為進一步貫徹落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006－2020）》和《國家“十二五”科學和技術發展規劃》，2012年3月27日，中華人民共和國科學技術部以國科發計〔2012〕193號印發《智慧型製造科技發展“十二五”專項規劃》。該《規劃》分形勢與需求，總體思路、基本原則及發展目標，重點任務，保障措施，技術路線圖5部分。
基本介紹
- 中文名：智慧型製造科技發展“十二五”專項規劃
- 編號：國科發計〔2012〕193號
- 發布時間 ：二O一二年三月二十七日
- 發布單位：中華人民共和國科學技術部
- 類型：規劃
檔案發布,檔案全文,
檔案發布
中華人民共和國科學技術部關於印發智慧型製造科技發展“十二五”專項規劃的通知
國科發計〔2012〕193號
為進一步貫徹落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006－2020）》和《國家“十二五”科學和技術發展規劃》，科技部組織編制了《智慧型製造科技發展“十二五”專項規劃》。現印發給你們，請結合本地區、本行業實際情況，做好落實工作。
特此通知。
附屬檔案：智慧型製造科技發展“十二五”專項規劃
二O一二年三月二十七日
智慧型製造科技發展“十二五”專項規劃
檔案全文
前 言
中國目前已是世界第二大經濟體和製造業大國，但自主創新能力薄弱、先進裝備貿易逆差嚴重、高端裝備與智慧型裝備嚴重依賴進口，嚴重製約我國製造產業健康發展。而智慧型製造技術是世界製造業未來發展的重要方向之一，為貫徹落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020 年）》、《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃》，推動我國傳統製造產業的結構轉型升級，國務院下發《關於加快培育和發展戰略性新興產業的決定》，將高端裝備製造業納入其中，全面開展智慧型製造技術研究將是發展高端裝備製造業的核心內容和促進我國從製造大國向製造強國轉變的必然。
智慧型製造是面向產品全生命周期，實現泛在感知條件下的信息化製造。智慧型製造技術是在現代感測技術、網路技術、自動化技術、擬人化智慧型技術等先進技術的基礎上，通過智慧型化的感知、人機互動、決策和執行技術，實現設計過程、製造過程和製造裝備智慧型化，是信息技術和智慧型技術與裝備製造過程技術的深度融合與集成。
本專項將按照抓住高端、突出重點、企業主體、服務發展的原則，結合世界發展的趨勢和未來前沿制高點，研究智慧型製造基礎理論，攻克一批前沿核心技術和共性關鍵技術，研製一批智慧型化高端裝備，並進行示範套用和產業化，為實現我國從製造大國向製造強國轉變奠定技術基礎。
形勢與需求
現狀與形勢
製造業是我國國民經濟的重要支柱，是國防安全的重要保障，是促進社會發展的重要力量，也是我國經濟持續發展、全面建設小康社會和構建和諧社會的重要支撐。
聯合國工業發展組織的統計報告顯示，2009 年中國在世界工業生產總值中份額達到15.6%，美國為19%，日本為15.4%，中國已經成為僅次於美國的全球第二大工業製造國，同時我國裝備製造業工業總產值已位居世界首位。但我國製造業主要以跟蹤模仿為主、自主創新為輔；產品組裝為主、功能創新為輔；系統集成為主、部件攻關為輔；套用研究為主、基礎研究為輔。基礎支撐技術薄弱，產品附加值低，製造過程資源、能源消耗大，污染嚴重。
1. 高端裝備對外依存度高
