運動控制核心部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展方案

運動控制核心部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展方案

針對移動通信、大數(shù)據(jù)、新能源、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)等重點領域大宗產(chǎn)品制造需求，重點圍繞28-14納米技術節(jié)點進行工藝、裝備和關鍵材料的協(xié)同布局，形成28-14納米裝備、材料、工藝、封測等較完善的產(chǎn)業(yè)鏈，推動全產(chǎn)業(yè)鏈專項成果的規(guī)?；瘧?，促進產(chǎn)業(yè)生態(tài)的改善和技術升級，實現(xiàn)技術促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標。以移動通信應用為重點，開發(fā)14納米及相關產(chǎn)品工藝；以大數(shù)據(jù)應用為重點，開發(fā)立體堆疊閃存（3D-D）存儲器工藝，開展7-5納米關鍵技術研究；面向新能源、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)等重點領域大宗產(chǎn)品制造需求，開發(fā)特色產(chǎn)品工藝平臺；取得核心知識產(chǎn)權并實際應用。新型電子制造關鍵裝備面向寬禁帶半導體器件、光通訊器件、MEMS（微機電系統(tǒng)）器件、功率電子器件、新型顯示、半導體照明、高效光伏等泛半導體產(chǎn)業(yè)領域的巨大市場需求，開展關鍵裝備與工藝的研究，重點解決電子器件關鍵材料裝備、器件制造裝備等高端裝備缺乏關鍵技術、可靠性低、工藝開發(fā)不足等問題，推動新技術研發(fā)與關鍵裝備研發(fā)的協(xié)同發(fā)展，構建高端電子制造裝備自主創(chuàng)新體系。（一）寬禁帶半導體/半導體照明等關鍵裝備研究針對碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等為代表的寬禁帶半導體技術對關鍵制造裝備的需求，開展大尺寸（6吋）寬禁帶半導體材料制備、器件制造、性能檢測等關鍵裝備與工藝研究。針對高亮度半導體照明（LED、OLED）大生產(chǎn)線對制造裝備的需求，開展大產(chǎn)能材料制備、器件制造、性能檢測等關鍵裝備研發(fā)，掌握核心技術與工藝，滿足大生產(chǎn)線要求。（二）光通訊器件關鍵裝備及工藝研究針對光通訊器件制造對裝備的需求，重點圍繞硅基光電子芯片工藝裝備、InP（銦磷）基等光電子芯片工藝裝備、光纖器件工藝裝備、光電子器件耦合封裝等關鍵裝備等開展研究，掌握核心技術，實現(xiàn)產(chǎn)品應用，提升國內光通訊器件制造能力及工藝水平。（三）MEMS器件/電力電子器件等關鍵裝備與工藝研究針對MEMS器件、電力電子器件等領域對裝備的特殊工藝需求，開展材料制備、芯片制造、特種封裝、性能檢測等關鍵裝備與工藝的研發(fā)，掌握關鍵技術、開發(fā)特色工藝，提高國產(chǎn)裝備的工藝適應性及可靠性。研究基于國產(chǎn)裝備為主的成套工藝，完成對國產(chǎn)裝備的工藝優(yōu)化、可靠性驗證及集成應用，打造自主產(chǎn)業(yè)鏈，提升產(chǎn)業(yè)競爭力。（四）高效光伏電池關鍵裝備及工藝研究針對下一代高效光伏電池技術（PERC、HIT、黑硅電池等）對關鍵裝備及工藝的需求，開展大產(chǎn)能、高轉換效率光伏電池制造工藝裝備、自動化制造裝備、核心工藝等研究，降低電池片制造成本，轉換效率達到國際領先水平，實現(xiàn)批量銷售。