智能制造裝備細(xì)分行業(yè)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢研究

智能制造裝備細(xì)分行業(yè)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢研究

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(jìn)水平高出10%-20%；機(jī)電產(chǎn)品中量大面廣的燃煤工業(yè)鍋爐運(yùn)行效率比國外先進(jìn)水平低15～20%。制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展遇到瓶頸。研究先進(jìn)制造工藝方法、工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，研究并整合國內(nèi)外制造工藝相關(guān)數(shù)據(jù)資源，建立健全制造基礎(chǔ)技術(shù)數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)制造工藝資源環(huán)境屬性數(shù)據(jù)庫等。研發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集工具和知識庫管理系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)面向基礎(chǔ)工藝和典型產(chǎn)品全生命周期環(huán)境影響評價(jià)工具。智能制造裝備細(xì)分行業(yè)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢（一）3C設(shè)備行業(yè)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢1、3C行業(yè)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢近年來，以智能手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦等為代表的3C產(chǎn)品普及率逐步提高，需求逐漸趨于穩(wěn)定；在5G技術(shù)快速發(fā)展等因素的影響下，于2021年呈現(xiàn)上漲趨勢。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球智能手機(jī)出貨量為13．5億部，同比增長6．30%；全球筆記本電腦出貨量達(dá)到2．4億臺，同比增長19．40%；平板電腦出貨量為1．69億臺，同比增長約3．05％。隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展，在全球應(yīng)用及體驗(yàn)式消費(fèi)的驅(qū)動(dòng)下，智能可穿戴設(shè)備等新興3C產(chǎn)品取得了較快發(fā)展，成為3C行業(yè)重要的增長力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球智能可穿戴設(shè)備出貨量達(dá)到5．34億部，同比增長20%，預(yù)計(jì)2024年將達(dá)6．371億部，具有較大的市場發(fā)展空間?？傮w而言，3C產(chǎn)品的更新?lián)Q代需求及新興3C產(chǎn)品的高速增長，使全球3C行業(yè)保持相對穩(wěn)定增長的發(fā)展態(tài)勢，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球3C市場規(guī)模從2019年的13，020億美元增長至2021年的13，630億美元，期間年均復(fù)合增長率2．32%。未來，隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)與3C產(chǎn)品的進(jìn)一步融合，會不斷加速3C產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時(shí)催生新的產(chǎn)品形態(tài)，創(chuàng)造新的需求，使3C行業(yè)保持穩(wěn)定增長態(tài)勢。2、3C設(shè)備行業(yè)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢3C產(chǎn)品種類繁多，不同產(chǎn)品對于組裝、檢測設(shè)備在功能、性能等等方面均存在一定差異；同時(shí)3C產(chǎn)品的生產(chǎn)制造流程復(fù)雜、涉及工序良多，因此3C制造行業(yè)所需智能制造設(shè)備種類繁多，3C設(shè)備行業(yè)具有廣闊的市場空間。我國是全球3C制造中心，產(chǎn)能居于全球首位。近年來，隨著3C產(chǎn)品終端需求變化加快、我國人口紅利逐步消失，為更好響應(yīng)市場需求、實(shí)現(xiàn)更高效的生產(chǎn)制造及更高品質(zhì)的質(zhì)量管理，3C產(chǎn)品加工制造商對相關(guān)智能制造設(shè)備的需求逐步上升。此外，隨著3C產(chǎn)品功能復(fù)雜度、生產(chǎn)過程精密度的逐步提高，3C制造廠商對于生產(chǎn)環(huán)節(jié)中高精密、高穩(wěn)定性的組裝及檢測設(shè)備的使用滲透率不斷提升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年我國電子信息制造業(yè)固定資產(chǎn)投資額達(dá)到24，197．06億元，較上年增長22．3%。我國3C制造行業(yè)不同生產(chǎn)工序的智能化水平呈現(xiàn)不同的發(fā)展特征，前端零部件及中端模組組裝工序的智能化水平較高。近年來3C產(chǎn)品制造廠商對生產(chǎn)流程中產(chǎn)品質(zhì)量保證要求的逐漸提高，使得檢測作為品質(zhì)管理的重要環(huán)節(jié)日益受到重視，智能檢測設(shè)備的重要性日益凸顯，市場規(guī)模隨著智能組裝設(shè)備的廣泛使用而不斷提高。