根據科技部等官方機構網站信息，2021年國家重點研發計劃重點專項已陸續啟動。
據不完全統計，截至目前2021年國家重點研發計劃重點專項已啟動7個項目，其中綜合交通運輸與智能交通、製造基礎技術與關鍵部件、網絡協同製造和智能工廠、主要經濟作物優質高產與產業提質增效科技創新、政府間國際科技創新合作、科技冬奧等6個項目處於徵求意見階段，主動健康和老齡化科技應對項目已經發布申報指南。
2021年國家重點研發計劃已啟動項目一覽
（截至9月28日）
序號
項目名稱
申報狀態
任務、研究方向或項目
1
綜合交通運輸與智能交通
徵求意見
共部署15個重點研究任務：
1．交通基礎設施智能化；
2．載運工具智能協同；
3.交通運行監管與協調；
4.綜合運輸安全風險防控與應急救援
2
製造基礎技術與關鍵部件
徵求意見
1. 基礎前沿；
2. 共性關鍵；
3. 示範應用；
3
網絡協同製造和智能工廠
徵求意見
1. 基礎支撐技術；
2. 工業軟體技術；
4
主要經濟作物優質高產與產業提質增效科技創新
徵求意見
擬發布3個應用示範類定向任務方向，每個項目下設課題數不超過5個。
1.雜交構樹扶貧產業關鍵技術集成研究與應用示範；
2.林下中藥材優質生產關鍵技術與科技扶貧模式示範；
3.西藏青稞和飼草產業提質增效關鍵技術研究與示範；
5
主動健康和老齡化科技應對
指南發布
支持項目3項：
1. 運動促進健康精準監測關鍵技術和專用晶片的研發；
2. 老年前列腺增生的防控技術研究；
3. 老年與殘疾人友好型智能人居環境集成研究與應用示範；
6
政府間國際科技創新合作
徵求意見
第一批項目將設立29個指南方向，支持項目任務數266項左右。
7
科技冬奧
徵求意見
1、冬奧會科學辦賽關鍵技術；
2.冬季項目運動訓練與比賽關鍵技術；
3.公共安全保障關鍵技術
根據《國務院關於改進加強中央財政科研項目和資金管理的若干意見》（國發〔2014〕11號）、《國務院關於深化中央財政科技計劃（專項、基金等）管理改革方案的通知》（國發〔2014〕64號）、《科技部 財政部關於印發國家重點研發計劃管理暫行辦法的通知》（國科發資〔2017〕152號）等文件要求，現將國家重點研發計劃「綜合交通運輸與智能交通」「製造基礎技術與關鍵部件」「網絡協同製造和智能工廠」重點專項2021年度項目申報指南建議（見附件）向社會徵求意見。徵求意見時間為2020年9月27日至2020年10月11日。
國家重點研發計劃相關重點專項的凝練布局和任務部署已經戰略諮詢與綜合評審特邀委員會諮詢評議，國家科技計劃管理部際聯席會議研究審議，並報國務院批准。本次徵求意見重點針對各專項指南方向提出的目標指標和相關內容的合理性、科學性、先進性等方面聽取各方意見。科技部將會同有關部門、專業機構和專家，認真研究反饋意見，修改完善相關重點專項的項目申報指南。徵集到的意見將不再反饋和回復。
電子郵箱：
序號
重點專項名稱
郵箱地址
1
綜合交通運輸與智能交通
gxs_njc@most.cn
2
製造基礎技術與關鍵部件
gxs_zdhc@most.cn
3
網絡協同製造和智能工廠
「綜合交通運輸與智能交通」重點專項2021年度項目申報指南建議
（徵求意見稿）
為落實《 國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020 年）》《「十三五」國家科技創新規劃》以及《「十三五」交通領域科技創新專項規劃》等提出的任務，國家重點研發計劃啟動實施「綜合交通運輸與智能交通」重點專項。總體目標是：解決我國綜合交通運輸系統存在的 運行監管能力弱、多方式協同運行效率低、運輸安全主動 防控能力差、集成服務不足等突出問題，重點突破綜合交 通運輸基礎科學難題和重大共性關鍵技術，開展典型應用 示範。大幅增強綜合交通運輸協同運行和智能監管能力， 全面提升我國綜合交通運輸綜合化、智能化水平和服務品質。
根據本專項總體部署，進一步聚焦科技支撐交通強國建設和國家重大戰略需求，落實科技部與交通運輸部、科 技部與國家民航總局的科技戰略合作協議，加快推進交通 與信息、交通與能源的技術融合，引領綜合交通運輸智能 綠色發展，現提出2021 年度項目申報指南建議。
本專項遵循「基礎研究、重大共性關鍵技術、典型應用示範」全鏈條創新設計、一體化組織實施原則，按照交通基礎設施智能化、載運工具智能協同、交通運行監管與協調、大型交通樞紐協同運行、多方式綜合運輸一體化、綜合運輸安全風險防控與應急救援等6個技術方向，共部署15個重點研究任務。專項實施周期為5年（2018—2022 年）。
1. 交通基礎設施智能化
1.1 高速公路基礎設施綠色能源自洽供給與高效利用系統關鍵技術研究（共性關鍵技術類）
研究內容：研究與我國高速公路運維需求和太陽能等可再生能源自然稟賦相適應的交通基礎設施資產能源化和 交通自洽能源系統的技術架構；研究我國高速公路網高彈 性、高能效自洽能源系統的技術方案和模式；研發基於高 速公路基礎設施用能特性和綜合能源微網的交通自洽能源 技術；研究與綠色能源自洽和環境低影響相適應的高速公 路運維技術；研發具備多源多態利用功能的交通基礎設施 服役狀態「監-運-維」綜合能源自洽高效利用技術與系統。
考核指標：針對典型高速公路需求場景，形成普適於主要高速公路運行環境的太陽能、風能等綠色自洽能源系 統技術解決方案集，並通過試驗驗證；完成不少於裡程總 規模300 公裡的示範工程建設，覆蓋我國東部、西部地域的三種以上典型綠色能源自洽場景，具備完善的交通基礎設施運維用電負荷，以及電動化驅動載運裝備和維修運轉裝備在途能源補給能力，交通基礎設施運行用能自洽率≥30%，交通運行安全相關設施綠色能源自洽保障率達到100%。
1.2 超大跨徑纜索承重橋梁智能化設計軟體與核心技術標準研發（共性關鍵技術類）
研究內容：研究超大跨徑纜索承重橋梁新型結構體系，研究強風、地震與極端環境下的智能結構分析核心基礎理 論；研究基於荷載非線性特徵及複雜環境多荷載場耦合影 響的結構智能化離散、分布式計算、結果自檢驗、人本化 後處理應用等關鍵技術，研發高複雜度超大橋梁全過程設 計智能化軟體系統；研究超大型橋梁設計、新型材料、智 能建造及驗收的國家標準體系框架，編制超大跨徑橋梁設 計核心技術標準。
考核指標：提出超大跨徑纜索承重橋梁（斜拉橋主跨≥1200m，懸索橋主跨≥2000m）等新型結構體系和智能結構分析關鍵基礎理論；研製具有完全自主智慧財產權、融合結 構多重非線性及多荷載場耦合作用的超大跨徑橋梁全過程 智能化設計分析軟體系統1 套，在實際橋梁工程設計中通過測試驗證，計算精度≥95%；建立超大跨徑纜索承重橋梁國家技術標準體系框架，編制超大跨徑纜索承重橋梁設計國家標準（送審稿）不少於5項。
