智能家居最终版.docx
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智能家居最终版
目录
第一部分执行总结..................................................-1-
1.1公司概述-1-
1.2产品与技术-2-
1.3市场与营销-2-
1.4公司组织与战略-3-
1.5财务管理-3-
第二部分产品与技术-6-
2.1产业背景-6-
2.2产品概述-7-
2.3技术介绍-13-
第三部分公司战略及规划-17-
3.1总体战略目标-17-
3.2产品研发差异化战略-18-
3.3组织管理战略-19-
3.4经营战略规划-19-
第四部分市场分析-22-
4.1社会及行业环境-22-
4.2业内市场发展现状及分析-22-
4.3产品市场定位-28-
4.4市场问题分析及市场攻略-30-
第五部分营销策略-34-
5.1总体原则-34-
5.2市场营销的目标-34-
5.3创新策略-34-
5.4营销组合策略-35-
第六部分生产管理-44-
6.1厂址选择与布局.....................................................................................................-44-
6.2生产工艺流程-45-
6.3生产管理-47-
第七部分公司组织与管理-51-
7.1公司组织结构-51-
7.2经营管理-53-
7.3人力资源与文化-53-
第八部分财务管理-58-
8.1总投资估算-58-
8.2明细预算-60-
8.3财务分析-68-
第九部分风险管理-72-
9.1风险分析-72-
9.2预防措施-73-
9.3公司融资方案-74-
第十部分附录-75-
10.1创业团队介绍-75-
10.2相关法律链接-81-
10.3员工守则-83-
专利支持
我们的团队成员
团队成员
专业
职务
机械电子
董事长
机械制造
监事会
财务管理
财务部
市场营销
市场部
机械制造
办公室
机械设计
技术部
机械电子
技术部
机械设计
人力资源部
创业宣言
我们怎会甘于庸碌,
打破常规的束缚是我神圣的权利,
赐予我机会和挑战吧。
安稳与舒适并不使我们心驰神往。
我们渴望遭遇惊涛骇浪,
去实现我们的梦想,
历经千难万险,哪怕折戟沉沙,
也要为争取成功的欢乐而冲浪。
面对生活的挑战,我们将大步向前,
我们更向往成功,向往振奋和激动。
我们已学会,独立思考,自由地行动,
面对这个世界,我们要大声宣布,
这,是我们的杰作。
第一部分执行总结
21世纪的智能机器人将给人们的生活带来巨大的变化。
当家居机器人进入我们的家庭后,它不但可以为我们带来娱乐性的欢乐,还在一定程度帮助我们解决部分的家务工作。
机器人全身安装超声波、各种传感器及保护装置,通过这些设备,它可以测距离、识别障碍物,不会碰撞家具和人,实现看家护院、自动清扫、操持家务等家居功能。
随着科学技术的发展,特别是信息,计算机自动控制,机械工程等技术发展,家居机器人必将同计算机和网络一样成为人们生活中不可缺少的重要组成部分。
所以说家居智能机器人不但在学术研究上有很高价值,而且市场前景也十分广阔。
1.1公司概述
公司名称:
家怡家居机器人有限公司
公司性质:
“智能家居机器人”及其控制系统作为“家怡”公司的主打特色产品。
本公司主要对“智能家居机器人”的结构技术,控制技术,数字伺服驱动技术,多传感系统技术,应用技术,网络化技术,灵巧话与智能化等方面进行科技创新和产品开发,并对其进行经营销售,开拓市场,赢得客户,进而获取利润。
目标客户:
高档公寓、社区、星级宾馆、商场等。
公司形式:
公司采用有限责任公司的形式:
注册资本800万元。