（五）新材料，新器件關鍵電子裝備與核心部件研究針對石墨烯、碳基電子器件、柔性顯示、光互聯(lián)等國際上不斷出現(xiàn)的新材料、新器件、新工藝對半導體技術相關的裝備需求，開展面向電子器件應用石墨烯材料制備裝備、大面積轉移裝備、石墨烯電子器件制造裝備、柔性顯示有機膜材料制備裝備、柔性顯示有機器件制造及檢測裝備、碳基電子器件制造裝備、光互聯(lián)器件制備裝備、高密度封裝等方面的關鍵裝備開發(fā)，滿足研發(fā)或產(chǎn)業(yè)化需求，推動新技術研發(fā)與裝備研發(fā)的協(xié)同發(fā)展。運動控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈情況運動控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈上游包括各類電子元器件，如IC芯片、PCB板、晶體管、電阻電容等。產(chǎn)業(yè)鏈的中游主要為運動控制器、驅動器、電機、減速器和傳感器等核心部件的提供商或者運動控制系統(tǒng)解決方案提供商。產(chǎn)業(yè)鏈的下游是各類智能制造裝備行業(yè)。十三五以來，通過試點示范應用、系統(tǒng)解決方案供應商培育、標準體系建設等多措并舉，我國制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化轉型升級加速，供給能力不斷提升。在新興制造及傳統(tǒng)制造領域均涌現(xiàn)出大批領先的高端裝備制造企業(yè)，并發(fā)展出離散型智能制造、流程型智能制造、網(wǎng)絡協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、遠程運維服務等新模式新業(yè)態(tài)?！妒奈逯悄苤圃彀l(fā)展規(guī)劃》指出，要大力發(fā)展智能制造裝備、合力發(fā)展工業(yè)軟件產(chǎn)品、著力打造系統(tǒng)解決方案，推動先進工藝、信息技術與制造裝備深度融合，帶動通用、專用智能制造裝備加速研制和迭代升級，到2025年實現(xiàn)研制1，000種先進智能制造裝備的目標。汽車發(fā)動機、變速箱等高效加工與近凈成形成套裝備，航空航天大型復合材料智能鋪放、成形、加工和檢測成套裝備，高精度智能化熱/冷連軋成套裝備，百萬噸以上能化乙烯成套裝備，新型干法水泥全流程智能化生產(chǎn)線，食品高黏度流體灌裝智能成套裝備，連續(xù)式針織物/純滌綸織物印染成套裝備，滿足GMP要求的無菌原料藥智能成套裝備，極大規(guī)模集成電路制造成套裝備，新型平板顯示制造成套裝備等。融合數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、人工智能、VR/AR、5G、北斗等新技術的智能工控系統(tǒng)、智能工作母機、協(xié)作機器人等新型裝備。增材制造重點解決增材制造領域微觀成形機理、工藝過程控制、缺陷特征分析等科學問題，突破一批重點成形工藝及裝備產(chǎn)品，在航空航天、汽車能源、家電、生物醫(yī)療等領域開展應用，引領增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。形成創(chuàng)新設計、材料及制備、工藝及裝備、核心零部件、計量、軟件、標準等相對完善的技術創(chuàng)新與研發(fā)體系，結合重大需求開展應用示范，具備開展大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用的技術基礎。（一）增材制造控形控性的科學基礎探索增材制造自由成形過程的成形幾何精度、成形效率、材料組織結構與性能的形成規(guī)律與關鍵影響因素和控制方法，為提升增材制造工藝技術和裝備設計水平提供堅實的科學支撐，并為形成重大原創(chuàng)性增材制造新技術提供科學指引。