7亿元！智能工厂国家重点研发计划开始申报
近日，科技部发布了“网络协同制造和智能工厂”重点专项2020年申报指南，该专项拟围绕制造业核心工业软件、智能工厂共性核心技术及解决方案、企业网络协同制造平台、区域产业集成技术和应用示范以及基础前沿理论等任务，按照基础研究类、共性关键技术类、应用示范类三个层次，启动不少于66个项目，拟安排国拨经费总概算约7亿元。专项实施周期为5年（2018—2022年）。
其中，该重点专项总体目标是针对我国网络协同制造和智能工厂发展模式创新不足、技术能力尚未形成、融合新生态发展不足、核心技术/软件支撑能力薄弱等问题，基于“互联网+”思维，以实现制造业创新发展与转型升级为主题，以推进工业化与信息化、制造业与互联网、制造业与服务业融合发展为主线，以“创模式、强能力、促生态、夯基础”以及重塑制造业技术体系、生产模式、产业形态和价值链为目标，坚持有所为、有所不为，推动科技创新与制度创新、管理创新、商业模式创新、业态创新相结合，探索引领智能制造发展的制造与服务新模式，突破网络协同制造和智能工厂的基础理论与关键技术，研发网络协同制造核心软件，建立技术标准，创建网络协同制造支撑平台，培育示范效应强的智慧企业。
据了解，该专项围绕工业互联网、智能制造、大数据、5G、数字孪生等多项任务开展重点专项，尤其是今年5G、数据中心、人工智能、工业互联网等被划分到“新基建”的队伍中，工信部、科技部等多个部委也加大5G、工业互联网支持力度，出台印发多项措施支持。其中在本次重点专项中发布了7个5G工业互联重点专项。
1、基于5G的工业互联网信息安全技术
研究内容：研究基于5G通信技术工业互联网制造系统的安全威胁来源及其种类，建立制造系统工业互联网有线和无线网络混合系统的信息安全防护模型；研究基于5G工业网络的制造系统信息安全指标体系；研发基于5G工业网络制造系统典型行业应用的原型系统；对5G工业网络智能制造系统的信息安全指标进行测试和评价；建立基于5G技术的智能制造系统的信息安全知识库。
考核指标：揭示基于5G的工业互联网智能制造系统脆的弱性机理；建立智能制造系统信息安全防护模型，提出15项以上危险和威胁识别、风险分析、防御防护、监视检测和恢复等新原理、新技术和新方法；构建1个基于5G工业网络制造系统典型行业应用的原型系统，能够实现对现场控制、生产线监控和车间管理等三类系统安全性能进行测试、分析和验证；获得软件著作权≥5件，申请发明专利≥5项，撰写专著2部，制定国家、行业或核心企业标准1项。
2、工业现场无线控制系统架构和设计方法
研究内容：研究工业无线实时数据采集与可靠传输技术，研究5G接入场景下、多种无线网络共存的全流程数据获取方法，构建无线泛在感知/控制车间现场网络架构；研究复杂现场环境下，异构无线网络融合抗干扰技术、多网无线感知数据聚合估计模型，开发嵌入式融合感知终端；研究邻居节点感知能力与网络拓扑动态变化关系，开发工业现场大规模无线节点自动部署算法，实现有线网、无线网高效融合传输。
考核指标：研发面向高速工业现场数据采集设备，可以针对至少20种采集数据节点进行网络自适应优化配置；研发工业无线物联成套设备和解决方案，网络节点数不少于100个，数据传输时延不超过10ms，实现20种以上的工业设备和3种以上工业软件的互联与互操作应用；实现有线/无线协议的融合，支持现场总线数量不少于5种，无线协议不少于5种；形成自主可控的现场级无线通讯协议与标准，撰写专著1部，获得软件著作权≥5件，申请发明专利≥5项；制定国家、行业或核心企业标准不少于5项。
3、5G-TSN网络实时传输基础理论与关键技术
研究内容：研究5G-TSN网络实时传输理论，提出5G-TSN资源建模与描述方法；研究5GURLLC在典型实时、可靠的工业应用中的时间同步、高可靠桥接、QoS管理、本地部署等关键技术；研究5GURLLC与TSN协同融合的实时调度机制，保证物料传输、巡检中的定位导航、图像传输等工业应用异构数据的实时性、可靠性、同步性。
考核指标：完成5G-TSN网络实时传输理论方法，开发3套以上适应车间联网的基于IPv6和5G通信的工业全互联新型网关，实现应用原理部署，达到跨5G-TSN网络传输时延小于1ms，传输可靠性达到99.99%，时钟同步精度小于100ns；结合物料传输、巡检典型工业应用，构建5G-TSN网络实验验证平台1套，获得软件著作权≥5件，申请发明专利≥5项，撰写专著1本。
4、融合5G-U通信技术的工业异构广域网络体系架构及终端设备
