智能检测设备产业建议书

智能检测设备产业建议书

推动机器人产业与人工智能等新一代信息技术深度融合，突破共性关键技术，形成具有国际竞争力的机器人产品，协同标准体系建设、技术验证平台与系统建设、以及典型示范应用，支撑我国机器人技术和产业向高端发展。网络协同制造以推进互联网与制造业、服务与制造融合发展为主线，以重塑制造业技术体系、生产模式、产业形态和价值链以及促进制造业转型升级为目标，探索一批引领发展的制造与服务新模式，突破一批网络协同制造理论、关键技术与标准，研发一批互联网+协同制造工业软件，创建一批互联网+制造服务平台。（一）网络协同制造模式与理论围绕推进互联网与制造业、服务业与制造业融合发展以及打造智慧企业的创新需求，探索云制造等网络协同制造新模式；研究智慧空间与工业大数据、服务型制造与制造服务融合等前沿理论；研发与构建产品全生命周期制造服务融合、多模式智能供应链、服务价值链协同、多学科支撑的工业大数据精准分析、在线运维与预测运营等核心模型与关键技术。为重塑制造业技术体系、产业形态和价值链提供理论支撑。（二）互联网+协同制造工业软件围绕基于互联网的协同制造服务新模式，面向创新设计、企业经营与资源管理、产品全生命周期制造服务以及工业云、工业大数据、工业互联网等平台系统的构建，研发复杂产品全数字化优化和仿真、产品全生命周期/服务生命周期管理、资源管理与智能供应链协同、基于OT的智能服务、工业大数据分析等平台系统与软件，形成互联网+协同制造工业软件系统，支撑网络协同制造创新发展。（三）基于互联网+的创新设计探索支撑制造业要素资源共享互联及社会力量参与互动的研发设计新模式；攻克互联网+环境下设计资源共享、研发设计价值链协同以及众创空间构建新技术；研发支持云制造的设计资源共享与协同创新平台、典型行业众创服务平台以及制造业产品众包设计服务平台。推进制造业从企业创新到众创众包的发展转变。（四）资源管理与智能供应链攻克互联网+环境下基于工业云与工业大数据的企业经营管理及资源集成共享技术、智能供应链协同与精准服务技术；研发制造核心企业和第三方服务商主导的多模式制造企业经营管理与资源集成共享云平台、智能供应链管理集成平台与产业价值链协同云平台；构建企业制造资源协同空间。推动从企业运行向价值链协同运营转变。（五）产品全生命周期制造服务攻克制造服务价值链重构、产品服务生命周期管理、在线运维与预测运营等关键技术；研发产品服务生命周期集成管理平台、制造服务价值链协同云服务平台以及高端装备智能预测与精准服务云平台；打造制造与服务融合的服务价值链协同新体系。支撑制造业向制造+服务转型升级。（六）工业大数据驱动的网络协同制造平台攻克产品数据链、资源数据链、供应数据链、制造数据链、服务数据链及其无缝集成、工业大数据驱动的企业智能决策与预测预警等关键技术；研发基于工业大数据的企业业务管控与决策分析、企业智慧数据空间构建等技术系统；打造云制造服务平台、工业大数据驱动的网络协同制造平台等；构建企业智慧数据空间，开展平台典型应用。制造基础技术与关键部件围绕制造基础技术与关键部件，开展基础技术与前沿技术研究，突破关键技术与共性技术，建立健全基础数据库、工业试验验证平台和安全保障技术，完善技术标准体系，为逐步解决国产装备空心化提供技术支撑，大幅度提高为重点领域和重大成套装备自主配套能力。（一）基础件围绕高速精密重载轴承开展轴承服役性能演变规律与失效机理等基础理论、材料对性能影响规律和失效机理等研究，掌握高速、精密、重载轴承设计理论、寿命理论及试验方法，动态性能试验技术与方法，掌握高铁轴箱轴承、风力发电机组主轴与齿轮箱轴承、机器人和机床精密轴承、特大型装备静压轴承等设计、试验和批量化制造核心技术，开展典型应用示范。