五軸聯(lián)動機床創(chuàng)業(yè)計劃書

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1.1項目背景

裝備制造業(yè)是一國工業(yè)之基石，它為新技術、新產(chǎn)品的開發(fā)和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)提供重要的手段，是不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。即使是發(fā)達工業(yè)化國家，也無不高度重視。多軸聯(lián)動數(shù)控機床是數(shù)控技術中難度最大、應用范圍最廣的技術，應用于復雜曲面的高效、精密、自動化加工，是發(fā)電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業(yè)和軍工部門迫切需要的關鍵加工設備。正是由于這種技術的重要性，各國之間爭相發(fā)展，影響到各國的經(jīng)濟發(fā)展和軍事水平。

2004年我國數(shù)控機床的產(chǎn)量為51860臺，數(shù)控機床的消費量約70000余臺，同比年增長約30%，2004年數(shù)控機床的進口數(shù)量同比年增長30%，而進口消費額的增長卻達52%，國產(chǎn)數(shù)控機床在國內(nèi)市場消費額中的所占比例已不足30%。通過分析歷年的數(shù)控機床產(chǎn)量和消費量，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床的需求量每年都在增加，但市場上存在尚未被滿足的需求。

通過訪問和調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行市場上的機床有相當部分是串聯(lián)結構，其相比較于并聯(lián)機床而言，在運作性能和精確度方面均有較大不足；同時現(xiàn)行市場上的機床，大多是由國外進口，其價格基本都在幾百萬元之間，遠遠高于市場上顧客的期望價格。

由于數(shù)控機床的重要性及現(xiàn)行市場上機床的不足，我校姜銘老師經(jīng)過一年多的科技攻關，研制的新型五軸聯(lián)動數(shù)控機床已經(jīng)成功生產(chǎn)出了小型樣機，且各項技術參數(shù)達到了預期效果。其加工精確度高于市場上一般機床，能夠滿足企業(yè)的一般生產(chǎn)要求，同時，產(chǎn)品的性價比優(yōu)勢明顯，對于之前因價格原因而未購買的企業(yè)和高校具有很大吸引力。

1.2產(chǎn)品與技術

揚州大學機械學院研發(fā)人員經(jīng)過艱苦研發(fā)，技術創(chuàng)新，終于研發(fā)出了新型

五軸聯(lián)動數(shù)控機床——“靈威”。靈威采用五軸聯(lián)動結構，它的特點是運動部件是一個由伺服電機分別控制的6根可自由伸縮的桿子所支承的動平臺,該平臺可同時作6個自由度的運動,但沒有像串聯(lián)結構那樣的物理上固定的X,Y,Z軸和相應的運動支承導軌,而且任何一軸運動都必須由6根可伸縮桿的協(xié)同運動來完成.一般刀具/主軸頭就安裝在該動平臺上,工件則固定在機床的機架上,此外就不再有溜板,導軌等支承件了。

主要技術指標：

1

2）最終能達到的轉動角度精度分析（力矩電機直接驅動）

①目前國內(nèi)螺旋錐齒輪的制造精度可達5級精度。故開環(huán)系統(tǒng),本設計定位精度可以達到32″左右（在圓錐齒輪間隙完全消除的前提下，單級螺旋錐齒輪5級精度的回轉誤差）。

②由于本結構可以直接在轉動構件上安裝傳感器，測試精度高，故閉環(huán)系統(tǒng)里，轉動角度精度可以由伺服控制精度決定。

3）姜銘老師以第一發(fā)明人的身份，申請了2項發(fā)明專利和4項實用新型專利。發(fā)明專利：1）并聯(lián)轉動五軸聯(lián)動機床申請?zhí)枺?00610038028.x

