目背景及必要性分析2.1项目提出背景近几年来,我国经济在转型升级中步入中高速发展的“新常态”,越来越多的传统产业依靠激光加工技术,提升产品的加工质量或解决传统加工方法和工艺不能解决的难题,正如此,使得我国激光加工产业经过10年的黄金期发展,并取得可喜的成果。激光加工是高新技术改造提升传统加工技术,具有节能、高效、环保等综合优势。激光加工设备属于国家重点发展领域,随着现代工业的发展,激光加工设备如今已成为制造业的优选加工方法和手段,对汽车、工厂、航空、造船、食品、医药、精密机械等行业来说是提升产品品质,节约成本、提升竞争力的最先科技应用手段。随着国内制造业的结构调整和产业转移,国际上越来越多的高精尖产品转移到国内生产,这大大促进了对激光加工技术的应用。\o"激光"激光技术作为工业制造领域的一股核心驱动力量,本身也在不断向前发展,总结来说,激光机械设备正在向着“更快、更高、更好、更短”这四大方向发展。激光技术进步驱动激光设备新兴领域应用和对传统制造加工领域的替代加速,2018年国内激光设备需求达600亿、增速超20%,中国继欧美日韩之后正阔步进入“光”加工时代,终端用户和激光设备企业将实现双赢,加速激光设备应用。国内企业有望凭借性价比优势开阔国内市场、竞逐海外市场,激光设备集成商和激光器龙头公司有望受益。下一阶段新经济领域的结构性发展机会将蕴藏在“技术创新”、“产业变革”、“消费升级”三大经济动能之中。技术创新:经过国家和省市的大力支持,我国激光技术无论从研发的队伍、研发的投入、研发的水平均达到较高的水平和规模,研发的激光设备涵盖了目前激光制造所需的各种波段和时域,技术水平已达到国际先进水平。产业变革:国内激光企业积极参与国家智能制造重大专项工程。智能生产,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。智能工厂,重点研究智能化生产系统及过程。智能化概念是激光行业未来的发展趋势,是新经济时代发展的热点。消费升级:“互联网+”为激光产业插上翅膀,国内在激光产业发展途中坚持与世界领先技术保持同步。不管是机遇还是挑战,可以预见到的是新一轮科技革命的到来。激光+的自动化应用,为工业4.0柔性制造提供最有利的解决方案。中国制造业产业升级的迫切需要将助推中国激光产业再续黄金十年。在未来5年内,激光行业将会保持每年15%的平均增长速度。结合当前国内经济发展及工业产业发展态势和宏观政策导向,产业的利好政策环境将为项目发展带来广阔的市场空间,“十三五”时期,随着我国经济建设的快速发展,我国激光设备行业将得到国家政策的大力支持,必将快速发展。项目企业不断进行科技创新,产业升级,扩充研发团队,主要生产激光切割机、激光打标机、激光熔覆机、智能激光机器人、激光管板一体机系列产品,所购配件为国外进口,经久耐用,项目的实施可有效填补国内技术空白。因此,项目的建设,即是紧抓市场机遇,满足当前市场的现实需求,项目建设具备一定的市场发展空间,项目实施预期将带来较为可观的经济效益与社会效益。2.2项目建设必要性分析2.2.1顺应我国机械工业快速发展的需要“十三五”规划明确规定,将改造提升机械制造业、加快培育战略新兴产业,作为当前的重要任务,即实现由主要依靠规模增长的传统工业化道路,向主要依靠技术进步和可持续发展的新型工业化道路转变。“调结构,促转型”已成为中国经济发展的主题之一。目前,我国的机械行业在全球同行中占有重要位置,产品已出口到欧美等机械强国,正在向“制造大国”和“制造强国”迈进。但是,与国际先进水平相比,我国机械工业的整体水平尚有差距,部分产品在国际主流市场上处于二、三流产品的地位。因此,在迈向机械制造强国的征途中,发展的形势将更严峻、面临的挑战将更大。“十三五”时期,随着我国经济建设的快速发展,我国机械工业将得到国家政策的大力支持,必将快速发展。因此,本次“激光机械设备生产建设项目”正是顺应了我国机械工业的快速发展方向,符合产业发展潮流,将为其快速发展做出一定贡献。2.2.2促进我国激光技术快速发展的需要中国是全球最大的制造业基地,随着科技的发展与进步,传统制造业已逐渐被新型制造技术取代。而激光技术是一门发展极快的高新产业,近些年来发展迅速,现已渗透到各行各业。\o"激光"激光技术是在精密加工中经常会用到的高科技技术,在整个制造业中有着举足轻重的地位,甚至直接体现出一个国家的生产加工和装备制造水平。与传统加工工艺相比,采用激光工艺可以获得更为精密的加工效果,更为高效的加工效率。在激光加工的细分领域,激光打标、激光切割、激光焊接、激光熔覆由于激光技术的独特性和相比于传统工艺无可替代的优势,各自拥有着高额的市场空间及发展前景。随着“中国制造2025”战略规划提出,激光技术将引领制造业进入高效、节能、环保、智能的方向发展。随着全球经济的快速发展,激光加工将助力中国制造业。本次项目将不断加强科研投入,增强核心竞争力和国际竞争力,顺应制造业转型升级的需求,为全省乃至全国激光行业的快速发展起到十分重要的作用。2.2.3满足我国激光设备市场需求的需要在“中国制造2025”的大战略背景下,中国激光产业蓬勃发展。

中国是活跃的制造业市场及工业激光设备的主要市场,受宏观经济发展、制造业产业升级、国家政策支持等因素影响,中国工业激光产业成为受高度关注的产业之一,市场发展迅速。中国激光器市场规模大、增速快,欧美等发达国家最先开始使用激光器,并在较长时间内占据较大的市场份额。随着全球制造业向发展中国家转移,亚太地区激光行业市场份额迅速增长。发展中国家在制造业升级过程中,逐步使用激光设备代替传统设备,对激光器的需求旺盛,系目前全球激光行业市场最主要的驱动力之一。因此,在向智能制造转型的当下,采用\o"激光设备"激光设备取缔传统加工设备已经成为了一种大趋势。随着国家开始向高端装备制造业快速布局,对激光机械设备需求非常紧迫,面对日益增长的激光设备市场需求,国内激光器生产企业纷纷加大研发和生产力度,未来激光设备行业势必将迎来黄金增长期。2.2.4符合《中国制造2025》“三步走”实现制造强国战略目标《中国制造2025》部署全面推进实施制造强国战略,明确了9项战略任务和重点:其中特别提出支持战略性重大项目和高端装备实施技术改造的政策方向,稳定中央技术改造引导资金规模,通过贴息等方式,建立支持企业技术改造的长效机制。推动技术改造相关立法,强化激励约束机制,完善促进企业技术改造的政策体系。支持重点行业、高端产品、关键环节进行技术改造,引导企业采用先进适用技术,优化产品结构,全面提升设计、制造、工艺、管理水平,促进钢铁、石化、工程机械、轻工、纺织等产业向价值链高端发展。