前言
中國目前已是世界第二大經濟體和制造業大國，但自主創新能力薄弱、先進裝備貿易逆差嚴重、高端裝備與智能裝備嚴重依賴進口，嚴重制約我國制造產業健康發展。而智能制造技術是世界制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》，推動我國傳統制造產業的結構轉型升級，國務院下發《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》，將高端裝備制造業納入其中，全面開展智能制造技術研究將是發展高端裝備制造業的核心內容和促進我國從制造大國向制造強國轉變的必然。
智能制造是面向產品全生命周期，實現泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術是在現代傳感技術、網絡技術、自動化技術、擬人化智能技術等先進技術的基礎上，通過智能化的感知、人機交互、決策和執行技術，實現設計過程、制造過程和制造裝備智能化，是信息技術和智能技術與裝備制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，研究智能制造基礎理論，攻克一批前沿核心技術和共性關鍵技術，研制一批智能化高端裝備，并進行示范應用和產業化，為實現我國從制造大國向制造強國轉變奠定技術基礎。
一、形勢與需求
(一)現狀與形勢
制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。
改革開放以來，我國先進制造技術和高端裝備制造業得到了飛速發展，通過各類科技計劃并依托國家重大工程，突破了一批長期受制于國外、長期依賴進口的高端裝備和智能裝備，如盾構機、大型自動化控制系統、精密加工中心等，同時一批行業龍頭企業得到發展壯大，有些企業逐步成為國際知名企業。在能源、冶金、化工、建材、機械設備、電子通訊設備制造和交通運輸設備制造及各種消費品等工業主要領域，已形成了龐大的生產能力，主要工業產品產量位居世界前列。據統計，截止2010年，我國制造業中的手機、彩電、粗鋼、水泥、微機等220類產品產量居世界第1位。
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%，中國已經成為僅次于美國的全球第二大工業制造國，同時我國裝備制造業工業總產值已位居世界首位。但我國制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;應用研究為主、基礎研究為輔。基礎支撐技術薄弱，產品附加值低，制造過程資源、能源消耗大，污染嚴重。
1.高端裝備對外依存度高
作為制造業大國，目前我國裝備制造業難以滿足制造業發展的需求，我國80%的集成電路芯片制造裝備、40%的大型石化裝備、70%的汽車制造關鍵設備、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傳感器等基礎部件、精密測量技術、智能控制技術、智能化嵌入式軟件等，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
構成智能制造裝備或實現制造過程智能化的重要基礎技術和關鍵零部件主要依賴進口，如新型傳感器等感知和在線分析技術、典型控制系統與工業網絡技術、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。許多重要裝備和制造過程尚未掌握系統設計與核心制造技術，如精密工作母機設計制造基礎技術(設計過程智能化技術)、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(包括軟件和硬件)嚴重依賴進口。
3.“工業化與信息化”融合程度低
智能制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。而我國制造業的“兩化”融合程度相對較低，低端CAD軟件和企業管理軟件得到很好普及，但應用于各類復雜產品設計和企業管理的智能化高端軟件產品缺失。國內大多數企業在生產制造過程中一定程度地應用了自動化技術，但應用于提高產品質量、實現節能減排、提高勞動生產率的智能化技術嚴重缺乏。同時，信息技術和相關軟件產品與制造工藝技術融合不夠。
(二)國內外發展趨勢
1.技術發展趨勢
隨著信息技術和互聯網技術的飛速發展，以及新型感知技術和自動化技術的應用，制造業正發生著巨大轉變，先進制造技術正在向信息化、自動化和智能化的方向發展，智能制造已經成為下一代制造業發展的重要內容。
1(1)信息化。制造業信息化將信息技術、網絡技術、現代管理與制造技術相結合，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、制造模式的創新，實現產品的數字化設計、網絡化制造和敏捷制造，快速響應市場變化和客戶需求，全面提升制造業發展水平。
2(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、柔性和敏捷制造。
3(3)智能化。在信息化和自動化的基礎上，將專家的知識不斷融入制造過程以實現設計過程智能化、制造過程智能化和制造裝備智能化，將實現擬人化制造。使制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，也將會顯著減少制造過程物耗、能耗和排放。
2.國內研究現狀與工作基礎
經過幾個“五年計劃”的實施，我國制造業得到飛速發展，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、工業通信網絡技術、控制技術、可靠性技術、機械制造工藝技術、數控技術與數字化制造、復雜制造系統、智能信息處理技術等;攻克了一批長期嚴重依賴并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。這為智能制造專項的順利開展提供了有力的保障。
(三)發展與需求
智能制造技術是未來先進制造技術發展的必然趨勢和制造業發展的必然需求，是搶占產業發展的制高點，實現我國從制造大國向強國轉變的重要保障。
1.為邁向“制造強國”提供有力支撐
