國家高技術研究發展計畫(863計畫)、國家科技支撐計畫製造領域2014年度備選項目徵集指南

指南方向與內容

1.高端裝備及關鍵技術
1.1 高端裝備及關鍵技術研製
為滿足當前我國傳統製造業改造、節能減排和戰略性新興產業發展的迫切需要,突破支持大型複雜裝備產品數位化與智慧型化的信息技術、創新設計技術、全生命周期綠色製造技術、關鍵製造工藝與知識庫,提高裝備產品的數位化、網路化、智慧型化水平,為傳統產業的改造提升提供典型裝備及技術。設5個研究方向:
1.1.1 面向高壓電力電子器件的大尺寸SiC材料與器件的製造設備與工藝技術研究(國撥經費控制額不超過2000萬元,企業牽頭申報,前沿技術類)
面向電網、機車、風電等領域的需求,開展高壓SiC電力電子器件製造所需的4-6吋SiC單晶生長爐、外延爐等關鍵裝備研製。並開展1200、1700、3300和8000V的相關器件製造工藝技術驗證。2015年達到中試水平。
1.1.2 面向航空複雜薄壁件鏡像加工工藝與裝備(國撥經費控制額不超過1500萬元,企業牽頭申報,前沿技術類)
針對航空領域壓氣機盤和蒙皮等大型複雜薄壁構件高效高精加工需求,研究雙刀車削和鏡像銑新型加工工藝,開發專用裝備、工具與原位檢測系統,形成技術規範並實現示範套用,顯著提高大型複雜薄壁構件加工效率和質量,壓氣機盤加工精度±0.03mm,成品率提升2%以上。
1.1.3 汽車板雷射連續精密落料裝備及其工程示範(國撥經費控制額不超過1000萬元,企業牽頭申報,前沿技術類)
面向汽車板雷射切割連續落料的作業需求,攻克以異形汽車板件布料、切割軌跡、高速切割與工藝實現的關鍵技術,形成典型工藝知識庫,研究多雷射頭高精度協同作業、多機器人堆垛、線上廢料自動剔除,實現工程示範,達到廢料自動剔除作業率≥99.5%,雙頭配置的雷射步進落料生產線年產量≥100萬片。
1.1.4 面向工程機械動力總成全生命周期設計關鍵技術(國撥經費控制額不超過1000萬元,企業牽頭申報,前沿技術類)
研究發動機、液力變矩器、變速箱等工程機械動力總成全生命周期設計方法,重點突破發動機、液力變矩器、變速箱的綠色設計和評價技術、製造工藝技術和檢測技術,並運用上述技術開發工程機械動力總成,實現工程機械整機油耗降低10%以上、噪聲低於我國噪聲標準二階段限值5dB(A)以上、排放達到國ⅢB標準。
1.1.5 面向工程機械、工具機機械產品的綠色工藝技術評估及相關基礎資料庫開發(國撥經費控制額不超過500萬元,前沿技術類)
針對工程機械、工具機機械產品的生產加工工藝,開展評估技術研究,重點是基礎數據關聯模型、典型加工工藝比能耗計算方法、低碳製造工藝過程知識反饋機制,建立切削比能基礎資料庫及加工過程能量模型,開發基礎工藝、經濟投入產出、能耗、環境影響、評價方法等資料庫和評價工具,並實現製造周期評估套用示範。
1.2 船體設計建造關鍵技術及工藝裝備研製(國撥經費控制額不超過3000萬元、企業牽頭申報,前沿技術類)
針對船體分段殼、舾、塗一體化技術發展需求,突破超大船體輕量化設計建造技術;船體超大分段製造工藝和精度控制技術;船舶製造缺陷檢測技術等,研製自動彎管、移動焊接、自動噴塗等船舶工藝自動化成套裝備,以及船體焊接及船用大型曲軸鍛件等非接觸測量、缺陷無損探傷技術及其裝備,形成技術規範,在船舶總裝企業示範套用,使船體分段建造完整性達到90%以上。
1.3 3D列印關鍵技術、裝備研製
聚焦航空航天、模具領域的需求,突破3D列印製造技術中的核心關鍵技術,研製重點裝備產品,並在相關領域開展驗證,初步具備開展全面推廣套用的技術、裝備和產業化條件。設4個研究方向:
1.3.1面向航空航天大型零件雷射熔化成型裝備研製及套用(國撥經費控制額不超過1000萬元,前沿技術研究類)
