附件1

智能制造系統(tǒng)解決方案揭榜掛帥

重點行業(yè)和攻關方向

智能制造系統(tǒng)解決方案揭榜任務面向25個重點行業(yè)智能制造典型場景和智能工廠建設需求，聚焦基礎制造能力升級、重點生產環(huán)節(jié)優(yōu)化、關鍵要素資源保障等3個方面，提出21個智能制造系統(tǒng)解決方案攻關方向。申報單位可結合自身情況，明確攻關任務，制定任務目標，研發(fā)新技術、新產品，通過工藝、裝備、軟件、網(wǎng)絡等集成創(chuàng)新，形成自主可控的系統(tǒng)解決方案，并實現(xiàn)標準化、模塊化的復制推廣。

一、重點行業(yè)

重點聚焦石化化工、鋼鐵、有色、建材、新材料、民爆、礦業(yè)、工業(yè)母機和機器人、基礎零部件、傳感器及儀器儀表、汽車及關鍵零部件、軌道交通裝備、醫(yī)療裝備、工程機械、農業(yè)機械、航空航天裝備、船舶及海洋工程裝備、能源裝備、輕工、紡織、食品、醫(yī)藥、印刷、電子設備、集成電路等行業(yè)領域開展智能制造系統(tǒng)解決方案揭榜掛帥工作。面向傳統(tǒng)產業(yè)重點開展輕量化、易維護、低成本的解決方案研發(fā)和應用驗證，利用數(shù)字技術支撐傳統(tǒng)產業(yè)進行全方位、全鏈條改造；面向戰(zhàn)略性新興產業(yè)和未來產業(yè)重點推動先進性、適用性、自主性較高的解決方案攻關，支撐新質生產力形成，增強發(fā)展新動能。

二、攻關方向

（一）基礎制造能力升級

1.產品數(shù)字化設計解決方案

針對復雜產品研發(fā)周期長、協(xié)同能力不足、知識管理系統(tǒng)性差等問題，突破跨主體跨學科綜合設計、多物理場耦合仿真、數(shù)字樣機虛擬驗證等技術，基于集成化的產品協(xié)同設計平臺和產品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，建立設計資源庫、模型庫、規(guī)則庫、知識庫等，打造基于模型和知識的產品快速設計能力，提高產品設計效率和研發(fā)敏捷性。

2.工藝智能化設計解決方案

針對工藝知識機理儲備不夠、工藝規(guī)劃仿真能力不足等問題，突破結構化工藝規(guī)劃與仿真、分子級物料表征等技術，基于工藝設計仿真套件，建立工藝包、工藝知識庫等，實現(xiàn)工藝快速設計與仿真驗證，打造機理與數(shù)據(jù)驅動的工藝設計仿真能力，縮短新產品工藝定型周期，提高工藝設計水平。

3.設計制造服務一體化解決方案

面向復雜產品全生命周期各環(huán)節(jié)的設計和集成需求，突破跨階段跨組織業(yè)務流程協(xié)同、多源異構數(shù)據(jù)融合與關聯(lián)追溯、業(yè)務協(xié)同一體化模型等技術，開發(fā)設計制造服務一體化協(xié)同平臺，打通產品全生命周期數(shù)字主線，實現(xiàn)設計制造服務資源共享和集成管理，形成可制造性和裝配性分析能力，縮短產品研發(fā)周期，優(yōu)化產品質量，提升生產效率。

4.裝備數(shù)字化解決方案

針對制造裝備數(shù)字化水平不高等問題，突破多源信息融合、關鍵參數(shù)在線監(jiān)測與誤差補償?shù)燃夹g，建立制造裝備模型和數(shù)字孿生體，構建在裝備中集成傳感器、控制器、通信模塊、先進控制軟件的能力，支撐制造裝備的研發(fā)或智能化改造，滿足柔性生產、精益管控、智能運維等需求。

5.智能生產線解決方案   

面向精益化、定制化、柔性化的生產制造需求，突破產線動態(tài)集成、在線配置、虛擬調試等技術，構建基于工藝知識的產線虛擬仿真、實時監(jiān)測和管理控制一體化能力，形成模塊化、可重構的智能柔性生產線，提高精益管控和柔性制造水平，大幅提升生產效率。