3C產(chǎn)品日益豐富的功能，將不斷催生對相應(yīng)功能模塊進(jìn)行組裝或檢測等的需求，成為3C設(shè)備持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力；新興3C產(chǎn)品將不斷涌現(xiàn)與發(fā)展，為3C設(shè)備提供了新的發(fā)展空間。（二）鋰電生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢1、鋰電行業(yè)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢在全球各國加大重視可再生資源的發(fā)展背景之下，全球鋰電池市場需求高速增長，2021年全球鋰電池出貨量為562．4GWh，同比大幅增長91．0%，其中動(dòng)力電池占總市場規(guī)模的65．97%，新能源汽車市場快速發(fā)展成為全球鋰電行業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)因素之一。我國鋰電產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，已成為全球最大的鋰電池制造國。我國鋰電產(chǎn)業(yè)門類齊全，產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)提升，已廣泛應(yīng)用于新能源汽車、3C、儲能等領(lǐng)域。在新能源汽車領(lǐng)域，隨著新能源汽車的高速發(fā)展，動(dòng)力類電池呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢；在3C領(lǐng)域，3C行業(yè)的不斷發(fā)展促使數(shù)碼電池的應(yīng)用環(huán)境不斷豐富、滲透程度逐步提升，數(shù)碼電池發(fā)展整體向好；在儲能領(lǐng)域，儲能電池作為支持可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，大量儲能項(xiàng)目落地，市場需求旺盛。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年我國鋰電池出貨量為327GWh，同比增長130%，預(yù)計(jì)2022年，鋰電池出貨量將超過600GWh，同比增速達(dá)80%。在政策及市場需求等因素的引導(dǎo)下，鋰電制造企業(yè)將繼續(xù)加大研發(fā)投入，圍繞高能量密度、高循環(huán)次數(shù)、安全、環(huán)保等方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、迭代，鋰電池產(chǎn)品制造技術(shù)將不斷發(fā)展。從下游應(yīng)用領(lǐng)域來看，新能源汽車市場的發(fā)展將逐漸由政策驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲵?qū)動(dòng)，滲透率進(jìn)一步提升，從而提升對動(dòng)力電池的需求，動(dòng)力電池企業(yè)將不斷通過擴(kuò)大產(chǎn)能，提高規(guī)模效應(yīng)，以提升市場競爭力；在雙碳目標(biāo)逐步推進(jìn)的背景下儲能電池的應(yīng)用將更加廣泛，儲能電池將迎來高速增長。此外，隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展，終端消費(fèi)產(chǎn)品更新?lián)Q代頻率不斷提高，對鋰電池制造廠商在產(chǎn)品品質(zhì)、生產(chǎn)效率等方面均提出了更高的要求，制造廠商對高精度、高速度、高穩(wěn)定性的鋰電生產(chǎn)設(shè)備的需求日趨增長。2、鋰電生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢鋰電池的制造工藝較為復(fù)雜，主要環(huán)節(jié)有前段極片制造、中段電芯制造以及后段電芯激活檢測環(huán)節(jié)，鋰電生產(chǎn)設(shè)備按照電池生產(chǎn)制造流程可劃分為前段設(shè)備、中段設(shè)備、后段設(shè)備。近年來，我國鋰電生產(chǎn)設(shè)備市場規(guī)模呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，國產(chǎn)設(shè)備的性能和穩(wěn)定性的逐步提升，國產(chǎn)化率不斷提升，據(jù)統(tǒng)計(jì)2021年我國鋰電生產(chǎn)設(shè)備市場規(guī)模為575億元，同比增長100．3%，國產(chǎn)化率達(dá)90%。隨著鋰電技術(shù)的不斷更新、迭代，鋰電生產(chǎn)設(shè)備各環(huán)節(jié)均在進(jìn)行技術(shù)升級，以更好的滿足制造廠商對產(chǎn)品高一致性、高穩(wěn)定性等方面的要求，推動(dòng)制造廠商對鋰電生產(chǎn)設(shè)備的更新?lián)Q代需求。在全球各國新能源汽車發(fā)展目標(biāo)明確的背景下，為應(yīng)對新能源汽車市場的高速增長趨勢，全球主流鋰電池制造企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)意愿明確，對鋰電生產(chǎn)設(shè)備的需求量將進(jìn)一步增加。（三）半導(dǎo)體封裝測試設(shè)備行業(yè)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢1、半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢半導(dǎo)體是一種導(dǎo)電性可受控制、范圍可從絕緣體至導(dǎo)體之間的材料，是計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、電子產(chǎn)品的核心組成部分，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和消費(fèi)的各個(gè)領(lǐng)域，是基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。