驅(qū)控一體機(jī)產(chǎn)業(yè)調(diào)研報告

重點(diǎn)研究基礎(chǔ)工藝綠色化技術(shù)、流程工業(yè)綠色工藝技術(shù)、量大面廣的典型通用設(shè)備產(chǎn)品節(jié)能、減排、降耗技術(shù)。實(shí)施重點(diǎn)行業(yè)系統(tǒng)改造的示范應(yīng)用。開發(fā)高效清潔基礎(chǔ)制造工藝及裝備、無害化表面處理工藝技術(shù)、少無切削液清潔加工工藝與設(shè)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(yīng)用，加快實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)行業(yè)制造系統(tǒng)和裝備的綠色升級。運(yùn)動控制系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)我國運(yùn)動控制產(chǎn)業(yè)根植于中國制造。一方面，深入實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力建設(shè)是我國發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)；另一方面，中國擁有全球最完整的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，最豐富的工藝業(yè)態(tài)和最龐大的消費(fèi)群體。這兩點(diǎn)決定了中國智能制造，以及其核心基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的運(yùn)動控制產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)長期較快的高質(zhì)量發(fā)展，且中長期看將整體達(dá)到乃至引領(lǐng)全球競爭力水平。這是行業(yè)發(fā)展面臨的長期機(jī)遇。運(yùn)動控制產(chǎn)業(yè)是典型的人才與技術(shù)密集型行業(yè)，這既是行業(yè)競爭壁壘，也是最大的發(fā)展挑戰(zhàn)：一方面，運(yùn)動控制融合了軟件算法、電子、通信、光學(xué)、機(jī)械等多學(xué)科交叉的技術(shù)和人才，且需要長期深入工業(yè)一線應(yīng)用場景進(jìn)行不斷的知識反饋、經(jīng)驗(yàn)吸收和技術(shù)迭代，是基礎(chǔ)研究和應(yīng)用實(shí)踐緊密結(jié)合的高競爭壁壘領(lǐng)域。另一方面，隨著產(chǎn)品和工藝裝備的精密度與復(fù)雜性的進(jìn)一步提高，技術(shù)綜合程度不斷增加，以及生產(chǎn)工藝過程日益成為一個各工序緊密聯(lián)系著的有機(jī)整體，現(xiàn)代智能制造對產(chǎn)業(yè)技術(shù)人才提出了更高的挑戰(zhàn)。當(dāng)前智能制造產(chǎn)業(yè)的高技能人才尤其是高端復(fù)合型人才緊缺嚴(yán)重，而高技能人才培養(yǎng)時間長，難度大，行業(yè)高素質(zhì)人才的緊缺一定程度上制約了整個行業(yè)的發(fā)展，亟需打造真正有效的產(chǎn)學(xué)研培育模式，滿足產(chǎn)業(yè)人才的迫切需求。工業(yè)傳感器針對工業(yè)互聯(lián)、智能制造的高端需求，順應(yīng)傳感器微型化、集成化、智能化發(fā)展趨勢，形成一批高端傳感器和儀器儀表產(chǎn)品，支撐我國智能制造發(fā)展，解決微納傳感器硅基兼容制造、封裝、可靠性、集成化等核心共性技術(shù)，引領(lǐng)未來發(fā)展。（一）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)用微納傳感器研究無源無線多參數(shù)監(jiān)測傳感器，高能量密度振動能量收集器等前沿技術(shù)。研發(fā)傳感器與電路協(xié)同設(shè)計技術(shù)及設(shè)計工具，傳感器與電路單片集成工藝技術(shù)，硅基功能薄膜兼容制造等關(guān)鍵共性技術(shù)。開發(fā)單片集成傳感器，陣列傳感器，多功能傳感器，低功耗傳感器，無線集成傳感器等產(chǎn)品。（二）離散制造業(yè)用微納傳感器研究柔性襯底傳感器，芯片級原子效應(yīng)傳感器等前沿技術(shù)，研發(fā)數(shù)字全場激光超聲檢測技術(shù)，高精度二維三維光柵測試等關(guān)鍵共性技術(shù)。研發(fā)運(yùn)動部件溫度、應(yīng)變、振動傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器，微型繼電器，微型電場傳感器，多維位移同步測量傳感器，微型高精度姿態(tài)測量單元等產(chǎn)品。（三）流程工業(yè)用微納傳感器研究高精度諧振式壓力傳感器，微型聲矢量傳感器等前沿技術(shù)。研發(fā)傳感器芯片與封裝材料特性測試技術(shù)及其數(shù)據(jù)庫，微傳感器可靠性及其測試等關(guān)鍵共性技術(shù)。研發(fā)高溫壓力傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、紅外高溫傳感器、工業(yè)現(xiàn)場氣體檢測傳感器等產(chǎn)品。（四）智能制造用儀器儀表研究智能儀器儀表可靠性建模、設(shè)計與仿真，參數(shù)標(biāo)定與校準(zhǔn)、非線性補(bǔ)償方法等動態(tài)測試與性能評估，關(guān)鍵部件芯片化等前沿技術(shù)；研發(fā)復(fù)雜工業(yè)測量儀表在線標(biāo)定，高端智能測量儀表設(shè)計、精確自動補(bǔ)償、生產(chǎn)工藝、裝配等，在線分析儀器小型化關(guān)鍵部件、微弱信號精密檢測等共性關(guān)鍵技術(shù)；研發(fā)高精度壓力/質(zhì)量/流量/物位儀表，壓力/質(zhì)量流量儀表在線批量化標(biāo)定裝置，小型化在線分析儀、感知/控制/驅(qū)動一體化控制器等產(chǎn)品。