6.數(shù)字孿生工廠解決方案

針對信息孤島難打通、綜合管控難度大等問題，突破機理模型融合、虛實映射和實時交互等技術，開發(fā)智能工廠數(shù)字孿生系統(tǒng)，打造裝備/產線/車間/工廠等不同層級的數(shù)字孿生體構建能力，實現(xiàn)制造全要素、全流程數(shù)字化映射、仿真、監(jiān)控、診斷、預測和優(yōu)化，提升智能工廠生產效率，降低運維成本。

7.高性能工業(yè)網(wǎng)絡解決方案

針對工業(yè)領域低時延、高可靠、大帶寬多場景通信需求，突破異構網(wǎng)絡快速自適配、遠距離多節(jié)點高帶寬實時通信、跨域確定性通信等技術，基于5G、TSN、Wi-Fi、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)PON等網(wǎng)絡基礎設施，構建面向工業(yè)現(xiàn)場的混合組網(wǎng)能力，實現(xiàn)IT/OT融合、云邊端一體化協(xié)同、網(wǎng)絡全生命周期管理，滿足不同業(yè)務和場景的差異化通信需求。

8.工廠操作系統(tǒng)解決方案

聚焦智能工廠OT和IT系統(tǒng)平臺化、融合化發(fā)展趨勢，突破操作系統(tǒng)體系架構、業(yè)務流程的管理和抽象、應用快速構建等技術，開發(fā)智能工廠操作系統(tǒng)和應用開發(fā)平臺，實現(xiàn)產品、裝備、軟件等制造全資源快速接入、異構軟件系統(tǒng)業(yè)務協(xié)同等功能，大幅縮短智能工廠信息系統(tǒng)建設周期，提升部署效率，降低運維成本。

（二）重點生產環(huán)節(jié)優(yōu)化

9.計劃調度動態(tài)優(yōu)化解決方案

針對人工計劃調度和資源配置優(yōu)化效率低等問題，突破事件驅動的動態(tài)調度、生產路徑選擇與訂單分配、多層級計劃聯(lián)動優(yōu)化等技術，基于生產計劃與排程系統(tǒng)，建立產線/車間/工廠/集團多層級生產計劃與排程模型和優(yōu)化算法，實現(xiàn)交期、產能和庫存等多約束條件下自動化優(yōu)化排程，提高資源利用率、精益協(xié)同水平和交貨期準確度。

10.工藝過程在線優(yōu)化解決方案

針對工藝參數(shù)調優(yōu)難度高、波動大等問題，突破工藝過程模擬，多工藝參數(shù)感知與分析等技術，研制工藝在線優(yōu)化管控系統(tǒng)，開發(fā)先進控制算法和參數(shù)優(yōu)化算法，基于工藝機理和實時數(shù)據(jù)實現(xiàn)工藝優(yōu)化控制和參數(shù)在線調整，降低原材料消耗，提高生產效率和產品良品率。

11.質量綜合管控解決方案

面向工廠穩(wěn)定生產、保障質量、提高效率等需求，突破基于機器視覺的質量缺陷檢測、質量全流程追溯等技術，基于智能檢測裝備，開發(fā)質量綜合管控系統(tǒng)，實現(xiàn)質量參數(shù)、產品缺陷、設備故障和生產異?？焖僭\斷定位和管控優(yōu)化，降低質量損失風險，提升企業(yè)生產全流程質量管控能力。

12.廠內智能物流解決方案

面向工廠內物流準時、準確、高效配送需求，突破高精度物體識別、大規(guī)模集群調度等技術，研制智能物流管理系統(tǒng)和高性能物流裝備，建立物料需求預測、路徑優(yōu)化算法，實現(xiàn)物料的收、存、發(fā)、配等全過程智能調度和自動執(zhí)行，提升倉儲、配送等各環(huán)節(jié)的作業(yè)效率、周轉效率與準確性。

13.設備智能運維解決方案

面向制造裝備連續(xù)、穩(wěn)定、可靠運行的需求，突破基于機理模型和數(shù)據(jù)分析的故障診斷、預測性維護等技術，研制設備智能運維系統(tǒng)，實現(xiàn)設備運行狀態(tài)實時監(jiān)測、健康趨勢預測、故障診斷定位、運維策略優(yōu)化等功能，降低設備運維成本，減少意外停機，保證生產連續(xù)穩(wěn)定。

14.安全一體化解決方案

面向安全生產需求，突破設備異常和外部威脅關聯(lián)風險分析、工藝偏離分析、生產運行風險動態(tài)預測等技術，建立風險動態(tài)評估模型，研制功能安全、網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)安全一體化協(xié)同管控系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)安全威脅、過程安全危險相關要素實時綜合感知和風險預警，保障生產過程長周期安全運行。