2. 載運工具智能協同
2.1 大型貨櫃港口智能綠色交通系統關鍵技術研究與示範（共性關鍵技術類）
研究內容：研究我國大型貨櫃港口交通系統智能運行與綠色能源交互的系統構型及適用性；研究基於5G技術的港口運行車-路-船-港-雲一體化系統架構，設計港區及疏運貨櫃運輸車輛網聯數據架構和信息流，研發高可靠的 雲控基礎軟硬體關鍵技術，研發麵向港口動態環境的數字 孿生系統和數位化基礎設施；研發貨櫃運輸車輛港區作 業自動駕駛系統和疏運自動編隊駕駛系統、港區拖輪靠離 泊作業智能感知和安全輔助駕駛系統；構建融合5G 技術的港區作業車輛、港區作業船舶、疏運貨櫃運輸車輛一體 化智能管控平臺，研究港口智能綠色運行狀態監控與安全 預警技術。
考核指標：提出我國大型貨櫃港口交通系統智能運行與綠色能源交互的技術模式及架構；數位化基礎設施和 數字孿生系統滿足港口交通系統運行需求和動態環境重構 要求，具備目標定位與管理功能；貨櫃運輸車輛港區作 業自動駕駛、疏運編隊（不少於5 輛）自動駕駛系統支持車距不高於5m，車速不低於40km/h 的密集行駛，在港區道路、疏運道路等複雜場景中得到應用驗證，運輸效率提升10%以上；實現港區前沿500 米範圍內拖輪靠離泊作業智能感知和安全輔助駕駛，對障礙物有效跟蹤率≥98%，速度、航向、跡向等狀態識別誤差<10%，延時≤200 毫秒，提供運動預測、預警與決策輔助，靠離泊作業時間減少10% 以上；形成大型貨櫃港口交通系統智能運行、數位化基礎設施等行業技術規範標準（送審稿）不少於3 項；在大型貨櫃港口進行綜合示範驗證。
2.2 機場場面智能運行管控關鍵技術研究與示範（共性關鍵技術）
研究內容：研究基於精確位姿信息的航空器、車輛、人員運動狀態分析及地面保障作業進程數位化解析技術，構建場面運行數字孿生系統；研究5G 與航空電信網融合的機場場面空地一體化互聯關鍵技術，研發符合民航地空安全通信要求的航空寬帶數據鏈機載及地面裝備，構建基於業務驅動的多運行主體數據共享網絡；研究機場場面航空器、車輛、作業人員混合場景下車-機、車-車協同運行模式，研究基於空地一體化共享網絡的車-機-場道通行與避撞的融合控制技術，研發空地融合的場面數字滑行引導系統與車載安全輔助駕駛系統；研究機場場面複雜場景下的全局態勢評估、風險預警和資源調度優化技術，構建場面多主體運行管控技術架構，研製機場場面智能管控平臺。
考核指標：實現場面作業保障關鍵節點數位化解析，數字孿生系統時間精度偏差小於5 秒，每秒支持不少於5000個孿生對象的數據處理更新計算；航空寬帶數據鏈系統符合國際民航組織標準DOC9718的規定，傳輸速率不低於40Mbps@5MHz；機場場面空地一體化通信網絡應兼容國際民航組織標準DOC 9880、DOC 9896 的要求，支持地空數位化協同管制服務功能；車輛對航空器主動感知距離≥300 米，安全輔助駕駛下車-機衝突消解率達到99%以上；機場場面智能管控平臺具備航空器、車輛、作業人員等活動目標協同運行管控功能，完成真實業務場景下技術驗證， 場面航空器平均滑行等待時間下降 30%以上；編制機場場面通信與運行管控的國家/行業技術標準（送審稿）不少於1 項；在年吞吐量大於3000 萬人次以上大型機場進行綜合示範驗證。
3. 交通運行監管與協調
3.1 民用飛機典型航電設備適航安全性設計及測試驗證關鍵技術研究（共性關鍵技術）
研究內容：研究融合架構冗餘、級聯失效隔離、軟錯誤識別與防護及系統工程等要素的國產飛機典型航電系統 高安全性設計技術；研究國產飛機典型航電系統可組構的 形式化安全性驗證方法，研發自主的系統安全性評估與適 航審定工具平臺；研發符合適航要求的新型自主航路氣象 探測機載設備樣機，完成設備安全性分析、評估方法應用 與適航模擬審定；研究不完備源數據下機載設備集成完好性分析測試等關鍵改裝技術，研究基於虛擬仿真技術的全 機複雜電磁環境防護符合性驗證方法，設計新型自主航路 氣象探測設備在國產運輸類飛機上的加改裝方案；在國產 運輸類飛機上對氣象探測設備樣機進行驗證試飛，研究航 電設備試飛程序設計方法，研究複雜飛行環境和臨界條件 的設備的安全性能驗證試飛技術。
考核指標：國產飛機典型航電設備高安全性設計與驗證方法滿足SAE ARP4761 標準與SAE4754A 標準；航電設備系統安全性評估與適航審定工具平臺支持FHA、PASA、PSSA、CCA、SSA、SEE、EWIS 等功能，支撐7 層以上安全性部件/模塊集成運算，提供案例和知識導引功能，具備運行數據的適航監測預警功能；設備樣機符合RTCA DO- 178C 和DO-254 標準，達到C 級DAL，設備MTBF 高於15000 小時，功能異常概率小於1×10-6/飛行小時；改裝技術安全性符合CCAR25.1309 要求，系統功能喪失概率不高於1×10-5/飛行小時，完成覆蓋10KHz-18GHz 全頻段通用電磁幹擾信號分析，滿足RTCA DO-160G 標準；完成新型自主航路氣象探測機載設備加改裝並進行不少於5 個架次的驗證試飛；編制航電設備安全性評估諮詢通告（送審稿）、審定指南（送審稿）不少於2 項。
4. 綜合運輸安全風險防控與應急救援
4.1 彈性交通系統建模評估理論方法研究（基礎研究類）
研究內容：研究能力可伸縮、網絡可重構的彈性交通系統的構成要素、結構、功能及技術特徵，揭示系統構件 的基本屬性、主體要素分類及時空協同機制；研究彈性交 通系統的邏輯功能與物理實體間的映射關係和物理分層方 法，建立邏輯功能架構和物理架構；研究彈性交通系統在 外界變化及風險因素幹擾下的多態演化機理和遷移特徵， 系統多態遷移的序參量等準則性指標；研究面向交通需求 的動態功能域分層重構及融合理論，構建面向系統性能保 持和安全運行的多尺度、多目標隱患防止、容許、預警、 調控與恢復技術及策略方法；研究可部署的典型彈性交通 應用系統參考設計方法，系統彈性可伸縮、可重構、敏捷 調控等關鍵特性評估驗證方法；研發彈性交通系統複雜體 系架構設計仿真軟體系統。
考核指標：建立彈性交通系統體系架構設計方法及理論體系，形成彈性交通系統架構體系和動態建模描述方法；提出彈性交通系統隱患預防、保持、調控與恢復策略方法集；開發具有系統體系架構設計、彈性性能評估、結構功能優化等功能的設計仿真原型系統，系統覆蓋4類不同交通方式典型應用場景、10類不同風險隱患、組分構成不少於100個，可輸出5種以上不同應對策略方法。
