驅(qū)控一體機(jī)專題匯報(bào)

驅(qū)控一體機(jī)專題匯報(bào)

開展主/被動(dòng)結(jié)合新型機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)、模塊化柔順關(guān)節(jié)、關(guān)節(jié)變剛度彈性驅(qū)動(dòng)、生物-機(jī)械界面與接口的人機(jī)相容性設(shè)計(jì)、人機(jī)安全共存、智能交互、協(xié)同作業(yè)等新一代機(jī)器人核心技術(shù)研究，研制以協(xié)作型多自由度輕型臂、協(xié)作型雙臂機(jī)器人、移動(dòng)操作臂等為代表的新一代互助協(xié)作型作業(yè)機(jī)器人和以上肢外骨骼、下肢外骨骼、全身外骨骼等為代表的新一代人體行為增強(qiáng)型機(jī)器人試驗(yàn)樣機(jī)系統(tǒng)，為后續(xù)產(chǎn)品化奠定技術(shù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)新一代機(jī)器人技術(shù)研究與世界同步，搶占技術(shù)與產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。在同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)和供大于求的全球市場(chǎng)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(yíng)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(shí)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(shì)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。增材制造重點(diǎn)解決增材制造領(lǐng)域微觀成形機(jī)理、工藝過(guò)程控制、缺陷特征分析等科學(xué)問(wèn)題，突破一批重點(diǎn)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(lǐng)域開展應(yīng)用，引領(lǐng)增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。形成創(chuàng)新設(shè)計(jì)、材料及制備、工藝及裝備、核心零部件、計(jì)量、軟件、標(biāo)準(zhǔn)等相對(duì)完善的技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)體系，結(jié)合重大需求開展應(yīng)用示范，具備開展大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)。（一）增材制造控形控性的科學(xué)基礎(chǔ)探索增材制造自由成形過(guò)程的成形幾何精度、成形效率、材料組織結(jié)構(gòu)與性能的形成規(guī)律與關(guān)鍵影響因素和控制方法，為提升增材制造工藝技術(shù)和裝備設(shè)計(jì)水平提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)支撐，并為形成重大原創(chuàng)性增材制造新技術(shù)提供科學(xué)指引。（二）基于增材制造的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展基于增材制造工藝特性，融合力學(xué)、物理與化學(xué)多種功能的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，為結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)軟件，支撐我國(guó)高端裝備的自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)和跨越式技術(shù)發(fā)展。（三）增材制造專用材料制備技術(shù)基于增材制造的工藝特性和應(yīng)用需求，開展增材制造專用金屬和非金屬材料的設(shè)計(jì)與制備技術(shù)研究，最大限度地發(fā)揮增材制造技術(shù)優(yōu)勢(shì)，大幅度拓展增材制造的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域。（四）增材制造的核心裝備設(shè)計(jì)與制造技術(shù)針對(duì)激光/電子束選區(qū)熔化、激光選區(qū)燒結(jié)、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(yīng)用價(jià)值的增材制造技術(shù)，開展相關(guān)裝備設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的深入研究，占據(jù)增材制造產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的高端。（五）評(píng)價(jià)體系與標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)研究制定增材制造的材料標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、裝備標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等7個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)體系，為增材制造的廣泛產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，并顯著增強(qiáng)我國(guó)增材制造技術(shù)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)行業(yè)概況（一）運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)基本概述以反饋控制為核心、機(jī)構(gòu)為被控對(duì)象、數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是人類發(fā)明和制造機(jī)器的過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一門科學(xué)技術(shù)。人類通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)來(lái)制造更有序、高效、高速、精密、穩(wěn)定和可靠的好機(jī)器。機(jī)器改變世界，而運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)改變機(jī)器設(shè)計(jì)與制造，是現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的制器之技?，F(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展起源于工業(yè)革命后對(duì)蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)等各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行精確控制的想法。得益于現(xiàn)代控制理論、微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域之一，并已廣泛應(yīng)用于微電子、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、電子加工和檢測(cè)、生產(chǎn)自動(dòng)化等各類工業(yè)制造領(lǐng)域。在現(xiàn)代化工業(yè)時(shí)代，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用水平是衡量一個(gè)國(guó)家裝備自動(dòng)化、智能化水平的標(biāo)志，體現(xiàn)了制造業(yè)的發(fā)展水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是智能制造裝備的核心基礎(chǔ)部件，決定了裝備的精度、效率，是不同品牌裝備形成差異化的重要環(huán)節(jié)。從基本結(jié)構(gòu)上看，典型的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括控制器、驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)（執(zhí)行器）和傳感器三大部件。其具體功能是在復(fù)雜條件下，將預(yù)定的控制方案、規(guī)劃指令轉(zhuǎn)變成期望的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)高速、高精度的軌跡和位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制或力控制。