15.智能運營決策解決方案

面向企業(yè)生產運營決策過程的自動化和智能化發(fā)展趨勢，突破業(yè)務態(tài)勢全景感知、數(shù)據(jù)和事件驅動的增強分析等技術，開發(fā)企業(yè)智能運營決策中心，建立業(yè)務規(guī)則庫、多場景決策模型，實現(xiàn)企業(yè)運行態(tài)勢全面監(jiān)控、風險事件主動預警、經(jīng)營策略自主生成，打造制造資源全局優(yōu)化配置能力。

（三）關鍵要素資源保障

16.智慧供應鏈協(xié)同解決方案

針對企業(yè)供應鏈成本高、協(xié)作效率差等問題，突破供應鏈可視化及實時監(jiān)控、多維度動態(tài)協(xié)同、資源整合與優(yōu)化等技術，研制智慧供應鏈協(xié)同平臺，建立供應鏈智能分析決策算法，實現(xiàn)供應鏈全環(huán)節(jié)信息同步共享、需求精準預測、風險有效預警、業(yè)務動態(tài)協(xié)同，提升供應鏈安全穩(wěn)定和快速響應水平。

17.能碳精益化管控解決方案

面向工廠綠色低碳和節(jié)能減排的需求，突破能耗和碳排放可視化建模與仿真、多尺度能效動態(tài)評估、碳排放量化方法等技術，開發(fā)能碳智能管控平臺，建立裝備/產線/車間/工廠多級能耗模型、多能源介質平衡調度模型和全生命周期碳排放模型，實現(xiàn)能碳信息綜合監(jiān)控、能效分析優(yōu)化和碳足跡全生命周期計量與追溯，降低能耗和碳排放量。

18.數(shù)據(jù)資源管理和應用解決方案

針對當前工業(yè)數(shù)據(jù)利用率低、價值挖掘難等問題，突破多源異構數(shù)據(jù)自動清洗、高效存儲和索引等技術，基于數(shù)據(jù)管理與應用平臺，建立貫穿制造全過程數(shù)據(jù)模型建模方法，構建重點行業(yè)和關鍵領域制造資源的數(shù)據(jù)字典，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)應用融合、流程貫通、集成共享、價值挖掘，提升數(shù)據(jù)賦能業(yè)務能力。

19.工業(yè)數(shù)據(jù)安全解決方案

針對工業(yè)數(shù)據(jù)安全保護需求，圍繞工業(yè)數(shù)據(jù)泄露、竊取、篡改等風險，加強工業(yè)數(shù)據(jù)智能分類分級、工業(yè)數(shù)據(jù)庫審計、低時延加密傳輸?shù)裙残约夹g優(yōu)化升級，突破適配工業(yè)業(yè)務場景和數(shù)據(jù)特征的輕量級數(shù)據(jù)加密、隱私計算、密態(tài)計算等關鍵技術，推進工業(yè)數(shù)據(jù)安全保障體系建設。

20.工業(yè)網(wǎng)絡安全解決方案

針對智能工廠安全防護需求，突破安全態(tài)勢感知與智能分析、多攻擊面協(xié)同防御策略、入侵響應控制等技術，構建工業(yè)網(wǎng)絡安全縱深防御體系，實現(xiàn)網(wǎng)絡安全風險動態(tài)評估與預警、威脅發(fā)現(xiàn)與定位、攻擊阻斷與抑制等功能，提高智能工廠網(wǎng)絡安全保障能力。

21.工業(yè)智能解決方案

面向人工智能與制造各環(huán)節(jié)深度融合應用的發(fā)展趨勢，突破定制化的數(shù)據(jù)預處理和特征工程、高并發(fā)輕量化的大模型部署與推理等技術，研制工業(yè)智能應用開發(fā)平臺，構建支持深度遷移的工業(yè)智能模型庫和算法庫、基于行業(yè)數(shù)據(jù)和專家知識的工業(yè)大模型，實現(xiàn)智能化的模型迭代優(yōu)化和典型場景應用，推動制造裝備、軟件的智能化升級。

附件2

智能制造系統(tǒng)解決方案揭榜掛帥項目

申 報 書

揭榜單位：   (加蓋單位公章)  