「製造基礎技術與關鍵部件」重點專項2021年度項目申報指南建議
（徵求意見稿）
為落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006— 2020 年）》《國家創新驅動發展戰略綱要》等規劃，國家重點研發計劃啟動實施「製造基礎技術與關鍵部件」重點專項。根據本重點專項實施方案的部署，現提出2021 年度項目申報指南建議。
1. 基礎前沿
1.1 滾動軸承基礎物理參數檢測技術
研究內容：研究滾動軸承潤滑性能檢測原理與技術；研究滾動軸承旋轉組件溫度檢測原理與技術；研究滾動軸承內部遊隙及受力狀態檢測原理與技術；滾動軸承基礎物理參數檢測技術在高端軸承設計及服役中應用驗證。
考核指標：研製出真實工況條件下軸承的油膜厚度與分布、旋轉組件溫度、軸承內部遊隙及受力狀態的檢測裝置；油膜厚度測量範圍0.1μm~300μm，解析度優於0.1μm；運轉條件下軸承內外套圈、保持架的溫度測量精度優於±0.5℃， 測量轉速不低於30000r/min；運行狀態下力測量精度優於±1%FS；申請發明專利≥3 項。
1.2 滾動軸承裝配基礎與智能裝配方法
研究內容：研究滾動軸承組件裝配工藝對服役性能影響機理，滾動軸承裝調工藝對轉子系統服役性能影響機理；研究滾動軸承組件/轉子系統裝配工藝參數優化方法與軟體系統；研製針對滾動軸承組件/轉子系統裝調過程，具備精準檢測、自動調整、自適應壓裝的智能裝配原理驗證系統。
考核指標：考慮滾動軸承裝調工藝參數的軸承服役性能仿真預測準確率＞70%；裝配工藝參數優化軟體可實現軸承組件最優選配、裝調載荷、裝調相位、連接載荷等參數精準計算；滾動軸承智能裝配工藝裝置裝配過程力載荷檢測與控制精度優於±0.5%FS；位移測量與調控解析度優於0.2μm；申請發明專利≥3 項。
1.3 高功率密度液壓元件摩擦副壽命預測與延壽設計
研究內容：研究液壓元件摩擦副的多尺度多自由度動力學特性、固-液-熱多場耦合建模理論；研究摩擦副間隙油膜關鍵參數原位測試原理；研究高速重載摩擦副性能退化規律和典型損傷機理，建立界面累積損傷和元件性能動態劣化評 估模型；研究新型摩擦副調控延壽設計方法，並開展相關試 驗驗證。
考核指標：2種以上液壓元件摩擦副油膜性能分析與動態演化仿真軟體各1套，仿真精度≥85%；液壓元件摩擦副油膜參數分布式測試裝備1套；申請發明專利≥2項。
1.4 高性能液壓閥性能在線監測與智能控制
研究內容：研究液壓閥口的衝蝕磨損及閥芯卡滯機理與演化規律；建立多維融合感知的液壓閥性能衰退與預測模型；研究電液控制閥服役過程的實時補償技術，開發具有性能監測和故障診斷功能的可編程集成控制器；研製高可靠智能型電液控制閥樣機並通過測試驗證。
考核指標：高可靠智能型電液控制閥樣機2種以上；平均故障間隔時間≥10000h，控制精度＜0.1%，典型故障檢測類型≥5 類，識別率≥80%；具備IO-link 總線通訊接口的位置軸控精度不低於1%FS；申請發明專利≥3 項。
1.5 齒輪傳動系統多維信息感知及智能運維基礎研究
研究內容：研究傳動/感知/控制等深度融合的智能化齒輪傳動系統，探索傳動系統全生命周期內齒面損傷、應力、溫度、振動等多維信息的監測新方法；研究齒輪傳動系統多維信息的故障自診斷及自適應調控等智能運維機制；研究齒輪傳動系統服役性能及殘餘壽命的智能預測方法。
考核指標：齒輪傳動系統智能感知及智能運維驗證系統1臺套；具備傳動系統內部應力、溫度、振動及齒面損傷等監測功能，綜合監測精度優於5%；具備智能運維功能，故障自診斷正確率不低於80%；申請發明專利≥3 項。
1.6 基於二維材料的柔性應變傳感器陣列
研究內容：研究基於二維材料的柔性應變傳感器敏感材料的性能調控方法和微觀機理；研究與微納加工、印刷工藝兼容的應變敏感材料、傳感器結構、可靠性及封裝技術，以及柔性應變傳感器陣列的加工方法；研製應變傳感可穿戴集成系統原型，在工業或人體表皮進行長期連續監測驗證。
考核指標：傳感器應變係數≥500，拉伸性≥50%，最低檢測限≤0.08%，循環穩定性≥50000 次@5%應變，響應時間≤50ms；陣列性能離散性≤5%；申請發明專利≥3項。
1.7 高靈敏磁電阻傳感器基礎研究
研究內容：研究高靈敏磁電阻傳感器敏感材料、原理和結構；研究低噪聲磁性多層膜結構材料；研究磁電阻-微機電和磁電阻-超導一體化調製效應的影響機理；研究高靈敏磁傳感器晶片製造工藝；研究傳感器的噪聲抑制、磁通匯聚、三維集成、封裝等關鍵技術；研究傳感器ASIC 晶片設計； 研製原型器件，並在工業現場試驗驗證。
考核指標：磁傳感器靈敏度優於200mV/V/Oe，量程±100μT，功耗≤100mW，本底噪聲≤1pT/√Hz@1Hz；申請發明專利≥3 項。
1.8 高靈敏MEMS 三維電場傳感器
研究內容：研究高靈敏MEMS 三維電場傳感器的敏感機理和結構；研究三分量電場耦合幹擾抑制方法及高精度測量方法；研究傳感器製備工藝、抗表面電荷積聚封裝等關鍵技術；研究傳感器弱信號檢測方法，研製出傳感器原型，並在工業現場試驗驗證。
考核指標：傳感器測量範圍0~100kV/m；單分量電場分辨力優於1V/m；軸間耦合度＜5%；準確度優於5%；傳感器敏感結構尺寸≤12mm×12mm；申請發明專利≥3項。
1.9 矽基厚金屬膜製造工藝基礎
研究內容：研究矽基MEMS 厚金屬膜工藝兼容性技術；研究高質量厚金屬膜材料力學性能匹配技術、工藝和原位測試技術；研究矽基厚金屬膜微結構釋放技術，開發基於矽基MEMS 厚金屬膜的原型器件。
考核指標：圓片直徑≥150mm，金屬膜厚度≥5μm，厚度誤差≤±3%；MEMS 繼電器負載電流≥500mA， 接觸電阻≤500mΩ，開關壽命≥106次；申請發明專利≥3項。
2. 共性關鍵
2.1 分布式獨立電液控制系統關鍵技術
研究內容：研究典型非道路移動機器的電液控制系統構型原理與參數優選方案；研製集成化一體化的電液控制執行機構；開發硬體在環仿真和試驗測試系統，研究全局功率匹配和高效能量管理方法；研究分布電液控制系統的高動態泵閥複合控制技術，並開展相關試驗驗證。
考核指標：分布式電液控制執行機構1 套，整機燃油消耗降低40%；分布式電液控制系統能效分析與優化設計軟體1 套；總線型數字式綜合控制器1套，流量控制誤差≤2%； 模擬測試系統平臺 1 套；申請發明專利≥2 項。
2.2 工業測控高精度矽基壓力傳感器關鍵技術
研究內容：研究差壓、表壓和絕壓高精度壓力傳感器晶片設計製造關鍵技術；研究矽基MEMS 加工應力控制方法與傳感器高可靠封/組裝技術；研究寬溫區溫度補償校準方法，實現系列化壓力傳感器在流程工業、裝備工業等重點領域應 用驗證。