围绕高参数齿轮及传动装置开展高参数齿轮传动啮合失效机理、特殊条件下齿轮副基本工作理论、研究，研究高速重载齿轮传动、轻合金齿轮、高性能蜗杆传动及新型机构，基准级别齿轮渐开线样板设计与超精密制造和计量，突破高参数齿轮传动和精密减速器设计、制造和检测共性关键技术，形成标准及技术规范，实现高参数齿轮及传动装置在民用航空装备、工程机械、大型海洋装备、高速列车、海上风电、机器人等装备的示范应用。围绕高端液压件与密封件开展新型高功率重量比和高能量密度液压件的设计方法研究，高参数液压阀、泵等新结构和新方法研究。研究密封可靠性设计、延寿、运行试验技术，开发高性能检测、可靠性评估和测试装备，建立性能评价体系与标准。开发高压力等级多路阀和液压泵、大规格柱塞泵与比例流量阀、高效率静液传动元件与系统、高参数密封件、液压动力总成系统等，实现在工程机械与农业机械、重型机械、航空航天、海洋工程装备等示范应用。（二）基础制造工艺研究高活性金属与铸型界面反应机制和成形方法、铸造全流程精确控制、铸造过程仿真与在线检测等关键技术，掌握钛合金、高温合金铸件精密铸造技术、铸锻件近净成形与精准成形工艺，开展各类材料成形过程动态仿真参数优化技术研发应用，实现典型产品应用示范。研究零件可控清洁热处理工艺、真空等温淬火热处理工艺等关键技术，开发清洁热处理装备，完善热处理工艺数据库。开发高温耐蚀涂层技术、润滑耐磨抗氧化表面工艺材料、工艺及表面处理装备。研究高速干切基本机理和新型干切机床结构，工艺参数优化及基础数据库；研究微量润滑作用机理和测试选用技术，低温微量润滑集成制造技术；环保清洁切削液配置技术。（三）工业性验证平台与基础数据库建立精密齿轮及传动装置、高压大流量液压元件、高参数密封件、高速重载轴承等关键基础件性能及可靠性试验平台，工业传感器、智能仪器仪表性能及可靠性测试平台，对相关的基础技术、关键部件与产品进行试验验证，完善技术标准体系。研究先进制造工艺方法、工艺基础数据库，研究并整合国内外制造工艺相关数据资源，建立健全制造基础技术数据库、基础制造工艺资源环境属性数据库等。研发基础数据采集工具和知识库管理系统和标准，开发面向基础工艺和典型产品全生命周期环境影响评价工具。（四）制造过程安全保障关键技术研究关键部件故障响应安全机制、功能安全定量计算数学模型和定性评价体系等功能安全设计与评估验证技术；研究物理安全、功能安全、网络安全一体化融合的方法理论、制造系统安全一体化管控等安全一体化融合技术；研究安全威胁和攻击机理分析与建模、实时攻击隔离与抑制等工业互联网安全技术；故障预测与健康管理（PHM）等测控产品安全可用关键技术研究；开展功能、网络安全工业化试验验证，典型工业协议安全性分析验证，工业互联网安全漏洞库等研究。智能制造装备行业的发展概况智能制造装备是先进制造技术、信息技术和智能技术在装备产品上的集成和融合，体现了制造业的智能化发展要求，具有实时感知、优化决策、动态执行等特征。（一）政策驱动改革，智能制造装备行业快速发展政策环境是智能制造装备行业发展强大的内驱力及支撑，智能制造装备作为推进智能制造的重要环节受到各国政府重视，2011年美国提出先进制造伙伴计划，2012年我国提出《智能制造装备产业十二五发展规划》，2013年德国提出工业4．0计划等，各国先后出台各类政策推动新兴技术与装备制造业的融合，推动制造业的高端化、智能化进程。在国家政策的引导下，制造业的生产方式正逐步实现智能化，不断催生对生产设备智能化的需求，智能制造装备行业实现快速发展。据统计，全球范围内工业自动化装备市场规模至2019年达到2，147亿美元，预计2022可达到2，299亿美元，年复合增速约为2．3%。