Geum.ru

Инновационный проект

Вид материалаЛекции

Содержание


Информация об инициаторе
Анализ рынка
Рынок сырья.
План развития предприятия
Подобный материал:
ИННОВАЦИОННЫЙ ПРОЕКТ

«Разработка и производство ряда унифицированных электронных модулей программируемых LC-фильтров для селекции частоты радиосигнала в диапазоне 30 … 1000 МГц мощностью до 4,5 Вт – фильтр Гребень-СМ»

НОМИНАЦИЯ:

«реализованный / готовый к реализации проект»

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА:

В России унифицированные электронные блоки программируемых фильтров не производятся. Более 100 крупных отечественных предприятий разрабатывают подобные блоки самостоятельно, что приводит к увеличению сроков и стоимости разработки. При существующем производстве данные блоки имеют следующие недостатки:

- недостаточная стабильность АЧХ в интервале температур;

- низкая устойчивость к мощному входному сигналу, если в качестве перестраиваемого элемента применяется варикап;

- большие габариты гребёнки переключаемых мощных LC-фильтров;

- высокая трудоёмкость настройки гребёнки переключаемых LC-фильтров.

В совокупности все это дает высокую себестоимость около 25% от стоимости радиостанции и ограниченные технические возможности.

Отсутствие специализированных разработки и производства, учитывающих потребности многих предприятий, не позволяет оперативно внедрять новые технические решения для снижения размеров, веса и стоимости, улучшения технических характеристик конечного изделия.

С другой стороны создание специализированного производства в рамках крупного предприятия, где данные фильтры используются как комплектующие производимой продукции, не выгодно для такого предприятия:

- поставка совершенных и дешевых модулей для всех заинтересованных предприятий это помощь конкуренту;

- производство только для своих потребностей будет иметь высокую себестоимость из-за малой серийности;

- необходимость постоянного обновления параметров изделий и их адаптации под растущие технические требования создает дополнительную нагрузку для конструкторского бюро предприятия.

Разработка и производство унифицированных модулей программируемых LC-фильтров для селекции частоты не требует больших капитальных затрат и целесообразно на малом предприятии. Это полностью отвечает задачам не только унификации, но и развитию малого предпринимательства в сфере наукоёмких производств, повышения конкурентоспособности десятков отечественных предприятий.

В ходе выполнения работы будут разработаны электронные модули, лишенные недостатков традиционных программируемых LC-фильтров (плохая температурная стабильность, большие габаритные размеры) для систем: средств связи УКВ и ДЦВ диапазонов.

Применение разрабатываемого унифицируемого модуля программируемого LC – фильтра многообразно, везде, где используется радиоаппаратура, работающая на ультракоротких и дециметровых частотах. Первостепенно это объекты военного назначения. Это средства связи ВМФ, ВВС, РВСН, МВД, а так же иных сухопутных войсковых соединений. Использование унифицированного модуля LC-фильтров для нужд войсковой связи позволит увеличить качество принимаемого и отправляемого сигнала, а так же снизить себестоимость радиопередатчиков. Использовании в стационарных приемниках передвижных боевых средств позволит не только улучшить качественные значения сигнала и функциональные характеристики, но так же повысить конкурентоспособность при их экспорте.

Целью работы данного проекта является разработка и дальнейшее производство LC-фильтров лишенных следующих недостатков:

- недостаточная стабильность АЧХ в интервале температур;

- низкая устойчивость к мощному входному сигналу, если в качестве перестраиваемого элемента применяется варикап;

- большие габариты гребёнки переключаемых мощных LC-фильтров;

- высокая трудоёмкость настройки гребёнки переключаемых LC-фильтров.

В ходе проведения ОКР должны быть решены следующие задачи:
  1. Разработан технический проект унифицированных электронных модулей программируемых LC-фильтров в диапазоне от 30 МГц до 1000 МГц;
  2. Разработана конструкторская (КД) и технологическая (ТД) документация на унифицированные электронные модули программируемых LC-фильтров в диапазоне от 30 МГц до 1000 МГц;
  3. Изготовлены опытные образцы унифицированных электронных модулей программируемых LC-фильтров на частоты в диапазоне от 30 МГц до 1000 МГц;
  4. Проведены предварительные испытания опытных образцов и разработана КД и ТД с литерой «О»;
  5. Проведены приемочные испытания опытных образцов и разработана КД и ТД с литерой «О1»;
  6. Получено заключение предприятия-потребителя по уровню параметров и применяемости разработанных изделий, а также определено предприятие-изготовитель и разработаны предложения по порядку и срокам освоения разработанной технологии и изделий.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ ИНИЦИАТОРЕ

ООО «Лаборатория оптико-измерительных систем» была организована в сентябре 2009 года. Целью создания данного предприятия было:
  1. Организация метрологической и исследовательской деятельности в области мощности лазерного излучения.
  2. Производство НИОКР в области радиоэлектроники и их коммерциализация.
  3. Проведение ремонтных работ сложной промышленной электроники.

Участниками (соучредителями) ООО «ЛОИС» был накоплен большой опыт в области проведения НИОКР:
  • Разработка автоматизированного комплекса «Везувий» для прецеззионного измерения долговременной стабильности частоты пьезоэлектрических резонаторов. Проведен в 2008 г.
  • Разработка маршрутной карты технологического процесса изготовления миниатюрных термокомпенсированных кварцевых генераторов для базовых навигационных модулей 2-го поколения ГНСС ГЛОНАС/GPS/Galileo» Проведен 2009 г.

Перечисленные разработки используются в производственном процессе ОАО «Завод «Метеор» г. Волжский. Волгоградская область.

ООО «ЛОИС» имеет тесные партнерские взаимоотношения с предприятием ОАО «Завод «Метеор» в кооперации с ним готовит реализацию ОКР по разработке и производству LC-фильтра. Так же организация тесно сотрудничает с кафедрой радиофизики физического факультета Волгоградского государственного университета, специалисты которого часто привлекаются к реализации различных НИОКР.

АНАЛИЗ РЫНКА:

Рынок сбыта разрабатываемой продукции делится на 4 типа:
  • Внутренний промышленный. (Продукция гражданского и промышленного назначения в РФ).
  • Внутренний военный. (Продукция ОПК РФ)
  • Внешний промышленный (Продукция гражданского и промышленного назначения стран Италия, Германия, Франция, Индия, Бразилия, Канада, Чехия).
  • Внешний военный. (Продукция ОПК перечисленных выше стран).

Данные рынки уже прорабатываются, первичным рынком реализации является внутренний военный. При проведении предварительных переговоров было получено письменное заключение от головного предприятия по производству радиостанций войсковой связи ОАО «Концерн «Созвездие» как заинтересованного в приобретении данной продукции и подтверждающего необходимости этой разработки.

Так же заинтересованными перспективными потребителями являются : ОАО «Концерн «Сириус»; ОАО «Концерн Радиоэлектронные технологии»; ОАО «Концерн «Радиоприбор»; ОАО «Концерн «Орион»; ОАО «Корпорация «Аэрокосмическое оборудование»; ОАО «Концерн «Авионика»; ОАО «Авиаприбор-Холдинг» и др.

Разрабатываемые LC-фильтры являются востребованными в гражданский и военных отраслях:
  • Авиастроения.
  • Кораблестроения.
  • Оборудования для радиостанций широкого назначения.
  • Военной передвижной техники.
  • Производства космических аппаратов.

Для работы с ОПК и поставки изделий с приемкой «5» планируется кооперация по контролю качества с ОАО «Завод «Метеор» (г. Волжский) а так же проведения испытаний образцов в лаборатории типовых испытаний завода.

Рынок сырья.

Для производства проектируемых LC-фильтров будут использованы комплектующие российского производства находящиеся в широком распространении на радиоэлектронном рынке.

Конкуренция.

Зарубежная промышленность давно освоила производство унифицированных модулей программируемых LC-фильтров в диапазоне частот от 1,5 МГц до 2000 МГц для промышленной и военной техники, в том числе в конструктивном исполнении под поверхностный монтаж.

Принцип построения таких перестраиваемых модулей: программируемый LC-фильтр, где перестраиваемым элементом является программируемый 8-битный конденсатор. Программируемый конденсатор реализован за счёт переключения набора емкостей мощными СВЧ-ключами.

Унификация выполнена по диапазонам частот, порядку фильтров, количеству программируемых полос пропускания и допустимой мощности входного сигнала.

Существуют предприятия в зарубежных странах занимающихся производством данных фильтров, однако не используют в полной мере те возможности, которые заложены в такой конструкции:
  • возможность не только программирования полосы пропускания, но и компенсации температурных изменений АЧХ фильтров (обратная связь датчика температуры, встроенного в фильтр с встроенным котроллером) и временных изменений (возможность потребителя перепрограммировать фильтр по стандартной процедуре во время очередного ТО);
  • возможность более широкой унификации модулей по диапазонам частот и реализуемых полос и автоматической настройки полос пропускания за счёт встроенного контроллера.

Мировым лидером в данной области является американская компания POLEZERO. Эта компания предлагает унифицированные электронные модули программируемых LC-фильтров в диапазоне частот от 10 МГц до 2 ГГц в различных исполнениях по диапазонам частот и мощности входного сигнала: серия MICRO-POLE® (мощность до 1 мВт); серия MINI-POLE® (мощность до 1 Вт); серия MAXI-POLE® (мощность до 10 Вт); серия POWER-POLE® (мощность до 20 Вт); серия MEGA-POLE® (мощность до 100 Вт).

Разработка LC-фильтров ООО «ЛОИС» в анализе конкурентоспособности продукции ориентировалось на лидера в данной области POLEZERO. Сравнительные характеристики представлены в таблице 1.

Таблица 1

Сравнительные технические и эксплуатационные показатели разрабатываемого образца «Гребень – СМ» в сравнении с лучшими зарубежными аналогами POLEZERO.

№

пп
Наименование характеристики
Значение характеристики

разрабатываемого изделия
Значение характеристики

серии MINI-POLE
Оценка по отношению к ЭКБ ИП

1
Реализуемый диапазон частот в ряде модулей, МГц
От 30 до 1000
От 1,5 до 1000
Соответств.

2
Допустимая входная мощность сигнала, не более, Вт
4,5
1,0
Превосходит

3
Коэффициент перекрытия частотного диапазона (fmax/fmin), реализуемого в одном модуле, ед.
2,0
от 1,5 до 3,0
Соответств.

4
Реализуемая минимальная ширина полосы пропускания, %
2,5
2,9
Соответств.

5
Количество программируемых полос пропускания в одном модуле, ед.
20
5
Превосходит

6
Уход средней частоты от значения, измеренного при 25 ºС в интервалах температур, %:

-40…70ºС

-60…85 ºС
Для варианта с термокомпенсацией


-0,1…+0,1

-0,1…+0,1


-0,5…+0,4

-0,7…+0,5
Превосходит

7
Габаритные размеры модуля 2-го порядка, мм:

длина×ширина×высота

30×30×10

57×35×15

Превосходит

8
Цена за 1 единицу в у.е. ( $)

700
1750
Превосходит


Следовательно, разрабатываемый фильтр «Гребень – СМ» не только не уступает, но и превосходит по техническим характеристикам зарубежные аналоги, которые являются определяющими при выборе потребителя поставщика.

ПЛАН РАЗВИТИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ:

План проведению ОКР и постановке на производство фильтров «Гребень – СМ» Таблица 2.

Таблица 2.

План выполнения ОКР «Гребень СМ».

№ этапа
Наименование этапа
Результат

(Что предъявляется)
Сроки выполнения

1.
Разработка технического проекта. Разработка КД, ТД и ПО на модули.

Изготовление макетных образцов, проведение предварительных испытаний.
КД и ТД на модули.

Макетные образцы.

Акты предварительных испытаний макетных образцов модулей.
Январь-Декабрь

2011 г.

2.
Изготовление опытных партий модулей, отработка конструкции и технологии.

Проведение квалификационных испытаний.

Приёмка ОКР.

Параллельное производство и реализация продукции.

Откорректированные КД и ТД на модули.

Опытные образцы генераторов.

Акты испытаний опытных партий генераторов.
Январь - Ноябрь

2012 г.

3.
Постановка фильтров «Гребень – СМ» на производство.
Выпуск продукции с технической документацией, в соответствующей упаковке.
Декабрь 2012 г.


Проведенная предварительная работа. Для проведения ОКР «Гребень – СМ» «Разработка базовой технологии и конструкции ряда унифицированных электронных модулей программируемых LC-фильтров для селекции частоты радиосигнала в диапазоне 30 … 1000 МГц мощностью до 4,5 Вт» . Были проведены следующие работы:
  • Выбор схемотехнического решения, подбор оптимальных электронных компонентов для реализации устройства.
  • Расчет полосовых фильтров 2-, 3-, 4-го порядков на следующие центральные частоты: 30, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 360, 400, 420, 480, 600, 900 МГц, с полосами пропускания 5, 10, 20, 30 % от центральной частоты.
  • Моделирование характеристик полосовых фильтров: частоты среза, вносимые затухание в полосах задерживания и пропускания, величина неравномерности в полосе пропускания, величина группового времени задерживания, общий вид АЧХ (был использован программный пакет компании Nuhertz Technologies, LLC Filter Solutions).
  • Разработана первичная компьютерная программа, автоматизирующая подбор электрических конденсаторов для емкостной матрицы.
  • Получены электрические принципиальные схемы фильтров.
  • Разработан проект макетной платы для тестирования работы контролирующего устройства и получения реальных характеристик фильтров.
  • Получены и исследованы зарубежные аналоги фильтров, проведена работа по выявлению соответствий и преимуществ в сравнении разрабатываемой конструкцией.
  • Приобретены комплектующие и собрана экспериментальная модель унифицированного программируемого LC-фильтра, апробируются планируемые параметры.

Фактически сроки на проведения ОКР планируется сжать до минимума, что позволит быстрее начать выпуск и реализацию продукции.

Затраты на ОКР «Гребень СМ» приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Расчет затрат на ОКР «Гребень СМ»

№ п/п
Наименование статей расходов
ВСЕГО (руб.)

1
Материалы и Спецоборудование
1 727 200

2
Фонд оплаты труда
1 920 000

3
Отчисления на соц. нужды (34 % к стр.2)
652 800

4
Накладные расходы (150% к стр.2)
2 880 000

5
Командировочные расходы
60 000

6
Полная себестоимость
7 240 000

7
Прибыль (10,5% к стр. 6)
760 200

8
Цена

8 000 000


План реализации.

Год
2012
2013
2014
2015
2016

Кол-во реализованных фильтров Гребень - СМ
100
5000
10 000
30 000
30 000



Годовая производительность (макс мощность) : 100 шт./ ден.

Стоимость розничная:
  • Внутренний рынок – 500 у.e. ($)
  • Экспортный рынок – 700 у.е. ($)

Планируемая себестоимость – 220 у.е. ($)

Срок окупаемости проекта – 1,5 года.


Руководитель проекта