（二）基于增材制造的結構優(yōu)化設計技術發(fā)展基于增材制造工藝特性，融合力學、物理與化學多種功能的結構優(yōu)化設計技術，為結構整體化、輕量化、高性能化和滿足聲、光、電、磁、熱等多功能化提供設計方法和設計軟件，支撐我國高端裝備的自主創(chuàng)新設計和跨越式技術發(fā)展。（三）增材制造專用材料制備技術基于增材制造的工藝特性和應用需求，開展增材制造專用金屬和非金屬材料的設計與制備技術研究，最大限度地發(fā)揮增材制造技術優(yōu)勢，大幅度拓展增材制造的產(chǎn)業(yè)化應用領域。（四）增材制造的核心裝備設計與制造技術針對激光/電子束選區(qū)熔化、激光選區(qū)燒結、高能束金屬沉積成形、光固化、激光沉積打印、微滴噴射3D打印、熔融沉積造型等已經(jīng)展示重大產(chǎn)業(yè)化應用價值的增材制造技術，開展相關裝備設計與制造技術的深入研究，占據(jù)增材制造產(chǎn)業(yè)價值鏈的高端。（五）評價體系與標準建設研究制定增材制造的材料標準、設計標準、工藝標準、裝備標準、檢測標準、數(shù)據(jù)標準和服務標準等7個方面的標準體系，為增材制造的廣泛產(chǎn)業(yè)化應用奠定基礎，并顯著增強我國增材制造技術的國際競爭力。我國制造業(yè)自身存在的問題（一）自主創(chuàng)新能力不強我國是制造業(yè)大國，但多數(shù)制造企業(yè)在國際產(chǎn)業(yè)鏈分工中仍處于制造—加工—組裝低技術含量和低附加值環(huán)節(jié)，創(chuàng)新能力不強。尤其在高端產(chǎn)品創(chuàng)新設計方面，設計工具軟件受制于人，設計方法和理念不夠先進，創(chuàng)新設計能力較為薄弱。2015年，我國集成電路進出口逆差1600多億美元，眾多高端芯片的核心技術尚無法突破，企業(yè)被迫將大部分利潤用于購買國外專利授權，產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展的能力不強，難以打破市場壟斷。（二）基礎能力薄弱，產(chǎn)品質量不高我國制造業(yè)質量基礎相對薄弱，高性能液壓件與氣動元件、高速精密軸承、大功率變頻技術、特種執(zhí)行機構、儀器儀表傳感器、工控軟件系統(tǒng)等發(fā)展滯后。產(chǎn)品質量和技術標準整體不高，出口產(chǎn)品召回問題不斷，嚴重影響著我國制造業(yè)的國際形象。此外，制造業(yè)每年直接質量損失超過2000億元，間接損失超過1萬億元。（三）資源利用效率偏低我國部分傳統(tǒng)制造行業(yè)高投入、高消耗、高污染、低效益的粗放式生產(chǎn)方式，加劇了對生態(tài)環(huán)境的破壞。全國鋼鐵、建材、化工等行業(yè)單位產(chǎn)品能耗比國際先進水平高出10%-20%；機電產(chǎn)品中量大面廣的燃煤工業(yè)鍋爐運行效率比國外先進水平低15～20%。制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展遇到瓶頸。我國大部分地區(qū)和行業(yè)的信息化仍處于以局部應用為主的初級階段，且不同地區(qū)、行業(yè)和不同規(guī)模企業(yè)間信息化水平尚存在明顯差距。面對網(wǎng)絡協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制等新型生產(chǎn)模式的變革，認識不充分，準備不足，傳統(tǒng)制造業(yè)將面臨二次淘汰的風險。