考核指標：差壓傳感器量程0.015MPa，非線性誤差0.3%FS，遲滯0.05%FS，工作溫度-40℃~85℃；表壓傳感器量程0.5MPa，非線性誤差0.2%FS，遲滯0.05%FS，工作溫度-40℃~85℃；絕壓傳感器量程 3MPa，準確度0.02%FS，工作溫度-40℃~85℃；高溫壓力傳感器量程 2MPa，準確度0.25%FS，工作溫度-55℃~250℃，響應頻率≥400kHz；壓力變送器準確度0.05%FS；申請發明專利≥5 項。
2.3 工業機器人減速器狀態監測傳感器關鍵技術
研究內容：研究薄膜應變傳感器在機器人減速器部件表面上的原位集成工藝、設計製造及可靠性技術；研究適應減速器內部環境的無線應變傳感器設計製造及測量技術；研究MEMS 薄膜聲發射傳感器設計製造及可靠性技術；研製的傳感器在諧波減速器和RV（旋轉矢量）減速器應用驗證。
考核指標：諧波減速器應變傳感器靈敏度因子≥1.5，TCR（電阻溫度係數）≤110ppm，線寬≤10μm@曲率半徑62.5μm基底；RV減速器無線應變傳感器測試範圍0~1000με，誤差≤±1%；聲發射傳感器工作頻率範圍40kHz~400kHz，靈敏度優於60dB；申請發明專利≥3 項。
2.4 開放式數控系統安全可信技術
研究內容：研究開放式數控系統協議安全、密碼資源管理、數據安全等應用技術；研究數控系統密碼應用、身份管理及管理平臺等關鍵技術；開發與數控系統融合的可信密碼控制模塊；構建可信度量、可信驗證、信任鏈傳遞方法等數控系統安全可信體系結構及標準規範；在航空航天、裝備製造等領域開展安全可信數控系統的應用驗證。
考核指標：可信密碼模塊符合GMT 0028-2014 《密碼模塊安全技術要求》，加/解密時延＜1ms；基於可信密碼模塊的安全數控系統對程序、數據和功能具有不少於8 個級別的存取權限；數據傳輸加解密吞吐率≥100MB/S；可信互操作協議支持數控裝備互聯互通等協議≥3 種；制定標準規範≥3 項。
2.5 智能網聯工業控制安全一體化增強技術
研究內容：研究智能網聯工業控制安全一體化風險多重耦合機理、失效判定方法及入侵/故障檢測技術；研究實時狀態分析、動態風險預測和智能決策支持技術；研究設備安全增強的信息模型和數據接入方式；研製工業控制安全一體化增強裝置，在重大裝置、流程工業等開展應用驗證。
考核指標：增強裝置2 套，支持工業協議≥6 種，具備關鍵安全指標在線分析、動態適配和協同性驗證功能；知識庫和算法庫≥5 類；具備功能安全完整性SIL3、信息安全SL2 的儀表和控制設備≥3 種；制定標準規範≥2 項。
2.6 典型流程工業信息安全防護關鍵技術
研究內容：研究工業網際網路架構下典型生產過程和裝置的攻擊脆弱性機理及響應機制；研究內嵌工業特徵的信息安全防護關鍵技術；開發智能型安全防護原型系統；搭建測試驗證平臺，並在石油、化工等典型流程工業開展應用驗證。
考核指標：可配置、可移植的智能型信息安全防護原型系統2套，支持工業協議≥6種；功能安全完整性等級SIL2，信息安全等級SL2；申請發明專利≥5項，制定標準規範≥2 項。
3. 示範應用
3.1 動力系統關鍵傳感器開發及示範應用
研究內容：研究集成式多路電壓傳感器設計、高低壓可靠隔離、高壓切換開關及高精度模數轉換技術；研究寬量程電流傳感器晶片設計及可靠性技術；研究高精度電機位置傳 感器薄膜材料工藝、設計及製造技術，開發信號調理電路；開發傳感器及模塊應用技術，在電動汽車等領域示範應用。
考核指標：多路電壓傳感器最高檢測電壓≥1000V，電壓檢測精度≥0.5%，採樣率≥1MHz，解析度≥12Bit；電流傳感器直流量程±1000A，精度0.1%；電機位置傳感器轉速範圍0~30000r/min，解析度≥16Bit（360 度角度範圍），系統延時≤2μs；檢測高壓母線電流，功能安全等級ASILB；傳感器可靠性水平滿足用戶單位要求。
3.2 動力電池組控制安全傳感器開發及示範應用
研究內容：研究動力電池組單體電壓與溫度檢測方法，高速高精度模數轉換及多晶片擴展技術；研究電池熱失控的壓力、VOC（揮發性有機化合物）、氣溶膠等傳感器設計製造技術；開發傳感器及模塊應用技術，在電動汽車等領域示範應用。
考核指標：單體直流電壓監測範圍±5V，測量精度優於±2.5mV；熱失控監測傳感器壓力測量範圍50kPa～250kPa， 誤差≤±1.5kPa；VOC 傳感器檢測氣體成分包括：CO、CO2、C2H4、CH2O 有機揮發物，測量範圍 0~5000ppm，誤差≤±15%；氣溶膠傳感器測量範圍200μg/m3~5000μg/m3，誤差≤±15%；整機安全：防止乘客倉起火ASIL D，防止人員觸電ASIL D； 傳感器可靠性水平滿足用戶單位要求。
3.3 醫療影像裝備關鍵傳感器開發及示範應用
研究內容：研究SiPM（矽基光電倍增管）輻射傳感器設計製造；研究磁柵位置傳感器設計製造及抗輻照技術；研究強磁場背景下高分辨磁場傳感器設計製造技術；研究傳感器敏感元件與相關抗輻照調理電路設計；研製的傳感器在CT（斷層掃描儀）、PET（正電子發射斷層成像）、RT（影像引導放療）或MR（磁共振）等醫療影像裝備示範應用。
考核指標：輻射傳感器光子探測效率≥50%，增益≥2.5×106 ； 磁柵位置傳感器分辨力≤1μm ， 抗輻照能力≥100000cGy；磁場傳感器解析度 ≤10μT@1.5T ，靈敏度優於30nT/√Hz；上述傳感器至少在 2 類醫療影像裝備上示範應用；傳感器可靠性水平滿足用戶單位要求。
「網絡協同製造和智能工廠」重點專項2021年度項目申報指南建議
（徵求意見稿）
為落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006— 2020 年）》《國家創新驅動發展戰略綱要》《「十三五」國家科技創新規劃》等提出的要求，國家重點研發計劃啟動實施「網絡協同製造和智能工廠」重點專項。根據本重點專項實施方案的部署，現提出2021 年度項目申報指南建議。
1. 基礎支撐技術
1.1 工業邊緣計算系統級建模語言設計與工具研發
研究內容：針對工業邊緣計算高復用、可移植等應用設計的需求，研究支撐控制、組態、數據等多種應用開發的系統級圖形化建模語言；研究微服務與輕量化容器的工業邊緣應用部署、移植與動態重構方法；研究面向工業邊緣計算建模語言的確定性分布式計算模型。