其中,技术及资金入股总额300万元,占总股本的37.50%;风险投资方面,我们打算引入2—3家风险投资共同入股,以利于筹资,化解风险,并为以后扩大规模做准备;另外,引入两家大型智能家居厂作为战略伙伴,入股总额为200万元,占总股本的25.00%,以便迅速建立市场通路,降低经营风险。
投资分析:
据计算,净现值NPV=875.91,远大于零,说明计算期内盈利能力很好,投资方案可行,投资回收期为两年,表明投资者可在较短时间收回投资,内含报酬率为50.9%,远大于资金成本率5%,销售利润率较高,而且,前5年内市场增长性很好,根据盈亏平衡分析,公司在第一、二年由于市场尚未开发成熟而未达到保本点,从第三年开始均大大超值。
投资比例:
投资比例如图1.1所示。
图1.1投资比例图
1.2产品与技术
技术创新:
把智能家居机器人其控制系统作为机器人的开发和创新,展开了智能家居机器人控制系统的应用研究,其创新表现在人机界面,可靠的导航和电机驱动控制系统,嵌入式语音识别应答模块,智能安全报警模块,家庭服务模块,无线通信模块等六大部分。
产品特点:
该智能家居机器人将智能安全报警及消防灭火、嵌入式语音识别、自主回归充电、家庭娱乐及家务工作等多项功能集于一身,我们只需要通过人机界面设定好机器人的参数,它便可以自主的去完成各项工作,并且在机器人工作期间也能随时服从我们发出的语音命令。
家居智能机器人既可以给家庭带来娱乐性的欢乐,还在一定程度帮助解决部分的家务工作比如清扫洗尘等,并能及时发现盗窃和火灾,及时通过短信等形式将情况传递给户主,为家庭提供安全保障。
1.3市场与营销
1.3.1市场分析
智能化家居机器人是国家支持、经济效益和社会效益非常可观的“朝阳产业”,据分析机器人市场现有15000亿元的市场份额,今后每年也将新增5000亿元的市场份额。
我们公司自主研发的智能家居机器人每台的价格为5000-10000元之间,低廉的市场价格将为我们赢取更广阔的市场空间。
(1)目标市场
公司首先将目标市场定位在北京市和上海市,面向对象主要为两市的高档住宅区、星级宾馆、等。
然后面向全国市场,重新调整市场结构,发展更多的开发商,并将与城市规划相结合和提升城市综合竞争力重点放在塑造品牌、完善管理系统上,为创建名牌企业努力。
(2)市场攻略
第一年,主要精力集中在北京和上海两市,预计我们的产品市场份额为5000万元。
第二年,在保持原有市场的基础上,加大力度开拓全国市场,市场份额将会有很大提高,预计年市场份额为1亿元。
第三、四年,在稳定全国市场的基础上,我们将进军国外市场。
第五年,我们将把公司做大做强成为山东乃至全国最大的家居机器人生产商,打造成中国家居机器人第一品牌,掌握领先世界的核心技术,在此基础上我们将强力进军全球市场,把我们的产品推向每一个需要的地方。
1.3.2营销策略
(1)营销理念
技术赢得市场诚信赢得客户
创新求得发展效益回报社会
(2)营销目标
第一步:
开拓家怡公司在北京,上海的家居机器人市场,并占有一定的市场份额,提高家怡家居机器人的市场知名度和美誉度。
第二步:
建设完善全国性营销网络,将家怡公司的销售区域辐射华北、华东、华南、华中、西北、东北等地,在全国各地设立销售处。
(3)营销组合策略
1)创新策略:
政企合作,服务社会。
2)关系营销:
留住顾客的关键是建立关系营销。
3)定价策略:
为尽快进入市场,我们将定位于低成本领先策略。
4)品牌策略:
我们把家怡家居机器人打造成为优质、高效、独特、低成本的中国家居机器人第一品牌。
1.4公司组织与战略
家怡家居机器人有限责任公司采用直线职能制组织形式,具有决策迅速、指挥统一的特点,各职能部门之间能够互相协调、协助管理,较适合目前我公司状况,随着家居机器人的发展,将通过组织结构扁平化、组织结构向非层级化方向发展、建立企业网络化组织关系等,加强企业组织内部的横纵向交流,创建广泛的跨职能,跨部门,横向的合作机制,最终实现企业组织与管理的全局优化组合和整体利益的最佳。