從“制造大國”轉變成為“制造強國”是我國制造業發展的戰略選擇。發達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，不斷推出高端智能化產品。為實現“制造強國”目標，“十二五”期間，必須下大力氣夯實制造業技術基礎，形成較為完備的制造業創新體系。其中，智能制造既是實現制造業結構調整的高端技術，又是支撐制造業“上水平”的基礎性技術。發展智能制造將為制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
我國制造業在GDP中的比重一直保持在較高水平上。由于我國人口眾多，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能制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，大力推廣智能化技術和裝備。
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制造裝備，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傳感技術、儀器儀表和控制系統。由于制造業的基礎性地位、以及戰略性新興產業具有的高技術、復雜化等特點，智能制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.為發展高端裝備制造業提供堅實基礎
裝備制造業產業關聯度高、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。大力開展智能制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%。實現該目標并解決我國制造業當前存在的問題，迫切需要智能制造技術和裝備。應用更節能、更環保的先進裝備和智能優化技術，將從根本上解決我國和產制造過程的節能減排問題。
綜上所述，我國制造業的規模大，但是總體水平還比較低，培育發展戰略性新興產業和傳統制造業轉型升級已經成為制造業發展的兩個重要任務。迫切需要推進信息化與工業化融合，通過智能制造技術的發展，提高我國制造業創新能力和附加值，實現節能減排目標，提升傳統制造水平。通過智能制造技術的發展，發展高端裝備制造業，創造新的經濟增長點，開辟新的就業形態。智能制造也將成為中國從“制造大國”向“制造強國”轉變的重要途徑和有力支撐。
二、總體思路、基本原則及發展目標
智能制造是面向產品全生命周期，實現泛在感知條件下的信息化制造，是在現代傳感技術、網絡技術、自動化技術、擬人化智能技術等先進技術的基礎上，通過智能化的感知、人機交互、決策和執行技術，實現設計過程智能化、制造過程智能化和制造裝備智能化等。
智能制造具有鮮明的時代特征，內涵也不斷完善和豐富。一方面，智能制造是制造業自動化、信息化的高級階段和必然結果，體現在制造過程可視化、智能人機交互、柔性自動化、自組織與自適應等特征;另一方面，智能制造體現在可持續制造、高效能制造，并可實現綠色制造。
(一)總體思路
按照科學發展觀和建設制造強國的要求，面向我國國民經濟重大需求和國際智能制造技術的發展趨勢，堅持“前瞻布局、重點突出、創新跨越，引領產業”的發展思路，研發相關的智能化高端裝備、制造過程智能化技術與系統、關鍵支撐技術及基礎核心部件，形成智能制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，為我國制造業的低碳、高效、安全運行和可持續發展，提供成套的解決方案。通過示范、推廣實現產業升級，促進高端裝備制造業的發展，增強我國制造業的全球競爭力。
(二)基本原則
1.抓住高端、突出重點
以制約我國產業安全的高端裝備為突破口，以有影響力和帶動作用的技術和裝備作為主攻方向，重點突破智能化的高端裝備、攻克一批智能制造的基礎理論與共性關鍵技術。
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知識產權的產品與技術，提高企業核心競爭力。
(三)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、智能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能制造的核心，按儲備一代、研發一代、推廣一代的原則安排相關研究內容，突破智能制造基礎技術與部件、攻克一批智能化裝備、研發制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，搶占制造業價值鏈高端，促進制造業結構升級和戰略調整，并系統布局創新基地和平臺，培養創新創業領軍人才和團隊。
1.建立智能制造基礎理論與技術體系
重點突破設計過程智能化、制造過程智能化和制造裝備智能化中的基礎理論與共性關鍵技術，完善智能制造基礎技術、技術規范與標準制訂，為我國制造業實現低碳、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：重點突破一批智能制造的基礎理論與共性關鍵技術，建立和完善我國智能制造技術規范與標準體系。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范基地，發表高水平學術論文，獲得一大批核心發明專利。
2.突破一批智能制造基礎技術與部件
研發一批與國家安全與產業安全密切相關的共性基礎技術，重點突破一批智能制造的核心基礎部件，研發解決一批與國家安全與產業安全緊密相關的共性關鍵技術。
預期指標：解決一批智能制造的基礎技術與部件，推進智能制造技術創新的跨越式發展，奠定“十三五”制造過程智能化裝備和制造過程智能化的技術基礎。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.攻克一批智能化高端裝備
研制一批面向國民經濟支柱產業的智能化高端裝備，重點突破箱體類精密工作母機、工程機械、石化裝備、復合材料加工裝備、新能源裝備等智能化裝備。
預期指標：突破一批標志性的智能化高端裝備，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，為發展高端裝備制造，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.研發制造過程智能化技術與裝備
攻克一批制造過程智能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。