（二）我国智能制造装备行业产业规模已形成，发展形势良好我国智能制造装备行业起步相比工业发达国家较晚，近年来，以工业互联网、物联网为代表的信息技术快速发展，自动化、智能化技术在国内制造业企业中不断普及，我国智能制造装备行业的规模日益增长。据根据中国产业信息网发布的数据显示，2020年国内智能制造装备市场规模为2．09万亿元，预计2022年将达到2．68万亿元。在信息技术与先进制造技术高速发展的背景下，国内智能制造装备的发展深度和广度日益提升，以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套生产线为代表的智能制造装备产业体系逐步形成。行业内已涌现一批以博众精工、长川科技、先导智能、杰锐思等为代表的知名企业，凭借持续的研发投入，这些企业不断实现智能制造装备相关技术突破，在不同的细分领域具备一定的市场竞争力。（三）智能制造装备行业下游应用领域广泛，技术更新迭代迅速智能制造装备是工业生产体系的基础，可用于制造、检测、仓储等多个生产环节，广泛应用于3C、锂电池、半导体、汽车、工程机械、光伏生产等产业。随着终端消费者对产品质量、功能要求的不断提升，不同产业生产厂商对其生产装备的精度、稳定性等性能指标均提出了更高的要求，促使智能制造装备企业不断进行技术革新以满足客户的生产、检测需求。同时，随着传感技术、5G、物联网、人工智能等先进技术的不断突破与应用，智能制造装备企业亦在不断推动其产品设计、产品制造等方面的技术革新，促进信息技术、智能技术与装备制造技术的深度融合与集成。工业传感器针对工业互联、智能制造的高端需求，顺应传感器微型化、集成化、智能化发展趋势，形成一批高端传感器和仪器仪表产品，支撑我国智能制造发展，解决微纳传感器硅基兼容制造、封装、可靠性、集成化等核心共性技术，引领未来发展。（一）工业互联网用微纳传感器研究无源无线多参数监测传感器，高能量密度振动能量收集器等前沿技术。研发传感器与电路协同设计技术及设计工具，传感器与电路单片集成工艺技术，硅基功能薄膜兼容制造等关键共性技术。开发单片集成传感器，阵列传感器，多功能传感器，低功耗传感器，无线集成传感器等产品。（二）离散制造业用微纳传感器研究柔性衬底传感器，芯片级原子效应传感器等前沿技术，研发数字全场激光超声检测技术，高精度二维三维光栅测试等关键共性技术。研发运动部件温度、应变、振动传感器，转速传感器，微型继电器，微型电场传感器，多维位移同步测量传感器，微型高精度姿态测量单元等产品。（三）流程工业用微纳传感器研究高精度谐振式压力传感器，微型声矢量传感器等前沿技术。研发传感器芯片与封装材料特性测试技术及其数据库，微传感器可靠性及其测试等关键共性技术。研发高温压力传感器、风速风向传感器、红外高温传感器、工业现场气体检测传感器等产品。（四）智能制造用仪器仪表研究智能仪器仪表可靠性建模、设计与仿真，参数标定与校准、非线性补偿方法等动态测试与性能评估，关键部件芯片化等前沿技术；研发复杂工业测量仪表在线标定，高端智能测量仪表设计、精确自动补偿、生产工艺、装配等，在线分析仪器小型化关键部件、微弱信号精密检测等共性关键技术；研发高精度压力/质量/流量/物位仪表，压力/质量流量仪表在线批量化标定装置，小型化在线分析仪、感知/控制/驱动一体化控制器等产品。（五）特种专用仪器仪表研究力热平衡结构设计、多传感器三维纳米定位等纳米三坐标测量，工件姿态和运动参数测量、空间坐标测量、大型零部件尺寸和形位误差测量、激光跟踪等大型装备制造智能化测量等前沿技术，研发工业现场级虚拟测量、工业设施现场故障诊断、特种执行机构和控制阀设计、制造和仿真等共性关键技术，研制激光跟踪测量仪器、现场级虚拟测量仪表、复杂机械运行故障检测等工业现场专用诊断仪器、特种执行机构和控制阀等。