高端PLC研發及應用與智能機器人入項科技指南
http://www.199rrr.com 2012-04-09 11:03 來源：科技部
導讀：為有效組織實施“十二五”先進制造技術領域國家科技計劃，做好2013年度先進制造技術領域備選項目庫的建設工作，科技部特制定科技指南，內容包括裝備與工藝、系統控制（高端PLC研發及應用）、微納制造、制造服務、智能機器人、綠色制造、制造業信息化、數控一代機械產品創新應用示范工程。
為貫徹《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》，落實《國家“十二五”科學和技術發展規劃》，根據國家科技計劃管理改革的總體精神，促進科技支撐傳統制造業轉型和戰略性新興產業發展，有效組織實施“十二五”先進制造技術領域國家科技計劃，做好2013年度先進制造技術領域備選項目庫的建設工作，特制定本指南。
一、指南方向與內容
1．裝備與工藝
1.1材料-結構一體化高性能構件高效復合加工工藝技術及裝備
針對航空航天器、國防武器典型復雜構件研制中的瓶頸問題，研究與開發材料-結構一體化復雜構件的高效復合加工新工藝、新技術與新裝備，突破設計、加工工藝、質量檢測等關鍵技術，為這類構件研制提供核心工藝技術與裝備。下設4個研究方向。
1.1.1航空發動機關鍵零件微小群孔高效復合加工技術及裝備。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
針對航空發動機渦輪葉片、燃燒室噴油部等海量氣膜孔加工需求，研究微小群孔電火花-電解和激光-電解2種復合加工工藝，開發專用裝備和工具、形成技術規范，在航空發動機企業制造示范應用，顯著提高制孔效率和質量。
1.1.2異形、深腔復合材料構件高效復合加工工藝技術及裝備。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
針對航空航天器燃燒室制造需求，研究具有大長徑比、非對稱回轉特征的碳-碳化硅材料構件內腔型面高效低損傷磨削與超聲復合加工工藝、開發專用裝備、工具與原位檢測系統，形成技術規范，研制出滿足性能要求的構件。
1.1.3復合材料/合金疊層構件高效精密制孔工藝技術及裝備。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
針對材料-結構一體化構件制造需求，研究鋁合金/復合材料/鈦合金疊層構件高效精密制孔工藝，開發螺旋銑孔單元與工具、性能檢測臺架，形成技術規范，在航空制造企業示范應用，顯著提高制孔效率和精度。
1.1.4復合材料/金屬構件“加工-測量-調控”一體化制造技術與系統。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
針對金屬 復材大型構件制造需求，研究面形精度測量、加工誤差檢測與補償等關鍵技術，開發“加工-測量-調控”一體化制造系統，形成技術規范，在航空航天、高速列車制造企業示范應用，顯著提高加工效率與質量。
1.2退役產品高效拆解、逆向物流與再資源化技術
圍繞汽車、工程機械、家電及電子等量大面廣退役產品，開發產品綠色拆解、材料識別分選、物流與再資源化等技術研究，開發相關軟件與自動化生產設備，建立示范生產線，提升上述產品的資源循環再利用效率及附加值。下設3個研究方向。
1.2.1退役乘用汽車高效拆解破碎分選技術。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
研發符合市場和法規要求的退役乘用車產品柔性自動轉載、輸送、深度拆解系統，開發整車(五大總成除外)車身大規模高效破碎、材料識別分選系統，建立年拆解能力10萬輛的乘用車高效深度拆解生產線和年處理能力5萬噸的車用材料高效破碎分選示范線。
1.2.2退役產品逆向物流技術。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
針對家電、工程機械等退役產品，研究回收數據庫及生命周期信息追溯技術,建立退役產品信息綜合追溯軟硬件系統；研發退役產品質量狀態檢測技術與裝備；研究多維回收體系及其庫存控制技術，建立退役產品逆向物流信息平臺；在2-3家具有資質的回收企業示范應用，實現年處理能力150萬臺以上。
1.2.3廢棄電子產品線路板綠色回收拆解與資源化技術。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
針對廢棄電子線路板等電子產品，開展有害物質識別、新型電子廢棄物處理和資源再利用技術研究，開發成套工藝技術及裝備，實現規模化生產，標準PCB板處理能力達到6噸/天并無二次污染，資源再利用產品化率達95%。
2．系統控制
2.1高端PLC研發及應用
面向重大工程和裝置自動化成套的需求，攻克高端PLC研發的核心關鍵技術，開發大規模PLC、安全PLC等裝置，技術指標達到當代國際主流產品水平，并實現工業應用。下設2個研究方向。
2.1.1大規模PLC研發及應用。(前沿技術類、國撥經費不超過2000萬元)