2）共軛球心三軸轉動裝置申請?zhí)枺?00610038029.4

實用新型：1）新型多軸聯(lián)動數(shù)控機床申請?zhí)枺?00620068872.2

2）新型多軸轉動關節(jié)申請?zhí)枺?00620068946.2

3）靈巧回轉多軸工作臺申請?zhí)枺?00620069272.8

4)新型五軸聯(lián)動雕刻機申請?zhí)枺?00620069271.3

其中3項已獲通過。

第二章市場分析

2.1宏觀環(huán)境分析

首先，從經(jīng)濟環(huán)境而言，五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設備等等行業(yè)，有著舉足輕重的影響力。五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉子、汽輪機轉子、大型柴油機曲軸等等加工的唯一手段。我國雖然能生產(chǎn)部分五軸聯(lián)動機床，但總體上我國在高檔數(shù)控領域的核心技術不足，嚴重制約了我國制造業(yè)的發(fā)展。

其次，就技術環(huán)境而言，數(shù)控機床最終的發(fā)展趨勢就是五軸聯(lián)動數(shù)控機床，正是由于這樣的技術發(fā)展趨勢，我公司積極與揚州大學合作，為我公司產(chǎn)品的進一步發(fā)展和完善提供了技術支持和發(fā)展動力。同時，我國數(shù)控機床的發(fā)展也由成長期進入成熟期，數(shù)控技術已經(jīng)取得較大進步，尤其在五軸聯(lián)動機床方面，但與國際仍有一定的差距，主要體現(xiàn)在機床的質(zhì)量和應用方面。

2.2行業(yè)分析

2.2.1行業(yè)總體分析

（1）行業(yè)發(fā)展動態(tài)

市場的需求推動了我國五軸聯(lián)動數(shù)控機床的發(fā)展，CIMT99展會上，國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床登上機床市場的舞臺。自江蘇多棱數(shù)控機床股份有限公司展出第一臺五軸聯(lián)動龍門加工中心以后，北京機電研究院、北京第一機床廠、桂林機床股份有限公司、濟南二機床集團有限公司等企業(yè)，相繼開發(fā)了五軸聯(lián)動數(shù)控機床。

當前，國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床在品種上，已經(jīng)擁有立式、臥式、龍門式和落地式的加工中心，適應大小不同尺寸的復雜零件加工，還有五軸聯(lián)動銑床和大型鏜銑床以及車銑中心等，基本涵蓋了國內(nèi)市場的需求。

（2）行業(yè)發(fā)展趨勢

數(shù)控機床這幾年朝著高速化、精密化、高效能、系統(tǒng)化、復合化的方向發(fā)

展，最終的發(fā)展趨勢是五軸聯(lián)動數(shù)控機床。五軸聯(lián)動數(shù)控是數(shù)控技術中難度最大、應用范圍最廣的技術。

而五軸機床發(fā)展的趨勢首先是采用直線電機驅動技術。直線電機的優(yōu)點是直線驅動、無傳動鏈、無磨損、無反向間隙，所以能達到最佳的定位精度。直線電機具有較高的動態(tài)性，加速度可超過2g。采用直線電機驅動還具有可靠性高、免維護等特點。

其次是采用雙驅動技術。當然，五軸聯(lián)動機床技術的發(fā)展還遠遠不止這些，許多技術在德馬吉的機床產(chǎn)品中都將會體現(xiàn)出來。本公司將結合揚州大學機械學院的不斷研究跟隨行業(yè)的發(fā)展趨勢，與時俱進。

（3）行業(yè)門檻

顯然，人們早已認識到五軸數(shù)控技術的優(yōu)越性和重要性。但到目前為止，五軸數(shù)控技術的應用仍然局限于少數(shù)資金雄厚的部門和少數(shù)高校，并且仍然存在尚未解決的難題。五軸數(shù)控技術為何久久未能得以廣泛普及？五軸數(shù)控加工由于干涉和刀具在加工空間的位姿控制，其數(shù)控編程、數(shù)控系統(tǒng)和機床結構遠比三軸機床復雜得多。存在以下幾種門檻：

①五軸數(shù)控編程抽象、操作困難

這是每一個傳統(tǒng)數(shù)控編程人員都深感頭疼的問題。三軸機床只有直線坐標軸，而五軸數(shù)控機床結構形式多樣；同一段NC代碼可以在不同的三軸數(shù)控機床上獲得同樣的加工效果，但某一種五軸機床的NC代碼卻不能適用于所有類型的五軸機床。

