新一代立体停车库产业可行性报告.docx
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新一代立体停车库产业可行性报告
项目可行性报告
项目名称:
新一代立体停车库产业化?
?
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目 录
可行性研究报告提纲
一、项目实施的背景和意义
1.1新一代立体停车库简介
立体停车库设备由欧洲、日本、韩国、等发达和地区率先投入市场已经多年,较早的立体停车库设备主要以升降横移式为主,也时有一些老式的电梯塔式。
随着我国经济的发展,私人小轿车的拥有量的快速增长,停车难的问题开始暴露了。
我国从1990年代中期就开始引进建造一些这样简单的立体车库了,占主流的品种依然是升降横移的车库,按照停车行业协会2007年的统计,当年全国的立体车库中升降横移式的车位数占到85%。
但是近年来,随着车辆的拥有量高速增长,城市建设的用地越来越紧,停车难越来越困扰人们。
寻求一种更高空间利用率、更方便使用和管理以及更具布置便利性的立体车库成为了行业中新的关注点和亟待解决的问题。
在此背景下,新一代的以仓储式为主的立体停车受到人们的青睐,其需求呈现出快速增长的趋势,特别是近一两年来的增长速度显著高过老式的立体车库。
新一代高端的立体车库主要指巷道堆垛式和平面移动式车库,这类的车库在使用时,人们只需按照道路标志及相应的声光引导将车辆驶入进车厅后即可离开,后续的以前处理过程完全由停车库系统自动化地处理,对使用者来说界面安全友好,使用极为方便,对于车库的管理者来说可实施集中管理,管理和监控容易做到全自动化。
此类车库还有一个最大的优点,就是布置灵活,即可布置于楼盘地下室、绿化带地下、道路地下,又可布置于楼盘的部或中间若干层或顶部若干层或其他位置。
不管布置于什么位置,对于使用者来说只有进车厅一个界面。
新一代的立体停车库的核心设备-车辆搬运器本身就是一个典型的机器人,车库系统涉及到的技术有机械原理和制造工艺、电气自动化控制、计算机管理、液压集成控制系统、有限元分析计算、动态仿真、以及建筑和工程项目管理等方面,该产业对相关行业的拉动效果直接、显著。
1.2新一代立体车库的市场前景
中国作为世界上最大的发展中,近些年经济发展迅速,乘用车的保有量大幅增长,乘用车的销售量已经跃居世界前列,停车问题将越发显著,市场对立体停车库的需求也将不断增长,根据停车行业协会的统计,2008年全国共建设687个座车库,车位数12.5万多个,行业销售总额为29.8亿元,销售额增长12.5%。
预计2100年仍将保持较高的增长速度。
在这些车库项目中,新一代高端的车库品种的车位数有8000多个,销售额约为4亿元,其增长速度超过GDP增长一倍以上。
而且,在国市场上,新一代车库中具备自主产权和技术的供应商见到报道的只有3家,市场上销售基本上均是欧洲或日本的产品或技术,这也是阻碍新一代车库快速发展的一个原因,但这同时也是以A为代表的国自主研发型的车库设备供应商的市场机遇。
1.3新一代立体车库项目实施的意义
目前国新一代车库的技术大多控制在国外公司的手上,国的车库设备制造商多是在中低端车库领域进行竞争,以A为代表的企业,在打破国外对手在此行业上的技术垄断方面作出了不懈的努力,早在2003年,A就率先推出了第一代的全自主知识产权的高性能的立体车库搬运器,其先进的技术性能和可靠性在同行业中引起了巨大的反响,并获得北京市科委推荐的示工程项目。
A的第二代智能搬运器已进入研发的中期阶段,并正在以此为核心的形成新一代立体停车库的技术发展趋势。
以A为代表的国的新一代的高端车库设备开发制造商,正在为全面打破国外对手的技术垄断而努力,目前正处在技术赶超的实验阶段,但相关新一代的立体车库的产业尚未有效形成,技术优劣有待通过市场的检验,国企业在此领域的技术开发还有一定的路程要走,通过实施新一代立体车库的产业计划,必将对这一进程产生极大的推动作用。