公司在创立之初,因时制宜,制定了增长型的总体发展战略,为公司顺利起步奠定了良好基础:
(1)公司创立之初,实施差异化的发展战略。
(2)公司发展成熟时,实施国际化战略。
(3)当公司有了一定的发展,实施成本领先的发展战略。
1.5财务管理
1.5.1财务分析
本公司有着很强的盈利能力,投资回收期为两年,获利指数为1.38(贴现率i=8%),财务敏感分析表明,该项目具有较强的抗风险能力。
前四年预计销售收入分别为5648万元,6873万元,7850万元,9835万元;预计净资产总额分别为1374万元,1462万元,1583万元,1746万元。
1.5.2风险管理
风险是无处不在的,无论何种企业都将面临内部和外部的风险,特别是在公司起步的阶段更会遇到各种意想不到的风险,我们应该具体问题具体分析,在最短的时间内找出最佳的应对之策。
外部风险:
宏观环境、政策法规、竞争对手、市场风险、资金风险。
内部风险:
技术风险、管理风险、财务风险、竞争风险。
第二部分产品与技术
2.1产业背景
机器人学的进步与应用是二十世纪自动控制最有说服力的成就,是当代最高意义的自动化,尤其在当今的工业制造中,机器人学已取得了最伟大的成功。
进入二十一世纪,人们已经愈来愈亲身地感受到机器人深入生产、生活和社会的坚实步伐。
一方面随着各个国家老龄化越来越严重,更多的老人需要照顾,社会保障和服务的需求也更加紧迫,老龄化的家庭结构必然使更多的年青家庭压力增大,而且生活节奏的加快和工作的压力,也使得年轻人没有更多时间陪伴自己的孩子,随之酝酿而生的将是广大的家庭服务机器人市场。
另一方面服务机器人将更加广泛地代替人从事各种生产作业,使人类从繁重的、重复单调的、有害健康和危险的机器人,生产作业中解放出来。
随着计算机技术、通信技术和网络技术的快速发展,家居机器人正逐步进入人们的日常生活。
本文在对家居机器人的国内外发展现状及趋势研究的基础上,并结合目前国内的现有技术条件及对家居智能机器人的功能需求,设计了一款低成本、多功能、易维护、方便升级的家居智能机器人。
2.1.1国内外对家庭机器人的研究现状
新松公司研制的中国首台集教育、娱乐、安全和个人助理等功能于一体的第一代智能型服务机器人,目前已诞生,它不仅填补了国内空白,各项指标也达到了国际先进水平。
据了解,目前世界上除韩国提出在十五年内普及家庭机器人,只有日本将智能机器人用于家庭生活中,中国在该领域上已处于国际领先地位。
当代机器人专家现已达成了共识:
作为计算机技术及现代IT综合技术的一个必然延伸,家庭机器人技术完全可能遵循“摩尔定律”(“摩尔定律”是以英特尔公司的奠基人戈登.摩尔的名字命名的。
摩尔在1965年的一篇文章中认为,未来处理器的能力每18个月就会翻一番。
在过去几十年里,计算机的微处理器以及许多新技术的发展速度,均遵循“摩尔定律”的法则),并以前所未有的速度
实现突破。
到那时,以技术为保证的家庭机器人市场,将成为继家电、个人电脑之后,第三个以超规模速度走向家庭的产品。
日本企业看准家庭机器人将新创出万亿美元的市值。
很长一段时间以来,日本一直是世界上最大的工业机器人制造国,其产量是世界其他国家总和的两倍。
现在,以追求产业开发为导向的日本,已经与善于创新的美国在人工智能研究水平上难分伯仲。
现在,日本的松下电工、NEC、索尼、丰田、本田等公司都在每年投资上亿美元开发家庭机器人,以保持自己在世界上的领先地位。
家庭机器人将为社会带来巨大的效益,也会为其制造者带来滚滚财源。
一些日本公司研制、开发并批量生产的机器人,已经从以往的车间、办公室转为进入寻常百姓家庭。
