國家高技術863計劃國家科技支撐計劃制造領域2014年度備選項目征集指南

 

一、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制
    為滿足當前我國傳統制造業改造、節能減排和戰略性新興產業發展的迫切需要,突破支持大型復雜裝備產品數字化與智能化的信息技術、創新設計技術、全生命周期綠色制造技術、關鍵制造工藝與知識庫,提高裝備產品的數字化、網絡化、智能化水平,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材料與器件的制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電力電子器件制造所需的4-6吋SiC單晶生長爐、外延爐等關鍵裝備研制。并開展1200、1700、3300和8000V的相關器件制造工藝技術驗證。2015年達到中試水平。
    1.1.2 面向航空復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復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,形成技術規范并實現示范應用,顯著提高大型復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 汽車板激光連續精密落料裝備及其工程示范(國撥經費控制額不超過1000萬元,企業牽頭申報,前沿技術類)
    面向汽車板激光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,研究多激光頭高精度協同作業、多機器人堆垛、在線廢料自動剔除,實現工程示范,達到廢料自動剔除作業率≥99.5%,雙頭配置的激光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、制造工藝技術和檢測技術,并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、噪聲低于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、機床機械產品的綠色工藝技術評估及相關基礎數據庫開發(國撥經費控制額不超過500萬元,前沿技術類)
    針對工程機械、機床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、低碳制造工藝過程知識反饋機制,建立切削比能基礎數據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、評價方法等數據庫和評價工具,并實現制造周期評估應用示范。
    1.2 船體設計建造關鍵技術及工藝裝備研制(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、涂一體化技術發展需求,突破超大船體輕量化設計建造技術;船體超大分段制造工藝和精度控制技術;船舶制造缺陷檢測技術等,研制自動彎管、移動焊接、自動噴涂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,形成技術規范,在船舶總裝企業示范應用,使船體分段建造完整性達到90%以上。
    1.3 3D打印關鍵技術、裝備研制
    聚焦航空航天、模具領域的需求,突破3D打印制造技術中的核心關鍵技術,研制重點裝備產品,并在相關領域開展驗證,初步具備開展全面推廣應用的技術、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激光熔化成型裝備研制及應用(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制(試制)過程中單件、小批量需求,研制適合鈦合金等難加工零件直接成型的大型零件激光熔化成型裝備,臺面2米×2米,制件精度控制在±1%以內,堆積效率達300cm3/h以上。制定相關工業技術標準,并在航空航天產品研制零部件制造中進行應用。
 
    1.3.2 面向復雜零部件模具制造的大型激光燒結成型裝備研制及應用(國撥經費控制額不超過1000萬元,前沿技術研究類)
    針對復雜零部件模具快速制造的需求,研制適合制造蠟模、蠟型、砂型制造,以及尼龍等塑料零件制造的大型激光燒結成型裝備,臺面2米×2米,制件精度控制在±0.1%以內,堆積效率達1000cm3/h以上。制定相關技術標準,并在汽車、模具等行業產品研制中得到應用。
    1.3.3 面向材料結構一體化復雜零部件高溫高壓擴散連接設備研制與應用(國撥經費控制額不超過1000萬元,前沿技術類)
    針對結構復雜、性能要求高、連接難度大等復雜零部件加工的需求,研制材料結構一體化復雜零件高溫高壓擴散連接設備和工藝,工作加熱區域尺寸Φ1000mm×1000mm以上,并在航空航天產品的研制中開展應用。
    1.3.4 基于3D打印制造技術的家電行業個性化定制關鍵技術研究及應用示范(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,應用開發與集成示范類)
    針對家電行業個性化定制迫切需求,結合以3D打印制造技術為核心的數字制造技術帶來的制造變革,研究3D打印個性化零件設計技術、個性化定制模式、定制業務協同引擎、交互門戶、運行平臺等技術,開發個性化定制管理平臺,并基于3D打印制造裝備為終端用戶提供個性化定制服務,在應用示范期內銷售經濟收入不少于3000萬元。
    2.數字化智能化生產線