推薦單位：湖南省工業(yè)和信息化廳 湖南省市場監(jiān)督管理局

申報日期：       年    月    日

基本信息表

3  按照揭榜掛帥任務中涉及的21個攻關方向進行選擇。

4 按照揭榜掛帥任務中涉及的25個重點行業(yè)進行選擇，每個行業(yè)的解決方案驗收時需在2家以上企業(yè)開展示范驗證。針對高性能工業(yè)網(wǎng)絡、工廠操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源管理和應用、工業(yè)數(shù)據(jù)安全、工業(yè)網(wǎng)絡安全、工業(yè)智能等6個通用型解決方案，預期應用成效指標和攻關內容闡述不必區(qū)分重點行業(yè)，但驗收時仍需在服務行業(yè)2家以上企業(yè)中開展示范驗證。

5 申報單位自行歸納填寫。

6 可自研和采購，若采購明確制造商名稱。

7  工業(yè)用網(wǎng)絡和計算設備，例如工業(yè)通信網(wǎng)關、邊緣計算設備等。

8  根據(jù)行業(yè)應用情況填寫，每個重點行業(yè)至少4個指標。針對高性能工業(yè)網(wǎng)絡、工廠操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源管理和應用、工業(yè)數(shù)據(jù)安全、工業(yè)網(wǎng)絡安全、工業(yè)智能等6個通用型解決方案，指標不區(qū)分重點行業(yè)。

一、揭榜任務攻關內容

申報單位參考《智能制造系統(tǒng)解決方案揭榜掛帥重點行業(yè)和攻關方向》（見附件1）編制，每個方向每個行業(yè)解決方案包括但不限于以下內容（不超過6000字）。

（一）攻關方向一

1.行業(yè)1

（1）背景與必要性

圍繞系統(tǒng)解決方案聚焦的具體領域（重點行業(yè)、應用場景），闡述工作必要性（例如解決行業(yè)痛點問題，把握技術發(fā)展趨勢等，不超過1000字）。

（2）主要內容

描述系統(tǒng)解決方案的主要內容，包括智能制造系統(tǒng)解決方案總體架構、關鍵技術攻關、產品研發(fā)、集成方案，及實現(xiàn)的關鍵技術指標和系統(tǒng)功能，需要研制或應用的智能制造標準名稱和主要內容（不超過3000字）。

（3）預期成效

闡述揭榜掛帥工作的預期成效，包括創(chuàng)新成果在制造企業(yè)實際應用的預期成果（可包括研制周期縮短、生產效率提升、產品不良率下降、運營成本下降、資源綜合利用率提升等方面，也可根據(jù)應用情況新設成效指標），預期形成的發(fā)明專利或軟件著作權等知識產權成果（不超過1000字）。

（4）進度安排

申報單位執(zhí)行任務進度安排（不超過1000字）。

【示例】

（一）能碳精益化管控解決方案

1.鋼鐵

（1）背景與必要性

鋼鐵行業(yè)一直以來是能源消耗和污染排放的集中區(qū)域，成為國家實施節(jié)能減排的重點行業(yè)。當前，我國鋼鐵行業(yè)發(fā)展已由規(guī)模擴張轉向減量化發(fā)展，邁入高質量發(fā)展階段。然而，我國大多數(shù)鋼鐵企業(yè)仍采用粗放式能耗和碳排放管理模式，不能在線了解各個生產環(huán)節(jié)的能耗及碳排放狀況，未建立實時能耗和碳排放的科學評估體系。因此，有必要開展面向鋼鐵行業(yè)的能碳精益化管控解決方案攻關，同步實現(xiàn)綠色發(fā)展和低碳轉型，有力支撐鋼鐵企業(yè)節(jié)能降碳目標實現(xiàn)。

（2）主要內容

a.總體技術架構

研發(fā)面向鋼鐵行業(yè)的數(shù)據(jù)和模型融合驅動的能碳智能管控平臺，全面監(jiān)測裝備、產線、流程能耗，實現(xiàn)端-邊-云協(xié)同的分布式能碳綜合優(yōu)化管控。數(shù)據(jù)和模型融合驅動的能碳智能管控解決方案體系架構如圖X所示。

圖X 總體技術架構

b.關鍵技術

開展面向鋼鐵行業(yè)的能碳智能管控解決方案攻關，突破能耗和碳排放可視化建模與仿真、多尺度能效動態(tài)評估、碳排放動態(tài)跟蹤與量化、節(jié)能減碳綜合優(yōu)化等技術。其中：

l 能耗和碳排放可視化建模與仿真技術，研究......

l 多尺度能效動態(tài)評估技術，研究......

l 碳排放動態(tài)跟蹤與量化方法，研究......