在高端方面,索尼公司推出的宠物机器人和机器狗,可以取物,回答主人的问话、照相,当电池不足时可以自己寻找电源插座并给自己充电。
近几年,日本公司推出一些家庭服务类机器人,可以起到保安、打扫卫生、照顾老人等作用。
由于人工智能、声音及图形识辨科技、无线电脑网络的不断发展,新一代家庭机器人更“自立”与互动,不再需要遥控。
2.1.2机器人及发展趋势
“机器人王国”日本最近提出要重新认识发展机器人技术的重要意义,并认为机器人技术与信息技术一样,在强化产业竞争力方面是极为重要的战略技术领域。
目前,国外机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展,其现状及发展趋势主要体现在以下几个方面:
1.机器人机构技术
目前已经开发出了多种类型机器人机构,运动自由度从3自由度到7或8自由度不等,其结构有串联、并联及垂直关节和平面关节多种。
目前研究重点是机器人新的结构、功能及可实现性,其目的是使机器功能更强、柔性更大、满足不同目的的需求。
另外研究机器人一些新的设计方法,探索新的高强度轻质材料,进一步提高负载/自重比。
同时机器人机构向着模块化、可重构方向发展。
2.机器人控制技术
现已实现了机器人的全数字化控制,控制能力可达21轴的协调运动控制;基于传感器的控制技术已取得了重大进展。
目前重点研究开放式、模块化控制系统,人机界面更加友好,具有良好的语言及图形编辑界面。
同时机器人的控制器的标准化和网络化以及基于PC机网络式控制器已成为研究热点。
编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外,离线编程的实用化将成为重点研究内容。
3.数字伺服驱动技术
机器人已经实现了全数字交流伺服驱动控制,绝对位置反馈。
目前正研究利用计算机技术,探索高效的控制驱动算法,提高系统的响应速度和控制精度;同时利用现场总线(FILDBUS)技术,实现的分布式控制。
4.多传感系统技术
为进一步提高机器人的智能和适应性,多种传感器的应用是其问题解决的关键。
目前视觉传感器、激光传感器等已在机器人中成功应用。
下一步的研究热点集中在有效可行的(特别是在非线性及非平稳非正态分布的情形下)多传感器融合算法,以及解决传感系统的实用化问题。
5.机器人应用技术
机器人应用技术主要包括机器人工作环境的优化设计和智能作业。
优化设计主要利用各种先进的计算机手段,实现设计的动态分析和仿真,提高设计效率和优化。
智能作业则是利用传感器技术和控制方法,实现机器人作业的高度柔性和对环境的适应性,同时降低操作人员参与的复杂性。
目前,机器人的作业主要靠人的参与实现示教,缺乏自我学习和自我完善的能力。
这方面的研究工作刚刚开始。
6.机器人网络化技术
网络化使机器人由独立的系统向群体系统发展,使远距离操作监控、维护及遥控脑型工厂成为可能,这是机器人技术发展的一个里程碑。
目前,机器人仅仅实现了简单的网络通讯和控制,网络化机器人是目前机器人研究中的热点之一。
7.机器人灵巧化和智能化发展
机器人结构越来越灵巧,控制系统愈来愈小,其智能也越来越高,并正朝着一体化方向发展。
提高运动轨迹精度是机器人技术发展的一个方向。
改进机器人控制装置有利于提高机器人的总精度,而提高机器人的重复性,运动轨迹精度也就相应提高。
Reis公司的6kg重机器人的重复精度已达到0.05mm。
2.1.3家庭机器人及发展趋势
21世纪的智能机器人将给人们的生活带来巨大的变化。
当家居机器人进入我们的家庭后,它不但可以为我们带来娱乐性的欢乐,还在一定程度帮助我们解决部分的家务工作。
机器人全身安装超声波、各种传感器及保护装置,通过这些设备,它可以测距离、识别障碍物,不会碰撞家具和人,实现看家护院、自动清扫、操持家务等家居功能。