    針對我國大多裝備制造業處于單機方式使用狀態,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,構建離散制造智能化生產線;針對冶金、石化等流程工業節能減排的需求,構建流程工業智能化工廠。從裝備制造業(離散)和冶金石化工業(流程)分別研究構建數字化智能化生產線的關鍵技術,開展應用示范。
    2.1 裝備制造業數字化生產線
    面向工程機械、透平機械裝備和特種制造等行業的需求,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、高實時無線測控網絡與互操作關鍵技術,工業控制技術,構建數字化生產線;研究典型設備及制造系統能源優化控制與應用技術、產品服務生命周期管理技術,提高裝備制造企業生產過程中的數字化、網絡化、智能化程度,提升服務能力,構建裝備制造業典型的數字化、智能化生產線。設5個研究方向:
    2.1.1 機床產品制造系統能效優化控制技術與應用(國撥經費控制額不超過500萬元,前沿技術類)
    以機床產品生產制造車間為對象,開展機床產品制造系統的能效優化控制技術研究,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、工藝參數節能優化支持等關鍵核心技術;開發機床產品生產制造車間能量效率綜合提升支持系統;在2個以上的車間得到應用示范,提高能量效率10%以上。
    2.1.2 透平機械裝備制造數字化車間關鍵技術應用示范(國撥經費控制額不超過1500萬元、企業牽頭申報,應用開發與集成示范類)
    面向汽輪發電機組、鼓風機組等透平機械裝備制造的需求。通過建立數字化工廠,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字化制造與精細化管控,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,縮短產品制造與交付周期,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應用示范(國撥經費控制額不超過1500萬元,企業牽頭申報,應用開發與集成示范類)
    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、多機網絡協調控制、基于實時數據的生產管理與綜合和成套工藝集成等關鍵技術,研制自動裝藥、擰緊、噴碼、涂膠、檢測、稱重、包裝等工藝裝備,構建易爆危險品數字化、智能化成套柔性裝填及檢測生產線,實現示范應用。
    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應用示范(國撥經費控制額不超過1500萬元、企業牽頭申報,應用開發與集成示范類)
    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能焊接工藝、自動物流輸送、焊接質量在線檢驗、多機網絡協調控制、智能生產調度、全程加工質量追溯、故障診斷智能化、工藝布局優化、焊接生產信息化管理等關鍵技術,在工程機械制造過程中形成大型結構件的智能焊接機器人生產線,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臺以上工業機器人焊接生產線的工程示范應用與驗證。鼓勵采用國產機器人。
    2.1.5 面對惡劣生產環境下經濟型工業機器人應用示范(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,應用開發與集成示范類)
    針對建材領域典型產品生產制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,研制負載能力10-50kg、臂展1.7-2.1m、重復定位精度±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),形成技術規范,在建材生產領域實現500臺(套)以上示范應用。
    2.2 流程工業智能化工廠
    針對冶金、石化等復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、能效監測評估與優化控制技術、大數據處理技術、風險智能識別與安全應急技術。建立流程工業智能化工廠,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 面向過程智能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、石化等復雜生產系統,多環節,分布地域廣,難以細粒度監控和整體優化的難題,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優化,并實現典型示范應用,網絡規模千點以上,可覆蓋10平方公里。
    2.2.2 流程工業系統能效監測評估及優化控制技術與系統(國撥經費控制額不超過3000萬元,前沿技術類)
    面向冶金、石化等復雜流程行業,開展生產過程設備級、過程級、系統級能效在線監測分析、評估診斷、優化控制技術攻關,實現能源協同平衡與優化調度,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%,并在不少于2家企業示范應用。
    2.2.3 基于物聯網工業控制系統的風險智能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)
    攻克基于物聯網的風險智能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于1500個和風險預警速度小于1分鐘的安全應急系統,并在石化、冶金行業實現示范應用。