②刀具半徑補償困難

在五軸聯(lián)動NC程序中，刀具長度補償功能仍然有效，而刀具半徑補償卻失效了。以圓柱銑刀進行接觸成形銑削時，需要對不同直徑的刀具編制不同的程序。目前流行的CNC系統(tǒng)均無法完成刀具半徑補償，因為ISO文件中沒有提供足夠的數(shù)據(jù)對刀具位置進行重新計算。用戶在進行數(shù)控加工時需要頻繁換刀或調(diào)整刀具的確切尺寸，按照正常的處理程序，刀具軌跡應送回CAM系統(tǒng)重新進行計算。從而

導致整個加工過程效率十分低下。

③購置機床需大量投資

以前五軸機床和三軸機床之間的價格懸殊很大?，F(xiàn)在，三軸機床附加一個旋轉軸基本上就是普通三軸機床的價格，這種機床可以實現(xiàn)多軸機床的功能。同時，五軸機床的價格也僅僅比三軸機床的價格高出30%～50%。除了機床本身的投資之外，還必須對CAD/CAM系統(tǒng)軟件和后置處理器進行升級，使之適應五軸加工的要求；必須對校驗程序進行升級，使之能夠對整個機床進行仿真處理，需要大量資金。

正是由于上述的行業(yè)門檻，可以形成技術壁壘，有效地降低對手的競爭能力，而本公司結合揚州大學的技術研究已經(jīng)突破上述行業(yè)門檻并還在不斷拉大差距。

2.2.2行業(yè)五種競爭力量分析

對于行業(yè)的分析，我們主要應用戰(zhàn)略管理大師邁克爾·波特提出的五力模型進行分析，包括供應商、買方、潛在進入者、替代品生產(chǎn)商以及現(xiàn)有企業(yè)間的競爭。通過分析，對我公司在行業(yè)內(nèi)進行恰當?shù)亩ㄎ?，從而最有效地抗擊五種競爭作用力并影響他們朝向自己有利的方向變化。

（1）供應商分析

我公司產(chǎn)品中的電機、刀具、軸承、齒輪、滾珠絲杠、床身外購等采取外包生產(chǎn)方式，部分配件交給專門生產(chǎn)機床配件的公司，如江蘇牛牌精密機床有限公司，這樣能夠降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，從而可以集中企業(yè)的人力資源保證核心技術部分的研發(fā)。生產(chǎn)外包使得企業(yè)運作靈活，增強了企業(yè)的抗風險能力。

產(chǎn)品部分零件和市場上機床所需的原材料一樣，因而采購方便，能夠對供應商進行比較，選取成本較小并且質(zhì)量也能符合要求的供應商。采取多渠道的材料供應，為公司產(chǎn)品生產(chǎn)提供充足的貨源，保證生產(chǎn)順利進行。

（2）購買者分析

由于五軸聯(lián)動機床的特殊性，因而我公司所針對的目標市場為組織市場中的

高校和企業(yè)，即主要集中在機械學院市場和生產(chǎn)型企業(yè)市場。

高校市場具有如下特點：

①普通高校以及大專中專院?；旧隙荚O有機械專業(yè)，在學業(yè)上，學生需要研究和學習這種設備。

②普通高校，包括一些機械學院，用于購買這種學習設備的資金有限，因而不可能購買國際市場上此類昂貴的五軸聯(lián)動機床（國際上的這種高科技五軸聯(lián)動機床賣價達幾百萬元）。

企業(yè)市場具有如下特點：

①生產(chǎn)葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉子、汽輪機轉子、大型柴油機曲軸的企業(yè)只能使用五軸聯(lián)動機床。

②一般技術型企業(yè)或工業(yè)企業(yè)均需要生產(chǎn)重工業(yè)產(chǎn)品，該設備可以加工：有機玻璃、高密度泡沫、聚四氟乙烯、鋁等。比如汽車行業(yè)，以汽車工業(yè)的高速發(fā)展為代表的制造業(yè)對機床工業(yè)提出新要求。