智能制造装备细分行业发展概况及发展趋势（一）3C设备行业发展概况及发展趋势1、3C行业发展概况及发展趋势近年来，以智能手机、笔记本电脑、平板电脑等为代表的3C产品普及率逐步提高，需求逐渐趋于稳定；在5G技术快速发展等因素的影响下，于2021年呈现上涨趋势。据统计，2021年全球智能手机出货量为13．5亿部，同比增长6．30%；全球笔记本电脑出货量达到2．4亿台，同比增长19．40%；平板电脑出货量为1．69亿台，同比增长约3．05％。随着5G、物联网、人工智能等技术的不断发展，在全球应用及体验式消费的驱动下，智能可穿戴设备等新兴3C产品取得了较快发展，成为3C行业重要的增长力。据统计，2021年全球智能可穿戴设备出货量达到5．34亿部，同比增长20%，预计2024年将达6．371亿部，具有较大的市场发展空间。总体而言，3C产品的更新换代需求及新兴3C产品的高速增长，使全球3C行业保持相对稳定增长的发展态势，据统计，全球3C市场规模从2019年的13，020亿美元增长至2021年的13，630亿美元，期间年均复合增长率2．32%。未来，随着5G、物联网、人工智能等新兴技术与3C产品的进一步融合，会不断加速3C产品的更新换代，同时催生新的产品形态，创造新的需求，使3C行业保持稳定增长态势。2、3C设备行业发展概况及发展趋势3C产品种类繁多，不同产品对于组装、检测设备在功能、性能等等方面均存在一定差异；同时3C产品的生产制造流程复杂、涉及工序良多，因此3C制造行业所需智能制造设备种类繁多，3C设备行业具有广阔的市场空间。我国是全球3C制造中心，产能居于全球首位。近年来，随着3C产品终端需求变化加快、我国人口红利逐步消失，为更好响应市场需求、实现更高效的生产制造及更高品质的质量管理，3C产品加工制造商对相关智能制造设备的需求逐步上升。此外，随着3C产品功能复杂度、生产过程精密度的逐步提高，3C制造厂商对于生产环节中高精密、高稳定性的组装及检测设备的使用渗透率不断提升。据统计，2021年我国电子信息制造业固定资产投资额达到24，197．06亿元，较上年增长22．3%。我国3C制造行业不同生产工序的智能化水平呈现不同的发展特征，前端零部件及中端模组组装工序的智能化水平较高。近年来3C产品制造厂商对生产流程中产品质量保证要求的逐渐提高，使得检测作为品质管理的重要环节日益受到重视，智能检测设备的重要性日益凸显，市场规模随着智能组装设备的广泛使用而不断提高。3C产品日益丰富的功能，将不断催生对相应功能模块进行组装或检测等的需求，成为3C设备持续发展的动力；新兴3C产品将不断涌现与发展，为3C设备提供了新的发展空间。（二）锂电生产设备行业发展概况及发展趋势1、锂电行业发展概况及发展趋势在全球各国加大重视可再生资源的发展背景之下，全球锂电池市场需求高速增长，2021年全球锂电池出货量为562．4GWh，同比大幅增长91．0%，其中动力电池占总市场规模的65．97%，新能源汽车市场快速发展成为全球锂电行业发展的主要推动因素之一。我国锂电产业高速发展，已成为全球最大的锂电池制造国。我国锂电产业门类齐全，产品质量持续提升，已广泛应用于新能源汽车、3C、储能等领域。在新能源汽车领域，随着新能源汽车的高速发展，动力类电池呈现快速发展趋势；在3C领域，3C行业的不断发展促使数码电池的应用环境不断丰富、渗透程度逐步提升，数码电池发展整体向好；在储能领域，储能电池作为支持可再生能源发展的关键技术，大量储能项目落地，市场需求旺盛。据统计，2021年我国锂电池出货量为327GWh，同比增长130%，预计2022年，锂电池出货量将超过600GWh，同比增速达80%。