IV先进制造与自动化技术领域.docx
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IV先进制造与自动化技术领域
IV先进制造和自动化技术领域
IV-12现代集成制造系统技术
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前言
现代集成制造系统(简称CIMS)技术将现代信息技术、现代管理技术和制造技术相结合,在全球化制造环境下集成产品全生命周期各阶段和企业内外部相关的活动和资源,实现优化运行,使企业敏捷响应多变的市场,提高企业创新能力和综合竞争力。
"十五"国家高技术研究发展计划(863计划)现代集成制造系统技术主题(简称CIMS主题)的指导原则是"竞争驱动,系统发展,信息带动,创新跨越"。
本主题的发展目标是:
从国民经济和国家安全的需求出发,有重点地选择能够促进我国制造业发展和升级的战略性、前沿性和前瞻性关键技术进行突破,开发具有我国自主知识产权的现代集成制造系统使用软件、平台及工具集;采用系统发展模式,以信息化带动工业化,用现代集成制造系统技术提升传统产业,促进制造业的技术创新和跨越式发展,提高我国制造业的综合竞争能力;形成我国现代集成制造技术的产业群体,发展制造业信息化软件产业及咨询服务业。
一、指南说明
现代集成制造系统技术主题的研究开发内容主要包括:
数字化设计和制造系统、过程自动化系统、企业管理和电子商务系统、现代集成制造系统平台四个大型软件系统,以及若干重点行业、重点区域的现代集成制造系统开发和使用。
根据上述目标、内容和任务,本主题的研究体系划分为如下五个专题:
数字化设计和制造系统专题、过程自动化系统专题、企业管理和电子商务系统专题、现代集成制造系统平台专题、行业/区域现代集成制造系统专题。
本主题支持的课题分为重点课题和一般课题两个层次。
其中,重点课题针对重点行业、典型区域及重大产品研制,突破制约产品全生命周期的设计、制造、管理和集成等方面的共性关键支撑技术发具有我国自主知识产权的现代集成制造系统软件、平台及工具集,在使用中取得显著的社会经济效益,促进使用软件产业化;一般课题以探索技术前沿为主要目标,鼓励原始创新,取得具有自主知识产权的技术成果。
要求一般课题围绕重点课题开展研究工作,和重点课题衔接和集成,为重点课题立项和研发奠定技术基础。
CIMS主题在2001~2002年度拟资助重点课题14项,一般课题40。
资助经费额度和资助期限如下表
资助情况
课题类型 资助额度 资助期限
重点课题
方案论证和技术攻关 不超过100万/年 不超过1年
产品开发和推广使用 300万/年 不超过3年
一般课题 50万/年 不超过2年
本主题立项的基本原则和条件是:
(1)集中优势,优先支持强强联合,重点课题鼓励企业、科研单位及高校联合申报,建议相关行业或地方政府协调组织,在相关科技计划中匹配经费支持。
(2)鼓励跨越发展、原始创新,优先支持可获得自主知识产权的课题。
(3)充分继承已有技术成果,鼓励在现有研究成果基础上的持续深入发展。
(4)吸收国外先进技术,吸引国外优秀人才,加快发展步伐,优先支持国际合作课题。
(5)通过课题研究,吸引、培养人才,发展壮大研究基地,优先支持同时完成人才、
基地建设的课题。
(6)鼓励跨主题和跨领域的综合性课题申报,如围绕机器人主题确立的重大装备(数控装备和工程机械等)研制,提供现代集成制造系统技术支持。
本指南说明了CIMS主题2001~2002年度拟资助的课题、研究方向及申请办法。
二、注意事项
1、对申请人的要求
(1)课题负责人的年龄一般应在五十五周岁以下(2001年6月30日前不满55周岁),课题中四十五岁以下的研究人员(不包括学生)应占半数以上。
(2)为确保课题完成质量及研究人员的精力和时间,特规定:
课题负责人和主要科研人员的在研项目(包括国家863计划、国家科技攻关计划、国家自然科学基金、攀登计划等)分别不得超过2个;
作为课题负责人在同一主题内的在研项目只能有1个;作为课题主要参加人在同一主题内的在研项目不得超过2个;