考核指標：形成工業邊緣系統級建模語言，實現不少於10種常用工業邊緣計算語言混合設計編譯；研發一套建模語言集成開發環境以及運行時系統，支撐不少於5 種工業邊緣計算應用開發，在汽車、物流等大規模生產行業開展應用驗證；在系統級建模語言與運行時方面，制定國家或國際標準不少於3項，獲得軟體著作權不少於5件，申請發明專利不少於5項。
1.2 基於區塊鏈的可信工業網際網路關鍵技術
研究內容：針對大規模工業網際網路場景下的可信數據交互和協調製造需求，研究網絡內生的工業區塊鏈架構，設計大容量、低時延和可擴展的區塊鏈共識機制，研究適配工業製造場景的物聯數據智能採集合約和製造實體智能協同合約；研究內置區塊鏈的可信數據傳輸技術，建立物聯節點、邊緣設備和製造實體的全局唯一網絡標識，基於區塊鏈共識反饋實現標識節點的安全屬性評估，基於節點安全屬性評估實現內生安全的彈性傳輸機制；研究去中心化的可信協調製造技術，以區塊鏈共識算法驅動製造任務一致性協同，基於區塊鏈溯源機制實現下發製造指令的全周期監測，基於節點內置智能任務合約，實現下發指令的快速協同處理；研製「區塊鏈+」智慧工業原型平臺，驗證集成方案和系統指標。
考核指標：圍繞「區塊鏈+」智慧工業原型平臺，開發軟體構件不少於10個，具備區塊鏈即服務能力，上鏈節點不少於1千個，最大任務處理能力不少於1千條/秒；具備節點安全屬性評估和可信數據交互能力，支持最大並發分析流數量不少於10 萬條/秒，支持不少於6000 種攻擊檢測；具備去中心化的製造任務協同能力， 支持對OPC、ModbusTCP/ModbusRTU、SiemensS7、Ethernet/IP(CIP)、MMS、IEC104、DNP3 等不少於 50 種主流工業協議的深度解析；「區塊鏈+」智慧工業原型平臺在車輛裝配、能源電力等大規模生產行業開展不少於2 個應用驗證，支持不同行業的快速重構；在工業區塊鏈技術方面獲得軟體著作權不少於10 件，申請發明專利不少於10 項。
1.3 場景驅動的產品生態數據空間設計理論與方法
研究內容：面向製造業產品場景化應用的大規模個性化定製需求，針對跨企業產品生態難互通、服務碎片、設計生產交付難同步等問題，圍繞產品生態數據生成、匯聚、存儲、分析、使用和銷毀全過程，研究場景驅動的產品生態數據空間設計理論，研究跨企業產品生態異構數據採集匯聚、數據建模、清洗融合、關聯表示、可靠存儲、可信交換、快速索引、集成演化等方法；研究場景驅動的產品生態數據空間服務引擎，形成基於跨企業產品生態數據空間的知識圖譜構建、知識挖掘、主動決策及智能服務等方法及技術；研製場景驅動的產品生態數據空間管理原型系統，實現場景驅動的產品生態數據空間構建、服務和管理，並形成典型解決方案。
考核指標：建立場景驅動的產品生態數據空間設計理論與方法體系，形成產品生態數據生成、匯聚、存儲、分析、使用和銷毀全過程的數據體系架構。提出場景驅動的產品生態數據空間服務引擎，開發產品生態數據空間構建及知識挖掘、主動決策和智能服務軟體構件不少於10 個，構建跨企業產品生態百萬級結點、千萬級邊知識圖譜。研製場景驅動的產品生態數據空間管理原型系統，在家電、電子等大規模生產行業，圍繞核心製造企業及不少於200 個產品生態合作企業開展應用驗證，實現產品生態協同服務效率提升不少於20%。制定國家、行業或企業標準不少於2 項，獲得軟體著作權不少於5 件，申請發明專利不少於5項。
1.4 工業大數據驅動的產品質量智能管控理論和方法
研究內容：針對工業環境中資源分散、時延敏感、機理複雜等因素導致的產品質量難以得到有效管控的問題，研究面向產品質量的多過程匯聚的「工業網際網路+」大數據集成標準和模式，以及基於工業網際網路、OT/IT 融合、雲邊協同的產品質量大數據服務架構；研究工業大數據驅動的數據模型構建、評估以及數據模型與機理模型的融合理論和方法，揭示生產、運維與設備故障之間的數理因果關係；研究複雜工業場景中基於機器視覺和深度學習的影響產品質量的生產操作行為識別和異常事件探測技術，以及產品質量相關的動態不確定業務過程建模、挖掘、優化和預測方法；面向電氣、能源、特種設備等大規模生產行業開展相關理論、方法和技術的應用驗證。
考核指標：圍繞工業大數據驅動的產品質量智能管控理論和方法，開發多源工業大數據集成融合、生產操作行為識別、異常事件探測、業務過程挖掘和預測等軟體服務構件不少於10 個；構建不少於10 個產品質量相關的工業大數據典型應用場景，形成不少於10 種場景應用算法；開發工業大數據驅動的產品質量智能管控軟體系統原型，實現多級覆蓋的產品質量大數據匯集、分析、管控和可視化，降低產品缺陷率不低於10%，面向電氣、能源、特種設備（不少於2 個）等大規模生產行業開展應用驗證；在多源工業大數據集成模式、產品質量智能管控等方面，制定國家、行業（聯盟）或企業標準不少於3 項；獲得軟體著作權不少於5 件，申請發明專利不少於5 項。
1.5 製造業價值鏈多維數據空間及服務理論
研究內容：解決製造業價值鏈中的數據維度多、綜合管理複雜、服務價值受限等問題，研究製造行業全業務流程及價值鏈多維數據的集成融合方法，研究多維數據空間模型、數據空間全周期過程的可視分析理論和動態數據可視化方案；研究多維協同數據體系架構，探索多維數據空間協同模式與優化管控機理，建立數據交互與共享機制；研究面向製造產品生命周期的價值鏈多維數據分析方法，探索麵向多角色的產品知識生成技術，形成多維數據空間的服務技術體 系；在汽車、軌道交通等典型離散製造行業開展應用驗證。
考核指標：建立面向製造產品生命周期價值鏈的多維協同數據體系架構，形成製造業價值鏈多維數據空間協同服務理論與方法。圍繞製造業價值鏈數據空間管理與服務，開發多維數據空間集成融合、優化管控、分析服務等軟體構件不少於10 個，並在汽車、軌道交通等典型離散製造行業得到應用驗證，實現數據服務價值的提升。獲得軟體著作權不少於5 件，申請發明專利不少於5 項。
1.6 網狀結構多價值鏈協同數據空間設計方法
研究內容：圍繞打破製造業傳統價值鏈協同體系造成的數據孤島、業務孤島和價值鏈孤島，推進鏈式結構向網狀結構價值鏈發展的重大需求，研究多鏈協同數據空間模型、體系架構以及網狀結構多價值鏈協同數據運行體系設計方法；研究網狀結構多鏈業務協同技術、業務數據模型以及多鏈協同數據空間管理引擎設計方法；研究網狀結構多鏈數據融合、智能分析以及多鏈服務引擎設計技術和方法；研發網狀結構多價值鏈數據空間管理及服務構件，在具有規模數據的典型第三方價值鏈協同平臺得到驗證。
考核指標：突破不少於3 項網狀結構多價值鏈協同數據空間設計的關鍵技術，形成網狀結構多價值鏈協同數據體系架構、多價值鏈協同數據空間設計方法，研發數據空間管理和服務軟體構件不少於10 個，獲得軟體著作權不少於5 件，申請發明專利不少於5 項。在具有規模數據的典型第三方價值鏈協同平臺得到驗證。