在政策及市场需求等因素的引导下，锂电制造企业将继续加大研发投入，围绕高能量密度、高循环次数、安全、环保等方面进行技术创新、迭代，锂电池产品制造技术将不断发展。从下游应用领域来看，新能源汽车市场的发展将逐渐由政策驱动转变为市场驱动，渗透率进一步提升，从而提升对动力电池的需求，动力电池企业将不断通过扩大产能，提高规模效应，以提升市场竞争力；在双碳目标逐步推进的背景下储能电池的应用将更加广泛，储能电池将迎来高速增长。此外，随着下游应用领域的快速发展，终端消费产品更新换代频率不断提高，对锂电池制造厂商在产品品质、生产效率等方面均提出了更高的要求，制造厂商对高精度、高速度、高稳定性的锂电生产设备的需求日趋增长。2、锂电生产设备行业发展概况及发展趋势锂电池的制造工艺较为复杂，主要环节有前段极片制造、中段电芯制造以及后段电芯激活检测环节，锂电生产设备按照电池生产制造流程可划分为前段设备、中段设备、后段设备。近年来，我国锂电生产设备市场规模呈现爆发式增长，国产设备的性能和稳定性的逐步提升，国产化率不断提升，据统计2021年我国锂电生产设备市场规模为575亿元，同比增长100．3%，国产化率达90%。随着锂电技术的不断更新、迭代，锂电生产设备各环节均在进行技术升级，以更好的满足制造厂商对产品高一致性、高稳定性等方面的要求，推动制造厂商对锂电生产设备的更新换代需求。在全球各国新能源汽车发展目标明确的背景下，为应对新能源汽车市场的高速增长趋势，全球主流锂电池制造企业扩产意愿明确，对锂电生产设备的需求量将进一步增加。（三）半导体封装测试设备行业发展概况及发展趋势1、半导体行业发展概况及发展趋势半导体是一种导电性可受控制、范围可从绝缘体至导体之间的材料，是计算机、通信设备、电子产品的核心组成部分，广泛应用于生产和消费的各个领域，是基础性、战略性产业。近年来，5G、物联网、人工智能新兴应用领域的蓬勃发展，对海量数据的有效处理提出更高的要求，使半导体产品的使用场景不断丰富，为半导体行业的发展注入了新的增长动力。受半导体产业转移的影响，我国已成为全球最大的半导体产品制造基地，并初步形成了包括芯片设计、晶圆制造、封装测试三个主要环节相关的产业链格局。在政策支持、市场拉动等因素的作用下，我国半导体行业在推进国产化的进程中继续保持快速增长态势。据统计，2021年我国集成电路产业销售额为10，458．30亿元，同比增长18．20%，其中设计、制造、封装测试业占比分别为43．21%、30．37%和26．42%。封装测试位于半导体产业链的后段，包括封装和测试两个环节，是半导体产业链尤为重要的环节。其中，封装是对制造完成的晶圆进行划片、贴片、键合等一系列工艺，使电路与外部器件实现连接，并为晶圆上的芯片提供保护，使其免受物理、化学等环境因素造成损伤的工艺；测试主要是对半导体性能进行测试，是保障成品质量稳定、控制系统损失的关键工艺。当前，全球封装测试市场规模与日俱增，据统计，全球封装测试市场规模从2011年的455亿美元增长至2020年的594亿美元，其间年均复合增长率约为3．00%。凭借巨大的消费电子市场、庞大的电子制造业基础，我国吸引了众多半导体企业在国内投资，半导体产业转移正不断深入，我国的封装测试行业，将受益于半导体产业转移带来的需求传导。据统计，2021年我国半导体封装测试行业销售规模为2，763亿元，同比增长10．10%，封装测试是我国半导体产业链中国产化水平较高的环节，已形成较强的国际竞争力。2、半导体封装测试设备行业发展概况及发展趋势封装测试设备包括封装设备及后道测试设备。封装设备包括划片机、贴片机、键合设备等，封装测试环节的后道测试设备主要包括测试机、分选机及探针台等。