面向制造行業及高端裝備等對自動化技術的需求，解決萬點以上大規模I/O采集技術、高速網絡通訊技術、高可靠性及系統冗余控制等關鍵技術，開發大規模PLC系統產品，并實現工業應用。
2.1.2安全PLC研發及應用。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元)
面向安全生產要求極高的場合，研發安全PLC裝置，解決容錯表決、自診斷、失效安全等故障安全關鍵技術，符合國際安全標準(IEC61508)，并實現示范應用。
3．微納制造
3.1新型醫療微納器件與系統
針對人工耳蝸和陣列化光探測等醫療應用需求，研發人工耳蝸微系統批量化制造和基于微納技術的陣列化超光譜成像新方法，解決微納技術在體內和高通量醫療應用中的關鍵技術，獲得批量化產品和新技術儲備。下設2個研究方向。
3.1.1人工耳蝸微系統設計與制造。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
針對感音性神經耳聾患者聽覺的恢復，研制出基于柔性植入式微電極陣列的人工耳蝸微系統，突破系統設計、微電極制造、刺激信號傳輸技術、封裝與測試、工藝規范、臨床應用等關鍵技術，獲得醫療器械生產注冊證，建立標準化人工耳蝸批量生產技術規范，建立年產達2000套的標準化人工耳蝸生產線，產值1.5-2億元。
3.1.2醫用超光譜成像微納陣列化器件與系統。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元)
針對細胞功能、生化分析等生物醫療與環境監測需求，研究基于微納制造和系統集成技術的陣列化超光譜高分辨成像系統設計，突破相關陣列化微納結構的制作工藝及系統集成問題，給出批量化制作工藝技術，研制出樣機并實現示范應用。
3.2面向物聯網的低成本、低功耗微納傳感器及系統
物聯網應用和發展過程中，需要大批量傳感器，采用批量化微納制造技術在低成本、低能耗、一致性等方面具有重要意義。下設4個研究方向。
3.2.1無線、無源、多參數微納傳感器與系統。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元)
針對密封環境、機械旋轉環境中對無線、無源微納傳感器的需求，研究多參數檢測微納傳感器的設計、制造、封裝技術以及無源遙測技術，解決其中的關鍵技術，研制出系統原型，進行示范應用。
3.2.2用于重型機械安全監控的無線微納傳感器與系統。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元)
針對重型機械等裝備中關鍵部件使用過程中的震動、形變、裂痕擴大等故障檢測需求，研究可實時監控的低功耗、多參數微納傳感器設計與制造技術、能量收集與能源管理以及系統集成等技術，解決相關的關鍵技術，研制出系統原型并進行示范應用。
3.2.3用于切削等過程監測的微納傳感器與系統。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元)
針對加工過程中切削質量控制、刀具壽命預測以及智能加工的需求，研發具有在線檢測功能的(振動、力、溫度等)微納多參數無線傳感器與系統，解決與系統設計、加工、信息采集與處理、系統集成相關的關鍵技術，實現示范驗證。
3.2.4具有環境控制功能的批量微納傳感器多參數測試裝備。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元)
針對微納傳感器批量化制作器件一致性需求，研發多參數快速、高精度測試技術與裝備，用于不少于3種基于不同原理的微納傳感器在變環境下的自動化批量標定，批量測試，解決大批量測試中測試系統的快速性、準確性、穩定性等問題，降低測試成本。裝備需實現示范應用。
4．制造服務
4.1實時感知的制造物聯技術研發與示范
圍繞制造過程和產品運維及服務，以提升制造系統在信息獲取、控制、人機交互和管理等方面的集成與協同能力為重點，開展支持農機集群實時作業服務與運維、模具設計制造全過程精益管控等內容的制造物聯技術研發與示范。下設2個研究方向。
4.1.1支持農機裝備集群實時作業服務與運維的物聯技術研發與示范。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元)
針對農業機械裝備的大型化、自動化、信息化、智能化發展趨勢，以農機自主導航、變量作業控制、田間信息采集、農業機械集群遠程運維服務為重點，研發農機作業服務與運維服務平臺，開展示范應用。
4.1.2支持模具設計制造全過程精益管控的制造物聯技術研發與示范。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元)
以模具設計、制造、管理一體化為應用背景，利用RFID、傳感器等感知和標識技術，研發形成面向智能工廠環境的新一代智能物聯車間技術體系和解決方案，開展示范應用，實現設計、制造信息的泛在感知與精益管控。
4.2工業機器人數字化設計平臺
針對高速、高精、重載等高性能工業機器人發展需求，研究開發工業機器人數字化設計平臺。下設1個研究方向。