針對航空航天產品研製(試製)過程中單件、小批量需求,研製適合鈦合金等難加工零件直接成型的大型零件雷射熔化成型裝備,台面2米×2米,製件精度控制在±1%以內,堆積效率達300cm/h以上。制定相關工業技術標準,並在航空航天產品研製零部件製造中進行套用。
1.3.2面向複雜零部件模具製造的大型雷射燒結成型裝備研製及套用(國撥經費控制額不超過1000萬元,前沿技術研究類)
針對複雜零部件模具快速製造的需求,研製適合製造蠟模、蠟型、砂型製造,以及尼龍等塑膠零件製造的大型雷射燒結成型裝備,台面2米×2米,製件精度控制在±0.1%以內,堆積效率達1000cm/h以上。制定相關技術標準,並在汽車、模具等行業產品研製中得到套用。
1.3.3 面向材料結構一體化複雜零部件高溫高壓擴散連線設備研製與套用(國撥經費控制額不超過1000萬元,前沿技術類)
針對結構複雜、性能要求高、連線難度大等複雜零部件加工的需求,研製材料結構一體化複雜零件高溫高壓擴散連線設備和工藝,工作加熱區域尺寸Φ1000mm×1000mm以上,並在航空航天產品的研製中開展套用。
1.3.4 基於3D列印製造技術的家電行業個性化定製關鍵技術研究及套用示範(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
針對家電行業個性化定製迫切需求,結合以3D列印製造技術為核心的數字製造技術帶來的製造變革,研究3D列印個性化零件設計技術、個性化定製模式、定製業務協同引擎、互動門戶、運行平台等技術,開發個性化定製管理平台,並基於3D列印製造裝備為終端用戶提供個性化定製服務,在套用示範期內銷售經濟收入不少於3000萬元。
2.數位化智慧型化生產線
針對我國大多裝備製造業處於單機方式使用狀態,過分依賴人的參與,輔助時間長,加工效率低,產品質量與品質難以保障等問題,通過對裝備、工藝、系統控制、服務等技術的集成,構建離散製造智慧型化生產線;針對冶金、石化等流程工業節能減排的需求,構建流程工業智慧型化工廠。從裝備製造業(離散)和冶金石化工業(流程)分別研究構建數位化智慧型化生產線的關鍵技術,開展套用示範。
2.1 裝備製造業數位化生產線
面向工程機械、透平機械裝備和特種製造等行業的需求,攻克工藝裝備、工業機器人、工業控制系統等綜合集成技術,生產過程實時管控技術,面向生產線的高速、高實時無線測控網路與互操作關鍵技術,工業控制技術,構建數位化生產線;研究典型設備及製造系統能源最佳化控制與套用技術、產品服務生命周期管理技術,提高裝備製造企業生產過程中的數位化、網路化、智慧型化程度,提升服務能力,構建裝備製造業典型的數位化、智慧型化生產線。設5個研究方向:
2.1.1 工具機產品製造系統能效最佳化控制技術與套用(國撥經費控制額不超過500萬元,前沿技術類)
以工具機產品生產製造車間為對象,開展工具機產品製造系統的能效最佳化控制技術研究,攻克能量效率動態檢測與監控、能量效率深度評價、能耗定額科學制定、工藝參數節能最佳化支持等關鍵核心技術;開發工具機產品生產製造車間能量效率綜合提升支持系統;在2個以上的車間得到套用示範,提高能量效率10%以上。
2.1.2 透平機械裝備製造數位化車間關鍵技術套用示範(國撥經費控制額不超過1500萬元、企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
面向汽輪發電機組、鼓風機組等透平機械裝備製造的需求。通過建立數位化工廠,實現涵蓋產品設計、整機裝配及關鍵零部件加工的全過程數位化製造與精細化管控,支持產品備件供應、運行服務、維修大修等服務生命周期的管理,縮短產品製造與交付周期,提升產品性能,實現服務產業鏈上企業群開展服務業務的協同。
2.1.3 面向易爆危險品裝填及檢測的機器人及成套自動化生產線系統的套用示範(國撥經費控制額不超過1500萬元,企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