預期指標：研發工業機器人及自動化柔性生產線，攻克飛機自動化柔性裝配生產線和百萬噸級乙烯成套工藝技術及關鍵裝備，培育一批具有自主知識產權、自主品牌和國際競爭力的重點企業。
5.系統集成與重大示范應用
通過智能化高端裝備、制造過程智能化技術與系統、基礎技術與部件的研發、示范應用及產業化，提高高端裝備、技術與系統的自主率，帶動我國制造業技術升級，實現制造業高效、安全及可持續發展。
預期指標：實現智能化高端裝備、制造過程智能化、基礎技術與部件的示范應用，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范基地。
三、重點任務
根據智能制造技術發展的特點和趨勢，擬重點開展基礎理論與技術研究、智能化裝備、制造過程智能化成套技術與裝備、智能制造基礎技術與部件、系統集成與重大示范應用，如圖1所示。
引領制造業未來發展的前沿技術
圖1智能制造重點任務布局(一)智能制造的基礎理論與技術研究研究關于智能制造的基礎理論，包括泛在感知條件下的新型感知理論與技術、智能控制與優化理論、設計過程智能化理論、制造過程智能化理論與技術。重點解決未來智能制造所需的理論框架和未來共性技術，最終實現擬人化智能制造。
(二)智能制造基礎技術與部件攻關
針對我國高端裝備和制造過程智能化等方面的差距，攻克一批核心基礎部件、微納制造技術、智能傳感器與儀器儀表、嵌入式工業控制芯片、高速/高精制造工藝與技術、制造業信息化技術、制造過程安全與安防技術等，形成智能制造的技術體系和系統創新能力，實現我國制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，實現工程化應用與產業化;微納制造技術，重點突破綠色納米印刷裝備制造技術，開發系列實用化生物檢測傳感器與系統，開發工程化微米加工工藝和封裝技術;智能傳感器與儀器儀表，突破國家重大工程迫切需求的關鍵傳感器與儀器儀表產品開發技術;嵌入式工業控制芯片，研發面向工業過程控制和特殊控制的兩個系列片上控制模塊(CMC)芯片，針對工業儀器儀表、智能建筑與節能控制系統、裝備數控系統、智能電表、太陽熱能控制系統等不同行業進行示范應用;制造業信息化，研發制造業核心軟件，提供基礎平臺，支撐制造業信息化的發展;制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件產品。
(三)智能化高端裝備的研究與開發
智能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制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、高端制造裝備、智能化的工程機械與成套裝備、新能源產品制造裝備等，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能制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制造關鍵技術，初步打破我國箱體類精密工作母機長期依賴進口的現狀，引領高端數控機床設計制造技術發展;智能化的工程機械與成套裝備，智能化工程機械成套裝備，開發8米直徑硬巖掘進機和12米直徑大埋深泥水復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;新能源產品制造裝備，攻克太陽能電池和半導體照明產品制造核心技術，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。
(四)制造過程智能化技術、裝備與研究與開發
針對我國高端裝備和制造過程在產品設計、柔性制造、高速高精制造、自動化和網絡化制造等方面的差距，攻克一批制造過程智能化技術與裝備。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，提升制造過程智能化水平，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，構建組件數字化裝配系統、部件數字化裝配系統和飛機數字化總裝配系統;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。
(五)系統集成與重大示范應用
針對七大戰略性新興產業和傳統制造業，集成應用智能制造理論與技術、智能制造基礎技術與部件、智能化的高端裝備和智能化制造過程，研究實施示范應用和產業化相關技術，促進智能制造技術和裝備的推廣應用以及新興高技術產業的發展。
四、保障措施
(一)建立真正有效的產學研用聯盟
加強企業智能制造技術創新能力，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、制造、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。
(二)充分發揮政策的引導作用
通過政府引導與推動，充分利用國產首臺(套)裝備風險補償機制，增強用戶購買和使用首臺(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，解決用戶的后顧之憂。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、民間資本投入到智能制造基礎技術與部件、制造過程智能化、智能化高端裝備制造技術領域，推動重大自主創新項目實施，促進智能制造產業鏈上各企業的協調發展。
(三)完善技術規范和標準，掌握核心技術的知識產權
進一步完善智能制造的技術規范與標準，倡導技術研究與標準研制同步進行，加速智能制造科技成果的轉化和推廣，提升智能制造技術在制造業企業中的普及、應用及產業化。鼓勵開發并掌握智能制造基礎技術與部件，加強對知識產權的保護力度，提高國際競爭能力。
(四)發展產業集群促進成果轉化
充分發揮國家高新技術產業開發區、國家級高新技術產業化基地的作用，推進智能制造重點專項的落實，加快成果產業化，著力培育核心競爭力。實施創新型產業集群建設工程，圍繞重點專項確定的主要目標，科學確定集群建設的重點方向，合理選擇技術路徑和產業路線，采取有效措施，促進產業集群的形成和創新發展。
(五)加大高素質人才培養力度
完善智能制造科技人才激勵機制，優化創新人才成長環境，建立多層次的適合產業技術發展需要的智能制造人才培養體系，著力培養一批高水平科研帶頭人，在智能制造科技發展重點專項實施過程中注重培養一批創新型的科技人才。
京公網安備 11010502049343號