我國制造業(yè)發(fā)展取得的成績（一）制造業(yè)總量躍居世界第一，成為名副其實的制造大國近年來我國制造業(yè)總體規(guī)模已居世界第一位，綜合實力不斷增強，不僅對國內經(jīng)濟和社會發(fā)展做出了重要貢獻，而且成為支撐世界經(jīng)濟的重要力量。2014年，我國工業(yè)增加值達到22．8萬億元，占GDP的比重達到35．85%。2013年我國制造業(yè)產(chǎn)出占世界比重達到20．8%。在500余種主要工業(yè)產(chǎn)品中，我國有220多種產(chǎn)量位居世界第一。制造業(yè)的快速發(fā)展，直接促進了我國經(jīng)濟發(fā)展的速度、質量和效益，增強了我國在全球化格局中的國際分工地位。（二）突破了一批核心技術，形成了一批支撐國民經(jīng)濟發(fā)展的重大裝備產(chǎn)品十幾年來，制造業(yè)各領域涌現(xiàn)出了一批較有影響、意義深遠的重大成果。國內發(fā)電設備裝機中國產(chǎn)發(fā)電機組已達80%以上，年產(chǎn)千萬噸級大型煉油廠設備國產(chǎn)化率達90%，國產(chǎn)100萬千瓦超超臨界火電機組、國產(chǎn)750千伏交流輸變電成套設備已投入運行。日產(chǎn)4000噸大型新型干法水泥生產(chǎn)線、60萬噸乙烯、30萬噸級合成氨、百萬噸級鉀肥等一大批大型成套技術裝備實現(xiàn)自主化。神舟系列航天飛船的成功發(fā)射，實現(xiàn)了載人航天工程的重大突破。蛟龍?zhí)栞d人潛水器研制和海試成功，標志著中國躋身世界載人深潛先進國家行列。（三）涌現(xiàn)出一批世界級的大企業(yè)，企業(yè)正在逐步成為技術創(chuàng)新主體2016年《財富》世界500強排行榜中，中國企業(yè)達110家，其中以工業(yè)為主的有50余家。社會創(chuàng)新要素不斷向企業(yè)集聚，工業(yè)企業(yè)研發(fā)投入快速增長，自主創(chuàng)新能力顯著增強。2015年，我國規(guī)模以上制造業(yè)研發(fā)投入強度達到0．91%；企業(yè)發(fā)明專利申請58．3萬件，占國內發(fā)明專利申請受理量的60．2％；企業(yè)獲得發(fā)明專利授權15．9萬件，占國內發(fā)明專利授權量的60．5％。企業(yè)作為市場主體，在自主創(chuàng)新中繼續(xù)發(fā)揮決定性作用。（四）初步形成了企業(yè)、高校、院所聯(lián)動的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系近年來，我國制造業(yè)加強科技創(chuàng)新、促進科技成果轉化和產(chǎn)業(yè)化，取得了重要突破和實質性進展，形成了產(chǎn)學研結合、較為完備的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系。建設了一批國家重點實驗室、國家工程技術研究中心等科研基地；成立了一批國家產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，為我國制造業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展提供了重要保障。運動控制系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展情況及發(fā)展趨勢（一）運動控制行業(yè)技術特點及技術發(fā)展趨勢高可靠性是指產(chǎn)品可在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的能力，通常以平均無故障時間來界定。工業(yè)裝備能夠長期、穩(wěn)定地可靠運行是用戶的最基本要求。現(xiàn)代工業(yè)場景下，裝備的系統(tǒng)復雜度提升，非確定性因素增加。