近年來，5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能新興應(yīng)用領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，對海量數(shù)據(jù)的有效處理提出更高的要求，使半導(dǎo)體產(chǎn)品的使用場景不斷豐富，為半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展注入了新的增長動(dòng)力。受半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的影響，我國已成為全球最大的半導(dǎo)體產(chǎn)品制造基地，并初步形成了包括芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測試三個(gè)主要環(huán)節(jié)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈格局。在政策支持、市場拉動(dòng)等因素的作用下，我國半導(dǎo)體行業(yè)在推進(jìn)國產(chǎn)化的進(jìn)程中繼續(xù)保持快速增長態(tài)勢。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額為10，458．30億元，同比增長18．20%，其中設(shè)計(jì)、制造、封裝測試業(yè)占比分別為43．21%、30．37%和26．42%。封裝測試位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的后段，包括封裝和測試兩個(gè)環(huán)節(jié)，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈尤為重要的環(huán)節(jié)。其中，封裝是對制造完成的晶圓進(jìn)行劃片、貼片、鍵合等一系列工藝，使電路與外部器件實(shí)現(xiàn)連接，并為晶圓上的芯片提供保護(hù)，使其免受物理、化學(xué)等環(huán)境因素造成損傷的工藝；測試主要是對半導(dǎo)體性能進(jìn)行測試，是保障成品質(zhì)量穩(wěn)定、控制系統(tǒng)損失的關(guān)鍵工藝。當(dāng)前，全球封裝測試市場規(guī)模與日俱增，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球封裝測試市場規(guī)模從2011年的455億美元增長至2020年的594億美元，其間年均復(fù)合增長率約為3．00%。憑借巨大的消費(fèi)電子市場、龐大的電子制造業(yè)基礎(chǔ)，我國吸引了眾多半導(dǎo)體企業(yè)在國內(nèi)投資，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移正不斷深入，我國的封裝測試行業(yè)，將受益于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移帶來的需求傳導(dǎo)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年我國半導(dǎo)體封裝測試行業(yè)銷售規(guī)模為2，763億元，同比增長10．10%，封裝測試是我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中國產(chǎn)化水平較高的環(huán)節(jié)，已形成較強(qiáng)的國際競爭力。2、半導(dǎo)體封裝測試設(shè)備行業(yè)發(fā)展概況及發(fā)展趨勢封裝測試設(shè)備包括封裝設(shè)備及后道測試設(shè)備。封裝設(shè)備包括劃片機(jī)、貼片機(jī)、鍵合設(shè)備等，封裝測試環(huán)節(jié)的后道測試設(shè)備主要包括測試機(jī)、分選機(jī)及探針臺等。從現(xiàn)階段看，封裝測試設(shè)備國產(chǎn)化率較低，市場主要由海外企業(yè)占據(jù)，國產(chǎn)設(shè)備的替代空間較大。測試設(shè)備的國產(chǎn)化進(jìn)程相對較快，已實(shí)現(xiàn)部分，隨著國內(nèi)企業(yè)不斷加大研發(fā)投入，自主核心技術(shù)水平不斷增強(qiáng)，國產(chǎn)化滲透率將逐步提升。在國內(nèi)封裝測試行業(yè)強(qiáng)勁的發(fā)展下，各類封裝測試設(shè)備的市場規(guī)模均有高速增長，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年測試機(jī)、分選機(jī)及探針臺的增速分別達(dá)到48%、70%及90%。目前我國封裝測試行業(yè)發(fā)展迅速，封裝測試廠商積極投入新產(chǎn)線以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)產(chǎn)，未來，封裝測試市場尤其是先進(jìn)封裝測試市場的擴(kuò)產(chǎn)需求將持續(xù)帶動(dòng)對封裝測試設(shè)備的需求。