（五）特種專用儀器儀表研究力熱平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計、多傳感器三維納米定位等納米三坐標(biāo)測量，工件姿態(tài)和運(yùn)動參數(shù)測量、空間坐標(biāo)測量、大型零部件尺寸和形位誤差測量、激光跟蹤等大型裝備制造智能化測量等前沿技術(shù)，研發(fā)工業(yè)現(xiàn)場級虛擬測量、工業(yè)設(shè)施現(xiàn)場故障診斷、特種執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制閥設(shè)計、制造和仿真等共性關(guān)鍵技術(shù)，研制激光跟蹤測量儀器、現(xiàn)場級虛擬測量儀表、復(fù)雜機(jī)械運(yùn)行故障檢測等工業(yè)現(xiàn)場專用診斷儀器、特種執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制閥等。運(yùn)動控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈情況運(yùn)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(yùn)動控制器、驅(qū)動器、電機(jī)、減速器和傳感器等核心部件的提供商或者運(yùn)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(diǎn)示范應(yīng)用、系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商培育、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)等多措并舉，我國制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化轉(zhuǎn)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(lǐng)域均涌現(xiàn)出大批領(lǐng)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(luò)協(xié)同制造、大規(guī)模個性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)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(jìn)工藝、信息技術(shù)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(shí)現(xiàn)研制1，000種先進(jìn)智能制造裝備的目標(biāo)。汽車發(fā)動機(jī)、變速箱等高效加工與近凈成形成套裝備，航空航天大型復(fù)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(shù)的智能工控系統(tǒng)、智能工作母機(jī)、協(xié)作機(jī)器人等新型裝備。運(yùn)動控制系統(tǒng)行業(yè)下游應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展情況（一）運(yùn)動控制系統(tǒng)半導(dǎo)體制造裝備行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展情況半導(dǎo)體作為信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心組成部分，是關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展全局的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織（WSTS）統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國半導(dǎo)體市場規(guī)模由2014年的917億美元增長至2019年的1，441億美元，2019年占全球半導(dǎo)體市場規(guī)模的34．95%。當(dāng)前的國際政經(jīng)環(huán)境及我國半導(dǎo)體自主可控的需求，帶動了我國半導(dǎo)體裝備制造的快速發(fā)展。硅片設(shè)備、制造設(shè)備，以及包含固晶機(jī)、貼片機(jī)、焊線機(jī)、劃片機(jī)、倒裝機(jī)、切筋成型設(shè)備、清洗機(jī)、測試機(jī)、分選機(jī)和探針臺等在內(nèi)的封裝、測試設(shè)備等半導(dǎo)體裝備需求旺盛。根據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）統(tǒng)計，2020年中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模達(dá)187．20億美元，同比增長39．18%。2009年至2020年，中國半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模復(fù)合增長率為31．25%。根據(jù)《上海集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》，2019年我國半導(dǎo)體裝備（該數(shù)據(jù)包括集成電路、LED、面板、光伏等設(shè)備）的國產(chǎn)化率約為18．8%，其中集成電路設(shè)備國產(chǎn)化率僅為8%左右，未來空間巨大。（二）運(yùn)動控制系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展情況工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、汽車制造、船舶制造、電子、物流、化工等現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域，是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、實(shí)現(xiàn)智能制造的重要抓手。