作為裝備的大腦，運動控制系統(tǒng)需在面對各種作業(yè)環(huán)境和需求變化的情況下，消除整體系統(tǒng)的非確定性，保證裝備的長期穩(wěn)定有效運行。隨著運動控制系統(tǒng)設計更加復雜，軟件的可靠性主要體現(xiàn)在其容錯能力和代碼強健性上，而對于硬件來說，在持續(xù)降低系統(tǒng)功耗的同時，提升其在各種嚴苛環(huán)境下（高溫高濕、超低溫和溫度沖擊、粉塵油污、腐蝕性氣體、金屬顆粒物、強電磁干擾等）的抗干擾能力、7×24小時運行環(huán)境中抗疲勞強度、抗擾動能力和信號鏈傳遞損失與補償?shù)取Ｗ鳛橹悄苤圃煅b備的核心基礎部件，高可靠性對于運動控制器系統(tǒng)來說是一項基本的核心要求。一方面，在生產(chǎn)過程中需采用經(jīng)過嚴格篩選測試的優(yōu)質元器件，組裝過程也應具備嚴格的質量控制程序，以確保裝備長期使用時的高穩(wěn)定性和高可靠性。另一方面，運行中控制系統(tǒng)的故障源經(jīng)常來自于各類連接點和運動部件擾動。如何減少連接，強化網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r安全，以更加緊湊的結構實現(xiàn)更加復雜的控制過程，在保證可靠性的同時，還要能夠支撐更加復雜的算力需求。實時性作為運動控制系統(tǒng)的一項重要性能指標，是指事件發(fā)生的時間確定性（相對與絕對的確定），以及在此基礎上數(shù)據(jù)處理的精準和快速性，這對設備和任務間的時間同步精度，以及系統(tǒng)中的任務執(zhí)行效率提出了新的要求。實時性需要解決在保證運動控制事件的時間確定性情況下系統(tǒng)的冗余安全、復雜網(wǎng)絡中信息實時交互、多時鐘源協(xié)同精準補償，復雜系統(tǒng)相位控制中的高速信號處理和大型軟件的實時性處理等等。高速高精度是運動控制系統(tǒng)在性能上永恒的追求，面對不同應用場景，高速高精的具體指標有所不同，但總體指標要基于被控對象的模型辨識，對速度和控制精度進行自適應和自優(yōu)化，取得綜合性全局最優(yōu)。類似木桶效應，一個系統(tǒng)的整體性能取決于最短的木板。輸入激勵信號源的運動規(guī)劃與被控對象響應能力是否匹配，系統(tǒng)各控制環(huán)節(jié)的同步性，傳感反饋的物理分辨率精度，系統(tǒng)模型辨識的線性化能力，機械系統(tǒng)諧振頻率和動剛度特征，關鍵部件熱傳導與熱輻射效應，信號鏈完整度、擾動頻域是否與工作頻域重合等，都會制約系統(tǒng)整體高速高精度性能指標的達成，成為最短的那塊木板。（二）運動控制系統(tǒng)產(chǎn)品及技術發(fā)展趨勢開放性代表系統(tǒng)要為用戶打開二次技術開發(fā)、工藝快速迭代升級的技術路徑，并為用戶自身核心競爭力構建提供必要的技術手段。靈活性意指系統(tǒng)要能適應各種復雜工藝要求的能力，既有性能上的深度和功能上的寬度，還要具備多源異構系統(tǒng)的重構便利性。易用性表示系統(tǒng)需具備人機交互的友好、直觀、簡便，安裝調試的簡潔、安全，運行維護的可預測、便捷和低成本。在現(xiàn)代智能制造更高精度、效率和制程柔性化的需求下，未來運動控制系統(tǒng)發(fā)展的核心需求之一為實現(xiàn)開放性、靈活性、易用性的統(tǒng)一。傳統(tǒng)機械設備采用的電機和I/O數(shù)量有限，往往采用一對一直連的方式連接。直連方式最大的問題在于布線復雜，線纜使用量較大，同時傳輸信號極易受到干擾。為解決這些問題，各裝備或部件廠商紛紛采用高速工業(yè)總線連接伺服驅動器及運動控制器，網(wǎng)絡化趨勢明顯。