研究制定重点产业技术改造投资指南和重点项目导向计划,吸引社会资金参与,优化工业投资结构。围绕两化融合、节能降耗、质量提升、安全生产等传统领域改造,推广应用新技术、新工艺、新装备、新材料,提高企业生产技术水平和效益。激光设备产业是我国战略性新兴产业的重要组成部分和高端装备制造业的重点方向,是国家实施制造强国战略的重要基础和支撑。因此,项目实施符合《中国制造2025》发展部署。2.2.5提升企业竞争力水平,有助于企业长远战略发展的需要随着近年来国内激光行业的蓬勃发展,项目企业依托当地得天独厚的条件开发优势资源,深挖潜力提升项目产品的生产技术水平,本次“激光机械设备生产建设项目”将充分发挥技术领先优势与人才优势,通过企业技术改造提升技术水平,购置先进的技术装备,采用规模化生产经营,提升企业市场竞争力,充分利用本地资源,全力对激光机械设备等系列产品进行研发及生产,以促进企业可持续性发展,有助于企业做大做强激光设备的生产主业,延伸企业产业链条,促进产业集群发展方面实现突破。2.2.6增加就业带动相关产业链发展的需要本项目除少数管理人员和关键岗位技术人员由企业解决外,新增员工均由当地招工解决,项目建成后,将为当地提供大量就业机会,吸收下岗职工与闲置人口再就业,可促进当地经济和谐发展;此外,项目的实施可带动相关行业上下游产业的发展,为提高中国综合国力产生巨大而深远影响,对于搞活国民经济、增加国民收入、提高国民生活水平有着非常重要的意义。2.2.7促进项目建设地经济发展进程的的需要本项目正式运营后,可实现年均销售收入为7988.18万元,年均利润总额1461.94万元,年均净利润1096.46万元,年均上缴税金及附加为52.48万元,年均上缴增值税为437.35万元,年均上缴所得税365.49万元。投资利润率为29.24%,投资利税率39.04%。因此,项目的实施每年可为当地增加855.32万元税金,可有效促进项目地经济发展进程。2.3项目可行性分析2.3.1政策可行性《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提出:强化工业设计引领作用。积极发展第三方设计服务,支持设计成果转化。鼓励企业加大工业设计投入,推动工业设计与企业战略、品牌深度融合,促进创新设计在产品设计、系统设计、工艺流程设计、商业模式和服务设计中的应用。支持企业通过创新设计提升传统工艺装备,推进工艺装备由单机向互联、机械化向自动化持续升级。《中国制造2025》中提出:加快提升产品质量。实施工业产品质量提升行动计划,针对汽车、高档数控机床、轨道交通装备、大型成套技术装备、工程机械、特种设备、关键原材料、基础零部件、电子元器件等重点行业,组织攻克一批长期困扰产品质量提升的关键共性质量技术,加强可靠性设计、试验与验证技术开发应用,推广采用先进成型和加工方法、在线检测装置、智能化生产和物流系统及检测设备等,使重点实物产品的性能稳定性、质量可靠性、环境适应性、使用寿命等指标达到国际同类产品先进水平。《装备制造业标准化和质量提升规划》提出:推进“四基”领域综合标准化。加强“四基”领域产业链上下游相关标准化联动,系统解决设计、材料、工艺、检测与应用标准的衔接问题。鼓励主机企业积极参与“四基”标准制修订,扩大基础零部件、基础材料相关标准在主机行业的应用。选择汽车、机床、工程机械等领域开展整机企业和基础配套企业对接标准化试点示范,协同推进工业基础领域标准化。《山西省战略性新兴产业十三五发展规划》中提出:充分发挥比较优势和龙头企业带动作用,深度融合精密机械、电子信息等高新技术成果,培育壮大轨道交通装备、高端重型机械装备、智能煤机装备、数字化纺机装备产业,实现成套装备的智能化、高端化和网络化,加快推动“山西制造”向“山西智造”转变,努力建设国家重要的现代制造业基地。因此,该项目属于国家支持发展项目,具备政策可行性。2.3.2技术可行性项目公司拥有一支作业技术纯熟、诚实敬业、年富力强、精干高效的技术人员和生产工人队伍,从而为公司的稳健高效发展奠定了雄厚的基础。公司产品技术及质量均达到国内领先水平,产品适合中国的国情,适销对路。同时,项目公司还将着重产品的工艺技术进行研发,不断提高产品生产技术。因此,本项目建设在技术上可行。另外,本次项目建成后将紧跟国内国际先进技术发展脚步,不断缩短技术更新周期,对生产各环节进行全程质量控制,确保本项目技术水平的先进地位。2.3.3管理可行性项目公司为实现跨越发展,公司坚持“科技领先,管理高效”的指导思想,不断加快企业科技开发步伐,提升公司管理水平。本项目将根据项目建设的实际需要,专门组建机构及经营队伍,负责项目规划、立项、设计、组织和实施。在经营管理方面将制定行之有效的各种企业管理制度和人才激励制度,确保本项目按照现代化方式运作。2.3.4财务可行性经计算,本项目各项财务盈利能力指标较好;财务生存能力分析显示企业有一定的财务生存能力;不确定性分析显示本项目具有一定的抗风险能力。综合而言,本项目对区域经济及下游行业发展都具有明显的积极作用,社会效益明显,项目经济合理、财务可行。2.4可行性分析结论综上所述,本项目的建设符合我国激光设备行业相关产业政策,从项目实施的必要性和建设可行性分析,本项目属于国家鼓励类的建设项目,有当地政府、各相关部门的支持,按国家基本建设程序进行实施,项目符合当地产业规划的工业产业布局建设要求,项目设计可靠合理,可有效提升行业技术进步,促进行业可持续发展进程,是一项具有良好的社会效益和经济效益的项目,可见,本项目的社会及经济评价可行。综合以上因素,本项目建设可行,且十分必要。第三章行业市场分析3.1我国激光产业发展概况及趋势分析一、激光产业发展概况1、激光与激光技术激光是通过人工方式,用光或放电等强能量激发特定的物质而产生的光,由于激光具有完全不同于普通光的性质,很快被广泛应用于各个领域,涉及机械、汽车、航空、钢铁、造船、电子制造、军工等多个行业级应用领域,并深刻地影响了科学、技术、经济和社会的发展及变革。激光产业链激光与原子能、半导体、计算机共同被视为20世纪的现代四项重大发明,对人类社会进步和发展发挥着重要作用;激光技术也被美国科学家总结为影响全球未来发展的18项重大关键技术之一。激光技术可广泛应用于民用领域和军用领域,激光技术及产业已成为多政府重点扶持并由科研院所和企业共同主导的国家战略新兴产业。在民用领域中,激光技术是现代高端制造的基础性技术之一,在国民经济中有显著的放大效应。欧美主要国家在机械、汽车、航空、钢铁、造船、电子等大型制造产业中,基本完成了激光加工工艺对传统加工工艺的替代更新,进入“光加工”时代。