工業(yè)機(jī)器人包括多關(guān)節(jié)機(jī)這人、SCARA機(jī)器人、坐標(biāo)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人等多種類型，隨著技術(shù)不斷成熟，工業(yè)機(jī)器人整體往更加高速、高精度、智能化、柔性化等方向發(fā)展。我國早在2013年就成為全球工業(yè)機(jī)器人的最大市場，當(dāng)年裝機(jī)量超過日本、美國、韓國、德國之總和。根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會（IFR）及中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CRIA）統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2014年至2020年間，我國工業(yè)機(jī)器人銷量由5．71萬臺增至15．60萬臺，年復(fù)合增長率達(dá)18．24%，2021年市場規(guī)模有望突破70億美元。2017年，我國工業(yè)機(jī)器人的國產(chǎn)化率約為29%，其中高端機(jī)器人國產(chǎn)化率為17．5%，空間同樣巨大。（三）運(yùn)動控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展情況數(shù)控機(jī)床是裝備制造的工業(yè)母機(jī)，機(jī)床產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平、加工效率、精準(zhǔn)程度及長期穩(wěn)定可靠工作對一個國家制造業(yè)至關(guān)重要。隨著制造業(yè)加速轉(zhuǎn)型，精密模具、新能源、航空航天、軌道交通、3D打印、醫(yī)療器械等新興產(chǎn)業(yè)迅速崛起，其生產(chǎn)制造過程高度依賴數(shù)控機(jī)床等智能制造裝備，這將有力推動高速、高精、高效、高穩(wěn)定性、智能化、多軸化、復(fù)合化等高檔數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。中國制造業(yè)的規(guī)模決定中國數(shù)控高精密機(jī)床擁有廣闊的提升空間。但我國數(shù)控機(jī)床企業(yè)主要定位于中低端市場，高端產(chǎn)品滲透率雖在提升但仍處于較低水平。根據(jù)前瞻研究院整理的資料，2018年我國低檔數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率約82%，中檔數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率約65%，高檔數(shù)控機(jī)床國產(chǎn)化率僅約6%。我國國產(chǎn)機(jī)床并非沒有市場，而是因?yàn)槲覈悄苤圃燹D(zhuǎn)型升級需求和國產(chǎn)機(jī)床整體水平之間不平衡不匹配，從而抑制了國產(chǎn)機(jī)床消費(fèi)能力?！吨袊圃?025》規(guī)劃中明確提出高端數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)設(shè)施裝備之具體目標(biāo)：到2025年，高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備國內(nèi)市場占有率超過80%。高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備總體進(jìn)入世界強(qiáng)國行列。未來我國機(jī)床行業(yè)的數(shù)控化提升和中高端替代具有高度確定性，高檔數(shù)控系統(tǒng)價值約占高端數(shù)控機(jī)床成本的20%-40%，發(fā)展空間巨大。（四）運(yùn)動控制系統(tǒng)激光裝備行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展情況受益于各類金屬及非金屬工業(yè)材料加工的旺盛需求，激光加工裝備市場迎來持續(xù)穩(wěn)定的增長。根據(jù)《2021年中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，我國2020年激光設(shè)備市場銷售收入已達(dá)692億元，2014年至2020年間年復(fù)合增長率達(dá)17．72%。但目前高端激光裝備的國產(chǎn)化率僅為10%。未來激光加工裝備仍將持續(xù)往數(shù)字化、智能化、切割柔性化的趨勢發(fā)展，而運(yùn)動控制系統(tǒng)是激光加工裝備的關(guān)鍵功能部件，是推動激光裝備向更高功率、更快速度、更高精度發(fā)展的技術(shù)保障，將持續(xù)受益于激光裝備市場的增長。（五）運(yùn)動控制系統(tǒng)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展情況傳統(tǒng)制造業(yè)是我國工業(yè)體系的基礎(chǔ)構(gòu)成，其健康穩(wěn)定發(fā)展對我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。中國裝備制造業(yè)的提升不僅僅是在半導(dǎo)體、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、激光精密裝備等高端裝備領(lǐng)域，還包括紡織、印刷、包裝、焊接、壓鑄、沖壓、注塑、壓裝等更廣泛的各類工業(yè)裝備。在新的發(fā)展階段，各類制造產(chǎn)業(yè)都迫切需要通過先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝備和工藝的數(shù)字化、智能化提升，并依托工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維、能耗、產(chǎn)能、效率、質(zhì)量等多維度價值提升。