课题负责人在承担课题期间必须坚守岗位,如有一年出国计划者不得申请。
(3)鼓励学成回国人员(在国外两年以上)、青年科技人员(2001年6月30日前不满36周岁)作为课题负责人承担课题,申请办法和其它课题相同,请在申请书封面上注明"回国人员基金"或"青年基金"。
2、对申请书的要求
(1)申请书可直接向领域办公室索取,或登录查阅和下载;
(2)请按照本指南和课题申请书的要求,如实填写课题申请书,申请书需经所在单位推荐并加盖公章后,邮寄或送至领域办公室;
(3)申请书一式10份,其中至少5份为加盖公章的原件;
(4)课题实施周期一般为1-2年;
(5)国际合作项目,应在提交申请书的同时附有效证明文件。
3、其他事项
(1)课题申请受理自9月10日开始,截止日期为2001年10月10日(邮寄申请书以邮戳为准,请在信封上标明课题所在领域、主题和专题)。
北京西城区三里河路1号西苑饭店9号楼
国家863计划先进制造和自动化技术领域办公室
邮编:
100044
联系人:
盛延林田荣斌
电话:
68338961
传真:
(2)申请人务必在申请书上写明联系地址、电话(包括住宅电话)、传真、E-mail等。
(3)对所有申请,将遵照863计划联合办公室规定的评审程序,组织国内同行专家(其中非本主题专家占50%以上)进行评审,课题申请的负责人和主要参加人不参加本主题的课题评审。
(4)本指南解释权在主题专家组。
三、指南内容
专题一:
行业/区域现代集成制造系统
面向我国重点行业和典型区域,研究开发若干行业/区域现代集成制造系统,实施重大集成使用,以提高我国重点行业和典型区域的国际竞争力。
行业/区域现代集成制造系统在满足行业/区域发展战略和信息化带动工业化目标的同时,还应该符合国家863计划的战略性、前沿性、前瞻性的要求,行业和区域应具备实施现代集成制造系统的相应工作和技术基础,有和之相关的计划和落实的经费。
本主题经费主要用于支持具有自主创新的整体解决方案设计、关键技术攻关、系统集成使用,以及自主知识产权软件的开发和使用等。
本专题今年拟支持三项重点课题。
开展行业/区域现代集成制造系统总体方案设计及关键技术攻关,形成具有我国自主知识产权的现代集成制造系统整体解决方案;突破重大集成和共性关键支撑技术,开发有自主知识产权的使用软件原型系统;进一步开发行业/区域现代集成制造系统,为争取国家863计划重大专项奠定必要的技术基础。
根据行业/区域实施现代集成制造系统的不同工作基础和进展情况,按照"分步实施、滚动择优"的原则,开展行业/区域现代集成制造系统的设计和开发。
鼓励制造企业/行业、高等院校、科研院所和系统集成公司等联合申报。
根据课题申报情况和评审(或评标)结果,本年度择优启动多个(离散制造行业8个左右、流程工业4个左右、典型区域6个左右)行业/区域现代集成制造系统的设计开发课题。
根据申报单位的工作基础、课题申报情况和评审(或评标)结果,确定本年度启动课题的资助强度、研究内容和研究计划。
1、重点行业现代集成制造系统总体方案设计及关键技术攻关
研究目标:
重点行业现代集成制造系统开发实施的总目标是:
面向我国重点制造行业和重大创新产品工程,研究开发若干重点行业现代集成制造系统,突破共性和关键支撑技术,形成具有行业特色的不同类型(如以支持重大产品创新设计为核心、以提高全行业采购供应销售能力的电子商务平台为核心、以支持行业整体协同设计制造和管理为核心等)的行业现代集成制造系统,并实施重大集成使用,取得显著的经济效益,提高我国重点制造行业和重大产品的国际竞争力;在此基础上形成我国自主知识产权的使用软件和集成系统,促进制造业信息化软件产业及咨询服务业的发展。
本课题的研究目标是:
开展重点行业现代集成制造系统需求分析、总体方案设计、关键技术攻关、原型系统开发和集成方案验证,形成具有我国自主创新的系统整体解决方案,突破系统实施的重大集成和共性关键支撑技术问题,开发具有自主版权的使用软件和集成系统原型(如集成平台系统、虚拟样机系统、供应链管理系统、电子商务系统等),为重点行业实施现代集成制造系统和重大集成使用打下坚实的基础。