在军事领域中,随着激光技术的发展,激光定向能武器成为各国重点支持和发展的新概念武器,而高功率、高光束质量光纤激光器已成为欧美军事大国的定向能新概念武器的首选光源之一。整体而言,激光技术进步正推动着世界“光加工”工业革命和“光对抗”军事变革,发展前景广阔。2、激光应用领域激光正从广度和深度两方面日益拓展应用领域,逐步渗透到国民经济的多个领域。激光加工的应用范围和加工效果是传统工艺无法比拟的,在装备制造领域,高功率激光设备在航空、航天、汽车、高铁、船舶等高端装备制造等领域的切割焊接、测量、打标等环节发挥着越来越重要的作用。激光技术可以用于各种各样的终端行业,贯穿在从穿戴设备到航空航天这类的高端装备制造行业之中,同时激光加工技术不直接接触到工件表面,使得加工过程不会产生机械性变,并且加工效果和质量都很好。例如:在现代汽车制造中,汽车、高铁车身焊接均已全部实现激光焊接;激光加工是飞机机头(驾驶舱)机身切割成型和焊接的最佳解决方案。在精细微加工方面,超短脉冲激光在光伏、液晶显示、半导体、LED、OLED等领域的钻孔、刻线、划槽、表面纹理化、表面改性、修整、清洗等环节发挥了不可替代的作用。此外,激光与生物学、医学治疗及诊断、制药科学相结合,激光抗癌和物理治疗、激光手术、激光诊断、激光眼科治疗、激光美容已普遍进入医学各分诊疗科室,激光基因定序仪的发明使基因测序检测的时间过程加快了数百万倍。总之,激光与战略性新兴产业七大领域密切相关,自身也是战略性新兴产业高端装备制造业的重要内容。二、\o"激光"激光产业发展趋势首先,激光产业“十三五”期间仍将保持较快的增长趋势。目前我国激光产业主要应用于\o"激光加工"激光加工、医疗等行业,其中科研开发领域占12%,材料加工领域占32%,通讯领域占12%,信息领域占14%,医学领域占20%,测量与其他领域各占9%和1%。随着我国激光应用领域的不断扩展以及应用深度的加大,未来行业需求前景看好,预计行业规模复合增速在10%以上,按照10%的复合增速保守估计,到2023年我国激光产业市场规模将达到469亿元。2018-2023年中国激光市场规模预测(单位:亿元)其次,新旧融合在我国激光产业发展中最具体的体现是激光产业与传统产业的有机结合,激光作为先进制造技术不仅提升了传统产业的发展,同时也借助传统产业的优势,使激光产业自身取得广阔的发展空间。可以预期,在激光产业未来发展方向上,实现激光产业与传统产业的紧密结合,用先进的激光制造技术改造传统产业将是我国激光产业未来发展应遵循的道路。第三,激光产业采用的从器件制造到OEM,再到系统集成的基本模式,正朝着生产规模化、产品专业化、市场全球化的方向发展。激光产业界并购重组盛行,激光产业“大者恒胜”的局面不会在短期内发生改变。最后,激光产业发展将会区域化更加集中。我国激光产业竞争呈现明显的区域性。在经济发达地区的年销售额约占全国激光产品市场总额的90%,目前已基本形成以上述省市为主体的华中地区、环渤海、长江三角洲、珠江三角洲四大激光产业群,产业地域集中程度较高。3.2我国激光设备产业发展现状及趋势分析一、激光设备制造行业发展现状激光设备主要包括\o"激光打标机"激光打标机、\o"激光切割机"激光切割机、\o"激光焊接"激光焊接机及其他设备等。其中\o"激光打标"激光打标机主要功能是在金属、皮革、塑料等各种材料表面刻出图案、商标和文字。\o"激光切割"激光切割机可以切割金属等材料,在钣金加工方面具有较多应用,并逐步替代传统加工方式。激光焊接机主要对薄壁材料、精密零件进行焊接,如接插件焊接、动力电池顶焊等。激光加工设备组成与应用受益于制造业国内转移就制造业整体生产效率提升,我国激光行业市场增长迅速。2016年中国在工业、信息、商业、医用和科研领域的\o"激光设备"激光设备(含进口)市场销售总收入高达385亿元,较2015年同比增长了12个百分点。其中,不同领域的新增收入成为了推动行业发展的主要动力。市场区域来看,我国已形成五大激光加工产业集群区,但各自侧重点不同。西北地区侧重航天航空应用、钣金、汽车、微电子等应用领域,华中地区覆盖了大、中、小激光加工设备,环渤海与东北地区以大功率\o"激光熔覆"激光熔覆和全固态激光为主流,长江三角洲以大功率激光切割和焊接设备为主流,珠江三角洲以中小功率激光加工机为主。总体而言,激光加工技术是国家重点支持和推动应用的一项高新技术,被列为重点发展项目,激光加工设备制造行业前景可期。预计2020年,我国激光加工设备的市场规模将达到134亿元左右,其中我国激光标记设备所占比重为49.07%;其次为激光微加工设备和激光切割设备,分别占15.84%和15.35%。2020年中国激光加工设备行业产品结构预测图(单位:%)二、激光加工设备制造行业未来趋势我国激光加工设备行业的应用领域,将由传统的电子、汽车、钢铁、石油、造船、航空等工业,向信息、材料、生物、能源、空间、海洋等六大高科技领域扩张,新的领域的需求也将会带来我国激光加工设备行业新一轮的增长。中国激光加工设备行业应用领域发展趋势图经过国家和各省市的大力支持,我国激光技术无论从研发的队伍、研发的投入、研发的水平均达到较高的水平和规模,研发的激光设备涵盖了目前激光制造所需的各种波段和时域,技术水平有些已达到国际先进水平。随着行业进一步发展,相关技术能力将继续得以提升。3.3我国激光切割机发展状况及趋势分析随着工业自动化升级,工业生产对精度、效率、可靠性等方面提出更高的要求,更加先进高效的加工工具必不可少。在这种大背景下,激光设备的性价比优势愈发明显。  引进激光切割机加工逐渐形成了技术更新换代的趋势,不更新换代就要被同行、被市场淘汰掉,因此激光切割机越来越受到追捧。\o"激光切割"激光切割一直是\o"激光加工"激光加工应用最广泛的一项技术,脉冲\o"激光"激光适用于金属材料,连续激光适用于非金属材料,后者是激光切割技术的重要应用领域。与计算机控制的自动设备结合,\o"激光束"激光束具有无限的仿形切割能力,切割轨迹修改方便。激光切割无机械变形、无刀具磨损,容易实现自动化生产。激光切割广泛应用于钣金加工、金属加工、广告制作、厨具、汽车、灯具、锯片、升降电梯、金属工艺品、纺织机械、粮食机械、眼镜制作、\o"航空航天"航空航天、医疗器械、仪器仪表等行业。特别是在钣金加工行业中已取代传统加工方式,深受行业用户的青睐。一、激光切割工艺激光切割利用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加热至汽化温度,蒸发形成孔洞,随着光束对材料的移动,孔洞连续形成宽度很窄的(如0.1mm左右)切缝,完成对材料的切割。激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。