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(dòng)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(jì)技術(shù)及設(shè)計(jì)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(dòng)部件溫度、應(yīng)變、振動(dòng)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(jì)與仿真，參數(shù)標(biāo)定與校準(zhǔn)、非線性補(bǔ)償方法等動(dòng)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(jì)、精確自動(dòng)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(dòng)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(jì)、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(dòng)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(jì)、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。激光制造面向航空航天、高端裝備、電子制造、新能源、新材料、醫(yī)療儀器等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的迫切需求，實(shí)現(xiàn)高端產(chǎn)業(yè)激光制造裝備的自主開發(fā)，形成激光制造的完整產(chǎn)業(yè)體系，促進(jìn)我國激光制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)升級，大幅提升我國高端激光制造技術(shù)與裝備的國際競爭力。（一）激光與材料的相互作用機(jī)理面向航空航天、新能源、電子制造、醫(yī)療等領(lǐng)域的國家重大需求，探索激光與材料相互作用的復(fù)雜物化過程，研究超快激光制造的新原理、新方法、新應(yīng)用。開展大功率激光/短波長激光與材料相互作用機(jī)理、高精高效制造方法等方面的研究，掌握激光高品質(zhì)表面制造、精細(xì)制造、極端微結(jié)構(gòu)、高精高效制造等制造機(jī)制與實(shí)現(xiàn)方法。（二）激光器與核心功能部件研究激光器動(dòng)力學(xué)，掌握激光晶體/光學(xué)晶體、半導(dǎo)體激光芯片等激光器關(guān)鍵功能部件的國產(chǎn)化。針對高端制造用激光器的迫切需求，開展工業(yè)化光纖/半導(dǎo)體大功率激光器制造技術(shù)、工業(yè)化超快（飛秒、皮秒）激光器制造技術(shù)、工業(yè)化短（紫外、深紫外）波長激光器制造技術(shù)等方面的研究，開展激光器標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)高性能激光器及核心關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化與產(chǎn)業(yè)化。（三）復(fù)雜構(gòu)件表面的激光精細(xì)制造技術(shù)與裝備研究激光表面精細(xì)制造、激光清洗、激光拋光等核心技術(shù)，探索器件表面功能性結(jié)構(gòu)的激光高質(zhì)、高效制造機(jī)理與新技術(shù)，研究關(guān)鍵構(gòu)件表面微結(jié)構(gòu)成形機(jī)理與實(shí)現(xiàn)方法，并掌握激光光束路徑規(guī)劃及高速掃描、激光制造裝備在線監(jiān)測與補(bǔ)償、激光制造過程精密在線檢測等裝備關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)航空航天、微電子、生物醫(yī)療等領(lǐng)域典型復(fù)雜構(gòu)件的激光精密加工技術(shù)與裝備，提升國產(chǎn)激光制造技術(shù)與裝備的競爭力。（四）大功率激光高效制造技術(shù)與裝備研究特殊工況下的激光制造機(jī)理與失效行為，突破大型構(gòu)件激光制造裝備的設(shè)計(jì)制造技術(shù)瓶頸，攻克大型構(gòu)件定位、質(zhì)量在線檢測等關(guān)鍵技術(shù)，研究激光切割、激光打孔、激光沖擊強(qiáng)化、激光焊接以及激光復(fù)合制造等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)面向飛機(jī)、船舶、高鐵等大型構(gòu)件制造中的高端激光制造技術(shù)、裝備與標(biāo)準(zhǔn)。（五）先進(jìn)激光精密微細(xì)制造技術(shù)與裝備針對航空航天、微電子、新型微小航空器件、光子集成器件等領(lǐng)域，突破激光衍射極限的納米尺度制造、復(fù)雜微納操縱及激光納米連接、激光光束整形與協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)硬脆材料高效精密制造、異種材料的激光高性能連接制造、極端微納結(jié)構(gòu)精細(xì)制造等技術(shù)與裝備，并設(shè)計(jì)和加工若干具有重大應(yīng)用前景的新型功能器件。世界制造業(yè)發(fā)展趨勢進(jìn)入21世紀(jì)以來，在經(jīng)濟(jì)全球化和社會信息化的背景下，國際制造業(yè)競爭日益激烈，對先進(jìn)制造技術(shù)的需求更加迫切。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，正在引發(fā)對制造業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、產(chǎn)業(yè)形態(tài)和商業(yè)模式的深刻變革，科技創(chuàng)新已成為推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。（一）智能正成為制造業(yè)的關(guān)鍵要素越來越多的制造企業(yè)通過應(yīng)用嵌入式軟件、微電子、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，提升產(chǎn)品智能化程度和研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理的智能化水平，打造高端產(chǎn)品和裝備，占據(jù)產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。