1.7 工程知識與數據融合驅動的複雜產品一體化智能設計方法
研究內容：針對複雜產品設計迭代頻繁、仿真驗證周期長、成本高，制約設計效率提升等問題，研究數據驅動的複雜產品一體化智能設計方法，重點研究設計知識建模及其統一量化表徵方法、知識表徵嵌入的模型辨識仿真方法、基於梯度的一體化多學科智能優化方法，搭建工程知識與數據融合驅動的一體化多學科智能設計軟體系統。
考核指標：研發1 套工程知識與數據融合驅動的多學科智能設計軟體系統，並在航天、兵器等行業開展應用驗證，實現典型複雜產品的總體關鍵性能指標提升20%以上，設計效率提升30%以上;申請發明專利不少於6項，獲得軟體著作權不少於1件，出版相關專著不少於1部。
1.8 共形幾何驅動的建模-分析-設計一體化技術及工具研究內容：解決航空航天、海洋工程、柔性電子等領域的高端裝備中複雜曲面構件描述複雜，分析精度欠佳，以及幾何建模、結構分析、優化設計過程割裂等問題：研究複雜曲面參數化建模與連續描述技術，實現三維曲面數字幾何到二維標準空間的共形映射，完成CAD、點雲等數據的高精度分析及共形參數化；探索大規模曲面構件的高精度性能分析方法，研究基於共形幾何描述的複雜曲面等幾何分析策略， 實現曲面構件的高精度、跨尺度性能分析計算；研究基於共形幾何的跨尺度複雜曲面結構優化設計和功能材料填充技術，建立共形幾何驅動的複雜超輕質裝備優化設計理論體系和設計模式；研究複雜曲面構件幾何建模-結構分析-優化設計一體化方法，開發覆蓋產品設計周期的軟體工具，模塊化複雜曲面的幾何建模、結構分析、優化設計過程，開展共形幾何驅動的複雜曲面構件幾何建模-結構分析-優化設計一體化技術的典型行業應用。
考核指標：建立基於共形幾何的複雜曲面低維標準空間參數化建模、結構性能分析、優化設計、共形映射等方法，形成複雜曲面的幾何建模-結構分析-優化設計一體化模式；圍繞複雜曲面構件研發，開發共形幾何驅動的幾何建模-結構分析-優化設計一體化軟體工具1 套，支持CAD、點雲等不少於2 種典型數據格式；在航空航天、海洋工程、柔性電子（不少於2 個）等高端裝備研製領域開展應用驗證，典型設計方案與傳統設計相比減重15%以上，複雜裝備完整微結構佔總微結構數目的比例99%以上，低維標準空間結構分析結果較試驗分析結果精度差異不大於5%；獲得軟體著作權不少於4 件，申請發明專利不少於5 項。
1.9 智能生產單元人機互動與自主協同控制技術
研究內容：針對智能工廠環境下人機互動、多機協作等複雜作業需求，圍繞智能生產單元人機互動、作業協同、資源適配等核心問題，研究基於增強現實的智能生產單元仿真布局與人機互動驗證技術，多機多工序路徑規劃與自主協同控制技術，面向柔性產線布局的多工位物流協同配送技術，建立智能生產單元人機互動與自主協同控制核心模型與算法庫，研發智能生產單元協同作業控制原型系統，選取典型行業進行應用驗證。
考核指標：突破不少於3 項智能生產單元人機互動與自主協同控制關鍵技術；研發1 套智能生產單元協同作業控制原型系統，支持智能生產單元柔性布局、多機協作、多工位物料協同配送等作業活動；形成人機互動與自主協同控制核心模型與求解算法庫1套，支持基於視線追蹤的智能人機互動，申請發明專利不少於5項，獲得軟體著作權不少於2件，制定國家、行業/團體或企業相關標準不少於2 項；在航空、航天、汽車（不少於2個）等行業進行應用驗證。
1.10 數據/模型混合驅動的生產線智能協同與自主決策理論
研究內容：針對數據/模型混合驅動的定製化產品生產線智能協同與自主決策需求，研究複雜環境下人機物協同認知與智能交互機理，提出智能生產線自主協同控制與優化決策理論方法；研究不確定環境下數據/模型混合驅動的生產線的協同認知與控制決策方法，攻克數據、模型耦合不足及外界幹擾情況下對製造環境的智能認知、協同交互、推理預測、自主決策等核心關鍵技術，解決殘缺數據與不精確模型的智能解析問題；研究數據/模型驅動的複雜場景多任務生產線動態重構技術，構建基於知識圖譜與數字孿生的生產製造過程資源智能協同與優化決策系統。
考核指標：圍繞創新性數據/模型混合驅動的人機物法環生產線智能製造技術體系架構，研製生產線數字孿生協同優化，語境組態以及重構軟體構件不少於10 個。在汽車、電子（不少於2 個）等大規模生產過程開展理論驗證，在數據、模型不完整的複雜環境下，自主智能協同任務完成率提高30%以上。形成基於知識圖譜的智能生產過程驗證原型系統，制定國家、行業（聯盟）或企業標準不少於3項；獲得軟體著作權不少於5件，申請發明專利不少於10項。
1.11 基於增強現實的可視化智能裝配關鍵技術與算法
研究內容：針對複雜產品裝配效率低、裝配狀態不可控等問題，開展人機融合的可視化智能裝配技術研究，重點研究基於增強現實的智能裝配輔助技術，實現智能裝配過程的虛實融合；研究基於人機融合的複雜產品智能化裝配狀態監控技術；研究基於視線追蹤的可視化智能裝配檢測方法，實現裝配質量的在線檢測；研發基於增強現實的智能裝配可視化分析原型系統，並在典型行業進行應用驗證。
考核指標：突破不少於3 項智能裝配可視化、裝配質量在線檢測等關鍵技術與算法；開發1套基於增強現實的智能裝配車間可視化分析原型系統，在航空、航天、兵器、汽車（不少於2個）等行業進行應用驗證，實現複雜產品的可視化智能裝配，裝配效率提升20%；申請發明專利不少於5項，獲得軟體著作權不少於2件，制定國家、行業/團體或企業相關標準不少於2項。
1.12 數據驅動的多價值鏈群智協同服務技術與方法
研究內容：面向製造企業及協作企業群形成的產業價值鏈，針對基於第三方平臺構建的多價值鏈協同體系，研究價值鏈協同數據的可信性、多義性、相似性以及製造業多價值鏈協同數據體系架構；研究數據驅動的多價值鏈服務感知、價值挖掘、關聯匹配、多鏈服務等群智協同技術和方法，探索基於第三方雲平臺的多價值鏈群智協同服務模式；研發數據驅動的多價值鏈群智協同服務構件，選擇典型大規模生產行業、支持多價值鏈協同的第三方平臺得到應用驗證。
考核指標：突破不少於3 項基於第三方平臺的數據驅動多價值鏈群智協同服務技術，構建形成製造業多價值鏈協同數據體系架構，研發數據驅動的多價值鏈群智協同服務構件不少於10個，獲得軟體著作權不少於5件，申請發明專利不少於5項，在製造業多價值鏈協同數據體系方面，制定國家、行業（聯盟）或企業標準不少於3項。成果在大規模生產行業、支持多價值鏈協同的第三方平臺上得到應用驗證。