1、激光汽化切割利用高能量密度的激光束加热工件,使温度迅速上升,在非常短的时间内达到材料的沸点,材料开始汽化,形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大,在蒸气喷出的同时,在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大,所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料、橡皮、泡沫等)的切割。超短脉冲激光使这项技术可以应用于其他材料。金属中的自由电子吸收激光并剧烈升温。\o"激光脉冲"激光脉冲不与熔融的粒子和等离子体反应,材料直接升华,没有时间将能量以热量的形式传给周围材料。皮秒脉冲烧蚀材料时没有明显的热效应,没有熔化和毛刺形成。2、激光熔化切割激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全汽化,所需能量只有汽化切割的1/10。激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等,也可以用于切割其他可熔材料,例如陶瓷。3、激光氧气切割(火焰切割)激光氧气切割原理类似于氧乙炔切割。它是用激光作为预热热源,用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用,发生氧化反应,放出大量的氧化热;另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出,在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反应产生了大量的热,所以激光氧气切割所需要的能量只是熔化切割的1/2,而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。4、激光划片与控制断裂激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描,使材料受热蒸发出一条小槽,然后施加一定的压力,脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的\o"激光器"激光器一般为\o"Q开关"Q开关激光器和\o"CO2激光器"CO2激光器。控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。二、\o"激光切割机"激光切割机市场发展现状及趋势在现代工业生产中,激光切割更被广泛应用于钣金、塑料、玻璃、陶瓷、半导体以及纺织品、木材和纸质等材料加工,在各大重工业轻工业领域的应用也不断普及。激光切割占工业激光加工的40%以上,是激光加工行业中最重要的一项应用技术。近年来,国内\o"激光企业"激光企业大力发展大功率光纤激光切割机,由于大功率光纤激光加工具有独特的加工优势,加工成本大幅下降,同时结合多种灵活的付款方式,目前越来越多的钣金加工企业、厨卫制造企业以及汽车部件加工企业越来越多的使用激光切割机。最近几年激光加工设备得以快速普及,2017年我国激光切割成套设备销售量超过2.5万台。2017年全球激光加工设备市场规模为313.7亿美元,同比增长12%。2017年中国\o"激光设备"激光设备市场销售总规模超过442亿元,其中激光切割设备占全国工业激光加工设备市场规模的46%。2017年中国激光切割设备市场规模为203亿元,增长率为23%,其中中小功率激光切割设备市场销售规模一直保持较高的增长速度,其核心激光器实现了较高的国产化率。预计2018 年中国激光设备市场规模将超过600 亿元、同比增长超过20%,我国激光产业迎来了重要的发展期。近几年,国产激光切割机技术有了突破性的发展,并朝着高功率、高精度、大幅面的方向挺进。在中国智能制造大背景下,工业领域都呈现从传统加工向高端制造转型的态势,中国激光切割领域市场规模将一直保持着高速发展的趋势。在工业生产中工具的新旧交替,代表的是技术的进步和生产效率的提升,除激光切割机以外,激光设备已经在各行业掀起工艺革命,如激光打码机替代油墨喷码机,激光焊接机替代传统焊接设备等。3.4我国激光打标机发展状况及趋势分析自2l世纪以来,随着科学技术的不断进步,激光加工技术得到迅猛发展,同时激光打标技术在激光加工领域作为一种新兴的先进制造技术,不仅存在着机遇也有挑战。尤其是近年来计算机技术快速发展,光学器件逐步改进,激光器的可靠性和实用性不断提高等,都极快地促进了激光打标技术的发展,进一步扩大其在各行业领域的应用前景。激光打标技术是一种非接触、无污染、无损害的新型标记工艺,集激光技术、计算机技术和机电一体化技术为一身,也是目前激光加工技术应用最广泛的一项先进制造技术。激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米到微米量级,这对产品的防伪有特殊的意义。一、激光打标的特点激光打标是非接触加工,可以在任何异型表面标刻,物体不会变形,也不会产生内应力;目前,在打标印刷行业中,激光打标凭借其以下优势已占有90%以上的市场。激光打标的主要特点有:(1)长久性:不会因环境关系(触摸、酸性及碱性气体、高温、低温等)而消退。(2)防伪性:不轻易仿制和更改,具有很强的防伪性。(3)非接触性:可在任何规则或不规则表面打印标记,且打标后工件不会产生内应力,工件的尺寸和形状精度容易保证。(4)适用性:可以对多种金属、非金属材料(塑料、玻璃、陶瓷等)加工。(5)高效率:计算机控制下的激光光束可以高速移动(速度达5~7m/s),打标过程可很快完成。(6)快速:激光技术和计算机技术结合,只需在计算机控制软件上编辑好即可实现激光打印输出,并可随时变换打印设计,从根本上替换了传统的模具制作过程,为缩短产品升级换代周期和柔性生产提供了便利工具。与传统的机械雕刻、化学腐蚀、丝网印刷、油墨打印等方式相比,激光打标机技术具有成本低、灵活性高、计算机可控制性强、标记牢固、高环保等突出特点,具有其无与伦比的优势。二、激光打标发展前景用于在金属、非金属固体材料表面标记字符和图形的激光打标设备在许多行业领域中都有着广泛的应用和发展前景,主要应用于电子元器件、集成电路(IC)、电工电器、精密机械、铸造、通讯产品、五金制品、工具配件、饰品、汽车配件、PVC管材、塑料按键、建材等各个行业。例如,在活塞环上打出工厂的商标;在程控电话机的塑料接插件上打上编号;在集成电路上打上型号及厂标等。