作為製造業大國，目前我國裝備製造業難以滿足製造業發展的需求，我國80%的積體電路晶片製造裝備、40%的大型石化裝備、70%的汽車製造關鍵設備、核電等重大工程的自動化成套控制系統及先進集約化農業裝備嚴重依賴進口。普通船舶國產設備的實際配套率只有30%左右，高新技術船舶國產設備的實際配套率僅20%左右，而附加值很高的船舶電子產品本土化率還不到10%。高端裝備關鍵技術自給率低，主要體現在缺乏先進的感測器等基礎部件、精密測量技術、智慧型控制技術、智慧型化嵌入式軟體等，先進技術對外依賴度高。
2. 關鍵支撐技術及核心基礎部件主要依賴進口
構成智慧型製造裝備或實現製造過程智慧型化的重要基礎技術和關鍵零部件主要依賴進口，如新型感測器等感知和線上分析技術、典型控制系統與工業網路技術、高性能液壓件與氣動元件、高速精密軸承、大功率變頻技術、特種執行機構等。許多重要裝備和製造過程尚未掌握系統設計與核心製造技術，如精密工作母機設計製造基礎技術（設計過程智慧型化技術）、百萬噸乙烯等大型石化的設計技術和工藝包等均未實現國產化。幾乎所有高端裝備的核心控制技術（包括軟體和硬體）嚴重依賴進口。
3. “工業化與信息化”融合程度低
智慧型製造技術是以信息技術、自動化技術與先進制造技術全面結合為基礎的。而我國製造業的“兩化”融合程度相對較低，低端CAD 軟體和企業管理軟體得到很好普及，但套用於各類複雜產品設計和企業管理的智慧型化高端軟體產品缺失。國內大多數企業在生產製造過程中一定程度地套用了自動化技術，但套用於提高產品質量、實現節能減排、提高勞動生產率的智慧型化技術嚴重缺乏。同時，信息技術和相關軟體產品與製造工藝技術融合不夠。
國內外發展趨勢
1. 技術發展趨勢
隨著信息技術和網際網路技術的飛速發展，以及新型感知技術和自動化技術的套用，製造業正發生著巨大轉變，先進制造技術正在向信息化、自動化和智慧型化的方向發展，智慧型製造已經成為下一代製造業發展的重要內容。
(1) 信息化。製造業信息化將信息技術、網路技術、現代管理與製造技術相結合，帶動了技術研發過程創新和產品設計方法與工具的創新、管理模式的創新、製造模式的創新，實現產品的數位化設計、網路化製造和敏捷製造，快速回響市場變化和客戶需求，全面提升製造業發展水平。
(2) 自動化。將完備的感知系統、執行系統和控制系統與相關機械裝備完美結合，構成了高效、高可靠的自動化裝備和柔性生產線，將實現自動、柔性和敏捷製造。
(3) 智慧型化。在信息化和自動化的基礎上，將專家的知識不斷融入製造過程以實現設計過程智慧型化、製造過程智慧型化和製造裝備智慧型化，將實現擬人化製造。使製造過程具有更完善的判斷與適應能力，提高產品質量、生產效率，也將會顯著減少製造過程物耗、能耗和排放。
2. 國內研究現狀與工作基礎
經過幾個“五年計畫”的實施，我國製造業得到飛速發展，取得了一大批相關的基礎研究成果和長期制約我國產業發展的先進制造技術，如機器人技術、感知技術、工業通信網路技術、控制技術、可靠性技術、機械製造工藝技術、數控技術與數位化製造、複雜製造系統、智慧型信息處理技術等；攻克了一批長期嚴重依賴並影響我國產業安全的核心高端裝備，如盾構機、自動化控制系統、高端加工中心等。建設了一批相關的國家重點實驗室、國家工程技術研究中心、國家級企業技術中心等研發基地，培養了一大批長期從事相關技術研究開發工作的高技術人才。這為智慧型製造專項的順利開展提供了有力的保障。
發展與需求
智慧型製造技術是未來先進制造技術發展的必然趨勢和製造業發展的必然需求，是搶占產業發展的制高點，實現我國從製造大國向強國轉變的重要保障。
1. 為邁向“製造強國”提供有力支撐
從“製造大國”轉變成為“製造強國”是我國製造業發展的戰略選擇。已開發國家為擴大市場和技術優勢，不斷加大對前沿技術研發的投入，不斷推出高端智慧型化產品。為實現“製造強國”目標，“十二五”期間，必須下大力氣夯實製造業技術基礎，形成較為完備的製造業創新體系。其中，智慧型製造既是實現製造業結構調整的高端技術，又是支撐製造業“上水平”的基礎性技術。發展智慧型製造將為製造業的全面發展提供有力推動和必要保障，這是國家的重大戰略部署。