1.13 基於雲邊環境的智能裝備精準運維大數據分析技術
研究內容：面向智能裝備運行預測與精準運維的需求，研究機理模型與數據驅動結合的健康評估、故障診斷、壽命預測算法，實現自學習、自診斷功能；研究基於工業雲的具有隱私保護、可信認證設備模型構建方法；研究雲邊協同的數據分析任務全計算過程優化部署方案,開發相應工業雲平臺及算法庫、模型庫，並進行平臺與軟構件的驗證。
考核指標：搭建工業雲平臺，開發100 項以上的共性算法，構建10項以上智能裝備自學習，自診斷模型；優化部署方案提升資源利用率不低於30%；開發支持健康管理、故障溯源、壽命預測等APP 不少於3種；申請發明專利不少於4 項，獲得軟體著作權不少於5件；在核工業、機器人領域開展應用驗證。
1.14 極端服役功能驅動的超大型結構極限輕量化智能設計技術及軟體
研究內容：針對航空、航天、兵器等領域超大型結構的超高承載、極端隔熱、高強衝擊等力熱服役環境需求，以及極限輕量化功能設計難、巨量數據計算處理效率低、材料- 結構-功能一體化智能設計軟體缺失等瓶頸問題，研究力、熱功能驅動的晶格材料跨尺度計算方法，超高承載、極端隔熱、高強衝擊等極端服役功能驅動的材料分布表徵建模及結構性能映射規律，材料、結構與功能的智能匹配優化設計方法，形成服役功能驅動的超大型結構極限輕量化智能設計理論。突破超大型結構設計-仿真-優化統一模型構建、大規模幾何數據多物理信息表達及過程數據高性能高效率處理、超大規模點陣結構主動可控優化設計與智能等效計算、超大型結構高效拓撲智能優化設計等關鍵技術，研發自主可控的超大型結構極限輕量化智能設計軟體原型系統，在航空、航天、兵器等領域開展超大型結構件設計製造應用驗證。
考核指標：針對極端服役功能驅動的超大型結構極限輕量化智能設計需求，開發超大型構件材料-結構-功能-工藝一體化建模、高性能高效計算與智能設計等關鍵軟體構件不少於12 個，形成超大型構件智能設計核心算法庫，包括主動可控優化設計、智能等效計算、工藝數據高效處理等核心算法，建立極端服役功能驅動的超大型結構極限輕量化智能設計理論；構建超高承載、極端隔熱、高強衝擊等極端力熱功能微結構，實現結構耐衝擊損傷能力提升20%；研發自主可控的超大型結構件極限輕量化智能設計軟體原型系統1套，支持1000 萬以上有限元網格模型的高效數值計算，支持不少於10萬個周期性點陣結構高效建模；在航空、航天、兵器等大規模生產行業開展不少於5 件超大型構件的設計製造應用驗證，構件單向尺寸不小於2 米或表面積不小於5m2；相對於傳統結構及製造工藝，超大型構件減重30%以上，設計效率提升20%以上，工藝數據處理效率提升50%以上；在超大型構件數值計算、智能優化設計等方面申請發明專利不少於10 項；在一體化智能設計軟體方面獲得軟體著作權不少於6 件。
2. 工業軟體技術
2.1 工業智能軟體敏捷開發理論與方法
研究內容：針對工業智能應用需要滿足非IT 背景的最終用戶開發、基於預測分析精度的模型與服務優化迭代、實現從工業過程驅動轉變為工業數據驅動的顛覆性變化，研究工業智能軟體工程方法學，研究預測分析智能評估指標驅動的軟體迭代過程模型，研究面向工業最終用戶、低代碼、組件化的工業智能軟體開發與運行一體化平臺關鍵技術。
考核指標：面向工業智能軟體敏捷開發與持續迭代需求，研發一套融合CRISP-DM、MDA 框架的工業智能應用軟體架構體系, 面向特定領域的應用快速組裝平臺，以及工業數據智能驅動的軟體構件庫1 套，並在3 個以上智能工業網際網路應用場景下進行應用驗證。制定行業、團體、企業標準不少於3項，申請發明專利不少於5項，獲得軟體著作權不少於5件。
2.2 智能製造執行系統中生產設備統一信息建模、智能感知及動態集成方法和使能工具
研究內容：針對量大面廣生產設備密集型製造車間在MES 實施與應用過程中多型異構生產設備的智能優化管控需求，研究生產設備全製造過程統一信息模型構建方法，建立面向製造全過程的生產設備特性信息知識庫和模型庫；攻克生產設備智能化互聯感知、人機互動、雲端化普適接入、雲邊協同優化運行等關鍵使能技術，開發弱耦合、高內聚及高自治的生產設備優化運行構件；研發支持廣域異構生產設備互聯感知、動態適配與集成優化管控的智能製造執行系統，並面向典型行業企業開展示範應用。
考核指標：構建生產設備統一信息模型不少於50類；圍繞生產設備集成優化運行核心功能，開發生產設備智能接入與雲邊協同軟體構件不少於10個；研發智能化製造執行原型軟體1套，並面向航空航天、新能源汽車等不少於3家典型行業企業開展示範應用，實現關鍵生產設備運行狀態信息的實時感知與雲端管理，支持生產工藝決策、生產質量優化等關鍵業務執行全過程的雲邊協同運行，生產設備互聯感知覆蓋率不低於90%，生產運行效率提升不低於10%；在生產設備雲邊協同管理方面，制定國家、行業（聯盟）或企業標準不少於2 項；申請發明專利不少於5項，獲得軟體著作權不少於10件。
2.3 面向增材製造的多物理場耦合優化方法研究及工具開發
研究內容：針對航空航天、汽車、能源動力等工業領域對產品結構功能和性能的創新需求，研究面向力學特性、散熱、導流、電磁輻射等多物理場耦合的基於密度梯度的變邊界載荷隱式加載方法、邊界控制拓撲優化方法；研究綜合考慮結構支撐/表面粗糙度/列印方向/多工序協同加工等增材製造工藝約束的產品結構創成式設計方法；開發面向增材製造的固、熱、流、電磁等多物理場耦合優化軟體工具。
考核指標：攻克面向增材製造的多物理場耦合優化的關鍵技術3 項以上；研發一套軟體工具，支持固、熱、流、電磁等多物理場的耦合優化，支持結構支撐/表面粗糙度/列印方向/多工序協同加工等增材製造工藝約束，設計變量規模500 萬以上；開發面向熱固耦合、熱流耦合、熱光耦合新型結構不少於3個，採用增材製造加工優化結構並驗證散熱導流等性能；申請發明專利不少於5 項，獲得軟體著作權不少於2 件。
2.4 大型複雜顆粒-流體系統的高精度建模優化關鍵技術研究與軟體開發
研究內容：針對大型複雜極端條件下的大規模顆粒-流體系統的高精度數學建模需求：提出具有廣泛尺寸分布的大規模顆粒群與流體耦合作用以及顆粒群碰撞的高精度建模優化理論和技術；提出高速度和溫度梯度以及複雜多相等極端情況下流-固耦合動量、熱量或質量傳遞的高精度穩定數值算 法；提出複雜運動情況下顆粒-壁面磨蝕或高溫燒蝕的高精度模型和算法。