針對國內易爆危險品裝填和檢測的現狀和需求,以提高危險品生產過程的本質安全度、提升產品的質量和性能、降低人工勞動強度為目標,圍繞易爆危險品裝填和檢測工藝的實際需求,研究易爆危險品裝填及檢測工藝、多機網路協調控制、基於實時數據的生產管理與綜合和成套工藝集成等關鍵技術,研製自動裝藥、擰緊、噴碼、塗膠、檢測、稱重、包裝等工藝裝備,構建易爆危險品數位化、智慧型化成套柔性裝填及檢測生產線,實現示範套用。
2.1.4 面向工程機械大型結構件的機器人焊接生產線關鍵技術研究與套用示範(國撥經費控制額不超過1500萬元、企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
面向工程機械大型結構件的焊接作業需求,攻克工程機械大型結構件的機器人智慧型焊接工藝、自動物流輸送、焊接質量線上檢驗、多機網路協調控制、智慧型生產調度、全程加工質量追溯、故障診斷智慧型化、工藝布局最佳化、焊接生產信息化管理等關鍵技術,在工程機械製造過程中形成大型結構件的智慧型焊接機器人生產線,焊接參數(電流、電壓)檢測精度≤1%,驅動速度測量精度≤5%,實現集成30台以上工業機器人焊接生產線的工程示範套用與驗證。鼓勵採用國產機器人。
2.1.5 面對惡劣生產環境下經濟型工業機器人套用示範(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
針對建材領域典型產品生產製造過程中勞動力密集、勞動強度大、生產環境差等問題,突破機器人低成本技術、友好維護操作技術和典型工藝自動化實現技術,研製負載能力10-50kg、臂展1.7-2.1m、重複定位精度±0.5mm以上的3自由度以上經濟型機器人及配套的典型生產工藝設備自動化生產線(站),形成技術規範,在建材生產領域實現500台(套)以上示範套用。
2.2 流程工業智慧型化工廠
針對冶金、石化等複雜流程工業節能減排與安全生產的需求,研究多態無線監控技術、能效監測評估與最佳化控制技術、大數據處理技術、風險智慧型識別與安全應急技術。建立流程工業智慧型化工廠,提高我國流程行業節能減排與安全生產綜合保障能力。設4個研究方向:
2.2.1 面向過程智慧型化的多態無線監控技術與系統(國撥經費控制額不超過1500萬元,前沿技術類)
針對冶金、石化等複雜生產系統,多環節,分布地域廣,難以細粒度監控和整體最佳化的難題,攻克多態物聯測控技術的融合與集成,實現對廣域分布的生產裝備和生產流程的細粒度感知,生產系統的實時狀態分析,多環節生產流程的協同最佳化,並實現典型示範套用,網路規模千點以上,可覆蓋10平方公里。
2.2.2 流程工業系統能效監測評估及最佳化控制技術與系統(國撥經費控制額不超過3000萬元,前沿技術類)
面向冶金、石化等複雜流程行業,開展生產過程設備級、過程級、系統級能效線上監測分析、評估診斷、最佳化控制技術攻關,實現能源協同平衡與最佳化調度,為流程工業節能減排提供綜合解決方案,實現能效提高2%~5%,並在不少於2家企業示範套用。
2.2.3 基於物聯網工業控制系統的風險智慧型識別與安全應急技術與系統(國撥經費控制額不超過1000萬元,前沿技術類)
攻克基於物聯網的風險智慧型識別與安全監控技術、生產工藝過程安全動態健康管理與風險評估技術、安全應急資源建模/管理與調度技術,研發危險源對象規模大於1500個和風險預警速度小於1分鐘的安全應急系統,並在石化、冶金行業實現示範套用。
2.2.4 面向冶金行業電弧爐節能環保技術及裝備的研製與套用(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