2. 為持續創造就業崗位提供有效工具
我國製造業在GDP 中的比重一直保持在較高水平上。由於我國人口眾多，產業結構必須多樣性，必須在發展高端技術的同時利用先進制造技術和智慧型製造技術改造和提升傳統產業，特別是在紡織、機械、輕工、化工等勞動密集型行業，大力推廣智慧型化技術和裝備。
3. 為發展戰略性新興產業提供必要保障
航空航天、高速鐵路、新能源等新興產業發展急需要大量高端製造裝備，工程機械、冶金、石化、軌道交通等傳統產業的轉型升級和發展需要大量新型感測技術、儀器儀表和控制系統。由於製造業的基礎性地位、以及戰略性新興產業具有的高技術、複雜化等特點，智慧型製造不僅為推動戰略性新興產業發展提供必要保障，而且其本身也正在孕育成為未來的戰略性新興產業。
4. 為發展高端裝備製造業提供堅實基礎
裝備製造業產業關聯度高、吸納就業能力強、技術和資金密集，是國家綜合實力的集中體現。突破核心基礎技術和部件，不僅可推動高端裝備技術水平，同時也將帶動相關高技術產業的發展。大力開展智慧型製造技術研發將為產業發展提供堅實基礎。
5. 為實現節能減排目標提供有力手段
2009 年，國務院確定2020 年我國控制溫室氣體排放的行動目標為：2020 年我國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005 年下降40%～45%。實現該目標並解決我國製造業當前存在的問題，迫切需要智慧型製造技術和裝備。套用更節能、更環保的先進裝備和智慧型最佳化技術，將從根本上解決我國和產製造過程的節能減排問題。
總體思路、基本原則及發展目標
智慧型製造是面向產品全生命周期，實現泛在感知條件下的信息化製造，是在現代感測技術、網路技術、自動化技術、擬人化智慧型技術等先進技術的基礎上，通過智慧型化的感知、人機互動、決策和執行技術，實現設計過程智慧型化、製造過程智慧型化和製造裝備智慧型化等。
智慧型製造具有鮮明的時代特徵，內涵也不斷完善和豐富。一方面，智慧型製造是製造業自動化、信息化的高級階段和必然結果，體現在製造過程可視化、智慧型人機互動、柔性自動化、自組織與自適應等特徵；另一方面，智慧型製造體現在可持續製造、高效能製造，並可實現綠色製造。
總體思路
按照科學發展觀和建設製造強國的要求，面向我國國民經濟重大需求和國際智慧型製造技術的發展趨勢，堅持“前瞻布局、重點突出、創新跨越，引領產業”的發展思路，研發相關的智慧型化高端裝備、製造過程智慧型化技術與系統、關鍵支撐技術及基礎核心部件，形成智慧型製造的理論體系和系統框架。攻克瓶頸技術，實現重大突破，打破國外壟斷，建立標準體系，為我國製造業的低碳、高效、安全運行和可持續發展，提供成套的解決方案。通過示範、推廣實現產業升級，促進高端裝備製造業的發展，增強我國製造業的全球競爭力。
基本原則
1. 抓住高端、突出重點
2. 企業主體、服務發展
產、學、研相結合，發揮企業的主體作用，突破瓶頸技術，掌握核心技術，實現關鍵技術與裝備的自主化，形成具有自主品牌和自主智慧財產權的產品與技術，提高企業核心競爭力。
發展目標
根據《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》，以設計與工藝技術、智慧型機器人技術和系統控制技術等為代表的高端裝備和系統集成技術是智慧型製造的核心，按儲備一代、研發一代、推廣一代的原則安排相關研究內容，突破智慧型製造基礎技術與部件、攻克一批智慧型化裝備、研發製造過程自動化生產線，制定相應技術與安全標準，增強產業競爭力，搶占製造業價值鏈高端，促進制造業結構升級和戰略調整，並系統布局創新基地和平台，培養創新創業領軍人才和團隊。