研究内容：面向大规模、高密度的设备接入工业应用场景，研究基于工业5G-U（Unlicensed）通信技术的广域网络互联体系架构、模型；研究基于工业5G-U通信技术承载OPC协议等其他通信协议的适配技术，支持异构广域网络互联互通和融合；研究基于工业5G-U通信技术研究满足抗干扰、低延时、广覆盖、高可靠的新型终端，支持智能生产线、生产车间等应用场景下的设备互联互通需求；研究针对工业5G-U新型终端的诊断工具，满足终端生产及现场维护管理需求。
考核指标：设计一种基于国产工业5G-U技术的异构广域网络互联互通新架构，实现工业无线现场网络与控制网络及工厂网络的融合；开发1套不低于三种总线协议适配的适配层（OPC协议、Modbus协议、ProfinetSRT协议）；开发3套以上的工业5G-U终端产品原型，上行最大带宽可达300Mbps，下行最大带宽可达150Mbps；开发1套终端诊断工具，支持小区信号侦测、终端各层指标呈现及状态管理；完成发明专利、登记软件著作权合计10项以上。有关说明：由企业牵头申报。
5、离散制造数字化车间物料流、信息流、能量流的动态重构关键技术
研究内容：研究基于5G无线网络的制造设备对接、物料移动设备的定位导航、及其动态配置和组态技术，研究可重构控制器的接口与数据交换技术，实现数字化车间制造设备和物料的快速重构；研究制造设备、生产线和车间系统多源、多层次能量流及能量效率特性，实现制造过程的能效动态优化；研究基于OPC-UA—25—的数字化车间工艺数据的动态配置和管理技术，开发基于5G与OPC-UA的动态集成工具集及数据重构管理系统，实现数字化车间设备、单元、产线等不同层次的数据动态集成。
考核指标：提出基于5G的移动工作台设备精确定位与自主导航、产线重构及快速接入技术，物料移动设备的自主导航定位精度达到厘米级；研制支持移动工作台路径规划、物料排程、定位导航、实时监测等产线移动操作设备管控软件1套以上；研发一套数字化车间动态重构管理系统，支持软件定义的生产设备部署、5G网络系统与工具集的协同处理，5G系统接入时延＜5ms的响应，数字化车间动态重构效率提升30%，单位产品能效降低10%；专利和软件著作权20项以上，撰写专著不少于1本；在汽车、3C等离散制造行业进行示范应用。
有关说明：由企业牵头申报。
6、基于信息物理系统的超大型综合港口泛在感知与预测技术
研究内容：研究基于5G网络的超大型综合港口泛在感知网络构建方法和远程实时在线物料移动控制技术，研究超大型综合港口生产要素的数字孪生快速构造与融合技术，研发面向超大型港口多源货种、复杂业务、可视化的港口信息网络系统协同运营技术，实现港口生产作业、人车动态、作业流程、资源配置的可视化、监测预警和应急调度控制；研究基于人工智能的港口生产运营资源优化配置、分析与决策、多维数据建模与交互、数据挖掘与深度学习等技术的大型港口智能运营决策平台，构建数据智能、分析智能、决策智能的港口“智慧大脑”。
考核指标：建立1套基于5G网络的现状可察、风险可辨、未来可测的超大型综合港口泛在感知与运营预测体系，支持涵盖200家以上单位、多源货种、复杂业务的智能化运营管控、服务和决策；研发港口“数字孪生”协同运营系统、数字化生态综合公共服务云平台各1套，港口“数字孪生”协同运营系统的同步刷新响应时间小于10秒，开发港口大数据通用服务工具软件2件以上；申请发明专利、软件著作权10项以上，形成相关标准5项以上。有关说明：由企业牵头申报。
7、融合5G-U通信技术的工业异构广域网络体系架构及终端设备
研究内容：面向大规模、高密度的设备接入工业应用场景，研究基于工业5G-U（Unlicensed）通信技术的广域网络互联体系架构、模型；研究基于工业5G-U通信技术承载OPC协议等其他通信协议的适配技术，支持异构广域网络互联互通和融合；研究基于工业5G-U通信技术研究满足抗干扰、低延时、广覆盖、高可靠的新型终端，支持智能生产线、生产车间等应用场景下的设备互联互通需求；研究针对工业5G-U新型终端的诊断工具，满足终端生产及现场维护管理需求。
考核指标：设计一种基于国产工业5G-U技术的异构广域网络互联互通新架构，实现工业无线现场网络与控制网络及工厂网络的融合；开发1套不低于三种总线协议适配的适配层（OPC协议、Modbus协议、ProfinetSRT协议）；开发3套以上的工业5G-U终端产品原型，上行最大带宽可达300Mbps，下行最大带宽可达150Mbps；开发1套终端诊断工具，支持小区信号侦测、终端各层指标呈现及状态管理；完成发明专利、登记软件著作权合计10项以上。
有关说明：由企业牵头申报。