采用高速工業(yè)總線后，運動控制器、伺服驅動器和I/O模塊之間除了常規(guī)的控制命令及反饋信息傳遞外，還可以根據(jù)需要實時調節(jié)伺服驅動器的各類參數(shù)，從而實現(xiàn)更為復雜靈活的控制要求，設備連接的軸數(shù)和I/O數(shù)量也不斷增加。在數(shù)字化、智能化發(fā)展趨勢下，工業(yè)總線作為工業(yè)數(shù)字血管的重要性日益凸顯。逐漸成長為現(xiàn)代工業(yè)體系內一個獨立的產(chǎn)業(yè)細分領域，并作為智能制造體系的底層核心技術支撐，成為制造大國產(chǎn)業(yè)競爭的戰(zhàn)略制高點。在新的工業(yè)體系中，工業(yè)數(shù)據(jù)成為制造業(yè)的血液，居于核心位置。以工業(yè)數(shù)據(jù)為脈絡，整個智能制造邏輯重構為數(shù)據(jù)產(chǎn)生（工業(yè)現(xiàn)場）、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)管理與價值發(fā)掘幾個環(huán)節(jié)。從制造效率及工業(yè)大數(shù)據(jù)安全可靠角度看，制造業(yè)領域必須完整實現(xiàn)從現(xiàn)場總線到工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡全互聯(lián)的技術升級。未來工業(yè)場景下，對工業(yè)裝備的控制已經(jīng)不僅僅是幾個軸的運動控制和邏輯控制，而是基于全互聯(lián)的綜合系統(tǒng)控制。從底層的智能傳感、控制決策、數(shù)據(jù)信息交互到基于多源異構數(shù)據(jù)的分析決策，全鏈打通，實現(xiàn)端到端、端到云的大系統(tǒng)閉環(huán)控制，從而實現(xiàn)單臺裝備、柔性工作站和工作島及自動化產(chǎn)線的綜合運維成本降低、產(chǎn)品生命周期優(yōu)化、生產(chǎn)效率提升、節(jié)能環(huán)保等多方面的進步。不同于過去Profinet、EtherCAT等工業(yè)上已經(jīng)具備的工業(yè)總線概念，工業(yè)現(xiàn)場全互聯(lián)（高速工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡的安全與互聯(lián)互通）從標準、架構、交互、數(shù)據(jù)、應用和業(yè)務乃至生態(tài)等各個方面都要考慮安全可信體系的建立，還要考慮多主從架構的數(shù)據(jù)安全與高度同步、多源異構數(shù)據(jù)鏈路的多級實時與可靠性、對等網(wǎng)絡拓撲及去中心化、分布式數(shù)據(jù)存儲與實時處理、共性模型算法提取與深化，以及智能算力分布等多維技術研發(fā)、耦合驗證和復雜場景應用。制造基礎技術與關鍵部件圍繞制造基礎技術與關鍵部件，開展基礎技術與前沿技術研究，突破關鍵技術與共性技術，建立健全基礎數(shù)據(jù)庫、工業(yè)試驗驗證平臺和安全保障技術，完善技術標準體系，為逐步解決國產(chǎn)裝備空心化提供技術支撐，大幅度提高為重點領域和重大成套裝備自主配套能力。（一）基礎件圍繞高速精密重載軸承開展軸承服役性能演變規(guī)律與失效機理等基礎理論、材料對性能影響規(guī)律和失效機理等研究，掌握高速、精密、重載軸承設計理論、壽命理論及試驗方法，動態(tài)性能試驗技術與方法，掌握高鐵軸箱軸承、風力發(fā)電機組主軸與齒輪箱軸承、機器人和機床精密軸承、特大型裝備靜壓軸承等設計、試驗和批量化制造核心技術，開展典型應用示范。