兩類市場的共同特點：

①專業(yè)人士購買。高?；蛘咂髽I(yè)如果購買此類產(chǎn)品，一般會委派一些專業(yè)老師或專業(yè)人士，這就對我公司的產(chǎn)品推銷人員提出了較高的業(yè)務要求。

②買方在購買與使用我公司的五軸聯(lián)動機床過程中，其對產(chǎn)品的服務要求及不足將成為我公司產(chǎn)品改進的憑據(jù)。與買方建立長期的業(yè)務關系，可以適當優(yōu)惠，促進雙方實現(xiàn)雙贏，成為公司在今后營銷的關鍵。

（3）替代產(chǎn)品分析

對于我公司設計的五軸聯(lián)動機床而言，其替代產(chǎn)品包括五軸聯(lián)動串聯(lián)機床等，其主要的優(yōu)劣勢如下：

串聯(lián)結構是傳統(tǒng)機床普遍采用的型式,其特點是各運動軸的布局采用笛卡爾直角坐標系,機床床身,立柱,溜板,工作臺/轉臺和主軸箱等部件分別通過相應的導軌支承面串聯(lián)在一起的,各軸運動均可單獨地獨立進行。但存在如下的缺點：①存在懸臂部件,承受很大彎矩和扭矩,結構剛度低。

②組成環(huán)節(jié)多(特別是多坐標機床),各環(huán)節(jié)變形量和各連接處變形量相迭加,使機床不容易獲得高的總體剛度,限制了加工精度和速度的提高。

③串聯(lián)結構會使各組成環(huán)節(jié)的制造誤差、傳動誤差,熱變形誤差、受力變形誤差等相迭加。

④結構復雜、零件數(shù)量多、加工量大、制造難度大、生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)成本高。

我公司生產(chǎn)的機床屬于并聯(lián)結構，與傳統(tǒng)串聯(lián)結構的機床相比,并聯(lián)結構型式的機床主要有如下優(yōu)點:

①運動部件質(zhì)量輕，運動慣性小，更有利于實現(xiàn)高速度和高加速度的加工；

②主軸部件具有重復性，通用性高，適于專業(yè)化生產(chǎn)；

③比剛度高，且容易通過預加載荷來提高機床的綜合剛度；

由此可以看出，五軸聯(lián)動機床行業(yè)存在較強的不可替代性，本公司產(chǎn)品具有一定的差異性。

(4)競爭對手分析

中國數(shù)控機床的進口：高檔產(chǎn)品主要來自德國、瑞士；中檔產(chǎn)品主要來自日本、美國；中檔偏下產(chǎn)品主要來自臺灣省。在163家生產(chǎn)企業(yè)中，2000年生產(chǎn)數(shù)控機床的企業(yè)101家，占企業(yè)數(shù)的62％。數(shù)控機床產(chǎn)值超過100萬元的企業(yè)83家，占51％，產(chǎn)值超過1000萬元的企業(yè)47家，占28.83％。產(chǎn)值超過5000萬元的企業(yè)14家，占8.59％，這14家的數(shù)控機床產(chǎn)值達10.31億元，占全部數(shù)控機床產(chǎn)值的51.81％。隨著這幾年對于數(shù)控機床需求的擴大，生產(chǎn)數(shù)控機床，包括生產(chǎn)五軸聯(lián)動機床的企業(yè)也越來越多。主要競爭對手有江蘇新瑞機床（集團）有限公司、沈陽第一機床廠銷售有限公司和濟南二機床集團公司。從以下方面比較：

①在地理位置方面：本公司立足江蘇省揚州市邗江經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，具有基礎設施比較完善、勞動力資源充足、勞動力價格相對較低和交通運輸便利等優(yōu)勢，周圍數(shù)控機床公司較少并且競爭力弱，有利于建立公司的根基并擴大周圍的市場份額。

②在競爭壓力的承受能力方面：五軸聯(lián)動數(shù)控機床這一行業(yè)這幾年不斷發(fā)展，競爭激烈，要想在以后的市場發(fā)展中繼續(xù)生存并發(fā)展下去，需要有強大的技術和人力作為后盾，本公司較這三個競爭對手相比，通過與揚州大學合作，技術和人力優(yōu)勢遠大于它們，因而競爭壓力的承受能力強。