从现阶段看，封装测试设备国产化率较低，市场主要由海外企业占据，国产设备的替代空间较大。测试设备的国产化进程相对较快，已实现部分，随着国内企业不断加大研发投入，自主核心技术水平不断增强，国产化渗透率将逐步提升。在国内封装测试行业强劲的发展下，各类封装测试设备的市场规模均有高速增长，据统计，2021年测试机、分选机及探针台的增速分别达到48%、70%及90%。目前我国封装测试行业发展迅速，封装测试厂商积极投入新产线以实现扩产，未来，封装测试市场尤其是先进封装测试市场的扩产需求将持续带动对封装测试设备的需求。发展先进制造技术是国家战略需求（一）建设制造强国的战略需要制造业是国民经济的主体，是富国之基、强国之本。我国经济社会各领域的发展，要求制造业提供更先进的生产技术水平、高品质的消费产品、自主可控的重大技术装备。从制造大国转变为制造强国，是我国制造业发展的战略选择。发展先进制造技术，增强制造领域的自主创新能力和整体实力，推进制造质量和产品品牌建设，才能全面提升我国制造业水平，这是提升我国综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。（二）经济发展和产业结构调整的现实需求我国经济发展已进入速度变化、结构优化和动力转换的新常态。资源环境约束不断强化，劳动力等生产要素成本正在加快上升，投资和出口增速放缓，主要依靠资源要素投入、规模扩张的粗放发展模式已难以为继，推进供给侧结构性改革，提质增效已成为经济发展的主要目标。转变经济发展方式，打造竞争新优势，要依靠科技创新提供发展新动力。（三）应对国际产业竞争的战略需要世界制造业产业竞争格局正在发生重大调整。欧美等工业发达国家纷纷制定再工业化战略，重点发展先进制造技术，抢占制造业高端。新兴发展中国家也在积极参与全球产业再分工，承接产业及资本转移，抢占制造业的中低端。双重挤压的外部环境短期内不会改变。通过增强制造业技术水平，提高制造业生产效率，使我国制造业在产业竞争中跨入中高端，对国家未来发展意义重大。智能装备与先进工艺重点解决高端装备产品质量较差、档次不高，缺乏核心工艺，智能化程度不足，可靠性及精度保持性难题，研制一批代表性智能加工装备、先进工艺装备和重大智能成套装备，支撑我国高端装备向高精尖和智能化互联方向发展，引领装备的智能化升级。（一）智能机床重点研究新一代智能机床的技术特征、总体结构、核心模块和关键技术，攻克智能主轴/智能伺服进给/智能终端等智能单元、基于模型的复杂曲面直接插补、机床通用通信接口协议规范、加工状态自感知/自学习/自适应/自优化、虚拟机床及虚拟加工、基于工业互联网和加工过程大数据的监控及远程服务、全生命周期可靠性评估与增长等核心关键技术，研制出具有国际一流技术水平的新一代智能数控系统和智能机床，并在重点领域开展应用示范。（二）新型材料成形及加工装备重点攻克石墨烯/类石墨烯薄膜大幅面制造过程晶态生长监测及控制、石墨烯/类石墨烯薄膜大面积转移在线应力监测与控制技术，研制出大幅面石墨烯/类石墨烯制造成套装备；重点突破复合材料制造工艺建模与仿真、耐高温陶瓷基复合材料低成本制造工艺及装备、复合材料组合结构（纤维复合材料、蜂窝材料和增材制造）制造新方法等关键技术，为新型材料成形和加工提供新工艺和新技术。（三）复杂大型构件高效加工技术及装备重点攻克大型异种材料结构件高效低残余应力焊接、大规格球管类构件整体成形技术，研制出大型轻量化结构低应力精确成形制造工艺与装备；重点攻克复合材料混杂构件低成本复合成形、复合材料构件低损伤加工工艺与损伤检测等关键技术，研制出复合材料/结构一体化设计与精确成形协同制造装备。