创新基金申报材料 机车逻辑控制单元(LCU)项目可行性研究报告
机车逻辑控制单元项目
可行性研究报告
创新基金申报材料范本
总论
申请项目的概述
机车逻辑控制单元（Logical Control Unit—LCU）是融电力电子技术和计算机控制技术于一体的一种专门用于铁路机车车辆的大功率可编程控制器，其功能是实现机车控制系统的无触点化。本项目产品顺应了机车提速对控制系统提出的迫切要求；LCU可编程控制可以方便地用软件完成机车各种控制功能，具有灵活性、通用性和可靠性，代表了机车控制系统的发展方向，它的应用开辟了计算机控制机车逻辑电路的时代。本项目产品取代了传统的电力机车继电器控制电路,大量减少了机车控制电路的触点和布线,简化了机车控制电路的设计、生产和调试过程，实现了机车控制的实时检测和故障诊断，大大提高了电力机车在高速运行状态下控制系统的可靠性。本项目于2000年3月通过铁道部科技司组织的部级科技成果鉴定(见附件14)，鉴定意见为“该成果富有创新性、先进性和实用性，在机车电气控制方面填补了该方向国内空白，达到国际先进水平”；于2001年12月获得湖南省科学技术进步一等奖（见附件10）。
社会经济意义、目前的进展情况、申请技术创新基金的必要性
社会经济意义
随着国内列车的不断提速和城市地铁、轻轨的大规模建设，许多传统的机车在性能上已远远不能满足需要，传统的继电器控制电路就是其中之一。传统的继电器控制系统虽然有着简单、应用成熟等特点，但是，其设计调试过程复杂、布线工作量大、修改或变更控制方案比较麻烦。特别是由于机车的运行速度不断提高，机车振动也随之加剧，从而导致了继电器触头接触的可靠性大大降低，给机车运行的安全性带来隐患。多次提速试验证明，当机车的运行速度超过160km/h以后，机车振动加剧，致使继电器触头在强烈振动的情况下吸合不可靠、抖动得厉害，经常会造成电路误动作。本项目产品的成功研制，是机车现代化的重要标志之一，也是电力机车发展的必然趋势，它从根本上解决了传统的继电器控制系统在机车提速过程中出现的种种问题。本项目产品采用模块化设计的标准硬件结构，通过软件编程来实现各种不同的逻辑控制功能，大大简化了电力机车的有触点控制电路的设计、生产和调试过程，减少了外部连线，提高了机车控制系统的可靠性和控制系统设计制造的灵活性。传统继电器控制电路的故障检查，一直是一项复杂而费时的工作，本项目产品一方面本身可靠性高，可以有效减少“机破”，提高机车可靠性和安全性；另一方面，LCU利用现代电子技术和微型计算机技术构成无触点控制电路，具有故障自动诊断功能，该功能能实时将所有控制对象的工作情况反馈回LCU，一旦机车出现故障，司机或工程技术人员便可根据LCU的信息提示迅速找到故障源并将其排除，从而减少“机破”率，保障列车正点及线路正常运行。因此，本项目产品在机车上的广泛应用，不但为生产厂家节约了生产成本，而且对提高机车控制性能、保障行车安全、提高机车运行速度和效率都有着十分重要的经济效益和显著的社会效益。
目前的进展情况
本项目目前处于中试阶段，此前先后进行了如下研究开发工作：
1994年原长沙铁道学院项目组开始本项目产品的前期研究；
1995年4月铁道部科技司对本项目产品立项：“《高速动力车逻辑控制控制单元的研究》，立项编号：95J13”；
1996年6月高速机车逻辑控制单元（LCU）研制成功，（在实验室进行了抗干扰、过电流、过电压、短路、长期连续在恶劣的条件下工作等方面的试验）。同年10月，在株洲电力机车研究所完成了出厂前的通电高低温循环、老化等试验；
1997年8月，利用LCU对SS8001型电力机车的继电器控制电路进行了改造，并成功地进行了地面试验；1998年4月和5月分别在西南交通大学国家牵引动力实验室和北京环线铁路试验线进行了试验。1998年6月该机车在郑州→武昌正线提速试验中，克服了环境温度高达70度、机车车辆振动剧烈等恶劣条件，于6月24日创造240km/h的中国铁路正线最高时速，该记录保持至今。
LCU于1999年开始相继应用于株洲电力机车厂生产的SS9型电力机车（见附件15）、DDJ1型高速电动车组的动车、大同机车厂生产的SS7D型电力机车（见附件16）和SS7E型电力机车、大连机车厂生产的SS7E型电力机车，并完成对进口8K型电力机车控制系统无触点控制的技术改造。
申请技术创新基金的必要性
本公司是一家集产、学、研为一体、主要从事高新技术开发的科技型中小企业。为了尽快完成本项目的中试，实现产业化,抢占市场,从产品市场前景和投资计划分析,要在中试完成时达到预定的生产规模、产生较好的…………（略，对软件注册用户提供)
项目计划目标
总体目标
本项目中试执行期计划为2年(2002年10月～2004年10月)，总投资708万元，预计新增投资额为488万元。项目完成时开始产业化生产，累计实现工业总产值2500万元；企业总资产规模达到600万元，员工总数80人，因本项目实现新增从业人员32人。
经济目标
项目执行期间（2002年10月—2004年10月），累计实现：
工业总产值 2500 万元；
工业增加值 1025 万元；
销售收入 2500 万元；
上缴税收 万元；
净利润 万元。
产品技术、质量指标
产品主要技术性能指标：
LCU的工作环境和元器件的选择符合TB/T1394-93《机车动车电子装置》的要求；
独立的产品结构组成符合铁道部《高速试验列车车载微机系统硬件及结构规范》。
C、 LCU输入电路、输出电路及电源板工作电压均为直流110V。
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申报企业情况
申报企业基本情况 (见附件1，企业法人营业执照)
企业名称：长沙瑞纬电气有限公司
法定地址：
注册时间：2002年5月15日
人员总数：
注册资金：
企业登记类型：有限责任公司
主管单位：长沙市高新技术开发区管委会
企业人员及开发能力论述
公司法定代表人的基本情况
公司法定代表人 ，男，生于1956年3月，现年46岁，自动化专业硕士，中南大学教授、博士导师、中国系统仿真学会、中国仪器仪表学会、中国自动化学会会员。创新意识和管理能力强。
主要工作经历：
主要工作业绩：
国务院特殊津贴表彰。
企业人员基本情况
新产品开发能力情况
A、研发的技术合作与交流情况
公司的工程技术人员与株洲电力机车研究所有长期的合作关系，可在充分利用中南大学已有的技术条件和设备的同时，也可利用株洲电力机车研究所的成熟的技术、现场经验和设备进行技术开发。
B、重点培育项目及持续创新能力
公司目前正致力于新产品的开发，以使产品形成系列化，正在开发的项目有：
（1）电力机车故障诊断系统的研究，该系统若研制成功将对我国机车领域带来一个革命性的进步。
（2）机务段检修网络的研究。
（3）电力机车用110伏IGBT开关电源的研制。
公司为上述项目和LCU产品的科研投入已经累计达到480余万元，并均取得了实用性的成果。
项目技术负责人的基本情况
企业财务经济状况
财务状况
本公司创立于2002年5月。验资报告见附件05 。目前财务经济状况如下（见附件09 ，2002年9月份财务报表）：
总资产报酬率%；净资产收益率%； 应收账款周转率次。
公司未来三年的财务预测
公司今后三年财务预测表 表3
年份/指标
收入总额（万元）
利润总额（万元）
上缴税费总额(万元)
2002年
1800
378
91
2003年
2500
550
205
2004年
4600
1289
548
合计
8900
2217
844
企业管理情况
企业管理制度建设情况
针对本企业的特点和企业未来发展目标，公司按照ISO9001：2000质量管理体系，制定并规范了内部管理制度和工作流程，已制定《员工手册》、《部门设置、职能、职责分工制度》、《人事管理制度》、《技术管理制度》、《业务管理制度》、《财务管理制度》、《行政管理制度》等，从制度上保障公司运作机制的规范化。
公司法人治理结构较为完善。股东大会是公司的最高权利机构，下设董事会和监事会，总经理和副总经理由董事会聘任。公司经营实行董事会领导下的总经理负责制，层级负责。各机构制衡制度完善，企业运作规范。
图 公司组织结构图
质量保障体系建设情况
公司自成立起，各方面的建设都是参照ISO9001：2000质量管理体系进行的。为了使公司运作更加规范化，公司将于2004年通过ISO9001：2000质量体系认证。
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项目技术可行性分析
项目的技术创新性论述
项目产品的基本原理
机车逻辑控制单元（Logical Control Unit—LCU）是融电力电子技术和计算机控制技术于一体的一种专门用于铁路机车车辆的大功率可编程控制器，其功能是实现机车控制系统的无触点控制。其结构原理示意图如下：
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项目产品的关键技术
① LCU主机的研制：主机采用工业用单片微机，重点考虑主机抗干扰性能及电力机车继电器控制电路的软件实现；
② LCU输入隔离电路的研制：主要是输入信号与LCU主机的电压匹配及信号的隔离；
③ LCU输出驱动模块的研制：LCU将直接驱动接触器，故要求模块具有电压提升功能及足够的负载能力并实现电的隔离；
④ LCU与机车微机控制系统主机之间的串行通讯；
⑤ LCU电源的研制：为LCU研制高性能稳压电源；
⑥ LCU整机抗干扰设计：包括电磁干扰、温度变化、振动及尘埃等干扰及其它环境因素；
⑦ LCU整机可靠性设计、自行诊断和故障保护功能；
⑧ 可扩展辅助系统的故障诊断及自动保护。
项目产品的技术创新点论述
本项目产品主要创新点体现在以下四个方面：
① 开辟了计算机控制机车逻辑电路的时代
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② 简化电力机车控制电路的设计、生产和调试过程
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③ 提高机车控制系统的抗振动、抗干扰性能以及功能的可扩展性
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④ 完善的控制电路故障诊断体系
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项目产品知识产权情况
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国内外发展状况、存在的问题及近期发展趋势
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项目产品的主要技术性能指标与国内外同类产品先进技术指标的比较
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LCU的主要技术性能指标与国外同类产品先进技术指标的比较表 表5
对比指标
西门子PLC
输出负载能力
工作电压为DC24V或AC220V， 直流输出点的负载能力较低。
(继电器控制)
输入输出点
可扩充
硬件规范
很难满足TB/T1394《电力机车动车电子装置》的要求
工作电压
AC 220V±20%
环境温度
0～70℃
抗振动能力
普通工业仪器标准
抗干扰性能
符合普通工业标准
通讯接口
通用RS-442/485
冗余
热备份(硬件)
无热备份
冷备份(硬件)
无A组B组相互切换
软件备份
通用性
适合于多种工业控制
其 他
外形尺寸
多种尺寸
先进性
输出驱动电流
通用性
故障诊断
应用范围
项目产品的成熟性和可靠性论述
本项目产品技术较为成熟可靠(检验报告见附件17)；LCU于2000年3月9日，已通过了铁道部组织的部级科学技术成果鉴定（见附件14）。本LCU在SS7D、SS9电力机车上成功应用（见附件15，16），SS9 鉴定意见认为“LCU是当前国际客运机车的先进技术”SS7D电力机车于2001年4月10日通过铁道部鉴…………（略，对软件注册用户提供完正版）
项目产品市场调查和需求预测
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投资预算与资金筹措
投资预算
该项目总投资708万元,现已完成投资220万元（见表7）,项目需新增投资488万元。新增固定资产投资180万元（见表8）,新增铺底流动资金216万元，技术开发费92万元。新增投资来源：企业自有资金338万元，申请创新基金支持100万元，地方政府配套支持50万元。
已完成投资情况表 表7
已完成投资额
220 万元
已完成投资来源
公司自筹资金220万元
用 途
支出项目
金额（万元）
13
技术开发费
14
其他
合 计
220
新增固定资产估算表 表8
流动资金投资预算
经测算，在本项目执行期内，直接生产成本(原材料、人工等)、销售费用和其他费用…………（略，对软件注册用户提供完正版）
流动资金投资预算表 表9
序号
项 目 年 份
周转次数
1
2
3
4
5
合 计
生产负荷（%）
100
1
流动资产
应收帐款
存货
原材料
燃料
12
在产品
产成品
8
其他
现金
12
2
流动负债
应付帐款
3
流动资金
4
自有流动资金
5
流动资金本年度增加额
新增投资筹措和资金使用计划
新增投资筹措
项目需新增投资488万元。其资金来源：
企业自筹资金338万元；
申请国家创新基金无偿资助100万元；
地方科委配套资金50万元。
新增投资资金使用计划
资金使用计划 表10
投资
进度
需到位资金
（万元）
用 途
备注
~
180
新增固定资产投资
自筹338万元，创新基金和地方政府分别资助100、50万元；可以如期顺利完成项目的各项指标
~
92
系列化产品技术开发、完善制造工艺
~
216
生产用流动资金
合计
488 万元
创新基金使用计划
创新基金使用计划表 表11
时间
资金（万元）
用 途
80
用于购买设备、技术开发费
20
系列产品检测费、鉴定费
合 计
100 万元
经济、社会效益分析
生产成本分析
产品单位成本分析 表12
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7
32R机箱
1076
8
三风扇抽屉
876
9
单风扇抽屉
666
10
矩形插座
1040
56芯5个、48芯18个
11
控制箱及柜体布线总装
67
12
其他
9000
合 计
65000
对项目产品成本产生消极影响的因素…………（略，对软件注册用户提供完正版）
项目产品总成本分析
总成本费用估算表 单位：万元 表13
序号
年 份 项 目
1
2
3
4
5
合 计
生产负荷（%）
100
1
外购原材料
2
外购燃料动力
3
工资及福利费
4
修 理 费
5
折 旧 费
6
摊 销 费
7
利息支出
8
技术开发研究费
9
管理费
10
销售费
11
土地使用费
11
总成本费用
固定成本
可变成本
12
经营成本
产品单位售价与盈利预测
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经济效益分析
损 益 表 单位：万元 表15
序号
年 份 项 目
1
2
3
4
5
合 计
生产负荷（%）
100
1
销售收入
2
销售税金及附加
3
总成本费用
4
利润总额
5
弥补以前年度亏损
6
应纳所得税额
7
所得税
8
税后利润
9
可供分配利润
10
盈余公积金
11
应付利润
12
未分配利润
13
累计未分配利润
本项目经济效益具体测算见“损益表”。以项目完成时（执行期共2年）的各项指标作为计算基础：
2年的利税总额 = 产品销售收入 — 总成本费用
= 2500 －
=万元
2年的年利润总额 = …………（略，对软件注册用户提供完正版）
项目建设期(共2年)累计可实现销售收入2500万元，净利润万元，上缴税收万元。
项目投资评价
本项目执行期间及未来5年的财务现金流量测算为：
财务现金流量表 单位：万元 表16
序号
年 份
项 目
1
2
3
4
5
合 计
生产负荷（%）
100
现金流入
1
产品销售收入
2
回收固定资产余值
3
回收流动资金
现金流出
4
固定资产投资
5
流动资金
6
经营成本
7
销售税金及附加
8
所得税
9
所得税后净现金流量
10
所得税后累计净现金流量
11
所得税前净现金流量
12
所得税前累计净现金流量
指标计算
所得税后
所得税前
FIRR
%
%
FNPV(万元)
N(年)(静态)
财务敏感性分析表 表17
变化因素
内部收益率
累计净现值（万元）
投资回收期（年）
基本方案
%
投资费用增加10%
%
经营费用增加10%
%
收入减少10%
%
注：二年FNPV（万元）
基本方案
投资费用增加10%
经营费用增加10%
收入减少10%
从本项目…………（略，对软件注册用户提供完正版）财务内部收益率高达%，所得税后投资回收期为 年。盈亏平衡点计算：
固定成本
盈亏平衡点 = ×100%
销售收入-可变成本-销售税金及附加
= %
表明本项目只要完成计划生产销售的%，即可 ，项目的抗风险能力 。
投资评价结论：从经济可行性方面分析，本项目是可行的。
社会效益分析
本项目产品的成功研制，是机车车辆改革的重要标志之一…………（略，对软件注册用户提供完正版）。
项目可行性研究报告编制说明
…………（略，对软件注册用户提供完正版）
姓 名
年龄
学历
所学专业
职务、职称
王志坚
27
本科
工程经济
总经理/经济师
注: 项目可研报告编制人员中，王志坚、 的工作单位为长沙海联
投资咨询管理有限公司；杨宏伟为长沙瑞纬电气有限公司职员；其
余人员的工作单位为中南大学。
专家论证意见附后
长沙瑞纬电气有限公司
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