主要研究内容:
(1)针对重点行业和重大产品创新设计工程,分析提高重点行业国际竞争力的关键瓶颈问题和实施重点行业现代集成制造系统对提升行业国际竞争力的战略需求,确定行业对现代集成制造系统的技术需求、软件产品需求和使用需求;
(2)确定开发使用重点行业现代集成制造系统的发展模式、关键技术、系统及集成使用的主要内容;
(3)提出开发实施行业现代集成制造系统的关键技术问题;
(4)研究行业现代集成制造系统的发展战略,提出行业现代集成制造系统的总体解决方案;
(5)在以上工作基础上,结合行业特色,以行业核心技术为切入点,分析研究行业现代集成制造系统实施中的关键瓶颈问题和重大系统集成问题,对涉及整体解决方案的重大关键技术问题、集成平台核心技术和重大使用集成问题进行攻关,完成支持重点行业现代集成制造系统的支撑平台或使用软件原型系统开发、系统集成方案验证。
主要指标及要求:
(1)提供重点行业的现代集成制造系统发展战略报告,其中效益分析应重点围绕提高行业国际竞争力,对实施前后和国际先进水平的差距进行比较,并分析所实施项目对制造业信息化软件产业及咨询服务业的贡献等。
(2)提供重点行业的现代集成制造系统需求分析报告,除说明技术和市场需求外,还应说明重点行业现代集成制造系统实施中对主题设置的相关专题的技术和使用软件的需求。
(3)提供重点行业现代集成制造系统的工程需求、整体解决方案等全套报告,除说明行业现代集成制造系统实施方案外,还应重点说明本课题在自主创新的核心技术攻关和有自主知识产权软件开发上将开展的工作。
(4)完成重点行业现代集成制造系统实施中的关键技术攻关,重点带动一项支持行业现代集成制造系统实施的、具有自主知识产权的、主题重点发展的工具软件开发,如集成平台系统、虚拟样机系统、供应链管理系统、电子商务系统等,为行业现代集成制造系统的实施打下坚实的技术基础。
(5)提供关键技术攻关形成的原型系统和集成系统验证报告。
(6)每个课题在关键技术攻关和系统开发上取得的具有原始创新的多项代表性成果(专利、软件著作版权、论著)。
(7)提供人员、经费,环境条件等落实情况以及其他需要说明的情况。
2、流程工业企业综合自动化系统总体方案设计及关键技术攻关
研究目标:
流程工业企业综合自动化系统研究的总目标是:
面向重点流程行业企业(如石化、冶金、化工、医药等),以过程优化和先进控制、制造执行系统、现代管理和电子商务为核心,以专业化使用软件开发使用为突破口,以开发具有自主知识产权的专利和软件版权为制高点,攻克相关的关键技术和共性技术,形成流程工业综合自动化系统及整体解决方案,明显带动我国重点行业技术水平的提高,提升流程行业的国际竞争力,并促进我国制造业信息化软件产业及咨询服务业的发展。
本课题的研究目标是:
开展流程工业企业综合自动化系统需求分析、总体设计、关键技术攻关、原型系统开发和集成方案验证,形成符合我国国情并具有自主知识产权的综合自动化整体解决方案,解决共性关键支撑技术,形成流程工业综合自动化整体技术和原型系统,促进过程自动化系统和主题相关的管理和电子商务等工具系统的开发和使用,为在流程企业实施流程工业综合自动化系统和争取国家863计划重大专项奠定必要的技术基础。
主要研究内容:
针对重点流程行业组织论证,分析提高行业/企业国际竞争力的战略需求,确定流程行业对综合自动化系统的技术需求、软件产品需求和使用需求,提出开发实施大型流程工业综合自动化系统的关键技术,制定发展战略,提出流程工业综合自动化系统的总体解决方案。
在以上工作基础上,结合行业特色和核心技术的切入点,分析研究制约流程工业综合自动化系统实施的关键瓶颈问题和重大系统集成问题。
围绕流程工业综合自动化系统的关键技术(如过程优化和先进控制、制造执行系统、现代管理和电子商务),提出系统的整体解决方案及综合集成使用的实施方案,开发生产计划和实时调度系统软件、生产过程优化软件和复杂装置先进控制软件等关键软件系统进行使用示范,形成支持流程工业综合自动化系统支撑平台或使用软件原型系统,进行系统集成方案验证,为全面实施综合自动化系统提供技术基础。