（四）复合能场加工工艺及装备重点研究复合能场耦合机理、复合能场对材料的协同作用机制，攻克复合能场加工质量在线监测、多工艺要素协同控制等关键技术，形成激光-电弧-磁场复合加工、异种材料复合能场加工以及铝锂合金等新一代轻质合金多能场复合加工工艺，研制出多功能小型化复合能场加工装备、多自由度大型结构件激光复合能场加工装备、以及极端环境下（空天、海洋等）现场制造工艺及装备。（五）精密与超精密加工工艺及装备重点突破金属超硬材料、超低密度材料、高分子聚合物、高精度光学元件、微机械及医疗生物零件等精密超精密加工关键技术，探索研究超精密加工与微成形的物化机理、微观力学行为、表面形貌演变规律、精度和性能映射等新原理，研发极端制造环境下高精度大尺寸加工测量一体化、微纳结构与功能表面的原位测量、超高精度平/曲面、微纳结构功能表面加工工艺装备、大功率超声波应用技术等，并在典型行业示范应用。（六）重大成套机械装备重点研究开发重大成套机械装备的数字化、网络化、智能化关键技术，研制智能化大型工程机械、数字化重型矿山成套设备、大型石化成套设备、智能化港口/海工作业机械和智能化农业机械等一批重大装备，实现系统集成，推进示范应用。世界制造业发展趋势进入21世纪以来，在经济全球化和社会信息化的背景下，国际制造业竞争日益激烈，对先进制造技术的需求更加迫切。云计算、大数据、移动互联网、物联网、人工智能等新兴信息技术与制造业的深度融合，正在引发对制造业研发设计、生产制造、产业形态和商业模式的深刻变革，科技创新已成为推动先进制造业发展的主要驱动力。（一）智能正成为制造业的关键要素越来越多的制造企业通过应用嵌入式软件、微电子、互联网、物联网等信息技术，提升产品智能化程度和研发设计、生产制造、经营管理的智能化水平，打造高端产品和装备，占据产业制高点。同时，制造装备控制技术的极大提高，使制造装备的自诊断、自维护、自恢复成为现实，并将推动制造装备向智能化阶段迈进。（二）服务促进产业模式变革，重塑制造业价值链在同质化竞争和供大于求的全球市场环境下，制造业产业价值链的高端向研发和产品运营维护等服务生命周期转移，更多的制造企业成为提供产品、服务、支持、自我服务和知识的综合体。服务与制造相互渗透融合，从生产型制造走向服务型制造是大势所趋，产业模式向定制化的规模生产和服务型生产转变特征明显。（三）可持续发展成为制造业与自然、社会协调的重要主题绿色发展理念逐步成为共识，激励制造企业开始重视绿色技术在产品研发设计、生产制造、销售服务和回收利用等产品全生命周期中的应用，创新高效、节能、环保和可循环的新型制造工艺和装备，不断降低资源消耗和环境影响，实现企业经济效益和社会效益的协调优化，符合经济社会可持续发展的低碳环保和循环利用要求。（四）制造大数据和平台成为高附加值增值服务的重要支撑工业大数据是制造企业高附加值增值服务的来源，制造企业全业务数据化在对制造系统数据采集和分析形成业务数据闭环的基础上，将有效支撑企业制造过程优化和经营管理决策，促进企业对市场、用户的精准供给和企业间的资源分享利用，从而打造智慧企业，并为消费者、用户以及企业自身创造显著的增量价值。智能工厂适应工厂智能化的发展趋势，重点研发智能制造标准化共性关键技术，实现智能工厂共性关键技术研发、技术的工程化和产业化。提升我国工业自动化行业的整体创新水平和自主装备能力，满足国家科技创新、产业升级和转型的重大战略需求。（一）工业互联网技术与系统针对物理信息系统中信息与物理交叉融合造成的复杂性系统问题，建立工业互联网复杂系统模型，攻克以智能工厂为对象的全网互联技术，给出工业互联网复杂系统的实现能力、性能分析与评价方法。重点研究工业互联网一体化架构、工业互联网的泛在感知网络互联和实时控制技术、多源异构网络互联与语义化互操作技术、动态自组织软件定义的工业控制网络技术、工业互联网验证测试平台。