4.2.1工業機器人數字化設計平臺。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
針對高速、高精、重載等高性能工業機器人發展需求，研究拓撲結構、運動學、動力學與精度設計，關鍵部件和整機多體動力學仿真，開發模型庫與數據庫,形成數字化設計流程與平臺，在高端搬運、焊接等工業機器人開發中應用驗證。
4.3汽車、工程機械多產業鏈業務協同服務平臺研發和應用
面向汽車、工程機械產業，圍繞產業鏈企業群的業務協同需求，研究開發多產業鏈業務協同服務平臺。下設1個研究方向。
4.3.1汽車、工程機械多產業鏈業務協同服務平臺研發和應用。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
面向汽車、工程機械產業，圍繞產業鏈企業群的業務協同需求，攻克多產業鏈協同技術和協同服務技術，研發和建設多產業鏈業務協同服務平臺，開展第三方運營服務，提升第三方服務能力和產業競爭力。
4.4支持流程工業可控和優化運行的MES系統開發及應用
面向石化和冶金工業，基于制造過程數據實時采集，研發生產計劃優化排程、生產設備運行遠程監控、生產能耗和排放實時監控、生產質量和物流實時溯控、生產全流程信息智能分析和優化及與ERP和DCS集成運行等制造執行系統關鍵技術及產品，開展示范應用，實現制造過程可視、可控和優化。下設2個研究方向。
4.4.1支持節能環保和安全管控的石化行業MES開發及應用。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
將基于實時數據的生管理產與基于模型的多目標優化相融合，研究生產過程可視化建模、生產計劃和調度動態優化、生產設備、物流、質量、能耗和排放實時監控、數據集成平臺等關鍵技術，開發構件化和可配置的石化行業MES產品,開展應用示范，實現生產過程高效、節能、環保和安全的全方位閉環管控。
4.4.2支持節能降耗和智能決策的冶金行業MES開發及應用。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
研究原材料、產品需求多重不確定條件下的生產優化和節能降耗的多目標智能決策機制，研究生產計劃一體化和生產調度動態優化、生產設備、物流、質量、能耗和排放實時監控、生產全流程信息智能分析和優化、數據集成平臺等關鍵技術，開發標準化和可配置的冶金行業MES產品,開展應用示范，實現制造全過程的多目標閉環管控。
5．智能機器人
5.1機器人共性關鍵技術及驗證
重點開展智能材料與仿生機構、感知與識別、智能控制等關鍵技術研究，建立相應平臺，實現關鍵技術驗證，為促進我國機器人前沿技術發展與應用提供重要的技術支撐。下設3個研究方向。
5.1.1智能材料與仿生結構一體化驅動單元。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元)
基于智能材料與仿生結構，開展結構、驅動、控制功能集成的一體化高功率密度比人工肌肉等新型驅動單元研究，建立驗證平臺，實現一體化設計與控制關鍵技術驗證。
5.1.2多源信號生機電系統技術。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元)
基于生肌、腦電等多源生物信息，開展感知認知、生機交互控制以及生機電一體化系統集成技術的研究，建立驗證平臺，實現行為識別與控制等關鍵技術驗證。
5.1.3仿生眼感知與識別處理。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元)
基于嵌入式立體視覺，開展復雜非結構化動態環境的感知、建模重構、多目標識別處理技術的研究，建立小型仿生眼兩自由度云臺驗證平臺,實現人臉表情和運動目標識別等關鍵技術驗證。
5.2經濟型工業機器人研發與集成應用
圍繞傳統產業技術升級和智能制造發展的需求，針對典型應用，研究模塊化設計、經濟型關鍵部件、作業工具、可靠性集成制造和成套工藝集成等關鍵技術，研發易于維護操作的經濟型工業機器人，實現推廣應用。下設2個研究方向。
5.2.1經濟型物流搬運機器人及集成應用。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
面向化工、食品、機械、新能源等行業，研發3自由度以上經濟型搬運機器人以及作業工具，在制造過程中形成作業單元或自動化生產線，實現200臺以上應用。
5.2.2經濟型機械加工機器人及集成應用。(前沿技術類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
面向焊接、切割、修整、注塑等作業需求，研發3自由度以上經濟型加工機器人、作業工具及輔助裝備，在制造過程中形成作業單元或自動化生產線，實現100臺以上應用。
6．綠色制造
6.1典型機械產品高效節能技術研究與應用
針對工業電機、大型流體機械和齒輪傳動裝置，開展節能、降噪、減量、優化控制等關鍵技術研究，有效提升產品的綜合能效和可靠性，為裝備制造業實現節能減排及降低碳排量提供支撐。下設3個研究方向。