从国民经济的发展来看,我国未来很长一段时间,仍然将面临停车困难的局面,解决好这个问题对人们的生活水平的提高一定会起到推动作用,也对其他行业的持续健康发展起到相互促进作用。
而先进的立体停车库产业的发展,正是在其中可以起到积极作用的一环。
立体车库的技术领域与A目前所从事的物流设备业在技术上高度相关,是密集型的机电液及计算机管理高度一体化的产业,这也是A为什么将高端立体停车库列入自己在机场之外的第二层面的战略发展方向的原因,通过有效实施立体停车库项目的产业发展计划,不仅直接为国民经济发展和人们生活改善起到促进作用,对于A来说,也可以将自身的机电一体化的技术水平带上一个新的台阶,为A早日成为全球领先的机场设备制造商增添硬实力,有利于的制造业特别是大型的机电一体化产业更快地走向世界。
提供先进的立体车库系统在一定程度代表着一个地区的机电设备制造业发展水平。
1.4新一代立体停车库的技术先进性
占地面积小:
普通的车位占地约为24平方米,老式的立体停车库由于层数有限,在土地利用率平均每车位占地约为7平方米,新一代的立体车库平均占地面积约为3.8平方米,相比较有显著提高。
节能环保:
老式的立体停车库每存取一辆车,几乎要移动系统中的所有设备,平均耗能(以垂直循环式为例)约为1度电,而新一代的立体停车库每存取一辆车耗电为0.5度电,能耗降低一半。
智能化程度高:
新一代的高端车库车系统是高度的机电液及计算机控制于一体化集成的典型代表,其核心设备就是几套需要协调运动的机械手。
同时,由于其服务对象是乘用车,已将其纳入特种设备进行管理,对其可靠性要求也是较一般的机电一体化设备高。
一套巷道堆垛或平面移动式车库,通常由多个子系统如巷道堆垛机、车辆搬运器、复杂的出入口升降交换设备、检测及控制管理系统等。
这些设备除本身要完成复杂的三维运动外,还要互相组合成一个大的系统协同完成保障车辆的存储、搬运、检测和管理的等多项任务,对设备本身的技术要求高是一个方面,系统的集成以及高效控制也是项目的关键所在。
项目设计过程中除需要充分运用到先进的创新方法外,具体的方面还要广泛地应用到有限元分析、动态仿真技术、计算机管理及控制等先进的技术手段。
由于先进的车辆搬运器本身就是一个机器人,对设计、制造技术的要求有较高要求,成功实施先进的立体车库项目,在一定程度上反映出当地的制造业的水平。
另外,通过实施实施新一代的立体停车库设备产业,还可充分发挥其对车库状况的实时数据采集功能,通过二次开发的城市停车位综合管理发布系统,实时地在城市的交通要道或繁华地区发布各车库的动态存车位状况,有效引导车辆分流,不仅缓解城市的停车困难,改善道路拥挤状况,同时也带动停车位综合管理行业的发展,进而促进广义的停车库行业的发展。
1.5项目预期的经济效益
截至2008年中国车库行业总订单额30亿左右,其中国销售26亿,出口4亿,与2007年比较,行业年增长率达到10%;而其中的新一代的立体车库系统的车位数达有8000多个,销售额约为4亿元,2100年亦将保持高过GDP的速度增长。
通过实施新一代立体停车库的产业计划项目,A预期2100年新一代的立体停车库系统设备将可形成6000万元左右的销售,2010年达到9250万元的销售额,此后将可持续保持20%以上的业务增长速度。
新一代立体车库科技含量及经济附加值高,平均毛利预计可较普通车库高出5%左右,从而拉动公司总体利润水平提升。
附表:
项目5年经济效益预测
项目
2100
2010
2011
2012
2013
销售收入
6000
9250
11200
15700
21000
净利润
585
980
1300
1730
2530
1.6预期的社会效益
(1)节约城市用地,解决城市停车难题:
新一代立体车库的产业计划不仅可为公司带来经济效益,同时每年可为城市解决4000-5000个停车位的困难,新一代立体车库每个车位平均占地约为3.8平米,而普通的平米车位每个占地达24平方米,5000车位为可为城市节约规划用地100,000平方米,还可大大改善城市的道路交通状况。
(2)推动国车库产业的升级的发展:
新一代立体停车库项目是有别与现有各类车库的自主创新,项目的实施将从根本上改变现有立体车库技术特别是高端车库技术为国外厂商垄断的局面,使国立体车库行业得到一个质的飞跃和发展。
(3)解决就业,拉动上游产业发展:
A通过实施该项目产业计划,每年将可容纳从业人数200余人。
同时,通过业务的发展,可拉动机械、电子、软件等相关上游企业的发展和技术升级,并可带动新增超过2亿元的GDP。
(4)为增加税收:
本项目实施并产业化之后,预计5年可和技实现各类税收逾5000万元。
二、技术发展趋势及国外发展现状
2.1国外研发现状
新一代立体停车库系统设备供应商前主要由德国的奥特威尔、派力斯、韩国的LG和日本的石川岛等发达的公司,这几家公司的系统基本上垄断了全球的市场。
国的莱钢、许继以及怡丰公司也向市场提供一些新一代的立体车库系统。
其中莱钢主要是为奥特威尔在国做配套工程,许继和怡丰则分别是以仿制奥特威尔的梳齿式搬运器为主,而且目前遇到了侵犯知识产权的问题,国真正自主开发、具有自主知识产权支撑并且达到较高的技术水平的,从行业协会和相关报道了解到只有A一家,的西子则通过购买日本石川岛的技术的方式在电梯式车库领域达到了国的领先水准。
新一代立体停车库产业的核心设备可以达到的技术性能指标与目前国外典型的供应商为代表(如德国派力斯和奥特威尔的车辆搬运器)比较如下表:
技术参数/系列化
巷道堆垛式立体停车库设备制造商
A
德国派力斯
德国奥特威尔
搬运承载:
Max2300kg
Max2000kg
Max2300kg
停车位建筑层净空高度
1.7m
1.7m
1.9m
运行速度
水平行走速度
45-60m/min
45m/min
45-60m/min
垂直升降速度
30m/min
30-60m/min
30m/min
搬运小车速度
45m/min
20m/min
30m/min
主要运动驱动方式
升降运动
机电或液压
机电
机电
行走运动
机电
机电
机电
搬运小车运动
机电或液压
液压
机电
提升驱动备份
有
无
无
搬运小车运行方向
双向
单向
双向
搬运方式
夹持轮胎式
夹持轮胎式
梳齿交换式
同巷道多台搬运器共同运行
可以
不可以
可以
2.2新一代立体车库系统的相关技术简介
国外的这几家的新一代立体车库系统设备的技术各有自己的特点,其中德国的奥特威尔的以梳齿搬运器为核心设备的立体停车库目前的应用较多,该形式也是国同行仿制最多的一种,该方式设备构造虽然相对比较简单,但是需要在存车位上安装设置专用设施,出入口的形式复杂,用户使用的人性化程度受到限制,致命的缺点是梳齿交换需要浪费高度空间,对土建层高的要求高出200mm(每层),造成土建的费用增加,特别是地下水位较高的地区,该型车库的应用收到较大的制约。
以该搬运方式为核心的立体车库系统涉及到机械设计、有限元计算、机械制造、运动实时控制、位置测量、计算机管理等相关技术。
在A开发出双向的夹持轮胎式搬运技术前,德国的派力斯曾有一种单向的夹持轮胎的搬运方式,但是由于搬运小车只能从固定的一段进入车辆底部,导致该搬运小车需要在搬运巷道不停地进行旋转,由于原理性的问题,搬运器尾部还需要背附一个液压包,造成巷道宽度大大加宽,也同样给土建增加不少费用,同时自身的效率也比较低下。
A独立自主开发的双向作业的夹持轮胎式的车辆搬运方式,即保留了梳齿式搬运器的双向、可重列运行的优点,又有夹持轮胎所需高度空间小的特点,从根本上避免了在该技术问世前的其它车辆搬运器的缺陷,而且集成了这些种类的优点,是非常有市场前景的一项车辆搬运技术。
