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智能制造系统解决方案揭榜挂帅重点行业和攻关方向

发布时间:2023-10-14 10:08:11 来源:工信部 作者:管理员

  智能制造系统解决方案揭榜任务面向25个重点行业智能制造典型场景和智能工厂建设需求,聚焦基础制造能力升级、重点生产环节优化、关键要素资源保障等3个方面,提出21个智能制造系统解决方案攻关方向。申报单位可结合自身情况,明确攻关任务,制定任务目标,研发新技术、新产品,通过工艺、装备、软件、网络等集成创新,形成自主可控的系统解决方案,并实现标准化、模块化的复制推广。
 
  一、重点行业
 
  重点聚焦石化化工、钢铁、有色、建材、新材料、民爆、矿业、工业母机和机器人、基础零部件、传感器及仪器仪表、汽车及关键零部件、轨道交通装备、医疗装备、工程机械、农业机械、航空航天装备、船舶及海洋工程装备、能源装备、轻工、纺织、食品、医药、印刷、电子设备、集成电路等行业领域开展智能制造系统解决方案揭榜挂帅工作。面向传统产业重点开展轻量化、易维护、低成本的解决方案研发和应用验证,利用数字技术支撑传统产业进行全方位、全链条改造;面向战略性新兴产业和未来产业重点推动先进性、适用性、自主性较高的解决方案攻关,支撑新质生产力形成,增强发展新动能。
 
  二、攻关方向
 
  (一)基础制造能力升级
 
  1.产品数字化设计解决方案
 
  针对复杂产品研发周期长、协同能力不足、知识管理系统性差等问题,突破跨主体跨学科综合设计、多物理场耦合仿真、数字样机虚拟验证等技术,基于集成化的产品协同设计平台和产品数据管理系统,建立设计资源库、模型库、规则库、知识库等,打造基于模型和知识的产品快速设计能力,提高产品设计效率和研发敏捷性。
 
  2.工艺智能化设计解决方案
 
  针对工艺知识机理储备不够、工艺规划仿真能力不足等问题,突破结构化工艺规划与仿真、分子级物料表征等技术,基于工艺设计仿真套件,建立工艺包、工艺知识库等,实现工艺快速设计与仿真验证,打造机理与数据驱动的工艺设计仿真能力,缩短新产品工艺定型周期,提高工艺设计水平。
 
  3.设计制造服务一体化解决方案
 
  面向复杂产品全生命周期各环节的设计和集成需求,突破跨阶段跨组织业务流程协同、多源异构数据融合与关联追溯、业务协同一体化模型等技术,开发设计制造服务一体化协同平台,打通产品全生命周期数字主线,实现设计制造服务资源共享和集成管理,形成可制造性和装配性分析能力,缩短产品研发周期,优化产品质量,提升生产效率。
 
  4.装备数字化解决方案
 
  针对制造装备数字化水平不高等问题,突破多源信息融合、关键参数在线监测与误差补偿等技术,建立制造装备模型和数字孪生体,构建在装备中集成传感器、控制器、通信模块、先进控制软件的能力,支撑制造装备的研发或智能化改造,满足柔性生产、精益管控、智能运维等需求。
 
  5.智能生产线解决方案
 
  面向精益化、定制化、柔性化的生产制造需求,突破产线动态集成、在线配置、虚拟调试等技术,构建基于工艺知识的产线虚拟仿真、实时监测和管理控制一体化能力,形成模块化、可重构的智能柔性生产线,提高精益管控和柔性制造水平,大幅提升生产效率。
 
  6.数字孪生工厂解决方案
 
  针对信息孤岛难打通、综合管控难度大等问题,突破机理模型融合、虚实映射和实时交互等技术,开发智能工厂数字孪生系统,打造装备/产线/车间/工厂等不同层级的数字孪生体构建能力,实现制造全要素、全流程数字化映射、仿真、监控、诊断、预测和优化,提升智能工厂生产效率,降低运维成本。
 
  7.高性能工业网络解决方案
 
  针对工业领域低时延、高可靠、大带宽多场景通信需求,突破异构网络快速自适配、远距离多节点高带宽实时通信、跨域确定性通信等技术,基于5GTSNWi-Fi、工业以太网、工业PON等网络基础设施,构建面向工业现场的混合组网能力,实现IT/OT融合、云边端一体化协同、网络全生命周期管理,满足不同业务和场景的差异化通信需求。
 
  8.工厂操作系统解决方案
 
  聚焦智能工厂OTIT系统平台化、融合化发展趋势,突破操作系统体系架构、业务流程的管理和抽象、应用快速构建等技术,开发智能工厂操作系统和应用开发平台,实现产品、装备、软件等制造全资源快速接入、异构软件系统业务协同等功能,大幅缩短智能工厂信息系统建设周期,提升部署效率,降低运维成本。
 