    2.2.4 面向冶金行業電弧爐節能環保技術及裝備的研制與應用(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,應用開發與集成示范類)
    開展新型節能環保電弧熔煉裝備及生產工藝技術、電弧爐智能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、廢鋼電弧熔煉煙氣余熱回收及二噁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;煙氣二噁英排放指標:0.2~0.5ng-TEQ/Nm3。
    3.基礎核心部件
    針對我國制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,提升研制能力和裝備水平。設6個研究方向:
    3.1 高性能大功率光纖激光器(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激光器的迫切需求,研究基于新型光纖結構的超窄線寬、超低噪聲單頻光纖激光器、高端光纖激光器關鍵功能器件等關鍵技術,研制8-10千瓦量級高功率和高能量的光纖激光器,在典型應用領域實現高端光纖激光器的應用示范。
    3.2 精密機械傳動設計和高檔齒輪制造技術(國撥經費控制額不超過500萬元、企業牽頭申報,前沿技術類)
    攻克高精度機床與裝備中的精密機械傳動設計和高端齒輪制造技術。解決精密齒輪機床、螺紋機床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制造質量難題。制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,應用開發與集成示范類)
    研究自潤滑關節軸承結構設計、精密擠壓成形仿真技術、織物襯墊制備技術,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,應用開發與集成示范類)
    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,具有內置全速段恒功率控制、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,形成產業化能力并規模化推廣應用。
    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,應用開發與集成示范類)
    針對國產工程機械的應用需求,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、制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,實現工程機械示范應用并形成行業配套能力。
    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,應用開發與集成示范類)
    結合離散行業制造工廠加工裝備間歇式工作的特點和制造過程的節能需求,將制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,研制出適合離散作業的裝備節能控制器,并進行典型設備應用驗證。
    4.微納制造技術
    針對物聯網、智能制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、制造、集成化前沿核心技術,解決能夠引領產業發展的微納制造關鍵共性技術,研制一批能夠提升產業核心競爭力的微納器件與系統。
    4.1 物聯網用高性能硅基微納器件及系統的設計與制造
    針對物聯網、智能制造等戰略性新興產業對高性能微納傳感器、陣列化微納傳感器及其系統、多功能微納系統的需求,攻克高端微納器件可制造性設計技術、陣列化微納傳感器兼容工藝技術、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硅壓力傳感器系列產品,提高流程工業的核心競爭力并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硅壓力傳感器及系統(國撥經費控制額不超過1000萬元、企業牽頭申報,前沿技術類)
    針對智能制造裝備、系統控制技術發展需求,突破高精度、高可靠性硅壓力傳感器及變送器批量化制造工藝一致性、穩定性、可靠性等關鍵技術,形成高精度、高可靠性硅壓力傳感器及變送器批量生產技術規范,建立年產10萬套的生產線,傳感器精度優于0.075%,成品率大于90%,實現規模化應用。
    4.1.2 高端微納器件可制造性設計技術(國撥經費控制額不超過500萬元、企業牽頭申報,前沿技術類)
    針對物聯網應用對高端微納器件與系統的批量化需求,研究硅基MEMS制造工藝相對偏差較大導致的器件成品率較低問題,突破制造工藝模擬、制造過程可測試性、考慮工藝偏差的微納器件設計與優化等關鍵技術,開發出商用設計軟件模塊并在生產線應用。
    4.1.3 陣列化微納傳感器設計與制造技術(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、低功耗微納傳感器的需求,突破陣列化微納傳感器及接口電路的低功耗設計、制造、封裝、測試等關鍵技術,研制出6萬個以上陣列單元及其系統,實現規模化應用。
    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,研制出包括微能源、微納傳感器、信號處理與收發電路等多功能微納系統原型,實現示范應用。