同時(shí)，制造裝備控制技術(shù)的極大提高，使制造裝備的自診斷、自維護(hù)、自恢復(fù)成為現(xiàn)實(shí)，并將推動(dòng)制造裝備向智能化階段邁進(jìn)。（二）服務(wù)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)模式變革，重塑制造業(yè)價(jià)值鏈在同質(zhì)化競爭和供大于求的全球市場環(huán)境下，制造業(yè)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的高端向研發(fā)和產(chǎn)品運(yùn)營維護(hù)等服務(wù)生命周期轉(zhuǎn)移，更多的制造企業(yè)成為提供產(chǎn)品、服務(wù)、支持、自我服務(wù)和知識的綜合體。服務(wù)與制造相互滲透融合，從生產(chǎn)型制造走向服務(wù)型制造是大勢所趨，產(chǎn)業(yè)模式向定制化的規(guī)模生產(chǎn)和服務(wù)型生產(chǎn)轉(zhuǎn)變特征明顯。（三）可持續(xù)發(fā)展成為制造業(yè)與自然、社會協(xié)調(diào)的重要主題綠色發(fā)展理念逐步成為共識，激勵(lì)制造企業(yè)開始重視綠色技術(shù)在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、銷售服務(wù)和回收利用等產(chǎn)品全生命周期中的應(yīng)用，創(chuàng)新高效、節(jié)能、環(huán)保和可循環(huán)的新型制造工藝和裝備，不斷降低資源消耗和環(huán)境影響，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的協(xié)調(diào)優(yōu)化，符合經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的低碳環(huán)保和循環(huán)利用要求。（四）制造大數(shù)據(jù)和平臺成為高附加值增值服務(wù)的重要支撐工業(yè)大數(shù)據(jù)是制造企業(yè)高附加值增值服務(wù)的來源，制造企業(yè)全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化在對制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和分析形成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)閉環(huán)的基礎(chǔ)上，將有效支撐企業(yè)制造過程優(yōu)化和經(jīng)營管理決策，促進(jìn)企業(yè)對市場、用戶的精準(zhǔn)供給和企業(yè)間的資源分享利用，從而打造智慧企業(yè)，并為消費(fèi)者、用戶以及企業(yè)自身創(chuàng)造顯著的增量價(jià)值。制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件圍繞制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件，開展基礎(chǔ)技術(shù)與前沿技術(shù)研究，突破關(guān)鍵技術(shù)與共性技術(shù)，建立健全基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺和安全保障技術(shù)，完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，為逐步解決國產(chǎn)裝備空心化提供技術(shù)支撐，大幅度提高為重點(diǎn)領(lǐng)域和重大成套裝備自主配套能力。（一）基礎(chǔ)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(jī)理等基礎(chǔ)理論、材料對性能影響規(guī)律和失效機(jī)理等研究，掌握高速、精密、重載軸承設(shè)計(jì)理論、壽命理論及試驗(yàn)方法，動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)技術(shù)與方法，掌握高鐵軸箱軸承、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主軸與齒輪箱軸承、機(jī)器人和機(jī)床精密軸承、特大型裝備靜壓軸承等設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和批量化制造核心技術(shù)，開展典型應(yīng)用示范。圍繞高參數(shù)齒輪及傳動(dòng)裝置開展高參數(shù)齒輪傳動(dòng)嚙合失效機(jī)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(dòng)、輕合金齒輪、高性能蝸桿傳動(dòng)及新型機(jī)構(gòu)，基準(zhǔn)級別齒輪漸開線樣板設(shè)計(jì)與超精密制造和計(jì)量，突破高參數(shù)齒輪傳動(dòng)和精密減速器設(shè)計(jì)、制造和檢測共性關(guān)鍵技術(shù)，形成標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)高參數(shù)齒輪及傳動(dòng)裝置在民用航空裝備、工程機(jī)械、大型海洋裝備、高速列車、海上風(fēng)電、機(jī)器人等裝備的示范應(yīng)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(shè)計(jì)方法研究，高參數(shù)液壓閥、泵等新結(jié)構(gòu)和新方法研究。