这种搬运器涉及到机械原理设计、运动模拟仿真技术、有限元分析计算技术、液压伺服控制技术、运动诸元测量及控制技术、数据实时采集及计算机控制管理等多项应用技术。
以此搬运方式技术为核心的新一代搬运器将是未来A做大新一代立体停车库系统设备产业的坚实基础。
2.3国外知识产权情况
国,通过知识产权局公开的检索平台,截至到2100年3月16日,检索到与立体车库密切相关的专利有852件,其中发明247件,实用新型520件,发明授权85件。
从专利申请量可以看出该行业在中国市场竞争非常激烈,在这800多件专利中,其中2005年后公开的专利有500多件,可以看出该行业在中国处于起步快速发展阶段,后续的发展空间大。
从发明授权的专利来看只有85件,其中属于新一代的立体停车库的发明占到1/10,可见在技术复杂的新一代立体车库方面投入的力量还有待加强,同时也说明我国掌握的核心技术还不是太多,A一直注重立体车库核心技术研发的投入,已获得授权的新一代立体车库的国外的发明专利有4项。
国外,通过欧洲专利局检索,检索到主要和地区关于立体车库的专利有2300多件,其中日本有1800多件,可以看出日本在立体车库领域的知识产权保护方面做得最好,具有较大的优势和竞争力。
其次较多的是德国有246件,欧洲(除德国)有100余件。
其他,例如美国、英国、法国、瑞士等国只有零零散散的几十件。
从行业的角度看,德国的专利其技术含量最高。
这也是国一些企业热衷于仿制德国的技术的原因。
2.4市场需求情况
(1)城市道路面积对比
以城市道路面积率来比照,国际惯例25%为适中。
世界一些主要城市的道路面积率如下:
华盛顿43%
曼哈顿35%
伦敦33%
东京13%
北京11%
中国许多城市<8%
在这么小道路面积率的中国城市,城市交通今天已经非常拥挤,随着汽车的增长就会更拥挤更堵塞,如果再大量路边停车就会造成道路更拥堵。
在城市土地资源也越来越紧缺的情况下,立体化停车是必然的出路,而新一代立体停车库系统以其土地利用率和空间利用率最高以及适用性最强的优点,必将成为今后城市停车的主要方向。
(2)汽车工业发展
信息中心预计,到2100年,中国将有越来越多的家庭具备购车能力,这意味着轿车大量进入中庭的时点也将在2100年左右。
业人士表示,中国汽车产业未来10年有望维持15%~20%左右的年增长速度,并且还将有20年左右的快速增长,而到2020年中国汽车将增长到1.2亿辆,其中小轿车就超过2000万辆。
每一部车都需要有个停靠的场所,而相对的却是停车位的严重短缺。
居民小区、商业区、商务区、医院等地的停车位全线告急。
以我国部分城市为例:
截至2007年,北京汽车有数量241万辆,有停车位数量仅109.8万;有汽车数量66.8万辆,仅有停车位数量仅21.6万;天津有汽车数量104万辆,仅有停车位数量13.5万;有汽车数量70万辆,仅有停车位数量5万左右。
由于城市土地有限,向空中和地下发展的城市立体停车成为解决当前停车难题的有效途径。
如果按每车需20平方米的停车位算,各大城市根本找不出这样大的土地。
2100年以来,我国已经连续2月成为世界上汽车产量最高的,这一事实也必将加剧停车难的问题。
(3)全国大中城市的停车现状:
1)停车设施不足,居住区违章路边停车现象严重;
2)停车场布局不合理;
3)停车管理机制存在缺陷。
管理体制缺乏统一、协调性,停车问题涉及交管、建设、市政、规划部门;参议管理的有工商、税务、物价、土地、市容、环保、交管等部门。
职责不清,体制不顺,只有简化管理、集中管理、理发馆里,才能逐步解决停车秩序混乱。
管理力量不足。
4)停车法规体系不健全。
5)停车收费体系不完善。
6)老一代立体停车库由于使用不方便,由于原理的缺陷,人性化无法体现,导致利用率不高,投入的使用后对停车位的缓解效果欠佳。