l 節(jié)能減碳綜合優(yōu)化技術，研究......

c.鋼鐵行業(yè)能碳智能管控平臺研制

面向鋼鐵行業(yè)的數(shù)據(jù)和模型融合驅動的能碳智能管理平臺具有如下功能和性能：

l 建立鋼鐵行業(yè)典型裝備、產線、流程的能耗預測與優(yōu)化模型10個；

l 建立典型鋼鐵制造裝備碳排放在線動態(tài)評估模型3個；

l 具備鋼鐵制造流程綜合能耗分析與預測、核心裝備碳排放在線動態(tài)評估等功能；

l 支持端邊靈活部署及功能可剪裁；

l ......

d.鋼鐵行業(yè)能碳管控相關標準研制

研制鋼鐵行業(yè)能碳精益化管控相關團體標準3項：

l 《鋼鐵行業(yè)能碳精益化管控 通用要求》；

l 《鋼鐵行業(yè)能碳精益化管控 典型裝備能耗模型》；

l 《鋼鐵行業(yè)能碳精益化管控 典型裝備碳排放評估方法》

（3）預期成效

a.預期應用成效

面向鋼鐵行業(yè)的能碳智能管控解決方案大幅提升鋼鐵企業(yè)對于能源消耗和碳排放的精益化管控能力，取得以下應用成效：

l 典型產品能效提升2%，......

l 萬元產值能耗降低2%，.....

l 碳排放降低5%，......

l 運營成本下降2%，......

b.形成的知識產權

申請鋼鐵行業(yè)能碳精益化管控相關發(fā)明專利2項，獲得軟件著作權2項，研制行業(yè)/團體/企業(yè)標準（立項）3項。

（4）任務安排

面向鋼鐵行業(yè)的能碳智能管控解決方案攻關任務進度安排如下：

l 攻關任務中期：到2024年10月，完成能耗和碳排放可視化建模與仿真技術、多尺度能效動態(tài)評估技術、碳排放動態(tài)跟蹤與量化方法、節(jié)能減碳綜合優(yōu)化技術研究，建立10種典型裝備/產線/流程多級能耗和碳排放模型，建立3種不同時間尺度和空間尺度生產流程能效動態(tài)評估模型，開發(fā)面向鋼鐵行業(yè)的數(shù)據(jù)和模型融合驅動的能碳智能管理平臺，支持端邊靈活部署及功能可剪裁，實現(xiàn)裝備、產線、流程能耗全面監(jiān)測，以及端-邊-云協(xié)同的分布式能碳綜合優(yōu)化管控。

l 攻關任務完成時：到2025年10月，完成鋼鐵行業(yè)能碳精益化管控3項相關團體標準研制并發(fā)布；在2家鋼鐵生產企業(yè)開展應用驗證，實現(xiàn)典型產品能效提升2%，萬元產值能耗降低2%，碳排放降低5%，運營成本下降2%；申請發(fā)明專利2項，獲得軟件著作權2項。

（二）攻關方向二

可參照示例（一）編寫。

（三）攻關方向三

可參照示例（一）編寫。

二、申報單位基礎條件

申報單位應從研發(fā)條件、技術能力、產品水平、典型應用案例等方面對揭榜基礎條件進行描述（不超過2000字）。

三、項目負責人與研發(fā)團隊

項目負責人的科研水平及主要成果，研發(fā)團隊整體情況介紹（不超過1000字）。

四、項目組織實施、保障措施、研發(fā)資金及風險分析

（一）組織實施機制

申報單位組織管理方式、協(xié)調機制、保障措施等（不超過1000字）。

（二）研發(fā)資金投入

申報單位研發(fā)資金投入概算（不超過1000字）。

（三）風險分析

從技術風險、市場風險、政策風險等幾方面分析項目執(zhí)行可能面臨的風險并提出對策（不超過1000字）。

五、下一步應用和推廣計劃

項目攻關解決方案成果預期復制推廣計劃（不超過1000字）。

六、相關附件

申報單位必要的證明文件。

附件3

智能制造系統(tǒng)解決方案揭榜掛帥項目推薦匯總表

推薦單位（蓋章）：

注：1.本表由地方工業(yè)和信息化、市場監(jiān)管主管部門等推薦單位填報。

2.推薦項目按優(yōu)先次序排名。

3.所屬行業(yè)、所屬方向是指附件1智能制造系統(tǒng)解決方案揭榜掛帥任務中涉及的25個重點行業(yè)和21個攻關方向