考核指標：圍繞複雜極端工況下顆粒-流體多物理場耦合作用工程問題，攻克關鍵技術3項以上，開發數值模擬軟體不少於3套，在航天發動機、礦物加工、水泥工業和能源環保等工業產品設計中開展工程試用，模擬的顆粒數量達到1012 以上並考慮顆粒群碰撞，顆粒對壁面的磨蝕或燒蝕模型支持運動情況下壁面形狀的快速改變，其兩相或多相流動損失等關鍵指標預測精度高於顆粒追蹤模型（LPT）5%以上或者達到物理實驗的85%以上；申請發明專利不少於5項，獲得軟體著作權不少於3件。
2.5 面向網絡協同製造的開放性知識融合與服務技術
研究內容：針對網絡協同製造的多源知識融合、智能檢索和主動服務等需求，研究製造服務領域知識組織和融合方法、知識圖譜的智能構建技術及方法；研究開放性知識融合與服務技術標準體系和基於知識圖譜的智能服務支持模型， 並在典型網絡協同製造平臺中開展應用驗證，實現基於知識圖譜的製造服務領域知識智能推送、智能檢索和智能問答服務。
考核指標：面向網絡協同製造的開放性融合與服務，突破關鍵技術不少於3項，形成技術標準體系；研發基於知識圖譜的智能服務支持模型，在家電、航空航天、新能源等行業網絡協同製造平臺中開展應用驗證，提昇平臺服務效率不低於20%；在知識建模、數據管理、應用集成擴展等方面，制定國家、行業（聯盟）或團體標準不少於3項；獲得軟體著作權不少於3件；申請發明專利不少於5項。
2.6 離散智能車間製造資源自適應動態集成方法及優化運行支持技術
研究內容：針對離散製造車間分散異構製造資源的多源信息集成交互難題，研究離散智能車間製造資源全信息模型及建模方法；研究製造資源多模態信息融合感知方法及多協議自適應交互和互聯技術，研究多工位柔性布局的資源協同配送與路徑優化方法；研發支持多協議智能交互的邊緣網關，構建離散製造車間全互聯製造網絡；攻克工藝參數網絡化決策、製造過程能效優化提升、製造資源智能動態調度等離散智能車間優化運行支持技術，開發支持製造資源動態集成優化運行的工業APP，並開展應用示範。
考核指標：形成離散智能車間製造資源全信息模型動態建模工具1套；研發1套軟硬一體化的製造資源多協議智能交互邊緣網關及網際網路，實現多協議互聯互通，支持不少於20 種典型製造業務數據的邊緣處理；開發支持製造資源動態集成與優化運行的工業APP不少於10套，並在不少於3家汽車、裝備製造等典型離散製造企業開展示範應用，資源接入節點數不少於200個，配置效率提高不低於20%；在離散智能車間信息建模規範與邊緣交互方面，制定國家、行業（聯盟）或企業標準不少於2項；申請發明專利不少於5項，獲得軟體著作權不少於5件。
2.7 支持增量集成的裝備CAE 開源軟體理論與方法
研究內容：圍繞裝備研發設計中的仿真軟體計算規模受限，自主發展不足，價值生態欠成熟等問題，研究支持增量集成的裝備CAE 開源軟體理論與方法。研究知識/經驗驅動的設計參數智能優化理論，研製仿真計算規模自適應的異構可擴展算法；研究裝備CAE 軟體中設計任務驅動的關鍵核心模塊，研發支持主流商業仿真軟體的開放數據接口標準，構建裝備CAE 的開源軟構件體系，形成基於開源軟構件的增量集成方法；研發麵向裝備設計用戶的在線雲編程環境，開發盾構、高鐵等複雜裝備領域的開源CAE 原型系統，培育基於CAE 開源軟體的產業價值生態，在典型場景開展應用驗證。
考核指標：提出支持增量集成的裝備CAE 開源軟體理論與方法，建立計算規模自適應的異構可擴展仿真算法庫，開發關鍵算法不少於6 個；開發數據接口、增量集成、在線編程等軟構件不少於10 個；在盾構、高鐵等複雜裝備領域的典型設計仿真場景應用驗證，開源生態融入裝備製造產品全生命周期價值網絡。獲得軟體著作權不少於5 件，申請發明專利不少於5 項，制定國家/行業/企業標準不少於1 項。
2.8 自由曲線曲面設計與求交理論與方法
研究內容：針對我國CAD 幾何引擎穩定性差等瓶頸問題，研究自由曲線曲面高精度高效擬合與逼近理論與算法，攻克自由曲線曲面投影、偏置和過渡算法以及自由曲面上的自由曲線設計難點，在自由曲線曲面求交及其誤差分析方面取得突破，建立自由曲線曲面設計與求交質量自動評測機 制，研發自由曲線曲面設計與求交及其評測開源軟體工具。
考核指標：面向任意次數的Bezier、B 樣條和NURBS類型自由曲線曲面，提出自由曲線曲面設計與求交理論與方法，形成一系列相關理論與技術報告，涵蓋不少於100 種拓撲類型分析；研發一套自由曲線曲面高精度設計與求交開源軟體、一套完備的自由曲線曲面設計與求交誤差度量與評測開源工具；在航空、船舶等產品核心零件造型中應用驗證。獲得軟體著作權不少於5 件，申請發明專利不少於5 項。所有報告與代碼在網際網路上對全社會公開。
2.9 面向工業互聯的智能製造管理軟體快速構建方法
研究內容：針對我國製造企業數位化轉型過程中管理軟體需求多樣化、工業網際網路等新技術架構體系融合門檻高,創新迭代周期短等挑戰，研究面向領域需求的知識表述與融合方法、需求到軟體模型的智能化輔助轉換方法；研究工業管理軟體多層面統一建模方法及其代碼生成技術；研究基於雲原生技術的在線開發運維一體化方法；形成開源工業管理軟體模型描述體系，支持多團隊在線協同開發、模型智能化輔助生成、動態個性化定製、按需彈性擴容，提升智能製造管理軟體開發效率。
考核指標：圍繞智能製造管理軟體快速構建，突破關鍵技術不少於3項，形成開源工業管理軟體模型描述體系一套，支持的模型數量不低於30個；在汽車、大型裝備製造等行業的採購、銷售、質量等三類以上管理軟體領域開展應用驗證，實現需求規格向軟體模型的智能化輔助轉換，提升軟體開發效率60%以上，支持100個以上微服務實例節點的運行與管理；在軟體快速構建等方面制定國家、行業（聯盟）或企業標準不少於2項，獲得軟體著作權不少於2 件，申請發明專利不少於5項。
編輯：惲海豔 校對：向映姣
JME學院簡介
JME學院是由《機械工程學報》編輯部2018年創建，以關注、陪伴青年學者成長為宗旨，努力探索學術傳播服務新模式。首任院長是中國機械工程學會監事會監事長、《機械工程學報》中英文兩刊主編宋天虎。
尋覓合作夥伴
有一種合作叫做真誠，有一種發展可以無限，有一種夥伴可以互利共贏，願我們合作起來流連忘返，發展起來前景可觀。關於論文推薦、團隊介紹、圖書出版、學術直播、招聘信息、會議推廣等，請與我們聯繫。
感謝關注我們！我們《機械工程學報》編輯部將努力為您打造一個有態度、有深度、有溫度的學術媒體！
版權聲明：
來源：銳動源。
特別聲明：本微信轉載文章出於非商業性的教育和科研目的，如轉載稿涉及版權等問題，請立即聯繫我們，我們會予以更改或刪除相關文章，保證您的權益。
聯繫人：暖暖
電話：010-88379909
E-mail：jme@cmes.org
網 址：http://www.cjmenet.com.cn