中国沿海及大中城市人口密度同日本国相当,近几年来中国立体停车的现状反映出中国市场对机械式停车库特别是新一代的立体停车库有较强的偏好,这一点也与日本国的情形相似。
中国沿海及大中城市的总人口比日本城镇人口高,从日本机械式立体停车库的发展历史也可推断,在今后12年乃至更长的时间中国对机械立体停车位的需求将十分强劲。
这一需求还将目前主要集中在大中型城市过度发展到中小城市。
发达的发展实践证明:
兴建使用方便,高度人性化和智能化的立体停车库对缓解停车难的问题起到的作用比较显著。
新一代立体停车库必将显示其广阔的市场前景。
根据停车行业协会的统计,2008年全国共建设687个座车库,车位数12.5万多个,行业销售总额为29.8亿元,销售额增长12.5%。
预计2100年仍将保持较高的增长速度。
在这些车库项目中,新一代高端的车库品种的车位数有8000多个,销售额约为4亿元,其增长速度超过GDP增长一倍以上,预计2100年中新一代立体车库系统设备的销售的增长仍将高于同期的GDP增长,国产新一代的立体停车库的份额也将会有快速的上升。
三、项目主要研究容
3.1新一代立体停车库系统涉及的技术领域
新一代立体停车库系统涉及到:
机械原理分析-机器人设计的基本理论和实践;
机械结构设计及有限元分析计算;
可靠性设计及分析计算;
机械制造、材料科学及运用;
液压伺服控制理论及实践;
电气自动化控制-可编程控制器控制技术;
电气自动化控制-运动自适应学习技术;
电气自动化控制-交流变频驱动控制技术;
电气自动化控制-运动诸元测量及数据采集;
计算机过程仿真分析技术;
计算机控制逻辑仿真测试技术;
计算机管理及远程实时监控等相关的技术领域;
新一代立体车库系统设备是高度集成的机电液一体化的系统设备。
这些领域基本上与A现有技术队伍的人员构成相一致,所需要的相关经验也与A目前所介入的机场站坪车辆、航空货物处理系统领域有绝大部分交集。
技术的相关性是A致力于发展新一代立体停车产业的重要原因之一。
进而可以在新一代立体车库产业的基础上开发城市停车位综合管理系统,将城市的大部分职能化的立体停车场进行网络化的实时管理,通过公共的信息平台在合适的位置发布停车位的信息,对车辆进行引导,缓解城市的交通和停车问题。
3.2拟解决的问题
车辆搬运机器人的机械原理设计及方案验证;
搬运器的高度降低到110mm以下;
综合存取车时间达到95秒以;
对收容车辆的全面安全保护;
对立体车库系统实现远程控制;
提供社会化的信息接口;
突破国外知识产权的限制,取得自主的知识产权;
节能降耗达到国外同类产品的先进水平;
3.3拟采用的技术原理
(1)关键技术原理
拟采用的关键的技术原理为机械手夹持车辆轮胎实现车辆的搬运,相比老一代的立体停车搬运技术,省略了搬运器具,如存车板,从而免去了空车板的搬运时间和相应的能量消耗。
机械手夹持车辆轮胎得以实现的前提是机械手足够低,且系统能检测到车轮的位置,运动控制系统能控制机械手完成夹持动作。
(2)技术路线
A结合自身的相关经验,拟在新一代立体停车库系统设备的研发过程中采用的技术路线为:
确定开发项目-确定开发产品目标和要求-拟定开发方案-开发方案的可行性论证-运用先进的软件开发设计平台进行分析、设计、电脑仿真模拟试验-关键部件、功能的研发、试制、试验-样品的试制、试验、稳定性的测试-开发产品的试运行-对需完善的容进行改进-向特种设备质量监督检验机构申请进行产品型式试验和检验-获得技术质量监督局颁发的制造许可证-投入正式使用。
开发的软件平台,我们在结构分析方面采用有限元分析,如:
运用NASTRAN、Robot、ANSYS软件进行分析;系统设计方面采用Automode进行仿真验证、结构设计方面采用AutoCAD、Solidwork等设计平台;控制方面采用Control-Builder、现场总线、PLC可编程控制软件;在车库管理系统方面采用了模块化的软件设计体系,不仅能管理控制好本车库的设备的运行和管理,还能与各种不同用户的现有管理系统进行必要的连接,并且还可以向有关的方面提供信息接口。