③在產(chǎn)品的價格、性能和質(zhì)量方面：五軸聯(lián)動數(shù)控機床國產(chǎn)價格大約在3000000,小日本進口的價格大約在5000000，歐洲的再乘以2以上。本公司的各零部件的成本只需33700元，產(chǎn)品價格根據(jù)不同顧客需要定制不同區(qū)間的價格，也基本只需要十幾萬元，相比較與市場價格而言，價格具有極大優(yōu)勢，同時產(chǎn)品的性能能滿足用戶的一般要求，性價比高，本公司產(chǎn)品承諾3年內(nèi)質(zhì)保，正常使用壽命可以達8年以上，遇到產(chǎn)品質(zhì)量問題時，將會安排技術人員免費為顧客修理，保證用戶滿意使用。

通過上面的比較可以看出，本公司雖然剛剛起步，但在扎穩(wěn)腳跟后，將會迅速發(fā)展。

（5）潛在競爭者分析

為有效解決串聯(lián)機床和并聯(lián)機床的一些問題,使虛擬軸機床真正走向實用化,近年來在虛擬軸機床研究領域出現(xiàn)一種明顯的趨勢,就是由純并聯(lián)結構向串并聯(lián)復合結構和混聯(lián)結構方向發(fā)展,以及由新型并聯(lián)結構與傳統(tǒng)機床結構相結合的方向發(fā)展。

主要有由齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司、清華大學和哈爾濱電機廠有限責任公司等單位共同開發(fā)的XNZD2415型數(shù)控龍門混聯(lián)機床，還有大連機床集團與清華大學合作開發(fā)了混聯(lián)機床DCB510、天津大學和天津第一機床廠聯(lián)合開發(fā)的Linapod機床。這些機床都有可能通過商業(yè)化進入市場，成為我公司的競爭對手，因而我公司可以采取和市場上五軸聯(lián)動方面較為先進的公司實行強強聯(lián)合，同時揚州大學機械學院以姜銘博士為首的科研團隊將繼續(xù)投身這一機床的研究和開發(fā)，從而提高技術含量，形成行業(yè)技術壁壘，阻止?jié)撛谶M入者的入侵。

經(jīng)過初步的市場分析，本公司制訂了成本集中化的競爭戰(zhàn)略，將公司的資

源集中于高校和中小企業(yè)兩個市場，這在后面的公司管理一章將會重點描述。通過分析還可以發(fā)現(xiàn)本公司產(chǎn)品具有技術上的先進性和價格上的適度性，相信能夠為本公司帶來較大利潤。

2.3市場預測

經(jīng)過與研發(fā)人員的交流和言談，組織相關專家，得出以下定性分析：

2.3.1高校市場預測

教育部注冊的高校，包括全國重點大學，二本，民辦高校，高職?？茖W校等共2621所，基本上每個高校都設有機械專業(yè)，以每個有機械專業(yè)的高等學校需要2臺為計算，需要萬臺以上。對國內(nèi)有機械專業(yè)的學校，針對性的詢問了近10所學校，均反饋急需這種設備。

2.3.2社會需求預測

根國家計委投資研究所預測，至2010年，汽車市場將達4400～8000萬輛規(guī)模，其中轎車產(chǎn)量每增加1%，機械市場可增長0.54%；交通方面，“十五”期間僅西部鐵路開發(fā)就將投入1000億元，未來10年西部交通則將投資7000～8000億元，車輪車床、勾舌銑床、2m大型鋸床、螺旋焊管擴徑機械等專用設備大有用武之地；水利工程未來5年將投資5300億元，環(huán)保一期投資1888億元，二期投資2600億元，相應機械設備需求巨大；300家機械廠商將進行技改，求購數(shù)控機床數(shù)量十分可觀。

在出口方面，我公司每年可以達千臺以上；國內(nèi)社會需求方面，容量在數(shù)千臺左右（以每個揚州地區(qū)的經(jīng)濟容量需要一臺來計算，需要的機床在千臺以上）