1. 建立智慧型製造基礎理論與技術體系
重點突破設計過程智慧型化、製造過程智慧型化和製造裝備智慧型化中的基礎理論與共性關鍵技術，完善智慧型製造基礎技術、技術規範與標準制訂，為我國製造業實現低碳、高效、安全運行和可持續發展提供基礎理論與技術支撐。
預期指標：重點突破一批智慧型製造的基礎理論與共性關鍵技術，建立和完善我國智慧型製造技術規範與標準體系。培養造就一支高水平、高素質的科技創新隊伍，建設一批高水平的國家重點實驗室、工程技術研究中心和示範基地，發表高水平學術論文，獲得一大批核心發明專利。
2. 突破一批智慧型製造基礎技術與部件
預期指標：解決一批智慧型製造的基礎技術與部件，推進智慧型製造技術創新的跨越式發展，奠定“十三五”製造過程智慧型化裝備和製造過程智慧型化的技術基礎。建設一批具有國際水平的國家重點實驗室、技術創新中心，獲得一大批核心發明專利。
3. 攻克一批智慧型化高端裝備
研製一批面向國民經濟支柱產業的智慧型化高端裝備，重點突破箱體類精密工作母機、工程機械、石化裝備、複合材料加工裝備、新能源裝備等智慧型化裝備。
預期指標：突破一批標誌性的智慧型化高端裝備，縮小與國際先進水平的差距，打破國外產品的壟斷，提升國際競爭力，部分裝備的技術水平進入國際先進水平行列，為發展高端裝備製造，培育戰略新型產業。發展和培育一批高技術產值超過100 億元的核心企業。
4. 研發製造過程智慧型化技術與裝備
攻克一批製造過程智慧型化核心關鍵技術與裝備，推進制造業核心業務與信息化的深度融合，提高企業自主創新能力和綜合競爭力。
5. 系統集成與重大示範套用
通過智慧型化高端裝備、製造過程智慧型化技術與系統、基礎技術與部件的研發、示範套用及產業化，提高高端裝備、技術與系統的自主率，帶動我國製造業技術升級，實現製造業高效、安全及可持續發展。
預期指標：實現智慧型化高端裝備、製造過程智慧型化、基礎技術與部件的示範套用，部分實現產業化，高端裝備、技術與系統的自主率提高10 個百分點，部分行業的技術水平進入國際先進行列。建設一批高水平的工程技術研究中心和示範基地。
重點任務
圖1 智慧型製造重點任務布局（略）
智慧型製造的基礎理論與技術研究
研究關於智慧型製造的基礎理論，包括泛在感知條件下的新型感智慧型製造重點任務布局
引領製造業未來發展的前沿技術系統集成與重大示範套用針對：七大戰略性新興產業、傳統製造業實現：設計過程智慧型化、製造過程智慧型化和製造裝備智慧型化智慧型製造的基礎理論和技術智慧型製造基礎技術與部件智慧型化裝備製造過程智慧型化知理論與技術、智慧型控制與最佳化理論、設計過程智慧型化理論、製造過程智慧型化理論與技術。重點解決未來智慧型製造所需的理論框架和未來共性技術，最終實現擬人化智慧型製造。
智慧型製造基礎技術與部件攻關
針對我國高端裝備和製造過程智慧型化等方面的差距，攻克一批核心基礎部件、微納製造技術、智慧型感測器與儀器儀表、嵌入式工業控制晶片、高速/高精製造工藝與技術、製造業信息化技術、製造過程安全與安防技術等，形成智慧型製造的技術體系和系統創新能力，實現我國製造技術創新的跨越式發展。
核心基礎部件，開展高速重載精密軸承、高性能液壓元件、高可靠性密封件、新型高效高承載輕結構齒輪傳動和功能部件等關鍵技術研究，研發一批高性能的關鍵基礎件和功能部件產品，實現工程化套用與產業化；微納製造技術，重點突破綠色納米印刷裝備製造技術，開發系列實用化生物檢測感測器與系統，開發工程化微米加工工藝和封裝技術；智慧型感測器與儀器儀表，突破國家重大工程迫切需求的關鍵感測器與儀器儀表產品開發技術；嵌入式工業控制晶片，研發麵向工業過程控制和特殊控制的兩個系列片上控制模組（CMC）晶片，針對工業儀器儀表、智慧型建築與節能控制系統、裝備數控系統、智慧型電錶、太陽熱能控制系統等不同行業進行示範套用；製造業信息化，研發製造業核心軟體，提供基礎平台，支撐製造業信息化的發展；製造過程安全與安防技術，面向核電和石化行業開發安全控制系統，開發工業控制系統安全防護軟硬體產品。