  (二)重点生产环节优化
 
  9.计划调度动态优化解决方案
 
  针对人工计划调度和资源配置优化效率低等问题,突破事件驱动的动态调度、生产路径选择与订单分配、多层级计划联动优化等技术,基于生产计划与排程系统,建立产线/车间/工厂/集团多层级生产计划与排程模型和优化算法,实现交期、产能和库存等多约束条件下自动化优化排程,提高资源利用率、精益协同水平和交货期准确度。
 
  10.工艺过程在线优化解决方案
 
  针对工艺参数调优难度高、波动大等问题,突破工艺过程模拟,多工艺参数感知与分析等技术,研制工艺在线优化管控系统,开发先进控制算法和参数优化算法,基于工艺机理和实时数据实现工艺优化控制和参数在线调整,降低原材料消耗,提高生产效率和产品良品率。
 
  11.质量综合管控解决方案
 
  面向工厂稳定生产、保障质量、提高效率等需求,突破基于机器视觉的质量缺陷检测、质量全流程追溯等技术,基于智能检测装备,开发质量综合管控系统,实现质量参数、产品缺陷、设备故障和生产异常快速诊断定位和管控优化,降低质量损失风险,提升企业生产全流程质量管控能力。
 
  12.厂内智能物流解决方案
 
  面向工厂内物流准时、准确、高效配送需求,突破高精度物体识别、大规模集群调度等技术,研制智能物流管理系统和高性能物流装备,建立物料需求预测、路径优化算法,实现物料的收、存、发、配等全过程智能调度和自动执行,提升仓储、配送等各环节的作业效率、周转效率与准确性。
 
  13.设备智能运维解决方案
 
  面向制造装备连续、稳定、可靠运行的需求,突破基于机理模型和数据分析的故障诊断、预测性维护等技术,研制设备智能运维系统,实现设备运行状态实时监测、健康趋势预测、故障诊断定位、运维策略优化等功能,降低设备运维成本,减少意外停机,保证生产连续稳定。
 
  14.安全一体化解决方案
 
  面向安全生产需求,突破设备异常和外部威胁关联风险分析、工艺偏离分析、生产运行风险动态预测等技术,建立风险动态评估模型,研制功能安全、网络和数据安全一体化协同管控系统,实现网络和数据安全威胁、过程安全危险相关要素实时综合感知和风险预警,保障生产过程长周期安全运行。
 
  15.智能运营决策解决方案
 
  面向企业生产运营决策过程的自动化和智能化发展趋势,突破业务态势全景感知、数据和事件驱动的增强分析等技术,开发企业智能运营决策中心,建立业务规则库、多场景决策模型,实现企业运行态势全面监控、风险事件主动预警、经营策略自主生成,打造制造资源全局优化配置能力。
 
  (三)关键要素资源保障
 
  16.智慧供应链协同解决方案
 
  针对企业供应链成本高、协作效率差等问题,突破供应链可视化及实时监控、多维度动态协同、资源整合与优化等技术,研制智慧供应链协同平台,建立供应链智能分析决策算法,实现供应链全环节信息同步共享、需求精准预测、风险有效预警、业务动态协同,提升供应链安全稳定和快速响应水平。
 
  17.能碳精益化管控解决方案
 
  面向工厂绿色低碳和节能减排的需求,突破能耗和碳排放可视化建模与仿真、多尺度能效动态评估、碳排放量化方法等技术,开发能碳智能管控平台,建立装备/产线/车间/工厂多级能耗模型、多能源介质平衡调度模型和全生命周期碳排放模型,实现能碳信息综合监控、能效分析优化和碳足迹全生命周期计量与追溯,降低能耗和碳排放量。
 
  18.数据资源管理和应用解决方案
 
  针对当前工业数据利用率低、价值挖掘难等问题,突破多源异构数据自动清洗、高效存储和索引等技术,基于数据管理与应用平台,建立贯穿制造全过程数据模型建模方法,构建重点行业和关键领域制造资源的数据字典,实现工业数据应用融合、流程贯通、集成共享、价值挖掘,提升数据赋能业务能力。
 
  19.工业数据安全解决方案
 
  针对工业数据安全保护需求,围绕工业数据泄露、窃取、篡改等风险,加强工业数据智能分类分级、工业数据库审计、低时延加密传输等共性技术优化升级,突破适配工业业务场景和数据特征的轻量级数据加密、隐私计算、密态计算等关键技术,推进工业数据安全保障体系建设。
 
  20.工业网络安全解决方案
 
  针对智能工厂安全防护需求,突破安全态势感知与智能分析、多攻击面协同防御策略、入侵响应控制等技术,构建工业网络安全纵深防御体系,实现网络安全风险动态评估与预警、威胁发现与定位、攻击阻断与抑制等功能,提高智能工厂网络安全保障能力。
 
  21.工业智能解决方案
 
  面向人工智能与制造各环节深度融合应用的发展趋势,突破定制化的数据预处理和特征工程、高并发轻量化的大模型部署与推理等技术,研制工业智能应用开发平台,构建支持深度迁移的工业智能模型库和算法库、基于行业数据和专家知识的工业大模型,实现智能化的模型迭代优化和典型场景应用,推动制造装备、软件的智能化升级。

 
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