(3)可靠性设计
由于立体停车库服务的是面向广大的社会车辆和车辆驾驶人员,A从1996年开始制造第一套平面移动式立体停车库时,就把整个产品可靠性工作纳入整个产品管理的全过程,实行可靠性工程,采用多种可靠性技术,在2003年开发巷道堆垛式车库技术之前,A在技术及其相似的航空货物处理系统领域中就广泛地应用了可靠性设计。
在巷道堆垛产品设计、生产、试验等全过程中,除了借用航空货物处理系统领域已有的成熟技术外,在可靠性保障方面还充分借鉴了我司在承制定点的军品项目中的先进的管理方法,重点分析车库行业的用户特点,明确用户对可靠性要求的关键目标,确定了巷道堆垛式车库的无故障平均工作时间MTBF作为可靠性考核指标,通过控制车库系统的硬件、软件和人的因素造成对车库系统的影响,预防设计缺陷、不恰当元器件和原材料对可靠性的影响,并采用规化的工作途径开展有效的可靠性工程活动。
项目开发之初所设定的可靠性技术指标如下:
1)本车库中的各个设备的设计中,应尽可能简化设计,采用现有成熟技术和产品,最大限度地提高设备的可靠性。
2)对设备的动力、液压、电气控制等部分,应采用降额设计,降低元器件的故障率。
3)在不影响设备主要功能使用的前提下,设备的平均无故障工作时间不小于200小时。
(相当于正常存取车6000次。
参照军用运输机货物装卸运输平台通用规)
4)整个设备寿命(80%)不小于20年。
(4)可维修性
1)车库中的各个设备中,对需要经常维护的零部件,应尽量做到开敞性和可达性,设备各部分的维修可交叉进行。
2)各设备中的润滑加注位置,应不需要折装任何零部件即可进行加注。
3)在巷道式堆垛机和升降台的适当位置,应设置相应的工具箱和必备工具
4)单独子系统中设备的维修性要求,在不含供应和行政延误时间的基础上,设备维修性的固有有效度不小于0.99。
3.4项目的主要创新点
1)超低高度的机器人式夹持车辆轮胎搬运器;
2)全自动化的控制系统;
3)人性化的安全方便的用户使用界面;
4)最低的层间高度要求
5)平均车位占地最省的系统布置
6)超高可靠性设计,运动部件全部采用双动力源互为备份方式。
涉及到的相关知识产权
公司已获得的专利:
7件。
其中:
发明专利:
4件,实用新型专利:
3件。
其中的“一种车体装置,应用该车体装置的搬运存取系统 ”是国最具先进性的发明,也是A新一代的立体停车库系统设备产业中的基础支撑专利。
新增的申请专利:
8件。
其中:
发明专利:
8件。
A授权专利表(车库)
序号
专利名称
申请日期
申请号
授权日期
专利类型
1
一种车体装置,应用该车体装置的搬运存取系统
2003-12-19
200310121827.X
2006-10-25
中国
发明
2
一种车辆中心自动调整装置及其调整方法
2004-07-26
200410009372.7
2007-4-25
中国
发明
3
一种车体装置、应用该车体装置的搬运存取系统(PCT进入KR)
2006-6-19
10-2006-7012147
10-0739476(专利号)
2007-7-9
韩国KR
发明
4
一种车体装置、应用该车体装置的搬运存取系统(PCT进入US)
2006-6-16
10/583,513
2007-0098529-A1
2007-5-3
美国
发明
5
自由存、取双层车位停车设备
1997-01-29
97209295.1
1998-10-03
中国
实用新型
6
一种车体装置,应用该车体装置的搬运存取系统
2003-12-22
200320129831.6
2005-05-25
中国
实用新型
7
一种车辆中
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- 新一代 立体 车库 产业 可行性报告