智慧型化高端裝備的研究與開發
智慧型化高端裝備是指對產業技術升級、戰略新興產業發展具有重要帶動作用的裝備，集中體現在高端裝備製造相關的重大核心技術和重大技術裝備。重點研究箱體類精密工作母機、高端製造裝備、智慧型化的工程機械與成套裝備、新能源產品製造裝備等，奠定高端裝備的技術基礎和產業基礎，極大增強我國高端裝備和智慧型製造技術的國際競爭力。
箱體類精密工作母機，掌握箱體類精密工作母機設計製造關鍵技術，初步打破我國箱體類精密工作母機長期依賴進口的現狀，引領高端數控工具機設計製造技術發展；智慧型化的工程機械與成套裝備，智慧型化工程機械成套裝備，開發8 米直徑硬岩掘進機和12 米直徑大埋深泥水複合盾構及重大工程機械裝備，滿足國家基礎建設對大型隧道掘進和重大工程機械裝備日益增長的迫切需求；新能源產品製造裝備，攻克太陽能電池和半導體照明產品製造核心技術，研發以MOCVD、PECVD 為代表的成套裝備，提升行業自主研發和競爭能力。
製造過程智慧型化技術、裝備與研究與開發
針對我國高端裝備和製造過程在產品設計、柔性製造、高速高精製造、自動化和網路化製造等方面的差距，攻克一批製造過程智慧型化技術與裝備。重點研究工業機器人、自動化生產線、流程工業的核心工藝和成套裝備等，提升製造過程智慧型化水平，促進制造業快速發展。
工業機器人，攻克工業機器人本體、精密減速器、伺服驅動器和電機、控制器等核心部件的共性技術，自主研發工業機器人工程化產品，實現工業機器人及其核心部件的技術突破和產業化；自動化生產線，以大型運輸機為對象，構建組件數位化裝配系統、部件數位化裝配系統和飛機數位化總裝配系統；流程工業的核心工藝與成套裝備，突破百萬噸級乙烯關鍵裝備和關鍵工藝技術，實現百萬噸級乙烯工程的自主設計、自主裝備和高效、低能耗運行，形成產業化能力。
系統集成與重大示範套用
針對七大戰略性新興產業和傳統製造業，集成套用智慧型製造理論與技術、智慧型製造基礎技術與部件、智慧型化的高端裝備和智慧型化製造過程，研究實施示範套用和產業化相關技術，促進智慧型製造技術和裝備的推廣套用以及新興高技術產業的發展。
保障措施
建立真正有效的產學研用聯盟
加強企業智慧型製造技術創新能力，鼓勵建立以企業為主體、高等院校與科研院所參與的真正有效的產、學、研、用技術聯盟；注重產業鏈垂直整合，面向設計、製造、銷售、維護等環節，通過“項目—人才—基地”的長期支持，探索形成產、學、研、用相結合的有效機制。
充分發揮政策的引導作用
通過政府引導與推動，充分利用國產首台(套)裝備風險補償機制，增強用戶購買和使用首台(套)裝備的信心。發揮產業政策對社會資金的引導作用，吸引各方資金投入，分擔企業的資金壓力和創新風險，解決用戶的後顧之憂。聯合政府其它部門、各級科技部門及相關行業協會協同推進，形成合力。鼓勵社會資金、民間資本投入到智慧型製造基礎技術與部件、製造過程智慧型化、智慧型化高端裝備製造技術領域，推動重大自主創新項目實施，促進智慧型製造產業鏈上各企業的協調發展。
完善技術規範和標準，掌握核心技術的智慧財產權
進一步完善智慧型製造的技術規範與標準，倡導技術研究與標準研製同步進行，加速智慧型製造科技成果的轉化和推廣，提升智慧型製造技術在製造業企業中的普及、套用及產業化。鼓勵開發並掌握智慧型製造基礎技術與部件，加強對智慧財產權的保護力度，提高國際競爭能力。