研究密封可靠性設(shè)計(jì)、延壽、運(yùn)行試驗(yàn)技術(shù)，開發(fā)高性能檢測、可靠性評估和測試裝備，建立性能評價(jià)體系與標(biāo)準(zhǔn)。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(dòng)元件與系統(tǒng)、高參數(shù)密封件、液壓動(dòng)力總成系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)在工程機(jī)械與農(nóng)業(yè)機(jī)械、重型機(jī)械、航空航天、海洋工程裝備等示范應(yīng)用。（二）基礎(chǔ)制造工藝研究高活性金屬與鑄型界面反應(yīng)機(jī)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(guān)鍵技術(shù)，掌握鈦合金、高溫合金鑄件精密鑄造技術(shù)、鑄鍛件近凈成形與精準(zhǔn)成形工藝，開展各類材料成形過程動(dòng)態(tài)仿真參數(shù)優(yōu)化技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)典型產(chǎn)品應(yīng)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(guān)鍵技術(shù)，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(shù)、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(jī)理和新型干切機(jī)床結(jié)構(gòu)，工藝參數(shù)優(yōu)化及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；研究微量潤滑作用機(jī)理和測試選用技術(shù)，低溫微量潤滑集成制造技術(shù)；環(huán)保清潔切削液配置技術(shù)。（三）工業(yè)性驗(yàn)證平臺與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建立精密齒輪及傳動(dòng)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(guān)鍵基礎(chǔ)件性能及可靠性試驗(yàn)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(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)、關(guān)鍵部件與產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。研究先進(jìn)制造工藝方法、工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，研究并整合國內(nèi)外制造工藝相關(guān)數(shù)據(jù)資源，建立健全制造基礎(chǔ)技術(shù)數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)制造工藝資源環(huán)境屬性數(shù)據(jù)庫等。研發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集工具和知識庫管理系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)面向基礎(chǔ)工藝和典型產(chǎn)品全生命周期環(huán)境影響評價(jià)工具。（四）制造過程安全保障關(guān)鍵技術(shù)研究關(guān)鍵部件故障響應(yīng)安全機(jī)制、功能安全定量計(jì)算數(shù)學(xué)模型和定性評價(jià)體系等功能安全設(shè)計(jì)與評估驗(yàn)證技術(shù)；研究物理安全、功能安全、網(wǎng)絡(luò)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(shù)；研究安全威脅和攻擊機(jī)理分析與建模、實(shí)時(shí)攻擊隔離與抑制等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)；故障預(yù)測與健康管理（PHM）等測控產(chǎn)品安全可用關(guān)鍵技術(shù)研究；開展功能、網(wǎng)絡(luò)安全工業(yè)化試驗(yàn)驗(yàn)證，典型工業(yè)協(xié)議安全性分析驗(yàn)證，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全漏洞庫等研究。發(fā)展思路（一）探索高端，構(gòu)筑先發(fā)優(yōu)勢結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造模式，加強(qiáng)新興產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵裝備、智能機(jī)器人、3D打印制造等核心技術(shù)攻關(guān)，力爭率先突破，贏得戰(zhàn)略主動(dòng)。（二）強(qiáng)化基礎(chǔ)，增強(qiáng)保障能力針對制造業(yè)基礎(chǔ)能力薄弱和產(chǎn)品質(zhì)量不高的問題，重點(diǎn)攻克軸承、液壓件、儀器儀表等核心基礎(chǔ)零部件，研發(fā)工藝庫、材料參數(shù)庫和制造過程核心軟件產(chǎn)品。（三），推動(dòng)供給改革結(jié)合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的發(fā)展，創(chuàng)新大數(shù)據(jù)制造服務(wù)、大規(guī)模定制、集團(tuán)管控等企業(yè)經(jīng)營管理模式，積極探索信息技術(shù)與制造技術(shù)的融合創(chuàng)新。