一方面，印刷、紡織、包裝、食品、冶金等多種傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)為滿足新經(jīng)濟(jì)環(huán)境下對高品質(zhì)、定制化和快速服務(wù)響應(yīng)的需求，需要對自身進(jìn)行智能化升級改造，以滿足新需求、開拓新市場；另一方面，傳統(tǒng)制造業(yè)亟需提升數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平以解決勞動力嚴(yán)重短缺、人力成本上升、柔性化生產(chǎn)能力瓶頸、市場響應(yīng)緩慢、產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重等產(chǎn)業(yè)發(fā)展痛點(diǎn)。同時，經(jīng)過多年發(fā)展，傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)的地方特色集聚現(xiàn)象愈發(fā)明顯，行業(yè)共性的智能化升級需求不斷顯現(xiàn)，并呈現(xiàn)出由點(diǎn)帶面加速落地的示范推廣效應(yīng)。我國運(yùn)動控制系統(tǒng)企業(yè)基于對本土需求的深刻理解和更強(qiáng)的本地化技術(shù)服務(wù)能力，將在賦能傳統(tǒng)制造業(yè)，推動轉(zhuǎn)型升級和智能化改造中發(fā)揮重要作用。我國制造業(yè)發(fā)展對科技創(chuàng)新的需求粗放式發(fā)展道路已經(jīng)無法適應(yīng)我國制造業(yè)的發(fā)展，通過科技創(chuàng)新提高制造業(yè)競爭力是必由之路。在當(dāng)前我國制造業(yè)實(shí)施戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，制造業(yè)健康快速發(fā)展對科技創(chuàng)新工作提出了明確的需求。（一）加強(qiáng)制造基礎(chǔ)能力方面的科技創(chuàng)新制造業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)研究能力薄弱已經(jīng)成為當(dāng)前制約我國制造業(yè)發(fā)展的主要瓶頸，其中基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、電子元器件、集成電路、傳感器、控制系統(tǒng)、軟件工具及平臺等眾多領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)研究、關(guān)鍵工藝研究都沒有掌握自主核心技術(shù)，工藝裝備、測試與實(shí)驗(yàn)裝備、標(biāo)準(zhǔn)化等共性技術(shù)自主創(chuàng)新能力薄弱，亟需科技攻關(guān)。（二）亟需加強(qiáng)制造企業(yè)經(jīng)營管理模式創(chuàng)新我國制造企業(yè)管理正處于由傳統(tǒng)管理模式向現(xiàn)代管理模式轉(zhuǎn)變的階段，經(jīng)營目標(biāo)、管理模式、管理理念和決策標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生根本性變化，多數(shù)企業(yè)并沒有從根本上改變以產(chǎn)品為中心的傳統(tǒng)制造模式，無法適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)、云制造等模式下的多品種大批量定制化的要求，企業(yè)管理信息化、生產(chǎn)過程智能化、咨詢服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化的水平制約著中國制造業(yè)的快速發(fā)展。（三）亟需提升制造業(yè)智能化水平隨著中低端產(chǎn)品加工制造產(chǎn)業(yè)重心向東南亞等發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，我國裝備制造業(yè)在全球地位面臨挑戰(zhàn)，急需利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、傳感器等增強(qiáng)裝備產(chǎn)品智能化程度，構(gòu)建數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的智能化生產(chǎn)線和數(shù)字化工廠，從而提升生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量，提升產(chǎn)業(yè)的競爭力。（四）亟需加強(qiáng)新興產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵裝備的研發(fā)我國新興產(chǎn)業(yè)所需裝備的需求缺口較大。光電子、先進(jìn)光伏電池設(shè)備、新一代通信設(shè)備等發(fā)展所需的關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)的自給率較低，核心技術(shù)掌握仍較少，試驗(yàn)設(shè)計能力較欠缺、技術(shù)集成能力薄弱、制造裝備進(jìn)口依賴大，新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的關(guān)鍵裝備自給不足。（五）亟需加強(qiáng)綠色制造技術(shù)的研發(fā)優(yōu)質(zhì)高效、節(jié)能、節(jié)材的先進(jìn)基礎(chǔ)制造工藝和自動化、智能化技術(shù)的普及程度不高，能源消耗、材料利用率及污染排放與國際先進(jìn)水平相比存在較大差距。亟需發(fā)展先進(jìn)綠色制造技術(shù)與產(chǎn)品，突破制造業(yè)綠色產(chǎn)品設(shè)計、環(huán)保材料、節(jié)能環(huán)保工藝、綠色回收處理等關(guān)鍵技術(shù)，支撐制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展。智能工廠適應(yīng)工廠智能化的發(fā)展趨勢，重點(diǎn)研發(fā)智能制造標(biāo)準(zhǔn)化共性關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能工廠共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、技術(shù)的工程化和產(chǎn)業(yè)化。