圍繞高參數(shù)齒輪及傳動裝置開展高參數(shù)齒輪傳動嚙合失效機理、特殊條件下齒輪副基本工作理論、研究，研究高速重載齒輪傳動、輕合金齒輪、高性能蝸桿傳動及新型機構，基準級別齒輪漸開線樣板設計與超精密制造和計量，突破高參數(shù)齒輪傳動和精密減速器設計、制造和檢測共性關鍵技術，形成標準及技術規(guī)范，實現(xiàn)高參數(shù)齒輪及傳動裝置在民用航空裝備、工程機械、大型海洋裝備、高速列車、海上風電、機器人等裝備的示范應用。圍繞高端液壓件與密封件開展新型高功率重量比和高能量密度液壓件的設計方法研究，高參數(shù)液壓閥、泵等新結構和新方法研究。研究密封可靠性設計、延壽、運行試驗技術，開發(fā)高性能檢測、可靠性評估和測試裝備，建立性能評價體系與標準。開發(fā)高壓力等級多路閥和液壓泵、大規(guī)格柱塞泵與比例流量閥、高效率靜液傳動元件與系統(tǒng)、高參數(shù)密封件、液壓動力總成系統(tǒng)等，實現(xiàn)在工程機械與農業(yè)機械、重型機械、航空航天、海洋工程裝備等示范應用。（二）基礎制造工藝研究高活性金屬與鑄型界面反應機制和成形方法、鑄造全流程精確控制、鑄造過程仿真與在線檢測等關鍵技術，掌握鈦合金、高溫合金鑄件精密鑄造技術、鑄鍛件近凈成形與精準成形工藝，開展各類材料成形過程動態(tài)仿真參數(shù)優(yōu)化技術研發(fā)應用，實現(xiàn)典型產(chǎn)品應用示范。研究零件可控清潔熱處理工藝、真空等溫淬火熱處理工藝等關鍵技術，開發(fā)清潔熱處理裝備，完善熱處理工藝數(shù)據(jù)庫。開發(fā)高溫耐蝕涂層技術、潤滑耐磨抗氧化表面工藝材料、工藝及表面處理裝備。研究高速干切基本機理和新型干切機床結構，工藝參數(shù)優(yōu)化及基礎數(shù)據(jù)庫；研究微量潤滑作用機理和測試選用技術，低溫微量潤滑集成制造技術；環(huán)保清潔切削液配置技術。（三）工業(yè)性驗證平臺與基礎數(shù)據(jù)庫建立精密齒輪及傳動裝置、高壓大流量液壓元件、高參數(shù)密封件、高速重載軸承等關鍵基礎件性能及可靠性試驗平臺，工業(yè)傳感器、智能儀器儀表性能及可靠性測試平臺，對相關的基礎技術、關鍵部件與產(chǎn)品進行試驗驗證，完善技術標準體系。研究先進制造工藝方法、工藝基礎數(shù)據(jù)庫，研究并整合國內外制造工藝相關數(shù)據(jù)資源，建立健全制造基礎技術數(shù)據(jù)庫、基礎制造工藝資源環(huán)境屬性數(shù)據(jù)庫等。研發(fā)基礎數(shù)據(jù)采集工具和知識庫管理系統(tǒng)和標準，開發(fā)面向基礎工藝和典型產(chǎn)品全生命周期環(huán)境影響評價工具。（四）制造過程安全保障關鍵技術研究關鍵部件故障響應安全機制、功能安全定量計算數(shù)學模型和定性評價體系等功能安全設計與評估驗證技術；研究物理安全、功能安全、網(wǎng)絡安全一體化融合的方法理論、制造系統(tǒng)安全一體化管控等安全一體化融合技術；研究安全威脅和攻擊機理分析與建模、實時攻擊隔離與抑制等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術；故障預測與健康管理（PHM）等測控產(chǎn)品安全可用關鍵技術研究；開展功能、網(wǎng)絡安全工業(yè)化試驗驗證，典型工業(yè)協(xié)議安全性分析驗證，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全漏洞庫等研究。高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備堅持主機牽引、夯實基礎、突破核心、工藝驗證，聚焦航空航天和汽車兩個重點服務領域，重點攻克高檔數(shù)控系統(tǒng)和功能部件等瓶頸，完成150種以上智能、精密、高速、復合型高端制造業(yè)裝備的研制和示范應用，大幅提升國家重點工程、國民經(jīng)濟重點領域關鍵制造裝備國產(chǎn)化率，在強化高端數(shù)控裝備單機智能化水平提升的基礎上，逐步實現(xiàn)由單機示范應用向智能化制造成組成套整體解決方案的提升，擴大專項裝備成果的應用成效。