（四）綠色制造，促進(jìn)持續(xù)發(fā)展針對資源、環(huán)境剛性約束增強(qiáng)，以信息技術(shù)為基礎(chǔ)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，探索高效、節(jié)能、節(jié)材產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新、智能化工藝、服務(wù)運(yùn)維等全生命周期綠色化模式，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。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(dòng)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(dòng)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(dòng)新技術(shù)研發(fā)與裝備研發(fā)的協(xié)同發(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(dòng)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(jià)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(shí)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(dòng)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(shí)、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(dòng)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(shí)任務(wù)、高可信控制共性關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)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(jì)、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(shí)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(shí)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(shí)優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺、模塊化協(xié)同設(shè)計(jì)工具與實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)、基于知識和數(shù)據(jù)的仿真模擬與實(shí)時(shí)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(jì)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(dòng)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。智能裝備與先進(jìn)工藝重點(diǎn)解決高端裝備產(chǎn)品質(zhì)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(jìn)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(lǐng)裝備的智能化升級。（一）智能機(jī)床重點(diǎn)研究新一代智能機(jī)床的技術(shù)特征、總體結(jié)構(gòu)、核心模塊和關(guān)鍵技術(shù)，攻克智能主軸/智能伺服進(jìn)給/智能終端等智能單元、基于模型的復(fù)雜曲面直接插補(bǔ)、機(jī)床通用通信接口協(xié)議規(guī)范、加工狀態(tài)自感知/自學(xué)習(xí)/自適應(yīng)/自優(yōu)化、虛擬機(jī)床及虛擬加工、基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和加工過程大數(shù)據(jù)的監(jiān)控及遠(yuǎn)程服務(wù)、全生命周期可靠性評估與增長等核心關(guān)鍵技術(shù)，研制出具有國際一流技術(shù)水平的新一代智能數(shù)控系統(tǒng)和智能機(jī)床，并在重點(diǎn)領(lǐng)域開展應(yīng)用示范。（二）新型材料成形及加工裝備重點(diǎn)攻克石墨烯/類石墨烯薄膜大幅面制造過程晶態(tài)生長監(jiān)測及控制、石墨烯/類石墨烯薄膜大面積轉(zhuǎn)移在線應(yīng)力監(jiān)測與控制技術(shù)，研制出大幅面石墨烯/類石墨烯制造成套裝備；重點(diǎn)突破復(fù)合材料制造工藝建模與仿真、耐高溫陶瓷基復(fù)合材料低成本制造工藝及裝備、復(fù)合材料組合結(jié)構(gòu)（纖維復(fù)合材料、蜂窩材料和增材制造）制造新方法等關(guān)鍵技術(shù)，為新型材料成形和加工提供新工藝和新技術(shù)。（三）復(fù)雜大型構(gòu)件高效加工技術(shù)及裝備重點(diǎn)攻克大型異種材料結(jié)構(gòu)件高效低殘余應(yīng)力焊接、大規(guī)格球管類構(gòu)件整體成形技術(shù)，研制出大型輕量化結(jié)構(gòu)低應(yīng)力精確成形制造工藝與裝備；重點(diǎn)攻克復(fù)合材料混雜構(gòu)件低成本復(fù)合成形、復(fù)合材料構(gòu)件低損傷加工工藝與損傷檢測等關(guān)鍵技術(shù)，研制出復(fù)合材料/結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)與精確成形協(xié)同制造裝備。（四）復(fù)合能場加工工藝及裝備重點(diǎn)