随着科学技术的发展,特别是信息,计算机自动控制,机械工程等技术发展,家居机器人必将同计算机和网络一样成为人们生活中不可缺少的重要组成部分。
所以说家居智能机器人不但在学术研究上有很高价值,而且市场前景也十分广阔。
据了解,在过去的2年里,已经有至少5家厂家推出了智能吸尘机器人产品,这些无线自动吸尘机器人都采用超声波探测路线,自动充电,有些可以编程操作,有些还带有摄像头具有监视功能。
在这些吸尘机器人当中以伊莱克斯的Trilobite和iRobot的Roomba最为流行,已经成为欧美市场的畅销家电产品,其它还包括飞利浦的Dusty、三星的VC-RP30W和日立的同类产品,但它们都有一个特点,就是价格比较高,最高的每个3000多美元,最畅销的在200美元左右。
而浙大研制的“自主吸尘机器人”,成本仅为100美元左右,这与现在市场上的普通吸尘器1000多元人民币的价格相比,其在竞争上就很有优势了。
专家估计,再过两三年,家居机器人将进入批量生产。
机器人的价格将在未来10年里快速下降,并且开始普及到家庭。
它们将成为家中的“保姆”,照顾孩子学习玩乐,协助老人家更衣洗澡,提醒病人定时吃药。
家中的洗衣吸尘等麻烦工作,当然更要交给它们。
2.2产品概述
把智能家居机器人其控制系统作为机器人的开发和创新,展开了智能家居机器人控制系统的应用研究,其创新表现在人机界面,可靠的导航和电机驱动控制系统,嵌入式语音识别应答模块,智能安全报警模块,家庭服务模块,无线通信模块等六大部分。
产品效果图如图2.1所示。
图2.1产品效果图
2.2.1家居智能机器人控制系统的硬件设计
控制系统的硬件设计与智能机器人需要实现的功能密切相关,主要功能模块包括:
主CPU控制模块、直流电机姿态控制和驱动模块、人机界面模块、嵌入式语音识别应答模块、安防报警及灭火模块、清扫模块、从CPU定位与视觉模块、从CPU安防信息收集模块、充电对接及电源模块、GSM通信模块等。
1CPU控制模块
主CPU采用SPCE061A单片机,通过内部自带A/D转换、D/A转换、多种中断、串口等实现数字语音信号处理、充电电池的电压监测、主从CPU通信以及GSM短信息接收和发送等功能。
从CPU也采用SPCE061A单片机,主要完成定位与视觉信息以及安防信息的收集,同时将处理得到的各种信息通过串口通信传递给上位机。
串口通信采用国际标准的RS-485差分式接口,使通信的速率和传输距离均大于RS-232的标准接口方式,并且用线最少。
本系统的RS-485接口采用美国Intersil公司于2004年4月推出了全双工RS-485接口芯片ISL4489E。
该芯片具有4线RS-485网络配置,支持同步发射(Tx)和接收(Rx)功能。
所有发射和接收总线引脚都采用15kVESD保护,其它引脚为7kV,可改善生产和使用过程中的随机静电保护功能。
其主要技术要点有:
全双工操作;
八分之一分割负载,单总线256节点;
对称差分信号,RS-485和RS-422标准兼容;
单5V供电,±10%容限;
Rx输入采用开状态失效保险设计,保证在Rx输入浮动情况下Rx输出为逻辑高;
驱动器输出短路保护,也适用于电压高于电源情况;
片上热击穿功能禁止Tx输出,在功耗过大情况下可避免器件烧毁;
传输速率:
250kbps;
采用14号引脚SOIC封装;
工业温度范围:
-40~+85摄氏度。
图2.1ISL4489E芯片引脚图
ISL4489E结构框图如图2.1所示,脚9~12连接4根传输线,传输差动信号,脚9为发送正,脚10为发送负,脚11为接收负,脚12为接收正。
脚3是接收控制端,低电平有效,脚4是发送控制端,高电平有效。
芯片内部有图2.4ISL4489E芯片引脚图
一个传输线驱动器和一个传输线接收器,因此可以采用全双工方式工作。
输出的差动电压符合RS-485标准,为±2~±6V。
图2.2半双工方式的主从机通信原理图