攻克大规模、异构、高实时、高安全、可重构工业互联网共性关键技术，实现工业互联网系统安全可靠应用，建立工业互联网与智能工厂测试验证平台。（二）智能控制器与系统以新一代信息技术为基础，研制新型、高端、可信智能控制器，提升工厂制造过程和制造装备的自有处理能力和智能水平。重点研究智能装备CPS型控制器与关键技术、基于移动互联的智能产线控制管理器、高可信多重冗余控制系统与关键技术、新一代SCADA系统与关键技术、工业组态和工业监控等工业软件、精密系统装配过程数据采集与控制装置。攻克云端服务、高实时任务、高可信控制共性关键技术，实现实时仿真、全分布式控制、多种控制器无缝集成。（三）制造过程的系统设计、控制与优化针对智能工厂的工程化基础方法和实施手段，研究开发面向CPS的工程工具和实时在线优化控制工具以及先进的模型库知识库，提升智能工厂的工程应用目标。重点研究生产过程与设备的建模仿真与优化控制技术、先进制造智能服务体系与全流程智能优化技术、全过程的数据实时获取分析与信息整合技术、工业互联网语义化编程技术与组态工具、分子级表征建模工具与在线实时优化控制系统设计平台、模块化协同设计工具与实时控制系统设计平台。攻克分子级表征与建模、多层域多尺度建模、系统设计、基于知识和数据的仿真模拟与实时优化、在线服务与全流程优化技术，实现仿真设计与控制优化系统工具与平台。（四）CPS制造执行系统与运营管理针对智能工厂的生产要素、能效管理、智能决策和生产服务关键技术，研究基于互联网+智能工厂的运营管理平台，实现智能工厂平台化方法的建立和实施。重点研究基于云平台的CPS制造执行系统、制造过程能效仿真、监测与管控技术、生产要素的状态监测诊断与健康管理技术、企业级辅助决策智能化与可视化平台。攻克服务总线、动态配置、能效模型、生产要素模型、可视化呈现、智能辅助决策关键技术，实现智能工厂的运营管理。（五）智能工厂的可重构技术及原型平台针对智能工厂批量化定制需求，研究工控系统可重构技术，研制智能工厂原型平台，实现产线装备、制造过程和云平台服务资源可重构能力。重点研究装备控制器可重构技术、产线可重构技术、工业互联网与云平台可重构技术、智能工厂可重构原型平台。攻克装备控制系统可重构技术、产线装备可重构技术、工业互联网可重构技术、云平台服务资源可重构技术，实现集成可重构技术的智能工厂原型平台。绿色制造重点面向我国制造业发展中高能耗、高污染的问题，以提高资源能源效率和降低环境负荷为主线，以绿色产品、绿色工厂为目标，掌握生态设计理论与工具、绿色制造方法与工艺、试验验证平台、绿色标准与规范等基础共性技术，推广基础制造工艺绿色化、流程工业绿色化技术，提升通用设备产品能效、工业废弃物回收再制造与再资源化等生态效率水平。（一）基于绿色理念的减量化设计与创新设计通过创新研发，突破新材料应用及改性设计、节能降噪设计、个性化定制设计、可拆解与回收设计等生态设计关键技术。掌握全生命周期高效绿色循环再利用基础理论及关键技术，实现战略性资源高效绿色循环再利用。研究典型绿色产品新原理、新结构设计及应用关键技术，开发一批绿色制造前沿技术、核心技术与装备，开发推广绿色产品，引导绿色生产。（二）绿色加工工艺与装备重点研究基础工艺绿色化技术、流程工业绿色工艺技术、量大面广的典型通用设备产品节能、减排、降耗技术。实施重点行业系统改造的示范应用。开发高效清洁基础制造工艺及装备、无害化表面处理工艺技术、少无切削液清洁加工工艺与设备、钢铁短流程工艺、有色金属清洁冶炼工艺。开展制造工艺创新和集成应用，加快实现重点行业制造系统和装备的绿色升级。（三）制造系统能效优化关键技术围绕制