激光打标主要用在给集成电路、电子元器件打商标型号,给印刷电路板打编号等。但是近年来,随着紫外波段激光技术的快速发展,可实现剥蚀加工,加工边缘齐整,进而导致激光打标技术的异军突起,尤其受到微电子行业的重视。同时可实现亚微米打标的准分子激光打标技术,也已广泛用于微电子领域。机床数字控制系统已在激光打标机中的得到广泛应用,将CNC系统与激光打标机的结构特点结合在一起,将数控系统的控制方法及算法应用于激光打标中,不仅有助于合理解决边缘效应问题,还可以提高打标效率。在铸造行业引入激光打标设备,在铸造砂芯上用激光打标的方法标刻铸件流水号,则铸件浇注后字体清晰、完整、美观、规范,既提高了效率,又降低了劳动强度。激光打标技术的存在,使很多曾经使用“喷码机”的厂商都已经逐渐改变标识策略,采用激光打码。随着激光打标技术的发展及其广泛应用,利用国外优质资源,自行研发激光打标技术,发展自己品牌的标识设备,已势在必行。随着激光打标技术、计算机技术及其他相关学科的不断发展,激光打标技术逐渐成熟,创新性、环保性、可持续发展能力、经济性等均取得良好的效果,激光打标的应用领域也越来越广泛,将适合应用于要求更精细、精度更高的场合,因此,激光打标具设备有巨大的发展潜力和广阔的市场前景。3.5我国激光焊接机发展状况及趋势分析激光焊接机,又常称为激光焊机、镭射焊机,是激光材料加工用的机器,按其工作方式分为激光模具烧焊机、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机,近年来,激光焊接机作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接设备,正成为金属材料加工与制造的重要工具,越来越广泛地应用在汽车制造等领域。激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面,通过激光与金属的相互作用,金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。由于激光束的激光焦点光斑小,功率密度高,可焊接一些高熔点、高强度的合金材料。而且因为激光焊接的热影响区小,材料变形小,无需后续工序处理。在使用过程中,激光束易于导向、聚焦,实现各方向变换,并且激光焊接生产效率高,加工质量稳定可靠,经济效益和社会效益良好。种种优势使得越来越多的企业开始使用激光焊接机来代替传统焊接。与其它传统焊接技术相比,激光焊接的主要优点是:1、速度快、深度大、变形小。2、能在室温或特殊条件下进行焊接,焊接设备装置简单。例如,激光通过电磁场,光束不会偏移;激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊,并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。 3、可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异性材料施焊,效果良好。4、激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接时,深宽比可达 5:1,最高可达 10: 1。5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑,且能精确定位,可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。6、可焊接难以接近的部位,施行非接触远距离焊接,具有很大的灵活性。7、激光束易实现光束按时间与空间分光,能进行多光束同时加工及多工位加工,为更精密的焊接提供了条件。中国激光焊接技术从国内空白到国外技术设备引进,再到模仿,最后实现创新,一步一脚踏实地走了过来,可以说,完全是在吃透每一个零部件的技术基础后发展起来的,激光焊接机做为一款高科技的工业生产设备,其技术质量与否直接关系到整套系统优势的发挥,它是焊接技术历史上的一次飞跃,不但能够实现金属材料的焊接,而且还能把非金属之间进行焊接成型,它不但应用于目前的电子,汽车,机械五金,军事装备以及医疗事业中,特别是在医疗项目中,凭其无污染,高能量,高融合等天然特点,未来在神经医学,生物生殖,医疗器械等领域拥有广阔的发展前景,而且会成为高端制造业必需选择的焊接加工设备,或许成为无法替代的焊接设备,激光焊接机实现自动化也成为用户的关注热点,可见激光焊接技术市场向更高发展有着充沛的动力。激光焊接设备正在快速改变人们的生产方式,颠覆了传统焊接技术,为工业现代化,机械设备发展提供强劲的发展动力,随着电子自动化技术,AI技术,物链技术的发展,激光应用领域将越来越广,将为我国工业现代化增添一把“现代神器”,而且发挥着不可替代的作用。3.6我国激光熔覆机发展状况及趋势分析激光熔覆亦称激光包覆或激光熔敷,是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法,在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层,从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术,它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质,降低成本,节约贵重稀有金属材料,因此,世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的研究及应用都非常重视。激光熔覆的应用主要在两个方面,即耐腐蚀(包括耐高温腐蚀)和耐磨损,应用的范围很广泛,例如内燃机的阀门和阀座的密封面,水、气或蒸汽分离器的激光熔覆等。1、与其他传统表面处理技术相比,激光熔覆具有其特性和优势:(1)冷却速度快(高达106K/s),属于快速凝固过程,容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相,如非稳相、非晶态等。(2)涂层稀释率低(一般小于5%),与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合,通过对激光工艺参数的调整,可以获得低稀释率的良好涂层,并且涂层成分和稀释度可控;(3)热输入和畸变较小,尤其是采用高功率密度快速熔覆时,变形可降低到零件的装配公差内。