提升我國工業(yè)自動化行業(yè)的整體創(chuàng)新水平和自主裝備能力，滿足國家科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級和轉(zhuǎn)型的重大戰(zhàn)略需求。（一）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與系統(tǒng)針對物理信息系統(tǒng)中信息與物理交叉融合造成的復(fù)雜性系統(tǒng)問題，建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜系統(tǒng)模型，攻克以智能工廠為對象的全網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)，給出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)能力、性能分析與評價方法。重點(diǎn)研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一體化架構(gòu)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的泛在感知網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和實(shí)時控制技術(shù)、多源異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與語義化互操作技術(shù)、動態(tài)自組織軟件定義的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)驗(yàn)證測試平臺。攻克大規(guī)模、異構(gòu)、高實(shí)時、高安全、可重構(gòu)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)共性關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全可靠應(yīng)用，建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能工廠測試驗(yàn)證平臺。（二）智能控制器與系統(tǒng)以新一代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，研制新型、高端、可信智能控制器，提升工廠制造過程和制造裝備的自有處理能力和智能水平。重點(diǎn)研究智能裝備CPS型控制器與關(guān)鍵技術(shù)、基于移動互聯(lián)的智能產(chǎn)線控制管理器、高可信多重冗余控制系統(tǒng)與關(guān)鍵技術(shù)、新一代SCADA系統(tǒng)與關(guān)鍵技術(shù)、工業(yè)組態(tài)和工業(yè)監(jiān)控等工業(yè)軟件、精密系統(tǒng)裝配過程數(shù)據(jù)采集與控制裝置。攻克云端服務(wù)、高實(shí)時任務(wù)、高可信控制共性關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時仿真、全分布式控制、多種控制器無縫集成。（三）制造過程的系統(tǒng)設(shè)計、控制與優(yōu)化針對智能工廠的工程化基礎(chǔ)方法和實(shí)施手段，研究開發(fā)面向CPS的工程工具和實(shí)時在線優(yōu)化控制工具以及先進(jìn)的模型庫知識庫，提升智能工廠的工程應(yīng)用目標(biāo)。重點(diǎn)研究生產(chǎn)過程與設(shè)備的建模仿真與優(yōu)化控制技術(shù)、先進(jìn)制造智能服務(wù)體系與全流程智能優(yōu)化技術(shù)、全過程的數(shù)據(jù)實(shí)時獲取分析與信息整合技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)語義化編程技術(shù)與組態(tài)工具、分子級表征建模工具與在線實(shí)時優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計平臺、模塊化協(xié)同設(shè)計工具與實(shí)時控制系統(tǒng)設(shè)計平臺。攻克分子級表征與建模、多層域多尺度建模、系統(tǒng)設(shè)計、基于知識和數(shù)據(jù)的仿真模擬與實(shí)時優(yōu)化、在線服務(wù)與全流程優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)仿真設(shè)計與控制優(yōu)化系統(tǒng)工具與平臺。（四）CPS制造執(zhí)行系統(tǒng)與運(yùn)營管理針對智能工廠的生產(chǎn)要素、能效管理、智能決策和生產(chǎn)服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)，研究基于互聯(lián)網(wǎng)+智能工廠的運(yùn)營管理平臺，實(shí)現(xiàn)智能工廠平臺化方法的建立和實(shí)施。重點(diǎn)研究基于云平臺的CPS制造執(zhí)行系統(tǒng)、制造過程能效仿真、監(jiān)測與管控技術(shù)、生產(chǎn)要素的狀態(tài)監(jiān)測診斷與健康管理技術(shù)、企業(yè)級輔助決策智能化與可視化平臺。攻克服務(wù)總線、動態(tài)配置、能效模型、生產(chǎn)要素模型、可視化呈現(xiàn)、智能輔助決策關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能工廠的運(yùn)營管理。（五）智能工廠的可重構(gòu)技術(shù)及原型平臺針對智能工廠批量化定制需求，研究工控系統(tǒng)可重構(gòu)技術(shù)，研制智能工廠原型平臺，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線裝備、制造過程和云平臺服務(wù)資源可重構(gòu)能力。