    4.1.5 硅基氮化鋁微納系統(AlN-MEMS)的設計與制造技術(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,突破硅基AlN薄膜制造與測試技術、硅基AlN-MEMS設計與兼容制造工藝,研發出聲波傳感器、諧振器、能量收集器等3種以上器件,建立年產達1000萬只器件的生產線,實現規模化應用。
    4.2 高性能金屬微納結構制造技術及裝備
    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)的設計制造關鍵技術、飛秒激光脈沖序列微納加工的關鍵工藝技術及系統集成技術,研發出飛秒激光脈沖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)規模化制造技術(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、制造、測試、裝配等關鍵技術,攻克批量制造的一致性,形成批量生產技術規范,建立年產30萬只器件的生產線,實現規模化應用。
    4.2.2 飛秒激光脈沖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制造的需求,解決飛秒激光脈沖序列微納加工的關鍵工藝技術、系統集成技術,研制出飛秒激光脈沖序列微納加工裝備,實現示范應用。
    5.制造服務關鍵技術研發與應用示范
    針對制造企業參與全球生產制造一體化的需求,在研發、生產、管理數字化的基礎上,綜合運用移動互聯網、物聯網技術,支撐企業產品制造和業務模式的創新,促進企業從產品生產型制造向產品服務型制造方向發展。設3個研究方向:
    5.1 高端復雜裝備產品全生命周期信息閉環管理應用示范(國撥經費控制額不超過1000萬元,企業牽頭申報,應用開發與集成示范類)
    針對大型復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制造信息化的基礎上,綜合應用產品信息化、無線移動互聯網、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,并實現在1-2個大型復雜產品全生命周期管理中進行應用,支持大型復雜產品的研發、生產制造、維護大修服務和新產品的研發。
    5.2 基于移動互聯網條件下的制造企業經營管理集成應用(國撥經費控制額不超過1000萬元,企業牽頭申報,應用開發與集成示范類)
    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,綜合運用移動互聯網、數據分析與挖掘、業務智能決策等技術,開發基于移動互聯網條件下支持300人以上同時上線的經營管理系統并得到應用示范,以支持制造企業的業務人員、管理決策人員、合作伙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制造服務平臺研發與應用示范(國撥經費控制額不超過800萬元,企業牽頭申報,應用開發與集成示范類)
    針對汽車、家電等多品種大批量制造產品的配件供應、維修維護、使用服務等產品服務生命周期管理需求,研究制造服務發展模式、配件供應鏈和產品服務鏈業務協同技術、基于移動互聯網的配件配送跟蹤技術等,研發面向產品服務生命周期的制造服務平臺并開展應用示范,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應用示范工程(三期)
    結合區域發展和傳統裝備制造行業的轉型升級,促進“數控一代機械產品創新應用示范工程”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應用示范工程(國撥經費控制額不超過1000萬元,企業牽頭申報,應用開發與集成示范類)
    結合區域發展戰略,圍繞不少于3個典型行業,開展機械產品數控化創新研發及應用;每個示范區域,實現4000套以上有核心知識產權的專用數控系統和伺服驅動及電機的應用示范,實現2000臺套以上數控化設備的應用示范。
    6.2 輕工產品數控砂光/拋光成套設備研發及應用示范(國撥經費控制額不超過1000萬元,企業牽頭申報,應用開發與集成示范類)
    開發針對復雜形狀零件表面砂光、拋光的專用多工位機床平臺、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,開發不少于3種規格的衛浴產品砂光、拋光成套數控裝備,實現600臺以上的應用示范。
    6.3 LED照明高效數字化質檢裝備行業應用示范(國撥經費控制額不超過1000萬元,企業牽頭申報,應用開發與集成示范類)
    研發LED照明用LED芯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、高速編帶機等不少于6個類型2個成套系列的數字化質檢裝備,實現1000臺套以上的應用示范。
    二、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,應用開發與集成示范類為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.申報咨詢
    聯系人:陳智立 區和堅
     話:010-88374398,68338038
 傳 真:010-68338037
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