(4)粉末选择几乎没有任何限制,特别是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金;(5)熔覆层的厚度范围大,单道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm,(6)能进行选区熔敷,材料消耗少,具有卓越的性能价格比;(7)光束瞄准可以使难以接近的区域熔敷;(8)工艺过程易于实现自动化。2、激光熔覆设备在工业中的典型应用:适用范围:(1)可对大、中、小型各种进口、国产机械零件的缺陷进行快速修复;(2)可对各种材质、硬度的基体缺陷进行修复;(3)可对基体表面进行耐酸、耐碱、耐高温、耐磨损等改性处理。激光熔覆这种修复与再制造的工艺,一是强化功能,可以通过熔覆层增强基材性能;二是修复功能,主要体现在修复材料表面的孔洞和裂纹,恢复已磨损零件的几何尺寸和性能,对几乎整个机械制造业有着非常大的应用价值。在石矿、化工、冶金、电力、水泥等机械设备行业中,燃机转子轴颈和叶片、轧辊轴颈、钢厂的牌坊等会随着使用时间而老化损坏。这些零部件由于长期承受着燃气高温高压以及腐蚀介质,加上体积负荷引起的机械应力作用,损伤多数发生在表面或表面开始,而失效模式主要是内部金属零部件的碎裂和开裂、磨损或腐蚀严重至局部剥落。因此应用激光熔覆技术强化零部件表面性能能够有效延长使用寿命,而在周期性检修过程中,还可以通过表面再制造技术对受损部位进行补救。对于燃气轮机和蒸汽轮机来说,失效部位常发生在热端部件,如转子、叶片和喷嘴。其发生在叶片根部的断裂是不可修复型,而发生在叶片顶端面或根部的损伤便可通过修复后实现再利用。再者,用于发电机组的叶片往往造价极高,将修复后的叶片重装再利用,将大大地降低电厂的发电成本。在汽车制造行业,20世纪80年代开始,欧美日俄以及中国等国家就已开始运用激光熔覆来强化汽车零部件。通过此技术,达到了节约昂贵合金材料,降低生产成本的目的。同样汽车模具在使用中的磨损、腐蚀、接触疲劳而导致的失效也可以通过该技术焕发新生。总之,不论是零件在服役前的表面强化,还是服役后发生故障进行修复,其传统的加工方式主要有表面淬火、表面渗碳或渗氮、热喷涂、堆焊等。随着加工技术的不断升级和改进,激光移动再制造技术(激光熔覆)逐渐得到广泛应用。这种激光再制造技术不仅可以用于受损零部件的修复,还可以做激光表面淬火,与传统的热处理方式相比,激光淬火是一种快热快冷的加工技术,可在表面获得晶粒细小的淬硬层。并且,结合高端多轴机床或者6+2式机械手,采用激光器还可对受损的三维复杂零部件进行修复,充分体现了激光再制造技术的柔性化以及先进性。3.7我国智能激光机器人发展状况及趋势分析制造业是国民经济的基础产业,不同种类的机械加工都在制造业中发挥举足轻重的作用。目前,世界上至少有48个国家在发展机器人,激光机器人已逐渐应用到各种制造行业,并成为各国工业发展的重型助推器。以机器人、3D打印、大数据、激光制造等新兴技术为核心的智能制造将是未来制造业发展的必然趋势,而机器人将在传统产业的转型升级和结构性调整中扮演十分重要的角色。一、机器人是二十世纪自动控制领域最具说服力的成就机器人的诞生和机器人学的建立及发展,是二十世纪自动控制领域最具说服力的成就,是二十世纪人类科学技术进步的重大成果。1959年,世界第一台工业机器人诞生,1969年通用汽车安装了全球首台机器人点焊加工系统,紧接着意大利的菲亚特汽车和日本日产汽车陆续安装了机器人点焊生产线,工业机器人正式进入了规模化替代人工制造的时代。现在全世界已有近200万台机器人,销售额每年与20%的速度增长,机器人技术和工业得到了前所未有发展。随着机器人应用领域的不断扩大,机器人已从传统制造业进入人类的工作和生活领域。另处,随着需求范围的不断扩大,机器人结构和形态的发展呈现多样化。高端制造系统具有明显的仿生和高智能特证。其性能不断提高,功能不断扩展和完善,各种机器人系统便逐步向具有更高智能和更密切与人类社会融洽的发展方向。目前生产与装配机器人较多的主要是在欧美日韩几个国家,他们在70-80年代已完成了首轮工业机器人的规模应用,推动工业制造转向自动化。而我国在2008年金融危机前,工业制造主要还是依靠人工的劳动密集型加工产业,2008年国内人力成本逐年提高,自动化机床、工业机器人大规模进入生产线替代人工。以前在珠三角,一个玩具厂、电子厂、制鞋厂拥有过万员工,是很平常的事,而现在已经非常罕见。与此同时,欧美日韩等发达国家在工业自动化的发展步伐并没有停下来,而是开启了第二轮工业机器人的应用,这次是结合大数据、机器视觉、互联网等的智能化机器人技术,而我国的工业机器人发展没有经历第一轮,直接进入到第二轮的智能化机器人应用。二、机器人激光加工已成为各个生产环节中的独特的工艺机器人在工业制造上的运用优势是非常明显的,除了能够替代人工24小时连续工作,还可以减少错误,特别是在一些高温、高危、粉尘、污染气体严重的环境下,替代人工为工人身体健康提供极大的保障。激光加工作为一种非接触式的机械加工过去十年逐渐得到认可,由于具有良好的加工质量和产出率,它已经成为各个生产环节中的独特的工艺。过去几年,机械加工产业略显疲软,而激光加工设备已成为冲压、折弯、切削机床等机械设备市场中的黑马,每年平均增长20%以上。激光从毫瓦级到数十瓦的小功率可用于打标、雕刻、钻孔和微切割等精密加工,而数百瓦至万瓦级的大功率激光,适用于大型金属材料切割、焊接和修复,其用途十分广泛。传统的激光加工仅限于平面的二维加工,直到1980年代末人们开始把激光整合到工业机器人的一起应用,通用、沃尔沃等汽车公司是较早使用者。1999年,德国徕斯机器人公司首先在机器人臂内导入激光束传输系统,整合出第一台臂内机器人CO2激光加工系统。机器人的应用,使得这把光刀实现了多维度、灵活加工,极大突破了原来二维加工的局限和应用空间。三、机器人激光汽车加工已大势所趋当今汽车制造业,竞争愈来愈激烈,不断推出新品,才能满足高档次的追求和迎合大众化的需求。因此,其各个品种的量化越来越小,每个品种的商品寿命越来越短,这就要求汽车制造商不断挖潜,提高制造技术,努力降低生产成本,包括新品的试制成本。欧美公司早在10多年前,已逐渐推广使用机器人激光切割机,应用于汽车钣金的制作。多年来,我国的机器人激光加工技术及装备经历了从无到有,从小到大的发展过程,现已形成了相当的产业规模。机器人激光切割已被广泛应用在钣金加工、汽车制造、机箱电柜生产、电梯制造、农用机械、造船厂等工业领域。汽车制造行业是高新技术高度集中的行业,激光作为一种先进的制造手段,在欧美等发达工业国家,有50%~70%的汽车零部件是用激光加工来完成的,汽车行业的激光应用以激光焊接和激光切割为主,激光切割包括平面切割、三维切割等。