其中，運(yùn)動(dòng)控制器相當(dāng)于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的大腦，驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)相當(dāng)于心臟和血管，傳感器則是神經(jīng)系統(tǒng)的感知單元。而機(jī)械系統(tǒng)就是承載任務(wù)的四肢。運(yùn)動(dòng)控制器向驅(qū)動(dòng)器發(fā)送控制指令，驅(qū)動(dòng)器將其轉(zhuǎn)化為能夠運(yùn)行電機(jī)的電流，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)工作機(jī)械（負(fù)載）實(shí)現(xiàn)特定運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，電機(jī)和機(jī)械系統(tǒng)的多種傳感器經(jīng)過(guò)信號(hào)處理將實(shí)時(shí)信息反饋給控制器，控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分集成，硬件即工業(yè)控制板卡，包括主控單元、信號(hào)處理等部分，軟件包括運(yùn)動(dòng)控制算法、邏輯任務(wù)、系統(tǒng)調(diào)度及相關(guān)工業(yè)應(yīng)用軟件。硬件的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)，軟件、算法的優(yōu)劣，共同決定了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的精度、效率。在硬件的差異化不明顯的情況下，軟件算法是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。運(yùn)動(dòng)控制軟件可在使用過(guò)程中通過(guò)升級(jí)來(lái)提升性能或改變用途，從而使智能化裝備具有真正的柔性。在裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，整體制造業(yè)向精益管理綜合能力和全局效益提升方向發(fā)展的背景下，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心指標(biāo)就應(yīng)包括：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的整體可靠性、穩(wěn)定性，適用于不同應(yīng)用場(chǎng)景的性能和功能指標(biāo)（高速高精、高實(shí)時(shí)性和高帶寬等）和快速二次開發(fā)能力，以及人機(jī)交互的友好、易用與可重構(gòu)，針對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)（智能感知與故障診斷）能力，與產(chǎn)線及周邊設(shè)備交互并參與整體節(jié)拍效率、產(chǎn)能以及供應(yīng)鏈的決策等。（二）運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)核心部件運(yùn)動(dòng)控制器是指以邏輯控制單元為核心，以傳感器為信號(hào)敏感元件，以電機(jī)或動(dòng)力裝置和執(zhí)行單元為控制對(duì)象的一種控制裝置，其主要任務(wù)是根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制的要求和傳感器件的信號(hào)進(jìn)行必要的邏輯、數(shù)學(xué)運(yùn)算，為電機(jī)或其它動(dòng)力和執(zhí)行裝置提供正確的控制信號(hào)。運(yùn)動(dòng)控制器由硬件、固件、軟件等組成，其中硬件部分包括微處理器、存儲(chǔ)器、接口電路、通信接口、電源等；固件是指固化在微處理器、存儲(chǔ)器、可編程邏輯器件等元件中的軟件；軟件部分由實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制指令編譯器、運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)的預(yù)處理及優(yōu)化、運(yùn)動(dòng)控制函數(shù)、通信管理等模塊構(gòu)成。運(yùn)動(dòng)控制器負(fù)責(zé)向伺服系統(tǒng)等部件傳遞控制指令，是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心模塊，其性能直接決定了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能水平。運(yùn)動(dòng)控制器可分為插卡式運(yùn)動(dòng)控制器、嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器和網(wǎng)絡(luò)式運(yùn)動(dòng)控制器。插卡式運(yùn)動(dòng)控制器又稱為PC-Based運(yùn)動(dòng)控制器，以板卡形態(tài)存在，通常采用高性能DSP和FPGA作為核心處理器。用戶通常以PC機(jī)作為信息處理平臺(tái)，運(yùn)動(dòng)控制器以插卡形式嵌入PC機(jī)，即PC+運(yùn)動(dòng)控制器的模式，將PC機(jī)的信息處理能力和開放式的特點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)控制器的運(yùn)動(dòng)控制能力有機(jī)地結(jié)合在一起，可實(shí)現(xiàn)高性能多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制和高速點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主要代表廠商包括固高科技、雷賽智能、美國(guó)泰道、翠歐、眾為興等。以工業(yè)計(jì)算機(jī)的形態(tài)存在，集成了工業(yè)計(jì)算機(jī)和插卡式運(yùn)動(dòng)控制器。在延續(xù)了插卡式運(yùn)動(dòng)控制器運(yùn)動(dòng)控制性能的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)普通PC機(jī)的基本功能，是用戶理想的嵌入式一體化解決方案，也是運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)展的重要方向。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主要代表廠商包括FANUC、固高科技、翠歐、ACS等。網(wǎng)絡(luò)式運(yùn)動(dòng)控制器的形態(tài)可以是插卡式，也可以是嵌入式，或者是獨(dú)立運(yùn)行模式。其與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的鏈接是采用各類工業(yè)總線形式，如Ethercat、Profinet、DeviceNet、Sercos、CC-Link、RTEX、MII/III。過(guò)去由于工業(yè)總線均來(lái)自歐美和日本，所以網(wǎng)絡(luò)式運(yùn)動(dòng)控制器基本為國(guó)外壟斷，主要廠家包括倍福、西門子、施耐德、三菱、松下、安川等。固高科技著力發(fā)展我國(guó)自主可控的多主從等環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)gLink系列，自2016年陸續(xù)推出各種形式的系列產(chǎn)品。伺服系統(tǒng)是一種能對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)按預(yù)定要求進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng)，其作用是使輸出的機(jī)械位移（或轉(zhuǎn)角）準(zhǔn)確地跟蹤輸入的位移（或轉(zhuǎn)角），實(shí)現(xiàn)輸出變量精確跟隨或復(fù)現(xiàn)輸入變量。伺服系統(tǒng)通常由驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)器是用來(lái)控制電機(jī)的一種裝置，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)，一般通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位。電機(jī)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，可精準(zhǔn)控制速度，位置，可將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。交流伺服系統(tǒng)依據(jù)不同的電機(jī)運(yùn)行原理分為永磁同步交流伺服系統(tǒng)、感應(yīng)交流伺服系統(tǒng)、磁阻同步交流伺服系統(tǒng)和無(wú)刷直流伺服系統(tǒng)，當(dāng)前市場(chