近年來我國製造(zào)業總體(tǐ)規模已居世界***位,綜合實(shí)力(lì)不斷增強,成為名副(fù)其實的製造大(dà)國。不僅突破了一批核心技術,形成了一(yī)批支撐(chēng)國(guó)民經濟發展的重大裝備產品,更湧現(xiàn)出一批(pī)***的大企業,企業正在逐步成為技術創(chuàng)新主體,初步形成企業、高校、院所聯動的產業創(chuàng)新體係。
與此同時,我(wǒ)國製造業自(zì)身仍存在自主創新(xīn)能力不強、基礎能力薄弱、產品質量不(bú)高(gāo)、資源利用效(xiào)率偏(piān)低、製(zhì)造業與互聯網技術等新興信息技(jì)術的融合程度低等問題。針對我國製造業發展對科技創新的(de)需求,“十三五”期間(jiān),先進製造領域重點從“係統集成、智能(néng)裝備、製造基礎和先進(jìn)製造科技創新示範(fàn)工程”四個層麵,圍繞13個主要方(fāng)向開展(zhǎn)重點任務部署。其中,涉及儀器儀表行業發展(zhǎn)的項目(mù)也獲重(chóng)點扶持。
(一)增材製造
重點解(jiě)決增材(cái)製造領域微觀成形機理、工藝過程控製、缺陷特征分析等科(kē)學問題,突破一批重點成形工藝及裝備產品,在航空航天、汽車能源、家電、生物醫療等領域開展應用,引領增材製造產業(yè)發展。形(xíng)成創(chuàng)新設計、材料及製(zhì)備、工藝及裝備、核心零部件、計量(liàng)、軟件、標準等相對完善的技術創新與研發體係,結合重大需(xū)求開展應用示範,具備開展大規模產業化應用的技術基礎。
1.增材製造控形控性的科學基礎
探索增材製造自由成形過程的成(chéng)形幾何精度、成形效率、材料組織結構與性能的形成規律與(yǔ)關鍵(jiàn)影響因素(sù)和控製方(fāng)法,為提升增材製造工藝(yì)技術和(hé)裝備設計水平提供堅實(shí)的科學支撐,並為形成重大原(yuán)創性增材製造(zào)新技術提(tí)供科學指引。
2.基於增(zēng)材製(zhì)造的結構優化設計技術
發展基於增材製造工藝特性,融合力(lì)學、物理與化學多種功能的結構優化設(shè)計技術,為結構整體化、輕量化、高性能化(huà)和(hé)滿足聲(shēng)、光、電、磁、熱(rè)等多功能(néng)化提供(gòng)設計方法和設計軟件,支撐我國高端裝備(bèi)的自主創新設計和跨越式技術發展。
3.增材製造專用材料製備技術
基於增材製造的(de)工藝特性和應用需(xū)求,開展增材製造專用金屬和非(fēi)金屬材料的設計與製備技術研究(jiū),大限(xiàn)度地發揮增材製造技術優勢,大幅度拓(tuò)展增材製造的(de)產業化應用領域。
4.增材製(zhì)造的核心裝備設計與(yǔ)製造技(jì)術
針對激光/電子束(shù)選區熔化、激光選區燒結、高能束金屬沉積成形、光固化、激光(guāng)沉積打印、微滴噴(pēn)射3D打印、熔融沉積造型等已經展示重大產(chǎn)業化應用價值的(de)增材製造技術,開(kāi)展相關(guān)裝(zhuāng)備設計與製造技術的深入研究,占據增材製造(zào)產(chǎn)業價(jià)值鏈的高(gāo)端(duān)。
5.評價體係與標準建設(shè)
研究製定增材製造的材料標準(zhǔn)、設計標準、工藝標準、裝備標準(zhǔn)、檢測標準、數據標準和服務標準等7個(gè)方麵的標準體係(xì),為增材製造的廣泛產(chǎn)業化應用奠定基礎,並顯著增強我國增材製造(zào)技術的國際競爭力。
(二)激光製造
麵向(xiàng)航空航天、高端裝(zhuāng)備、電子製造、新能源、新(xīn)材料、醫療儀器等戰略新興產業的迫(pò)切需求,實(shí)現高端產業激光製造裝備的自主開發,形成激光製造的完整產業體係,促進我國激光製造技術與產(chǎn)業升級,大幅(fú)提升我國(guó)高端激光製造技術與裝備的國(guó)際競爭力。
1.激光與材(cái)料的相互作用機理
麵向航空航天、新能源、電子製造、醫療等領域的重大需求,探索激光與(yǔ)材料相互作用的複雜物化過程,研究超(chāo)快激光製造的新原理、新(xīn)方法、新應用。開(kāi)展大功率激光/短波長激光與材料相互作用機理、高精高效製造(zào)方法等方麵的研究,掌握激光高品質(zhì)表(biǎo)麵(miàn)製造、精細製造、端微結構、高精高效製造等製造機製與實(shí)現方法。
2.激光器與核心功能部件
研究激光器動力學,掌握激光晶體/光學晶體、半導體激光芯片等激(jī)光(guāng)器關鍵功能部件的國產化。針(zhēn)對高端製造用激光器的迫切需求,開展工業化光(guāng)纖/半導(dǎo)體大功率激光器製(zhì)造技術、工業化超(chāo)快(飛秒、皮秒)激光器(qì)製造技術、工業化短(紫外、深紫外)波長激光器製造技術等方(fāng)麵的研究,開(kāi)展(zhǎn)激光器標準建設,實現高性能激光器及核心關鍵部件的國產化與產業(yè)化。
3.複雜構件表麵的激光精細製造技術與裝備
研(yán)究激光表麵精細製造、激光清洗(xǐ)、激光拋光等核心技術(shù),探索器件表(biǎo)麵功能(néng)性結構的激光高質(zhì)、高效製造機理與(yǔ)新技術,研究關鍵構件表麵微結構成形機理與實現(xiàn)方法,並掌握激光光束路徑規劃及高速掃描、激光製造裝備在線監測與補償(cháng)、激光製造過程精密在(zài)線檢測等裝備關鍵技術,開發航空航(háng)天、微(wēi)電子(zǐ)、生物醫療等領(lǐng)域典型複雜構件的激光精密加(jiā)工技術與裝備,提升(shēng)國產激光(guāng)製造技術與裝備的競爭(zhēng)力。
4.大功率激光高效製造技術與裝備
研究特殊工況下的激(jī)光製造機理與失效行為,突破大型構件激光製造裝備的設計製(zhì)造技術瓶頸,攻克大型構件定位、質量在線檢測等(děng)關鍵技術(shù),研究激光切(qiē)割、激光(guāng)打孔、激光衝擊強化、激光焊接以(yǐ)及(jí)激(jī)光複合製造等關鍵技術,開發麵向飛機、船舶、高鐵等大型構件製造中的(de)高端激光(guāng)製造技術、裝備與標準。
5.先進激光精密微(wēi)細(xì)製(zhì)造技術與裝備
針對航空(kōng)航天、微電子、新(xīn)型微小航空器件、光子集成器件等領域,突破激光衍射限的納(nà)米尺(chǐ)度製(zhì)造、複雜微納操縱及激光納米連接、激光光束整(zhěng)形與協同(tóng)控製等關鍵技(jì)術,開發硬脆材料高效精密製造、異種材料的激光高性能連接製造、端微納結構精(jīng)細製造等技術與裝備,並設計和加工若幹具有重大應用(yòng)前景(jǐng)的新型(xíng)功(gōng)能器件。
(三)智能機器人
推動(dòng)機器人產業(yè)與人工智能等新一代信息技術深度融合,突破(pò)共性關鍵技術,形成具有國(guó)際競爭力的機器人產品,協同標準體係建設、技術驗證平台(tái)與(yǔ)係統(tǒng)建設、以及典型示(shì)範應用(yòng),支撐我國機器人技術和產業向高端發展。
1.智能機(jī)器人基礎(chǔ)前沿技術
結合機器(qì)人與以人工智能為代表的新(xīn)一代(dài)信息技術深度(dù)融合的國際發展趨勢,開展機(jī)構/材料/驅動/傳感/控製(zhì)與仿生的創新技術、智能機(jī)器人感知與認知技術、智能機器人學習與智能增(zēng)殖技術、人機(jī)自然交互與協作共融技術等重大基礎前沿技術研究,搭建機器人技(jì)術驗證平台係統,開展試(shì)驗驗證,取得原(yuán)創性創新成果,為我國新一代智(zhì)能機器人提供技(jì)術支(zhī)撐。
2.智能機器人共性(xìng)關鍵技術
以攻克製約我國機(jī)器人技術與產業發展(zhǎn)的共性關鍵技術為目標,開展高性能機(jī)器(qì)人核(hé)心零部件(RV減速器、諧波減速器、伺服電機與(yǔ)驅動器、機器人控製器)、專用、軟件體係及多任務操作係統、功能軟(ruǎn)件、計量測試/安全(quán)與可靠性、應用工藝及係統集成等(děng)共性關鍵技術研究,建立機器人安全性與(yǔ)可靠(kào)性(xìng)技術體係,機器人(rén)性能達到(dào)國際同類(lèi)產(chǎn)品水平,解決我國機(jī)器人產業(yè)空心化問題,提升國產機器人的國際競爭(zhēng)力。
3.新一代機器人技術與(yǔ)平台
開展主/被動結合新型機構與驅(qū)動、模塊化柔順關節、關節變剛度彈性驅動、生(shēng)物-機械界麵與接口(kǒu)的人機相容性設計(jì)、人機安全共存、智能交互、協(xié)同作業等新一代機器人核心技術研究,研(yán)製以協作型多自由(yóu)度輕型臂、協作(zuò)型雙臂機器人、移動(dòng)操作臂等為代表的新一(yī)代互(hù)助協作型作業機器人和以上肢外骨骼、下肢外骨(gǔ)骼、全(quán)身外骨骼等為代表的新一代人體行為增強型機器人試驗樣機係統,為(wéi)後續產品化奠定技術基礎,實現新一代機器人技術研究與世界同步,搶占(zhàn)技術與產業製高點。
4.機器人關鍵產品/平台/係統研發
研發(fā)新型作業機器人、醫療/康複機器人、麵(miàn)向老年人/殘障人士的生活輔(fǔ)助機器人、特殊環境服役自主作業機(jī)器人、機器人雲端在線服務平台、機(jī)器人(rén)智(zhì)能作業技術及係統等高(gāo)端機器人關(guān)鍵產品/平台(tái)/係(xì)統,豐富我國機器人產品種類,完善我(wǒ)國機器人產品譜(pǔ)係建設,提升我國(guó)機器人的整體性能(néng)與智能水平,創新服務領域和商業模式,支撐(chēng)我國機(jī)器人技術與產業(yè)向高端發展,徹底轉變低(dī)水平重複的局麵。
5.係統集成與應用
推進我國機器人麵向製造業典型行業/重點領域、醫療/康複、助老助殘(cán)/智慧家庭/社會服務、安全(quán)與(yǔ)救援/科學(xué)工程等行業(yè)/領(lǐng)域的係統(tǒng)集成與應用,實現我國機(jī)器人技術與產品在重點行業/領域高(gāo)端(duān)應用和典型領域拓展應用,提高國產機器人國際競爭力,為(wéi)國(guó)產機器人產業化奠定基礎,加速推進我國智能(néng)機(jī)器人技術與產業的快速發展。
(四(sì))大規模集(jí)成電路製造裝備及成套工藝
針對移動通信、大數據、新能源、智能(néng)製造、物聯網等重點領域大宗產品製造需求,重(chóng)點(diǎn)圍繞28-14納(nà)米技術節點進行工藝、裝備和(hé)關鍵材料的協同布局,形(xíng)成28-14納米裝備、材料、工藝、封測等較完善(shàn)的產業(yè)鏈(liàn),推(tuī)動全產業鏈專項成果的規模(mó)化應用,促進產業生態的改善和技術升級,實現技術促進產業發展目標。
1.光刻機及核心部(bù)件
研發幹式光刻機產品並(bìng)實現(xiàn)銷售;研製28納米浸沒式光刻機產品,進入大生產線考(kǎo)核(hé);開展配套(tào)光(guāng)學係統、雙工件台等核心部件產品研發,並集成到整機;構建關鍵(jiàn)技術與產品開發(fā)平台,提升光刻機自主創新能(néng)力;建設光刻機光學係統(tǒng)等關鍵部件生產基(jī)地,具備批量生產能力。
2.高端關鍵裝備及零部件
麵向集成電(diàn)路14-10納米先(xiān)進工藝,重點開展(zhǎn)刻蝕(shí)、薄膜、化學機械處(chù)理(lǐ)、摻雜和檢測等關(guān)鍵裝備及其配套核心零部件產品研發,通過大生產線考核並進入銷售。
3.成套工藝及(jí)知識產權(IP)庫
以移動通信應用為重(chóng)點,開發14納米及相關產品工藝;以大數據應用(yòng)為重點,開發立體堆疊閃存(3D-NAND)存儲器工藝,開展7-5納米關鍵(jiàn)技術研究;麵向新能源、智能製造、物聯網等重點領域大宗產品製造需求,開發特色產品工藝平台(tái);取得(dé)核心知識產(chǎn)權並實際應用。
4.關鍵材料
麵向45-28-14納米集成電路工藝,重點(diǎn)研發300毫(háo)米矽(guī)片、深(shēn)紫外光刻膠、拋光材料、超高純電子氣體、濺射靶材等關鍵(jiàn)材料產品,通過大生產線應(yīng)用考核認證並實現(xiàn)規模化銷售;研發(fā)相關超高純原材料產品,構建材料應用工藝開發平台(tái),支撐(chēng)關鍵材料產業技術創新生態體係建設與(yǔ)發展(zhǎn)。
5.封裝測試
麵(miàn)向移動互聯和汽車電子等重大領域需求,圍(wéi)繞處理器、存儲器(qì)、14-10納米(mǐ)工藝節點晶圓等產品開發下(xià)一代封裝集成與(yǔ)測試新技術以及相關的關鍵裝備和材料產品(pǐn);實(shí)現可集成數模混合(hé)電路(lù)、射頻、微機電係統(MEMS)和(hé)光電等多功能異質材料芯片的三(sān)維係統集成技術的量產(chǎn)應用;建成有影響力的封裝(zhuāng)集成產業共性技術研發平台,取得較完善的知識產權體係。
(五)新型電子製造關鍵裝備
麵向寬禁帶半導體器件、光件、MEMS(微機電係統)器件、功(gōng)率電(diàn)子器件、新型顯示、半導體照(zhào)明、高效光(guāng)伏等(děng)泛半(bàn)導體產(chǎn)業領域的巨大(dà)市(shì)場需求,開展關鍵裝備與工藝的研究,重點解決電子器件關鍵材料裝(zhuāng)備、器件(jiàn)製造裝備等高端裝備缺(quē)乏關鍵技術、可靠性低、工藝開發不(bú)足等問(wèn)題,推動新技術研發與關鍵裝備研發的協同發展,構建高端電子製造裝備自主創(chuàng)新體係。
1.寬禁(jìn)帶半導體/半導體照明等關鍵(jiàn)裝備研究
針對碳化矽(SiC)、氮化镓(GaN)等(děng)為代表的寬(kuān)禁帶半導體技術對關鍵製造裝備的需求,開展大尺寸(6吋)寬禁帶半導體材料製備、器件製造、性能檢測等關鍵裝備與工藝研究。針對高(gāo)亮度半(bàn)導體照明(LED、OLED)大生產線對製造裝備的需求(qiú),開(kāi)展大產(chǎn)能材料製備、器件製造、性能檢測等關鍵裝備研發(fā),掌握核心技術與工藝,滿足大生產線要(yào)求。
2.光通訊器件關鍵裝備及工藝研究
針對光通訊器件製造對裝備的(de)需求,重點圍繞矽基光(guāng)電(diàn)子芯片工藝裝(zhuāng)備、InP(銦磷)基等(děng)光電子芯片工藝裝備(bèi)、光(guāng)纖器件工藝裝備、光電子器件(jiàn)耦合封(fēng)裝(zhuāng)等關鍵裝備等開展研究,掌握核心技術,實現產品應用,提(tí)升國(guó)內光通訊器件製造能力及工(gōng)藝水平。
3.MEMS器件/電力電子器(qì)件(jiàn)等關鍵裝備與工藝研究
針對MEMS器件、電力電(diàn)子器件等領域對裝備的特殊工藝需求,開展材料(liào)製備(bèi)、芯片製造、特種封裝、性能檢測等關鍵裝備與(yǔ)工藝(yì)的研發,掌握關鍵技術、開發特色工藝,提高國產(chǎn)裝備的工藝適應(yīng)性及可靠性。研究基於國(guó)產裝備為主的(de)成套工藝,完成對國產裝備的工藝優化、可(kě)靠(kào)性驗證及集成應用,打造自(zì)主產業鏈(liàn),提升產業競爭力。
4.高效(xiào)光伏電(diàn)池關鍵裝備及工藝研究
針對下一代高效光(guāng)伏電池技(jì)術(shù)(PERC、HIT、黑矽(guī)電池等)對關鍵裝備(bèi)及工藝的需求,開展大產能、高轉換效率光(guāng)伏電池製造工藝裝備、自動化製造裝備、核心工藝等研究,降低電池片製造成本,轉換效率達到國際***水平(píng),實現(xiàn)批量(liàng)銷售。
5.新材料、新器件關鍵電子裝備與核心部件研(yán)究
針(zhēn)對石墨烯、碳基電子器件、柔性顯示、光互(hù)聯等國際上不斷出現的(de)新材料、新器件、新工藝對半導體技術相關的(de)裝(zhuāng)備需求,開(kāi)展麵向電子器件應用(yòng)石墨烯材料(liào)製備裝備、大麵積轉移裝備、石墨烯電子(zǐ)器件製造裝備、柔性顯示有機膜材(cái)料製備裝備、柔性顯示有機(jī)器件製造及檢測裝備、碳基電子(zǐ)器件製造裝備、光互聯(lián)器件製備裝備、高密度封裝等方麵的關鍵裝備開(kāi)發,滿足研發或產(chǎn)業(yè)化需求,推動新技術研發與裝備研發的協同發展。
(六)高(gāo)檔數控機(jī)床與基礎製造裝備
堅持主機牽引、夯實基礎、突破核心、工藝驗證(zhèng),聚焦航(háng)空航天和汽車兩個重點服務領域(yù),重點攻克高檔和功能(néng)部件等瓶頸,完成150種以上智能、精密、高速、複(fù)合型高端製造業裝備的研製和示範應用,大幅提升重點工(gōng)程、國民經濟重點領域關鍵製造裝備(bèi)國產化率,在強化高(gāo)端數控裝備單機智能化水平提升的基礎(chǔ)上,逐步(bù)實現由單機(jī)示範應用向智能化製造成組成套(tào)整體解決方案的提升,擴大專項裝備成果的應用(yòng)成效。
1.航空航天領域(yù)高檔數控裝備
聚焦航(háng)空航天典型結(jié)構件加工需求,以提高加工效率和質量為目標(biāo),突(tū)破關鍵工藝和編程等核心技(jì)術;開展高檔五(wǔ)軸數控機床與關鍵成形裝備等主機的應(yīng)用(yòng)驗證與示範,推動高檔數控係統和以擺角銑頭為代表的關鍵功能部件實現批量(liàng)化應用(yòng)。
2.汽車製造(zào)領域高(gāo)檔數控裝備(bèi)
重點研究數控(kòng)機床的可靠(kào)性快速試驗技術與製造保障技(jì)術、數控係統的可靠性第三方測試及可靠性增長技(jì)術,突破數控機床可靠性MTBF>2000小時的技術瓶頸,通(tōng)過示範應用與工藝驗證,大幅提升國產數控(kòng)機床的組線能力。加(jiā)強成組成套工藝集成研(yán)究,為汽車關鍵(jiàn)零部件製造提供成套解(jiě)決方案,實現國產高檔數控機床在汽車發動機關鍵零部件高效柔性(xìng)加工與批量化製造中的成(chéng)組成套應用。
(七)智能(néng)裝備與先進工藝
重點解決高端裝備產品質量較差、檔次不高(gāo),缺乏核心工藝,智能化程度不足,可靠性及精度保持性難題,研製一批代(dài)表性智能加工裝備、先進工藝裝備和重(chóng)大智能成套裝備(bèi),支撐我國高端裝備向高(gāo)精尖和智能化互聯方向發展,引領裝備的智能化升級。
1.智(zhì)能機床(chuáng)
重點研究新一代智能機床的技術特征、總體結構、核心模塊和關鍵技術,攻克智能主軸/智能伺服進給/智能終端(duān)等智能單元、基於模型的複雜曲麵直接插補、機床通用通信接口協議規範、加工(gōng)狀態自(zì)感知(zhī)/自學(xué)習/自適應/自優化、虛擬機床及虛擬加工、基於工業互聯網和加工過程大數據的(de)監控及(jí)遠程服務、全生命周期可靠(kào)性評估與增長等核心關鍵技術,研(yán)製出具有國際***技術水平的新一代智能數控係統和智能機床,並在重點(diǎn)領域開展應用示範。
2.新型材料成形及加工裝備
重點攻克石墨烯/類石墨烯薄膜(mó)大幅麵製造(zào)過程晶態生長(zhǎng)監測及控製、石墨(mò)烯/類石墨烯薄膜大麵(miàn)積轉移在線(xiàn)應力監測與控製技術,研製出大幅麵石墨烯/類石墨烯製(zhì)造成套裝備;重點突破複合材料製造工(gōng)藝建模與仿真、耐高溫陶瓷基複合材料低成本製造工(gōng)藝及裝備、複(fù)合(hé)材料組合結構(纖維複(fù)合材料、蜂窩材料和增材製造)製造新方法等關鍵技術,為新型材料成形和加工(gōng)提供新工藝和新技術。
3.複雜大型(xíng)構件高效加工技術及裝備(bèi)
重點攻克(kè)大型異種材料結構件高效低殘餘應力(lì)焊接、大(dà)規格球管類構件整體成形技術,研製出(chū)大型輕(qīng)量化結構低應力精確成形(xíng)製造工(gōng)藝與裝備;重點攻克(kè)複合材料混(hún)雜構件低成本複合成形、複合材料構件低(dī)損傷加(jiā)工工藝與損傷檢(jiǎn)測等關鍵技術,研製出複合材(cái)料/結構一(yī)體化設(shè)計與精確成形協同製造裝備。
4.複合能場加工工藝及裝備
重點(diǎn)研究複合能場耦合機理、複合能場對材料的協同作用機製,攻克複合能場加(jiā)工質量(liàng)在線監測、多工藝要素協同控製等關鍵技術,形成激(jī)光-電(diàn)弧-磁場複合(hé)加工、異種材(cái)料(liào)複合(hé)能場加工以及鋁鋰合(hé)金等新一代輕質合金多能場複合加工工藝,研製出多功能小(xiǎo)型化複合能場加工裝備、多自由度大(dà)型(xíng)結構件激光(guāng)複合能(néng)場加工裝備、以及端環境下(空天、海洋等)現場製造工(gōng)藝及裝備。
5.精(jīng)密與超精密加工工藝及裝備
重點突破金屬超硬材料、超低密度材料、高(gāo)分子聚合物、高精(jīng)度光學元件、微機械及醫療生物零件等精密超精密加(jiā)工關鍵技術,探索研究超精密加(jiā)工與微成形的物化機理(lǐ)、微觀力學行為、表(biǎo)麵形貌(mào)演變規律、精度和性能映射等新原理,研發端製造環境下高精度大尺寸加工測量一(yī)體(tǐ)化(huà)、微納結構與功能表麵的原位測量、超高精度平/曲麵、微納結構功能表麵加工工藝裝(zhuāng)備、大(dà)功率超聲波應用技術等,並在(zài)典型行業示範應用。
6.重(chóng)大成套機械裝備
重點研究開發重大成套機械裝備的數字化、網絡化、智能化關鍵技術,研製(zhì)智能化大型工程機械、數(shù)字化重(chóng)型礦山(shān)成套設備、大型石化成套設備、智能化港口/海工作(zuò)業機(jī)械和智能化(huà)農業機械等一批重大裝備,實現係統集成(chéng),推進示範應用。
(八)製造基礎(chǔ)技術(shù)與關鍵(jiàn)部件
圍繞製造基礎技術(shù)與關鍵部(bù)件,開展基(jī)礎技術與前沿技術研究(jiū),突破關鍵技術與共性技術,建立健全基礎數據庫、工業試驗驗證平台和安全保障技術,完善技術標準體係,為逐(zhú)步解決國產裝備“空心化”提供技術支撐,大幅度提高為重點領域和重大成套裝備(bèi)自(zì)主配套能力。
1.基礎件
圍繞(rào)高速精(jīng)密重載軸承開展軸承服(fú)役性能演變規律與失效機理等基礎理(lǐ)論、材料對性能影響規律和(hé)失效機理等研究,掌握高速、精密、重載(zǎi)軸(zhóu)承設計理論、壽命(mìng)理論及試驗方法,動態性能試驗技術與方法,掌握高鐵軸(zhóu)箱軸承(chéng)、風力發電(diàn)機組(zǔ)主軸與齒輪箱軸承、機器人和機床精密軸承、特大型裝備靜***承等設計、試驗和(hé)批量(liàng)化(huà)製造核心技術(shù),開展典型應用(yòng)示範。
圍繞高參(cān)數齒輪及傳動裝置開展高參數齒輪傳動齧合失效機理、特殊(shū)條件下齒輪副基本工作理(lǐ)論、研究,研究高速重(chóng)載齒輪傳(chuán)動、輕合金齒輪、高性能蝸杆傳動及新型機構,基準級別齒輪漸開線樣板設計與超精密(mì)製造和計量,突(tū)破高參數齒輪傳動和(hé)精密減速器設計、製造和檢測共性關鍵技術,形成標準及技術規範,實現高參(cān)數齒輪及傳動裝置在民用航空裝(zhuāng)備(bèi)、工程機械、大型海洋(yáng)裝備、高速列車、海上(shàng)風電、機器(qì)人等裝備的示範應用。
圍(wéi)繞高端液壓件與密(mì)封件開展新(xīn)型高功率重量比和高能量密度液壓件的設計方法研究,高參數(shù)液壓閥、泵等新結構和新方法研究。研究密封可靠性設(shè)計、延壽、運行試(shì)驗技術,開發高(gāo)性能檢測、可靠性評估和測試裝備,建立性能(néng)評價體係與標準。開發高壓力等級多路閥(fá)和液壓泵、大(dà)規格柱塞泵與比例流量閥、高效率靜液傳動元件與係統、高參數密封件、液壓動力總成係統等(děng),實現在工程機械與農業機械(xiè)、重(chóng)型機械、航空航天(tiān)、海洋工程裝備等示範應用。
2.基礎製造工藝
研究高(gāo)活性(xìng)金屬與鑄型界麵反(fǎn)應機製和成形方法、鑄造全流程精確控(kòng)製、鑄造過程仿真與在線檢測等關鍵技術,掌握鈦合金、高溫合金鑄件(jiàn)精密(mì)鑄造技術、鑄鍛件近淨成形與精(jīng)準成形工藝,開展各類材料成形過程動態仿真參(cān)數優化技術研發應用,實現典型產品應用示範。
研究零(líng)件可控清潔熱處理工藝、真空等溫淬火熱處理工藝等關鍵技術,開發清潔熱處理裝備,完善熱處理工(gōng)藝數據庫。開發高溫耐蝕塗層技術、潤滑(huá)耐磨抗氧化表麵工藝材料(liào)、工藝及表(biǎo)麵處理裝備。
研究高速幹切基本機理和新型(xíng)幹切機床結構,工(gōng)藝(yì)參數優化及基礎數據庫;研究微量潤滑作用機(jī)理和測試選用(yòng)技術,低(dī)溫微量潤滑(huá)集(jí)成製造技術;環保清潔切削液配置技(jì)術。
3.工(gōng)業性驗證平台與基礎數據庫(kù)
建立精密齒輪及傳動裝置、高壓大流量(liàng)液壓元件、高參數密封件、高速重載軸承等(děng)關鍵基礎件性能及可靠性試驗平台,工業傳感器、智能儀器儀表性能及可靠性測試平台,對相關的基礎技術、關鍵部件與產(chǎn)品進行試驗驗證,完善技術標準體係。
研究先(xiān)進製造工藝方法、工藝基礎數據庫,研究並整合國內外製造工藝相關數據(jù)資源,建立健(jiàn)全(quán)製(zhì)造基礎技術數據庫、基礎製造工藝資源環境屬(shǔ)性數據庫等。研發基(jī)礎(chǔ)數據采集工具和知識庫(kù)管(guǎn)理係統和標準,開發麵(miàn)向基礎工藝和典型產品全生命周期環境影響評價工具。
4.製造過程安全保障關鍵技術
研究關(guān)鍵部件故障響應安全機製、功能安全定(dìng)量計算(suàn)數學模型和定性評價體係等功(gōng)能安全設計(jì)與評估驗證技術;研究物理安全、功能安全、網絡(luò)安全一體(tǐ)化融合的方法理論、製(zhì)造係(xì)統安全一體化管控等安全一體化融(róng)合技術;研究安全威脅和攻擊機理分析與建模、實時(shí)攻擊隔離與抑製等工業互聯網安全技術;故障預測與(yǔ)健康管理(PHM)等(děng)測控產品安全可用關(guān)鍵技術研究;開展(zhǎn)功能、網絡安全工業化試驗驗證,典型工業協議(yì)安全性分析驗證(zhèng),工業互聯網安全漏洞庫等研究。
(九)工業傳感器
針對工業互聯、智能製造的高端需(xū)求,順應傳(chuán)感器微型化、集成化、智能化發展趨勢,形成一批高端傳感器和儀器儀表產品,支撐我國智能製造(zào)發展,解決微納傳感(gǎn)器矽基(jī)兼容製造、封裝、可靠性、集成化等核心共性技術,引(yǐn)領未來發展。
1.工業互聯網用微納傳感器(qì)
研究無源無線多參數(shù)監測傳感器,高能量密度振(zhèn)動能量收(shōu)集(jí)器等前沿技術。研發傳感器與電路協同設計技術及設計工具(jù),傳感器與電路單片集成工藝技(jì)術,矽基功能薄膜兼容製造等關鍵共性技術。開發單片集成傳感器(qì),陣列傳感器,多功能傳感器,低功耗傳感(gǎn)器,無線集成傳感器等(děng)產品。
2.離散製造業用微納傳感器
研究柔性襯底傳感器,芯片級原子效應傳感器(qì)等前(qián)沿(yán)技術,研發數(shù)字全場激光超聲檢測技術,高精度二維(wéi)三維光柵(shān)測試等關鍵共性技術。研發運動(dòng)部件溫度、應變、振動傳感器,轉(zhuǎn)速傳(chuán)感器,微(wēi)型(xíng)繼電器,微型電場傳感(gǎn)器(qì),***位移同步測量傳感器(qì),微型高精度姿態測(cè)量(liàng)單元(yuán)等產品。
3.流程工業用微納傳感器(qì)
研究高精度諧振式壓力傳感器,微型聲矢量傳感器(qì)等前沿技術。研發傳感器芯片與封裝材料特性測試技術及其數據庫,微(wēi)傳感器可(kě)靠性及其測試等關鍵共性技術。研發高溫壓力傳感器、風速風向傳感(gǎn)器、紅外高溫傳(chuán)感器、工業現場氣體(tǐ)檢測傳感器等產品。
4.智能製造用儀器(qì)儀表
研究(jiū)智(zhì)能儀器儀表可靠性建模、設計與仿真,參數標定與校準(zhǔn)、非線性補償方法等動態測試與性能評估,關鍵部件芯片化等(děng)前沿技術;研發複雜工業測量儀表在(zài)線標定,高端智能測量儀表(biǎo)設計(jì)、精確自動補償、生(shēng)產工藝、裝配(pèi)等,在線(xiàn)分析儀(yí)器小型化關鍵部件、微弱信號精(jīng)密(mì)檢測等(děng)共性關鍵技術;研發高精度壓力/質量/流量/物位儀表,壓(yā)力/質量流量儀(yí)表在線批量化標定裝置,小型化在(zài)線分析儀、感(gǎn)知/控製/驅動一體化控製器等產品。
5.特種專用儀器儀(yí)表
研究力熱平衡結構設計、多傳感器三維納米定位等納米三坐標測量,工件姿態和運動參數測量、空(kōng)間坐標測量(liàng)、大型零部件(jiàn)尺寸和形位誤差測量(liàng)、激光跟蹤等大型裝(zhuāng)備製造智能化測量(liàng)等前沿(yán)技術,研發工業現場(chǎng)級虛擬測量、工業設施現場故障診斷、特種執行機構和控製閥設計、製造和仿真等(děng)共性關鍵技術,研製激光跟蹤測量儀器、現場級(jí)虛擬測量儀表、複雜機械運行故障(zhàng)檢測等工業現場(chǎng)專用診斷儀器、特種執行機構和(hé)控製(zhì)閥等。
(十)智能工廠
適應工廠智能(néng)化的發展趨勢,重(chóng)點研發智(zhì)能(néng)製造標準化(huà)共(gòng)性關鍵技術,實現智能工廠共性關(guān)鍵技術研發(fā)、技術的工程化和產業化。提升我國工業自(zì)動化行業的整體創新水平和自(zì)主裝備能力,滿足科技創新、產業升級和轉型的(de)重(chóng)大戰略需求。
1.工業互聯網(wǎng)技術與係(xì)統
針對物理信息係統中信息與物理交叉融合(hé)造成的複雜性(xìng)係統問(wèn)題,建立工業互聯網複雜係統模型(xíng),攻克以智能工廠為對象的全網互聯技術,給出工業互聯網複雜係統的實現能力、性(xìng)能分析與評價方法。重點研究工業互聯網(wǎng)一體化架構、工業互聯網的泛在(zài)感知網絡互聯和實時控製技(jì)術、多(duō)源異構網絡互聯與語義化互操作技術(shù)、動態自組(zǔ)織軟件定義的工業(yè)控製網絡技(jì)術、工業互(hù)聯網驗證測試平台。攻克大規模、異構、高實時、高安全(quán)、可重構工業(yè)互聯網(wǎng)共(gòng)性關鍵技術,實現工業(yè)互聯網係統安全可靠應用,建立工業(yè)互聯網與智能工廠測試驗證平台。
2.智能控製器與(yǔ)係統(tǒng)
以(yǐ)新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ),研製新型(xíng)、高端、可(kě)信智能控製器,提升工廠製造過(guò)程和製造裝備(bèi)的自有處理能力和智能水平。重點研究智能裝備CPS型控製器與關鍵技術、基於(yú)移動互(hù)聯的智能(néng)產線控製管理器、高可信多重冗(rǒng)餘(yú)控製係統與關鍵技術、新(xīn)一代SCADA係統與關鍵技術、工業(yè)組態和工業監控等(děng)工業軟件、精密係統裝配過程(chéng)數據采集與控製裝置(zhì)。攻克雲端服務、高實時任務、高可(kě)信控製共性關鍵(jiàn)技術,實現實時仿真(zhēn)、全(quán)分布式控製、多種控製器無縫集成。
3.製造過程的係統設計、控製與優化
針對智(zhì)能工廠的工程化基礎方法和實(shí)施手段,研究(jiū)開(kāi)發麵向CPS的工程工具和實時(shí)在線優化控製工具以及先進的模型庫知識庫,提升智能工廠的工程應用目標。重點研究生產過程與設備的建(jiàn)模仿真(zhēn)與優化控製技術、先進製造智能服務體係與全流程智能優化技術、全過程的數(shù)據(jù)實時獲取分析與信息整合(hé)技術、工業互聯(lián)網語義化編程技術與組態工具、分子級表征建(jiàn)模工具與在線實時優化控製係統設(shè)計平台、模(mó)塊(kuài)化協同設計工具與實時控製係統設計平台。攻克分(fèn)子級表征與建模、多層域多尺度建模(mó)、係統(tǒng)設計、基於知識和(hé)數據的仿(fǎng)真模擬與實時優化、在(zài)線服務與全流程優化技術,實現仿真設計(jì)與控製優化係統工具與平台。
4.CPS製造執行係統與運營管(guǎn)理
針對智能工廠的生產要素(sù)、能效管理、智能決策(cè)和生(shēng)產服務關鍵技術,研究基(jī)於“互聯網+智能(néng)工廠”的運營管理平台,實現智能工廠平台化方法的建立和實施。重點研究基於雲平台的CPS製造執行係統(tǒng)、製(zhì)造過(guò)程能效仿真、監測與管控技術、生產要素的狀態監測診斷與健康管理技術、企業級輔助決策智能化與可視化平台。攻克服務總線、動態配置、能效模型、生產要素模型、可視化呈現、智(zhì)能輔助決策關鍵技術,實(shí)現智能工廠的運營(yíng)管理。
5.智能工廠(chǎng)的可重構技術及原型平台
針對智(zhì)能工廠批量化定製(zhì)需求(qiú),研究工控係統可(kě)重構技術,研製智(zhì)能工廠原型平台(tái),實現產線裝(zhuāng)備、製造過程和雲平台服務資源可重構能力。重點研究(jiū)裝(zhuāng)備(bèi)控製器可(kě)重構(gòu)技術、產線可重構技術、工業互(hù)聯網與雲平台可重構技術、智能工廠可(kě)重構原型平台。攻(gōng)克裝備控製係統可重構技術、產(chǎn)線裝備可(kě)重構技術、工業互聯網可重構技術、雲平台(tái)服務資源可重構技術,實現集成可重構技術的智能工廠原型平台。
(十一)網(wǎng)絡協同製造
以推進互聯網與製造業、服務與製造融(róng)合發展為主線,以(yǐ)重塑製(zhì)造業技術(shù)體係、生產模式、產業形態和價值鏈以及促(cù)進製造業轉型升級為目標,探索(suǒ)一批引領發展的(de)製造與服務新模式,突破一批網絡協同製造理論、關(guān)鍵技術與標準,研發一批“互聯網+”協同製造(zào)工(gōng)業軟(ruǎn)件,創建一批(pī)“互聯網+”製造(zào)服務平台。
1.網絡協同製造模式與(yǔ)理論
圍繞推(tuī)進互聯網與製造(zào)業、服務業與製造業(yè)融合發(fā)展以及打造智慧企業的創新需求,探索雲製造等網絡協同製造新模式;研究智慧空間與工業大數據、服務(wù)型製(zhì)造與製造服務融合等前沿理論;研發與構建產品全(quán)生命周期製造服務融合、多(duō)模式智能供應鏈、服務價值鏈協同、多學科支撐的工業大數據精準分析、在線運維與預測運營等核心(xīn)模型與關鍵(jiàn)技術。為重塑製造業技術體係、產業形態(tài)和價值鏈提供理(lǐ)論支撐。
2.“互聯(lián)網+”協同製造工業(yè)軟件
圍繞基於互聯網的協(xié)同製造服務新(xīn)模式,麵向創新設計、企業(yè)經營與資源管理、產品全生命周期製造服務以及工業雲、工(gōng)業大數據、工(gōng)業互聯網等平台係(xì)統的構建,研發複(fù)雜產品全(quán)數字化優化和仿真(zhēn)、產(chǎn)品全生命(mìng)周期(qī)/服務生命周期管理、資源管理與智能供應鏈協同、基於OT的智能服務、工業大數據分析等平台係統與軟件,形成“互聯網+”協同製造工業軟件(jiàn)係統,支撐網絡協同製造創新發展。
3.基於“互聯網+”的創新設計
探索(suǒ)支撐製造業要素資源共享互聯及(jí)社會力量(liàng)參與互動的研發設計(jì)新模(mó)式;攻克“互聯網+”環境下(xià)設(shè)計資源(yuán)共享、研發設(shè)計價值鏈協同以及眾創空間構建(jiàn)新技術;研發支持雲製造的設計資源共享與協同創新平台、典型行業眾創服務平台以及製造業產品眾包設計服務平台。推進製造業從“企業創新”到“眾創眾包”的發展轉變。
4.資源管理與(yǔ)智能供應鏈
攻克“互聯網+”環境下基於工業雲與工業大數據(jù)的(de)企業經營管理及資源(yuán)集成共享技術、智能供應鏈協同與精準服務技術;研發製造核心企業和第三方服務商(shāng)主導的多模式製造企業經營管理與資源集成共(gòng)享雲平台、智能供應鏈管(guǎn)理集成平台與產業價值鏈(liàn)協同雲平台;構建企業製造資源協同空間。推動從“企業運行”向價值鏈“協同運營”轉變(biàn)。
5.產品全生命周期製(zhì)造服務
攻克製造服務價值鏈重構、產品服務生命周期管理、在線運維與預測運營等關鍵技術;研發產品(pǐn)服務生命周期集成管理(lǐ)平台、製造服務價值鏈協同雲服務平台以及高端裝備智能預測與精準服務雲平台;打造製造與服務融合的服務價值鏈協同新體係。支(zhī)撐製造(zào)業向(xiàng)“製造(zào)+服務”轉型升(shēng)級(jí)。
6.工業大數據驅動的網(wǎng)絡協同製造平台
攻克產品(pǐn)數(shù)據鏈、資(zī)源數據鏈、供應數據鏈、製造數據鏈、服務數據鏈及其無縫集成(chéng)、工(gōng)業大數據驅動的企業智能決策(cè)與預測預(yù)警等關鍵技(jì)術(shù);研發基於工業大(dà)數據的企業業務(wù)管控與決(jué)策分析、企業智(zhì)慧數據空間構建等技術係(xì)統;打造雲製造(zào)服(fú)務平台、工業大數據驅動的網絡協同製造平台等(děng);構建企(qǐ)業智慧數據空間,開展平台典型應用。
(十二)綠色製造
重點麵向我國(guó)製造業發展(zhǎn)中高能耗、高汙染的問題,以提高資源能源效率和降低環境負荷為(wéi)主線,以綠色產品、綠色工廠為目標,掌握生(shēng)態設計理論(lùn)與工具、綠色製造方法(fǎ)與工藝、試驗驗證平(píng)台、綠色標準與規範等基礎共性技術,推廣基礎製造工藝綠色化、流程工業(yè)綠色(sè)化技術,提升通用(yòng)設備產品能效、工(gōng)業廢棄物回收再製造與(yǔ)再資源化(huà)等生態效率水平。
1.基於綠色理(lǐ)念的減量化設計與創新設計(jì)
通過創(chuàng)新研發,突破新材料應用(yòng)及改性設計、節能降噪設計、個性化定製(zhì)設計、可拆解(jiě)與回收設計等生態(tài)設計關鍵技術(shù)。掌握(wò)全生命周期高效綠色循環再(zài)利用(yòng)基礎理論及關鍵技術,實現戰略性資源高效綠色循環再利用。研究典(diǎn)型綠色產品新原理、新結構設計及應用關鍵技術(shù),開發一批綠色製造前沿技術(shù)、核心技(jì)術與裝備,開發推廣綠色產品,引導綠色生產。
2.綠(lǜ)色加工工藝與裝備
重點(diǎn)研究基(jī)礎工藝綠色化技術、流程工業綠色(sè)工藝技術、量大麵廣的典型通用設備產品節能、減(jiǎn)排、降耗技術。實施重點行業係統改造的示(shì)範應用。開發高效清潔基礎製造工藝及裝備、無(wú)害化(huà)表麵處理工藝技(jì)術、少(shǎo)無切削液清潔加工工藝與設備、鋼鐵短流程工藝(yì)、有色金屬清(qīng)潔冶(yě)煉工藝。開展製造工藝創新和(hé)集(jí)成應用(yòng),加快實現重點行業製造係統和(hé)裝備的綠色升(shēng)級(jí)。
3.製(zhì)造係統(tǒng)能效優化關鍵技術
圍繞(rào)製造係統能(néng)效優化與提升和終端用能產品節能(néng),突破產品能(néng)效及其(qí)集(jí)成優化匹配技術,製造係統機群綜合能效模型(xíng)與智(zhì)能分析技術、機群綜合能效的智能協(xié)同優(yōu)化控製技術;掌握係統(tǒng)能效分析(xī)與獲(huò)取、能效評價、監控與優化管理、設備係統能效提升、工藝係統多目(mù)標決策優化(huà)、工件比能效率提升等(děng)係列關鍵技術;在規(guī)模以上企業開展車(chē)間、工廠以及產業集群的能耗定額管理和高能(néng)效優化運行,推行製造係統能效評價(jià)和優化應用。
4.資源循環利用核心技術
突破典型機械裝備(bèi)及零部件智能再(zài)製造和流程行業在役再製造關鍵技術,推動再製造成套技術與裝(zhuāng)備水平上台階及(jí)產業模式創新,培(péi)育形成從舊件(jiàn)到再製(zhì)造產品的循環產業鏈,提高再(zài)製造效率及其產業附加值。掌握大宗材料高效、精細化、高附加值資源化技術和裝備,推進資源(yuán)再(zài)生利用產業規範化、規模(mó)化發展,逐步擴大產業(yè)規模,提升(shēng)資源化效率及其產業附加值,培育形成新的經濟增長點。
5.行業(yè)/區域綠色工廠、綠色產品集成應用示範
創新綠色製造產(chǎn)業新模式,係統研究綠色製造的基礎理論、運(yùn)行(háng)模式、建模仿真技術,綠色產品、綠色工廠標準體係(xì)、評價標準。在汽車、機床、鋼鐵、冶金等行業/區域的開展全產業鏈綠色(sè)製造技術、綠色工廠、綠色(sè)產品的集成應用示範。
(十三)先進製造科技創新示範工程(chéng)
圍繞“智能化、服(fú)務(wù)化、綠色化”發展的大趨勢,積(jī)推(tuī)進智(zhì)能一代機械(xiè)產品創新示範、製造業信息(xī)化創(chuàng)新示範(fàn)和綠色製造集成應用創新示範等工作(zuò),培育示範行業、示範省市、示範企業,大力(lì)推動和引領信息(xī)技術與製(zhì)造技術深度融合發展(zhǎn),支撐(chēng)製造業(yè)向高端製造和價值鏈高端轉型升級。
1.智能化裝備/生(shēng)產線集成技術開發與應用示範
重點麵向工程機械、紡織機械、輕工機械、流程工業機械等行業重點骨(gǔ)幹企業,研究智能化裝備/生產線關鍵技術及標準規(guī)範,研發智能化製造裝(zhuāng)備(bèi),構建智能化生產線,開展應用示範,提升裝(zhuāng)備/生產線整體使(shǐ)役性能。
2.智能工廠集成技術開發與應用示範
麵向重大(dà)裝備製造、柔性化定製生產、流程(chéng)生產行業重點骨幹企業,研究智能工(gōng)廠集成應用(yòng)技術和(hé)相關標準規範,研發(fā)智能工(gōng)廠模型,構建智能工廠(chǎng)運行管控平台及係統,開(kāi)展應用示範,支撐企業(yè)敏(mǐn)捷化、柔性化、定製化、智能化和高效、綠色生產。
3.網絡化(huà)製造服(fú)務關鍵技術(shù)研究與(yǔ)應用示範
麵向大型複雜裝備、汽車、家電等行業,圍繞產品全生(shēng)命周期和服務價值(zhí)鏈(liàn),研(yán)究(jiū)服務型製造(zào)、雲製造、互聯製造(zào)、雲服務等製造服務關(guān)鍵技術(shù),構建網絡化製造服務平台,開展應用示範,引領製造業向服務化和價(jià)值鏈高端轉(zhuǎn)型。
4.智慧企業集(jí)成技術開發(fā)與應用示範
麵向(xiàng)生(shēng)產行業龍頭企業,研究基於互聯網的協同製造新模式和智慧企業模型,構建工業大數據驅動(dòng)的網絡協同製造平台,提(tí)高智慧企業綜合管理運營水平,開展(zhǎn)應用示範,提升企業核心業務能(néng)力和參與全球競爭(zhēng)能力。
5.重點(diǎn)行(háng)業/典型區域先(xiān)進製造綜合應用(yòng)示範(fàn)
麵向重(chóng)點行業和製造業相對密集的省市地方支柱及特色(sè)產業,組織實施“智能一代機械產品創新示範”、“製造業信息化創新示範”和“綠色製造集成(chéng)應用創新示範”,開展(zhǎn)智能化裝備/生(shēng)產線、智能工廠、網絡化製造服務、智慧企業、綠色製造等綜合(hé)應用示範,建設技(jì)術服(fú)務體係,培育示範企業,帶動智能化、綠色化、服務化推廣應用。
6.先(xiān)進製造技術服務體係與支撐環境建設
麵向重點行業和典型區域,政府(fǔ)引(yǐn)導與市場機製相結合,建(jiàn)設技術服務平台、機構,完善人才(cái)培訓、谘詢服務、應(yīng)用示範體係建設,形成(chéng)先進製造技(jì)術服務體係與支撐環境,為製造業轉型升級和創(chuàng)新發展營造良好的支撐環境。
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