一个应用机器人激光切割在汽车制造中的应用,大规模激光加工时代已经到来。四、机器人3D激光切割成新时尚3D激光切割也称为三维激光切割。三维激光切割机也叫机器人激光切割机,它是一种不受切割方向控制的,能够自由切割的激光加工系统。一般来说,三维激光切割机主要由切割头、跟踪系统、激光器、光束传输和工业机器人系统等几部分组成。能够对不同厚度的金属材料进行多角度、全方位的柔性切割加工。三维激光切割柔性化程度高,在正常情况下一套模具只能针对一种工件一道工序,而三维激光切割能针对任意工件的任意工序。在工件产品发生变动时,例如曲面,修边和孔等的变化更改,只需对激光切割的脱机程序进行更改,因其使用的工装夹具相对简单一些,所以工装夹具改动也方便。三维激光焊接技术的优势也逐渐被人们发现。相对于工序简单的激光切割,激光焊接需要考虑工件定位、适用能量、适用材料、焊接环境、运动系统、夹具、软件系统设计等因素,因此激光焊接的规模应用开发会比纯粹切割大一些。如上所述,二维激光焊接局限性明显,而机器人激光焊接系统出来后,更加复杂的激光焊接就应用上了,最明显的是汽车白车身、车顶与后盖的激光焊接,是最为人们熟知,而飞机制造上的机仓底部不锈钢板拼合,也使用到激光焊接。早些年,一些生活、电子用品的小型电池已经用上激光焊接封口,近三年新能源汽车的动力电池焊接应用更是给激光行业带来了数十亿的设备需求。五、2020年机器人市场将达到400亿美元智能激光机器人既具有机器人运动灵活、柔性高的特点,又具有激光的加工速度快、质量好、热影响小等优点,很好地满足了现代制造业发展的要求。智能激光机器人涉及到激光、光学、自动化、运动控制等多个领域,在汽车工业、轨道交通、航空航天、工程机械等均有较大发展潜力,无论是切割、焊接还是熔覆工艺都是常见应用。中国与全球主要发达国家正在经历一个机器人更新换代的自动化升级阶段,国外一分析机构对工业制造机器人市场进行了调研分析,其中也包括被用于激光切割和激光焊接领域,其预测,到2020年,该市场将扩张到400亿美元。具体来说,工业制造机器人可以分为电子元器件、电器部件、机械零件,机器人的主要应用方向可以分为焊接机器人(包括,电弧焊、气焊、激光焊接、电焊),物流运输机器人(包括机床操作、打包、仓储),包装封装机器人,切割、打磨机器人,车间视察机器人和测试机器人等等。工业机器人是引领产业发展的先进行业,产业发展势头迅猛,规模也在不断扩大,现在已经被广泛应用的机器人不仅是工业机器人,还包括服务机器人和特种机器人,我们要进一步推动整合行业资源,通过各种社会资源的力量,共同推动行业不断实现技术突破。把激光器与光学系统集成到工业机器人上,赋予了激光加工新的模式与应用空间,机器人的多维度特性与激光加工的优点是互相促进的,每增添一台机器人激光加工系统,都需要至少一台激光器、一套完整的激光光学配套,这都会给激光产品带来新的需求。据国家规划显示,未来十年,我国将着重启动轨道交通、节能装置、新能源汽车、海工装备、机械制造、航空航天等等重点领域的稳定发展。这些行业的产品在生产过程中,大都需要三维、柔性、高效、自动化程度高的加工工艺,机器人激光加工恰好符合其要求。相信随着各种零件加工要求的不断提高,随着激光技术的不断发展,各激光企业、机器人企业与自动化装备企业一定会锐意创新,在国内推出更优秀更先进的智能激光机器人,来满足制造业日益增长的需求,可以说,一个大规模采用智能机器人激光加工技术的时代已经来临。3.8我国激光管板一体机发展状况及趋势分析管材、型材被广泛应用于各行各业,与大家的生活息息相关,无处不在。例如家具、服装展示架、大型体育场、健身器材、农业机器、客车、叉车、石油筛管、等行业,随着市场需求不断扩大,管材、型材的加工市场也越来越庞大。传统的加工方式已经不能满足高速的市场发展要求和低成本生产模式,因此激光管板一体机应运而生。激光管板一体机是集先进的光纤激光技术、数控技术、精密机械技术于一体的高新技术设备,具有自动控制系统,能实现高柔性、高精度、多方位的切割效果,现代工业制造的个性化需求及高产量的生产,传统的切管机已经不能满足这些标准,而激光管板一体机作为新一代的管材及平板切割设备,在工艺、性能上都有所提升。激光切割可对不锈钢、碳钢、铜、铝等材料进行加工,加工时无刀具磨损,工作热影响区很小,速度快、精度高、低噪音、无污染、使用成本低等优点。激光管板一体能够解决很多切割方面的难题,也提高了切管技术,让管材的利用率大大增加,减少的材料的浪费,同时,对于一些难以完成的切管任务也可以轻松完成,使得工业的工作效率从以前的速度快速上升了好几个百分点,实现了切管技术的一体化,有效的降低了制作工序的时间,使工业的发展前景一片大好。伴随我国金属管板产量和消费的迅速增长,为了满足工业的市场需求,各种用于管板和其他三维工件切割的激光加工设备产品相继得到用户的关注,同时也被越来越多的行业所广泛的应用,特别是在汽车制造行业、石油开采、机械制造、金属加工等行业,激光管板一体机针对管板方面专业、稳定、高效的切割效果,充分满足了用户的切割需求,不仅促进了企业高质量产品的生产,也是管板加工厂家所关注的焦点。当前,激光管板一体机已经被运用到了很多行业中去,它也取代了传统的刀具切割,是未来的发展趋势。激光管板一体机的切割技术应用于金属和非金属的加工中,给人们节约了时间,也大大的降低了加工的成本,同时也提升了加工产品的质量,激光管板一体机的出现使得工业的发展具有划时代的意义。3.9市场分析结论随着我国经济水平的不断提高,国内激光设备产业的持续快速发展,将带动项目产品市场需求的持续增长,本次“激光机械设备生产建设项目”的建设符合国家产业导向,顺应了国家推动经济的引导方向,属于国家大力鼓励发展的范畴,市场发展空间广阔;且本次项目的建成不仅可以促进我国激光机械设备制造业及相关上下游产业的发展,而且还可带动和促进当地国民经济的全面发展和社会进步。综上,本次“激光机械设备生产建设项目”的实施将面临巨大的市场发展契机,实施优势明显,未来发展前景十分可观。激光机械设备生产建设项目可行性研究报告第117页第四章项目建设条件4.1地理位置选择本项目建设地址选定在山西省阳泉开发区广州路。项目所在区域位置图4.2区域投资环境4.2.1区域地理位置阳泉市,是山西省下辖的地级市,古称“漾泉”。位于山西省东部,是一座新兴工业城市。阳泉市北接忻州市,东隔太行山与石家庄市相望,西接太原市,南邻晋中市;地处黄土高原东缘,属于山西东部山地,境内地貌以山地为主,其余为丘陵和平原;属暖温带半湿润大陆性季风气候区。阳泉市辖两县三区,全境总面积4452平方千米,2017年常住人口140.88万。4.2.2区域地形地貌条件阳泉市地处黄土高原东缘,属于山西东部山地。境内地貌以山地为主,其余为丘陵和平原。山地包括九条山脉。北部市界上有牛道岭山脉,它处于系舟山和太行山的接合部。西北市界上有两岭山脉,它是系舟山的支脉。其余山脉排列成东西两列。东列包括四条山脉,自北向南依次为白马山脉、秋林山脉、绵山山脉和艾山山脉,它们属于太行山的中段,山顶海拔700一1700米不等。太行山是冀晋两省的界山,其东坡陡峻,山麓与海拔不足100米的华北平原相接;西坡缓斜,山地和丘陵绵延起伏。西列包括三条山脉,即北方山山脉、南方山山脉和七岭山脉。它们已深入山西高原内部,海拔虽较高,地面起伏却较东列和缓。在山脉之间,分布着一些山间盆地,主要有西部的西烟盆地、中部的盂城盆地和南部的平定盆地。4.2.3区域气候条件阳泉市属暖温带半湿润大陆性季风气候区。受季风及