（一）航空航天領域高檔數(shù)控裝備聚焦航空航天典型結構件加工需求，以提高加工效率和質量為目標，突破關鍵工藝和編程等核心技術；開展高檔五軸數(shù)控機床與關鍵成形裝備等主機的應用驗證與示范，推動高檔數(shù)控系統(tǒng)和以擺角銑頭為代表的關鍵功能部件實現(xiàn)批量化應用。（二）汽車制造領域高檔數(shù)控裝備重點研究數(shù)控機床的可靠性快速試驗技術與制造保障技術、數(shù)控系統(tǒng)的可靠性第三方測試及可靠性增長技術，突破數(shù)控機床可靠性MTBF>2000小時的技術瓶頸，通過示范應用與工藝驗證，大幅提升國產(chǎn)數(shù)控機床的組線能力。加強成組成套工藝集成研究，為汽車關鍵零部件制造提供成套解決方案，實現(xiàn)國產(chǎn)高檔數(shù)控機床在汽車發(fā)動機關鍵零部件高效柔性加工與批量化制造中的成組成套應用。（三）智能裝備與先進工藝重點解決高端裝備產(chǎn)品質量較差、檔次不高，缺乏核心工藝，智能化程度不足，可靠性及精度保持性難題，研制一批代表性智能加工裝備、先進工藝裝備和重大智能成套裝備，支撐我國高端裝備向高精尖和智能化互聯(lián)方向發(fā)展，引領裝備的智能化升級。綠色制造重點面向我國制造業(yè)發(fā)展中高能耗、高污染的問題，以提高資源能源效率和降低環(huán)境負荷為主線，以綠色產(chǎn)品、綠色工廠為目標，掌握生態(tài)設計理論與工具、綠色制造方法與工藝、試驗驗證平臺、綠色標準與規(guī)范等基礎共性技術，推廣基礎制造工藝綠色化、流程工業(yè)綠色化技術，提升通用設備產(chǎn)品能效、工業(yè)廢棄物回收再制造與再資源化等生態(tài)效率水平。（一）基于綠色理念的減量化設計與創(chuàng)新設計通過創(chuàng)新研發(fā)，突破新材料應用及改性設計、節(jié)能降噪設計、個性化定制設計、可拆解與回收設計等生態(tài)設計關鍵技術。掌握全生命周期高效綠色循環(huán)再利用基礎理論及關鍵技術，實現(xiàn)戰(zhàn)略性資源高效綠色循環(huán)再利用。研究典型綠色產(chǎn)品新原理、新結構設計及應用關鍵技術，開發(fā)一批綠色制造前沿技術、核心技術與裝備，開發(fā)推廣綠色產(chǎn)品，引導綠色生產(chǎn)。（二）綠色加工工藝與裝備重點研究基礎工藝綠色化技術、流程工業(yè)綠色工藝技術、量大面廣的典型通用設備產(chǎn)品節(jié)能、減排、降耗技術。實施重點行業(yè)系統(tǒng)改造的示范應用。開發(fā)高效清潔基礎制造工藝及裝備、無害化表面處理工藝技術、少無切削液清潔加工工藝與設備、鋼鐵短流程工藝、有色金屬清潔冶煉工藝。開展制造工藝創(chuàng)新和集成應用，加快實現(xiàn)重點行業(yè)制造系統(tǒng)和裝備的綠色升級。（三）制造系統(tǒng)能效優(yōu)化關鍵技術圍繞制造系統(tǒng)能效優(yōu)化與提升和終端用能產(chǎn)品節(jié)能，突破產(chǎn)品能效及其集成優(yōu)化匹配技術，制造系統(tǒng)機群綜合能效模型與智能分析技術、機群綜合能效的智能協(xié)同優(yōu)化控制技術；掌握系統(tǒng)能效分析與獲取、能效評價、監(jiān)控與優(yōu)化管理、設備系統(tǒng)能效提升、工藝系統(tǒng)多目標決策優(yōu)化、工件比能效率提升等系列關鍵技術；在規(guī)模以上企業(yè)開展車間、工廠以及產(chǎn)業(yè)集群的能