ISL4489E输入脚DI可以直接与单片机SPCE061A的TXD脚(IOB10)相连,输出脚RO与单片机的RXD(IOB7)脚相连,当接收到来自单片机的信息时,可立即通过传输线驱动器将TTL逻辑电平转换成差电压发送出去,同时当接收到差动电压信号时,可立即转换成逻辑电平传给单片机处理。
芯片内部的驱动器与接收器是三态的,通过DE(驱动器输出高电平使能)和/RE(接收器低电平使能)可以受控进行发送与接收。
发送过程中,高电平开始发送,低电平停止发送;接收过程中,高电平停止接收,低电平开始接收。
ISL4489E的发送控制与接收控制是反相的。
当它应用于半双工作方式时,可将脚DE和/RE接同一控制信号,以保证收发信号在时间上错开。
当ISL4489E应用于RS-485标准进行通讯时,只需将接收正与发送正接到一起,接收负与发送负接到一起即可。
图2.2是ISL4489E应用于RS-485标准多机通讯的典型电路图,其工作方式为半双工方式,控制信号来自SPCE061A的IOB6。
2充电对接及电源模块
充电站为一个在强化纤维塑胶上面的带有镀锡铜的充电板的橡胶垫,机器人进行对接时要求误差必须在正负75mm,正负30的范围之内。
机器人采用带有铜铂。
合金接触器的阳极电镀铝的弹簧重力回缩板与充电站进行对接,如果对接成功则开始充电,如果失败则5秒之后回缩板自动收回,并进行下一次对接。
电源的设计目标是提供多级电压。
机器人自带的充电电池输出的36V电源直接供给直流电机作为驱动电压。
直流电压转换芯片LM2576最高输入电压为40V,输出电压有3.3V、5V、12V、15V和ADJ(可调)等可选,36V电源经LM2576电压变换后可以作为单片机、超声波电路及其它电路的供电电源。
3人机界面模块
对于文本输入系统,除了主控制器外,至少还要包括输入设备和显示设备。
SPCE061A单片机作为主控制器,而输入和显示都通过SPLC701B液晶显示模组(集成了4X4键盘)实现。
SPCE061A单片机作为主控芯片,负责构建拼音输入法的数据结构,并在单片机内部Flash中保存汉字的拼音编码。
SPCE061A接收4X4按键输入,并通过LCD显示交互内容,从而实现用户操作界面。
SPLC701B液晶显示模组采用基于凌阳SPLC701B芯片的点阵液晶显示器,具有120X52显示分辨率,内置汉字字库和半角字符库,可软件调节对比度(32级),支持串行和并行控制方式。
模组同时配备4X4键盘供用户使用,可直接与SPCE061AIOA0~IOA7连接。
为简化电路连接,本系统采用串行接口方式。
通过人机界面,用户可以方便的设定机器人的巡逻时间、清扫模式等功能。
4安防模块
该模块主要包括从CPU安防信息收集和主CPU安全报警及灭火模块。
从机通过多种传感器和内部自带A/D转换器完成安防信息的数据收集,并通过串口定时将数据信息上传给主机;主机将从机收集的安防信息进行数据融合,从而产生语音报警、灭火控制等处理策略。
安防信息收集模块主要用到的传感器有热电型PVF2红外线传感器、烟雾传感器、超声波传感器等。
安全报警及灭火模块使用主机的语音播放电路和机器人随身携带的灭火装置进行安全报警及灭火工作。
灭火装置包括水囊和电磁阀;水囊采用橡胶皮管膨胀后贮水,这样可以使水源具有较大的初始入口压力,从而可以达到喷水的要求。
电磁阀可选用DC12V的2位2通的电磁阀;当确定火灾的具体位置后,SPCE061A单片机通过继电器控制电磁阀喷水灭火,同时通过语音模块进行语音报警。
我们通过人机界面可以设定巡逻时间及路线,以控制机器人定时在室内进行安防巡逻,从而及时发现火灾、盗窃或其它信息。
5电机驱动和控制模块
机器人使用两轮驱动
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