主要指标及要求:
(1)提供流程工业综合自动化系统发展战略报告,其中效益分析应重点围绕提高流程行业国际竞争力,对实施前后和国际先进水平的差距进行比较,并分析所实施项目对流程行业软件产业和咨询服务业的贡献等。
(2)提供流程工业综合自动化系统需求分析报告,除说明实施流程工业综合自动化系统的技术和市场需求外,还应重点说明流程工业综合自动化系统实施中对主题设置的相关专题的技术和使用软件的需求,以及市场分析、风险分析等。
(3)提供行业现代集成制造系统的整体解决方案报告,除说明行业现代集成制造系统实施方案外,还应重点说明本课题在自主创新的核心技术攻关和自主软件开发上将开展的工作。
(4)完成关键技术的攻关,重点带动一项支持流程工业综合自动化系统实施的具有自主版权的、主题重点发展的工具软件开发,如生产计划和实时调度系统软件、生产过程优化软件和复杂装置先进控制软件、集成平台系统、供应链管理系统和电子商务系统等。
(5)完成典型系统使用验证,并提供关键技术攻关形成的原型系统和集成系统验证报告。
(6)每个课题取得的具有原始创新的多项代表性成果(专利、软件著作版权、论著)。
(7)提供人员、经费,环境条件等落实情况,以及其他需要说明的情况。
3、典型区域现代集成制造系统总体方案设计和关键技术攻关
研究目标:
典型区域现代集成制造系统研究的总体目标是:
根据我国国民经济发展的区域经济形态、特色、制造业类型及其分布格局,重点针对制造业集中的国际化重点城市、老工业基地、西部大开发产业带、多种经济成分中小企业经济带等几种典型区域类型,研究典型区域现代集成制造系统整体解决方案,突破集成和共性关键支撑技术,开发使用软件系统原型,实施集成使用示范工程,形成不同类型的区域现代集成制造系统(如支持区域资源共享和优化配置的网络化制造系统、支持区域支柱行业产业链的协同制造系统、支持区域龙头企业为核心的企业群的集成制造系统、支持区域中小企业群的网络化制造系统等),培育发展数字化企业和企业群体。
促进区域制造业资源优化重组、区域间制造业的联合和协作,形成具有竞争优势的制造业产业群,提高区域国际竞争能力,带动区域经济和支柱产业的跨越式发展,促进制造业信息化软件产业和咨询服务业的发展。
本课题的研究目标是:
开展不同类型的典型区域现代集成制造系统需求分析、总体设计,提出具有我国自主创新的区域现代集成制造系统整体解决方案,突破系统实施的重大共性关键技术,开发具有我国自主版权的使用软件原型系统并进行系统验证,为实施区域现代集成制造系统和重大集成使用打下坚实的基础。
主要研究内容:
对选定区域组织广泛论证,研究提高区域制造业竞争力的关键瓶颈问题和实施现代集成制造系统对提升区域制造业国际竞争力的战略需求,明确区域对现代集成制造系统的技术需求、软件产品需求和工程需求。
确定开发使用典型区域现代集成制造系统的发展模式、关键技术、系统及集成使用的主要内容。
研究典型区域现代集成制造系统发展的战略目标、重点任务和区域现代集成制造系统的技术实施方案。
完成典型区域现代集成制造系统框架设计,突破若干项制约系统实施的重大集成和共性关键技术,形成使用软件和集成平台原型系统,如网络化制造集成平台、网络化制造系统、供应链管理系统、基于ASP的服务系统等,为实施区域现代集成制造系统的集成使用打下基础。
主要指标及要求:
(1)提供典型区域的现代集成制造系统发展战略报告。
其中效益分析应重点围绕提高区域国际竞争力展开,应对实施前后和国际先进水平的差距进行比较,并分析所实施项目对区域制造业信息化软件产业和咨询服务业的贡献等。
(2)提供典型区域的现代集成制造系统需求分析报告。
报告除了说明技术和市场需求外,还应重点说明典型区域现代集成制造系统实施中对主题设置的相关专题的技术和使用软件的需求。
(3)提供区域现代集成制造系统的工程需求、整体解决方案等全套报告,除说明区域现代集成制造系统实施方案外,还应重点说明本课题在自主创新的核心技术攻关和有我国自主版权软件开发上将开展的工作。