第三章公司管理與戰(zhàn)略

3.1公司名稱

江蘇靈威機床有限責任公司

3.2公司性質(zhì)

依據(jù)《公司法》及公司章程規(guī)定，成立有限責任責任公司。

3.3戰(zhàn)略定位

3.3.1定義業(yè)務

向目標市場提供應用于中小型零部件及產(chǎn)品復雜曲面加工或教學培訓的高效、精密的自動化機床，并且提供全方位配套服務，使客戶能夠以較低代價獲得高回報。

3.3.2定義客戶

根據(jù)市場需求及自身的特點，將客戶定義如下：

A、全國各大機械類高校、專科學校及技能培訓機構

B、制造型中小企業(yè)

3.4戰(zhàn)略目標

3.4.1公司愿景

做中小型五軸加工機床行業(yè)中國第一品牌，引領中國制造業(yè)成為國際領先者。

3.4.2公司使命

實現(xiàn)國產(chǎn)五軸加工機床普及化，生產(chǎn)實用化

3.4.3公司宗旨

以嚴謹管理鑄優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，用誠信服務讓顧客滿意

3.5競爭戰(zhàn)略

通過SWOT分析，發(fā)現(xiàn)公司存在以下優(yōu)勢、劣勢、機會和威脅，針對分析結果及戰(zhàn)略目標，公司制訂了成本集中化戰(zhàn)略。在發(fā)展中前期，將公司的優(yōu)勢資源集中于高校市場，中后期則集中于中小型制造企業(yè)市場，依托專利技術及產(chǎn)學研相結合的模式，通過不斷地研發(fā)，提高產(chǎn)品性能，降低產(chǎn)品成本，建立起完善的

3.6發(fā)展戰(zhàn)略

初期(1—2年)

目標市場：以揚州為中心的蘇中地區(qū)的教學型機床

階段戰(zhàn)略：1、按照產(chǎn)學研相結合的模式創(chuàng)建公司，逐步建立起完善的

公司管理制度。

2、創(chuàng)建初期主要進行成員組建，產(chǎn)品生產(chǎn)，設計服務，市場

宣傳，資金籌集等準備活動。

3、產(chǎn)品和相關服務導入目標市場，提高產(chǎn)品認知度，建立客

戶反饋信息，塑造良好的形象。

中期(3—6年)

目標市場：江蘇省的教學型機床及江蘇中部地區(qū)的生產(chǎn)型機床階段戰(zhàn)略：1、著重于市場開拓，建立起一個健全完善的銷售

網(wǎng)絡。

2、形成一個較為完善的盈利模式，占領區(qū)域內(nèi)的目標市場。

3、樹立良好的品牌形象，加強與客戶的溝通與聯(lián)系。

4、逐步建立起全方位的售前、售中、售后配套服務體系。中遠期（6—10年）

目標市場：全國的教學型機床及華東地區(qū)的生產(chǎn)型機床

階段戰(zhàn)略：1、鞏固前期市場，開拓新市場，擴大銷售范圍。

2、加大研發(fā)，提高產(chǎn)品性能，建立技術壁壘。

3、注重公司的公共宣傳，擴大市場占有率，打造國

內(nèi)優(yōu)秀品牌，成為該行業(yè)的市場領先者。

遠期(10年以后)

目標市場：全球的教學型及生產(chǎn)性機床

階段戰(zhàn)略：1、加大研發(fā)力度，發(fā)展綠色新型機床

2、構建全球銷售網(wǎng)絡及新一代立體化的技術支持

和服務體系。

第四章組織與人力資源

4.1組織結構

4.1.1組織形式

我公司為初創(chuàng)企業(yè)，前期采用職能部門化的形式，見下圖。

企業(yè)發(fā)展穩(wěn)定之后，公司將增加一市場部經(jīng)理，分設高校市場部和中小企業(yè)市場部，為不同的顧客提供更專業(yè)的一體化服務，以顧客的需求為導向。

4.1.2機構設置及其職責

1）管理層

總經(jīng)理主持公司的生產(chǎn)運營管理工作，；組織實施公司年度經(jīng)營計劃和投資方案；擬訂公司內(nèi)部管理機構設