复杂地形影响,不同地区的气候差异较大。总的特点是:冬夏长,春秋短,四季分明;日照比较充足,昼夜温差较大;春季干旱严重,夏季炎热多雨,秋季降温迅速,冬季寒冷干燥。太阳辐射总量多年平均值为134千卡/平方厘米;实际日照时数为2700—2900小时。年均气温一般8—12℃。大于或等于10℃积温为2400—3000℃,无霜期平均为130—180天。年降水量450-550毫米。境内区域气候垂直变化显著。4.2.4区域交通条件数据2017年,阳泉市交通运输、仓储和邮政业实现增加值50亿元,增长12.1%。公路线路年末里程5660.4千米,比上年末增加2.2千米。全年铁路货运量4497.1万吨,增长3.7%,铁路客运量264万人,增长1.3%。全市民用汽车保有量达到21.7万辆(包括三轮汽车和低速货车),增长9.9%,其中私人汽车19万辆,增长11.3%。轿车保有量13.4万辆,增长10.9%,其中私人轿车12.6万辆,增长11.7%。航空阳泉市地处太原与石家庄之间,市区距东面的石家庄正定国际机场约140千米,距西面的太原武宿国际机场约100千米,市内设有多个航空售票点,查询、预定航班,快捷方便。2016年,太原武宿国际机场阳泉城市航站楼正式开业,提供购票以及机场接送服务。2017年,石家庄正定国际机场阳泉候机楼正式开业,提供购票以及机场接送服务。铁路中国第一条电气化铁路复线——石太线横穿市区,东接京广线,西连同蒲线,南连阳涉线,境内设有10个车站,分射出32条支线或专用线。横阳泉火车站已开通了到达太原、北京西、天津、青岛、石家庄、上海、杭州、唐山等城市的列车。除始发阳泉直达石家庄的7118次外,其他车次均为过路,在乘坐时要注意登车时间。市内可乘阳泉公交1路、4路、16路、21路、22路、25路、402路公交车到达阳泉火车站。2009年,新石太客专建成通车,新修建的阳泉北站正式投入使用。原经停阳泉站的大部分车次均改走北站。阳泉也成为山西第二个拥有高铁动车的城市。阳泉北站已开通直达北京、上海、青岛、天津、郑州、石家庄、南京、济南、杭州、成都、沈阳、长春、武汉等方向的高铁或快车。公路公路交通形成了横贯东西,纵穿南北,干支交错,布局合理,以城市为中心向两县三区辐射的公路网。东去河北,西到太原,南到长治,北上五台,四通八达。山西省第一条高等级出省公路——太旧高速公路穿境而过,与京深高速公路、京津塘高速公路相互贯通,大大改善了阳泉的投资环境,东出西进十分便利。2013年的阳泉市,县县通柏油路,乡乡通公路,村村通机动车辆。公路交通正向着宽路基、大吨位、高速度的方向发展。阳泉高速公路较为发达。京深高速、京津塘高速皆与其主线太旧高速相接。沿横越阳泉全境的太旧高速至石家庄机场或太原机场仅1小时车程,而经太旧高速和京石高速到达北京仅需3个多小时。207国道、307国道亦穿过阳泉,使阳泉公路交通畅达四方。阳泉市汽车客运总站每天有到达郑州、太原、石家庄、北京、晋中等地的客车。4.2.5区域经济发展条件2017年,阳泉市全年实现地区生产总值672亿元,按可比价计算,增长6.3%。其中,第一产业完成增加值10.4亿元,增长3.0%;第二产业完成增加值320.4亿元,增长5.6%;第三产业完成增加值341.2亿元,增长7.1%;三次产业构成由2016年1.7:48.0:50.3调整为1.5:47.7:50.8。人均地区生产总值47790元,按2017年平均汇率计算为7078美元。全年居民消费价格同比上涨1.4%,其中商品零售价格上涨0.8%。工业生产者出厂价格上涨8.1%,其中生产资料价格上涨7.7%,生活资料价格上涨7.7%。工业生产者购进价格上涨14.8%。第五章总体建设方案5.1建设内容本项目总占地面积为4000.00平方米,场地为租赁,对现有厂房进行装修改造、设备购置安装工程完成后即可投入使用。5.2工程管线布置方案5.2.1给排水一、设计依据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(2009年版)《室外给水设计规范》GB50013-2006《室外排水设计规范[2014年版]》GB50014-2006《建筑设计防火规范》GB50016-2014《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017二、给水设计A、水源本项目工程水源由当地自来水供水管网供给。引入管采用管径DN150。B、室内给水系统生活给水系统由当地自来水供水管网直接供水,水质符合生活饮用标准。给水管道采用PP-R给水管,热熔连接。消防给水系统设有室内消火栓。消火栓间距不大于30米,确保同层任何部位都有两股水柱同时到达灭火点。消火栓采用SG24/65型室内自救式消火栓,消火栓口径为DN65,水龙带长25米,水枪喷嘴为DN19。消防给水管采用热镀钢管。C、室外给水系统室外给水管网系统采用生活、消防合用给水系统,水源为当地自来水供水管网供给。给水管网系统布置成环状,主要管径由DN150组成,室外设有地上式消火栓。三、排水设计室内排水室内排水采用粪便污水与生活洗涤废水合流管道,排水管采用PVC芯层发泡管道。室外排水室外排水采用雨、污分流制,生活污水排至市政污水处理厂统一处理,达标排放。雨水经雨水管道汇集,进入市政雨水回排放系统。四、消防固定灭火系统主要建筑物均按二级耐火等级建造,在各建筑物内设置有室内消防栓,同时设有二个室外消防栓。厂区若有火灾,可以较及时地扑灭。另外,本项目拟在各车间设置部分干粉灭火器,充装量为6L,灭火级别为5A,以备在火灾刚发生时使用,以避免用水灭火而导致产品损坏。5.2.2供电电气工程(l)供电电源本工程电源由国家电网提供电能,承办单

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