重點(diǎn)研究裝備控制器可重構(gòu)技術(shù)、產(chǎn)線可重構(gòu)技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與云平臺可重構(gòu)技術(shù)、智能工廠可重構(gòu)原型平臺。攻克裝備控制系統(tǒng)可重構(gòu)技術(shù)、產(chǎn)線裝備可重構(gòu)技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可重構(gòu)技術(shù)、云平臺服務(wù)資源可重構(gòu)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)集成可重構(gòu)技術(shù)的智能工廠原型平臺。新型電子制造關(guān)鍵裝備面向?qū)捊麕О雽?dǎo)體器件、光通訊器件、MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）器件、功率電子器件、新型顯示、半導(dǎo)體照明、高效光伏等泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的巨大市場需求，開展關(guān)鍵裝備與工藝的研究，重點(diǎn)解決電子器件關(guān)鍵材料裝備、器件制造裝備等高端裝備缺乏關(guān)鍵技術(shù)、可靠性低、工藝開發(fā)不足等問題，推動新技術(shù)研發(fā)與關(guān)鍵裝備研發(fā)的協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建高端電子制造裝備自主創(chuàng)新體系。（一）寬禁帶半導(dǎo)體/半導(dǎo)體照明等關(guān)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(dǎo)體技術(shù)對關(guān)鍵制造裝備的需求，開展大尺寸（6吋）寬禁帶半導(dǎo)體材料制備、器件制造、性能檢測等關(guān)鍵裝備與工藝研究。針對高亮度半導(dǎo)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(guān)鍵裝備研發(fā)，掌握核心技術(shù)與工藝，滿足大生產(chǎn)線要求。（二）光通訊器件關(guān)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(diǎn)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(guān)鍵裝備等開展研究，掌握核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品應(yīng)用，提升國內(nèi)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(guān)鍵裝備與工藝研究針對MEMS器件、電力電子器件等領(lǐng)域?qū)ρb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(guān)鍵裝備與工藝的研發(fā)，掌握關(guān)鍵技術(shù)、開發(fā)特色工藝，提高國產(chǎn)裝備的工藝適應(yīng)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(yàn)證及集成應(yīng)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(guān)鍵裝備及工藝研究針對下一代高效光伏電池技術(shù)（PERC、HIT、黑硅電池等）對關(guān)鍵裝備及工藝的需求，開展大產(chǎn)能、高轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換效率達(dá)到國際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)批量銷售。（五）新材料，新器件關(guān)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(dǎo)體技術(shù)相關(guān)的裝備需求，開展面向電子器件應(yīng)用石墨烯材料制備裝備、大面積轉(zhuǎn)移裝備、石墨烯電子器件制造裝備、柔性顯示有機(jī)膜材料制備裝備、柔性顯示有機(jī)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(guān)鍵裝備開發(fā)，滿足研發(fā)或產(chǎn)業(yè)化需求，推動新技術(shù)研發(fā)與裝備研發(fā)的協(xié)同發(fā)展。發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)是國家戰(zhàn)略需求（一）建設(shè)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略需要制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，是富國之基、強(qiáng)國之本。我國經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域的發(fā)展，要求制造業(yè)提供更先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)水平、高品質(zhì)的消費(fèi)產(chǎn)品、自主可控的重大技術(shù)裝備。從制造大國轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃鞆?qiáng)國，是我國制造業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)，增強(qiáng)制造領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力和整體實(shí)力，推進(jìn)制造質(zhì)量和產(chǎn)品品牌建設(shè)，才能全面提升我國制造業(yè)水平，這是提升我國綜合國力、保障國家安全、建設(shè)世界強(qiáng)國的必由之路。（二）經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整