(4)完成区域现代集成制造系统实施中的关键技术攻关,重点带动一项支持区域现代集成制造系统实施、具有自主知识产权、主题重点发展的工具软件开发,如网络化制造集成平台、网络化制造系统、供应链管理系统、基于ASP的服务系统等,为区域现代集成制造系统的实施打下坚实的技术基础。
(5)提供关键技术攻关形成的原型系统和集成系统验证报告。
(6)每个课题在关键技术攻关和系统开发上取得的具有原始创新的多项代表性成果(专利、软件著作版权、论著)。
(7)提供人员、经费,环境条件等落实情况,以及其他需要说明的情况。
专题二:
数字化设计和制造
本专题针对我国制造业普遍存在的产品创新设计能力不足、新产品制造周期过长、制造管理水平低等问题,结合技术难度高的重大复杂产品和设备的设计和制造过程,进行创新研究和开发,为企业提供共性的数字化设计和制造方法、软件工具集和集成化系统,促进中国企业市场竞争力的提高,并带动制造业信息化软件产业及咨询服务业的发展。
本年度拟支持以下3项重点课题和若干项一般课题。
重点课题:
1、产品全生命周期管理系统(本课题招标,详见招标公告)
研究目标:
结合典型机械产品的设计和制造过程,研究开发支持产品快速创新设计和制造优化管理的集成化产品协同设计和制造系统,形成具有自主知识产权的产品全生命周期管理系统原型,为企业实现数字化集成设计和制造提供基础集成平台。
主要研究内容:
(1)面向产品全生命周期的产品信息建模和多视图数据管理;
(2)产品协同设计和制造过程建模和管理;
(3)多种通用设计、工艺、制造软件的集成;
(4)支持协同设计和制造的项目计划和文档管理;
(5)使用开发工具和集成接口开发;
(6)开展工程验证。
主要指标及要求:
(1)完成产品全生命周期管理原型系统,在若干企业使用示范;
(2)支持产品的协同设计和制造,多种典型异构设计和制造通用平台的集成;
(3)取得若干专利、版权登记及论著,提出具有自主知识产权的产品全生命周期技术的体系和实施方法。
2、面向大批量定制的集成设计系统
研究目标:
基于具有自主知识版权的设计软件,研究开发适合于结构复杂机械设备的大批量定制的设计系统及软件工具集。
主要研究内容:
(1)支持客户和供应商的产品协同设计技术和软件工具;
(2)基于PDM的设计资源重组和设计过程重组技术和软件工具;
(3)面向定单配置的产品工程设计、工艺设计技术和软件工具;
(4)基于知识管理和案例管理的产品设计仓库技术和软件工具;
(5)在实际产品设计中进行使用和验证。
主要指标及要求:
(1)完成面向大批量定制的数字化集成设计系统,若干软件工具和企业使用示范;
(2)显著提高客户个性化产品的设计速度,显著降低产品设计成本,压缩产品的零部件数量和产品成本;
(3)取得若干专利或版权登记,提出具有自主知识产权的面向大规模定制的集成设计技术体系和实施方法。
3、制造过程管理和资源优化配置系统
研究目标:
针对机械装备、电子或航空等行业的复杂产品设计生产过程,研究开发产品工艺规划、制造过程仿真分析和优化管理、制造资源优化重构的协同制造技术和系统。
主要研究内容:
(1)基于知识的产品工艺规划技术和系统;
(2)支持制造资源共享的优化配置决策支持系统;
(3)基于构件的可重构的制造车间生产管理系统;
(4)可视化制造系统建模仿真和诊断技术和系统;
(5)可重构的制造系统控制结构和模块化生产单元设计系统。
主要指标及要求:
(1)取得若干专利、软件版权登记及论著,形成若干具有自主知识产权的软件产品系统;
(2)研究成果在企业进行使用示范,并取得显著使用效果。
一般课题:
(1)三维通用设计、重大专用产品设计、工业造型设计的技术;
(2)基于知识管理的设计仓库技术;
(3)基于知识的CAD/CAE/CAPP/CAQ集成技术;
(4)大规模客户化产品协同设计系统;
(5)面向装备制造业的车间管理和控制技术;
(6)可重构制造系统技术;
(7)绿色制造技术;
(8)面向产品全生命周期的制造系统体系结构及
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