開展新型節能環保電弧熔煉裝備及生產工藝技術、電弧爐智慧型冶煉工藝及自動化控制技術、電爐熔池新型脈動氣體攪拌技術、廢鋼電弧熔煉煙氣餘熱回收及二惡英合成抑制技術等關鍵技術研究。實現金屬收得率(全廢鋼):90~92%;電耗指標(全廢鋼):300~360kwh/t;煙氣二惡英排放指標:0.2~0.5ng-TEQ/Nm。
3.基礎核心部件
針對我國製造業裝備基礎核心部件薄弱的問題,重點選取急需解決的、對重大裝備及未來產業發展有較大影響的基礎核心部件進行攻關,突破基礎核心部件相關技術,提升研製能力和裝備水平。設6個研究方向:
3.1 高性能大功率光纖雷射器(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,前沿技術類)
面向我國對高性能和大功率雷射器的迫切需求,研究基於新型光纖結構的超窄線寬、超低噪聲單頻光纖雷射器、高端光纖雷射器關鍵功能器件等關鍵技術,研製8-10千瓦量級高功率和高能量的光纖雷射器,在典型套用領域實現高端光纖雷射器的套用示範。
3.2 精密機械傳動設計和高檔齒輪製造技術(國撥經費控制額不超過500萬元、企業牽頭申報,前沿技術類)
攻克高精度工具機與裝備中的精密機械傳動設計和高端齒輪製造技術。解決精密齒輪工具機、螺紋工具機及其它精密裝備中的機械傳動設計與高精度齒輪類基礎件製造質量難題。製造中模數圓柱齒輪精度達到ISO標準中5-2級,精密機械傳動系統精度達到國際同類裝備水平。
3.3 高端自潤滑關節軸承關鍵技術的研究與產品開發(國撥經費控制額不超過800萬元、企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
研究自潤滑關節軸承結構設計、精密擠壓成形仿真技術、織物襯墊製備技術,開發航空、風電、動車等領域急需的高端自潤滑關節軸承系列產品。
3.4 高性能大功率起重專用變頻器關鍵技術的研究與產品開發(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
面向港口、造船、冶金等領域需求,研發低壓高性能大功率起重專用變頻器,具有內置全速段恆功率控制、抱閘控制、糾偏控制、同步控制等功能。實現開環矢量控制(SVC)零速時200%轉矩輸出,形成產業化能力並規模化推廣套用。
3.5 工程機械大功率液壓系統關鍵技術的研究與產品開發(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
針對國產工程機械的套用需求,研究高性能液壓系統、液壓元件、傳動部件與控制系統的設計、製造工藝與性能檢測關鍵技術,開發50噸及以上挖掘機成套液壓系統,實現工程機械示範套用並形成行業配套能力。
3.6 離散工業加工設備節能控制器關鍵技術的研究與產品開發(國撥經費控制額不超過500萬元、企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
結合離散行業製造工廠加工裝備間歇式工作的特點和製造過程的節能需求,將製造裝備控制與節能有機結合,研究設備精細化節能方法、控制器狀態和功能擴展等關鍵技術,研製出適合離散作業的裝備節能控制器,並進行典型設備套用驗證。
4.微納製造技術
針對物聯網、智慧型製造等戰略性新興產業發展對高性能、多功能、低功耗微納器件及系統的需求,攻克微納器件與系統的設計、製造、集成化前沿核心技術,解決能夠引領產業發展的微納製造關鍵共性技術,研製一批能夠提升產業核心競爭力的微納器件與系統。
4.1 物聯網用高性能矽基微納器件及系統的設計與製造
針對物聯網、智慧型製造等戰略性新興產業對高性能微納感測器、陣列化微納感測器及其系統、多功能微納系統的需求,攻克高端微納器件可製造性設計技術、陣列化微納感測器兼容工藝技術、三維異質集成技術等關鍵技術,研發出高性能三維系統和批量化高精度矽壓力感測器系列產品,提高流程工業的核心競爭力並支撐物聯網未來的發展。設5個研究方向:
4.1.1 工業過程控制高精度矽壓力感測器及系統(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,前沿技術類)
針對智慧型製造裝備、系統控制技術發展需求,突破高精度、高可靠性矽壓力感測器及變送器批量化製造工藝一致性、穩定性、可靠性等關鍵技術,形成高精度、高可靠性矽壓力感測器及變送器批量生產技術規範,建立年產10萬套的生產線,感測器精度優於0.075%,成品率大於90%,實現規模化套用。
4.1.2 高端微納器件可製造性設計技術(國撥經費控制額不超過500萬元、企業牽頭申報,前沿技術類)
針對物聯網套用對高端微納器件與系統的批量化需求,研究矽基MEMS製造工藝相對偏差較大導致的器件成品率較低問題,突破製造工藝模擬、製造過程可測試性、考慮工藝偏差的微納器件設計與最佳化等關鍵技術,開發出商用設計軟體模組並在生產線套用。
4.1.3 陣列化微納感測器設計與製造技術(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,前沿技術類)
針對物聯網發展對高性能、低功耗微納感測器的需求,突破陣列化微納感測器及接口電路的低功耗設計、製造、封裝、測試等關鍵技術,研製出6萬個以上陣列單元及其系統,實現規模化套用。
4.1.4 微納系統三維異質集成化技術(國撥經費控制額不超過1000萬元,前沿技術類)
針對物聯網發展對多功能、低功耗微納系統的需求,突破微納系統三維異質集成的設計、對準、封裝、測試等關鍵技術,研製出包括微能源、微納感測器、信號處理與收發電路等多功能微納系統原型,實現示範套用。
4.1.5 矽基氮化鋁微納系統(AlN-MEMS)的設計與製造技術(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,前沿技術類)
針對物聯網發展對多功能、低功耗、無線微納系統的需求,突破矽基AlN薄膜製造與測試技術、矽基AlN-MEMS設計與兼容製造工藝,研發出聲波感測器、諧振器、能量收集器等3種以上器件,建立年產達1000萬隻器件的生產線,實現規模化套用。
4.2 高性能金屬微納結構製造技術及裝備
針對高端裝備發展對微型金屬慣性開關、安保機構、點火靶微孔的需求,攻克金屬UV-LIGA(紫外光-光刻電鑄成型)的設計製造關鍵技術、飛秒雷射脈衝序列微納加工的關鍵工藝技術及系統集成技術,研發出飛秒雷射脈衝序列微納加工裝備和批量化微型金屬慣性開關與安保機構產品,支撐我國高端裝備發展。設2個研究方向:
4.2.1 紫外光-光刻電鑄成型(UV-LIGA)規模化製造技術(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,前沿技術類)
針對高端裝備發展對微型金屬慣性開關和安保機構的需求,研究金屬UV-LIGA(紫外光-光刻電鑄成型)的設計、製造、測試、裝配等關鍵技術,攻克批量製造的一致性,形成批量生產技術規範,建立年產30萬隻器件的生產線,實現規模化套用。
4.2.2 飛秒雷射脈衝序列微納加工關鍵工藝與裝備(國撥經費控制額不超過1000萬元,前沿技術類)
針對高端裝備發展對大長徑比金屬微納結構製造的需求,解決飛秒雷射脈衝序列微納加工的關鍵工藝技術、系統集成技術,研製出飛秒雷射脈衝序列微納加工裝備,實現示範套用。
5.製造服務關鍵技術研發與套用示範
針對製造企業參與全球生產製造一體化的需求,在研發、生產、管理數位化的基礎上,綜合運用移動網際網路、物聯網技術,支撐企業產品製造和業務模式的創新,促進企業從產品生產型製造向產品服務型製造方向發展。設3個研究方向:
5.1 高端複雜裝備產品全生命周期信息閉環管理套用示範(國撥經費控制額不超過1000萬元,企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
針對大型複雜高端裝備產品價值高、服役時間長、生命周期信息管理難度大等特點,在產品研發設計與生產製造信息化的基礎上,綜合套用產品信息化、無線移動網際網路、高通量實時產品狀態數據處理、維修大修(MRO)等技術,構建產品全生命周期信息閉環管理系統,並實現在1-2個大型複雜產品全生命周期管理中進行套用,支持大型複雜產品的研發、生產製造、維護大修服務和新產品的研發。
5.2 基於移動網際網路條件下的製造企業經營管理集成套用(國撥經費控制額不超過1000萬元,企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
針對企業經驗管理對信息實時性、商務流程協同和移動商務的需求,綜合運用移動網際網路、數據分析與挖掘、業務智慧型決策等技術,開發基於移動網際網路條件下支持300人以上同時上線的經營管理系統並得到套用示範,以支持製造企業的業務人員、管理決策人員、合作夥伴實現業務處理與商務流程協同。
5.3 面向產品服務生命周期的製造服務平台研發與套用示範(國撥經費控制額不超過800萬元,企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
針對汽車、家電等多品種大批量製造產品的配件供應、維修維護、使用服務等產品服務生命周期管理需求,研究製造服務發展模式、配件供應鏈和產品服務鏈業務協同技術、基於移動網際網路的配件配送跟蹤技術等,研發麵向產品服務生命周期的製造服務平台並開展套用示範,實現服務產業鏈上1000家以上企業開展服務業務協同。
6.數控一代機械產品創新套用示範工程(三期)
結合區域發展和傳統裝備製造行業的轉型升級,促進“數控一代機械產品創新套用示範工程”的推廣工作。設3個研究方向:
6.1 數控一代機械產品創新的區域套用示範工程(國撥經費控制額不超過1000萬元,企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
結合區域發展戰略,圍繞不少於3個典型行業,開展機械產品數控化創新研發及套用;每個示範區域,實現4000套以上有核心智慧財產權的專用數控系統和伺服驅動及電機的套用示範,實現2000台套以上數控化設備的套用示範。
6.2 輕工產品數控砂光/拋光成套設備研發及套用示範(國撥經費控制額不超過1000萬元,企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
開發針對複雜形狀零件表面砂光、拋光的專用多工位工具機平台、自動化上下料系統、成套拋光工藝、在位光潔度自動檢測系統以及專用數控系統,開發不少於3種規格的衛浴產品砂光、拋光成套數控裝備,實現600台以上的套用示範。
6.3LED照明高效數位化質檢裝備行業套用示範(國撥經費控制額不超過1000萬元,企業牽頭申報,套用開發與集成示範類)
研發LED照明用LED晶片和器件高效質檢新工藝,開發高效低成本的高速檢測機、高速分選機、高速分色分光機、高速編帶機等不少於6個類型2個成套系列的數位化質檢裝備,實現1000台套以上的套用示範。

指南申報要求

1.實施年限
按照項目所屬分類,前沿技術類為3-5年,套用開發與集成示範類為3年。
2.經費額度
國撥經費控制額度參見每個研究方向的具體要求。
3.申報說明
各申報單位原則上按指南內容三級標題的研究方向(如:1.1.1)進行項目申報。如果指南內容中無三級標題的研究方向可按照二級標題的研究方向(如:1.2)進行項目申報。
4.申報諮詢
聯繫人:陳智立區和堅

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