6.1.1大型裝備電機系統節能技術研究與應用。(應用開發及集成示范類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
針對大型礦山設備及大型流體機械，開發高效、超高效電機，掌握電機系統節能控制、電機性能與典型負載特性匹配、系統能效監測及評價方法等關鍵技術，實現系統節電15%-20%。
6.1.2大型流體機械節能技術研究與應用。(應用開發及集成示范類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
針對大型壓縮機和大型工業泵組，開展新型結構設計、新型工程材料應用、壓縮空氣系統自適應節能運行技術、與電機的優化耦合匹配等關鍵技術研究，提高機組系統效率及產品使用可靠性與易損件壽命，能量效率平均提高2-4%。
6.1.3大型齒輪傳動裝置輕量化及降噪技術研究。(應用開發及集成示范類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
針對大型礦山設備及大型橋式起重機(50噸以上)的齒輪傳動裝置，開展輕量化、降噪、結構優化等關鍵技術研究，開發新型輕量化、低噪聲齒輪傳動裝置，整體減重8-10%，降低噪聲3-5分貝，形成批量生產能力。
7．制造業信息化
7.1支撐地方優勢產業的制造業信息化綜合集成應用示范
針對地方優勢及特色產業發展需求，開展支撐地方優勢產業的制造業信息化綜合集成應用示范工作。下設1個研究方向。
7.1.1支撐地方優勢產業的制造業信息化綜合集成應用示范。(應用開發及集成示范類、國撥經費不超過1000萬元)
針對地方優勢及特色產業發展需求，結合地方“十二五”制造業信息化科技工程發展規劃，開展設計、制造、管理一體化綜合集成和數字化、制造過程物聯與制造服務等技術應用示范，以及中小企業服務支撐平臺建設，完善推進制造業信息化的機制，大力推動信息化與工業化的深度融合，支撐地方優勢及特色產業快速發展和轉型升級，促進區域經濟發展。面向北京、江蘇、浙江、江西、河北、云南、寧夏、新疆區、新疆生產建設兵團、大連、廈門共11個省區市定向發布。
8．數控一代機械產品創新應用示范工程
8.1節能智能型數控化塑料注射機的研發與應用示范
圍繞節能智能型數控化塑料注射機，開發數控系統，并實現推廣應用。下設1個研究方向。
8.1.1節能智能型數控化塑料注射機的研發與應用示范。(應用開發及集成示范類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
研發自適應閉環數字控制系統、工藝參數智能化設置與成形缺陷自動修復系統、大功率伺服驅動及電機、高效高頻感應加熱裝置；開發不少于5個規格的專用伺服驅動樣機、5個系列注射機樣機，實現注射機銷售1000臺套以上。
8.2數字化經紗染色設備與染整流程監控系統的研發及應用示范
通過染整關鍵設備和流程監控系統的研發，實現經紗染色過程自動化和染整設備與設備監控中心之間數據的互連互通。下設2個研究方向。
8.2.1數控化經紗染色技術和設備的研發與應用示范。(應用開發及集成示范類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
研發數控化自動落上軸經紗染色機，變行程的經軸抓取裝置和智能轉向系統，實現經軸裝卸過程的精確定位；粉體狀染料自動輸送系統，可配送不少于40種染料；實現50臺套以上的年生產能力，實現10臺套以上的應用示范。
8.2.2數控化染整設備的實時監控系統的研發與應用示范。(應用開發及集成示范類、國撥經費不超過1000萬元、企業牽頭申報)
制定染色、印花及前、后處理設備的通信接口行業標準，開發數控化機械設備接口；研發設備自動監控系統，對染整生產過程中產量、質量、設備運行狀態等信息實時在線采集和處理，實現遠程監控和故障診斷；在不少于10條生產線應用示范。
8.3數控一代區域應用示范工程(二期)
結合區域發展戰略，促進區域內“數控一代機械產品創新應用示范工程”的推廣工作。下設1個研究方向。
8.3.1數控一代區域應用示范工程(二期)。(應用開發及集成示范類、國撥經費不超過1000萬元)
結合區域發展戰略，由各省級科技主管部門牽頭實施，圍繞本區域內不少于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套以上的專用數控系統、專用伺服電機及驅動裝置的應用示范，實現2000臺套數控化設備的應用示范，在區域內10家以上企業形成應用示范。
二、指南申報要求
(一)實施年限
按照項目所屬分類，前沿技術研究類為3-5年，應用開發與集成示范類為3年。
(二)經費額度
國撥經費限制額度參見每個研究方向的具體要求。
(三)申報說明
各申報單位統一按指南三級標題的研究方向(如：1.1.1)進行項目申報。
(四)申報咨詢
高技術研究發展中心先進制造處：陳智立區和堅
電話：010-88374398，68338038
傳真：010-68338037
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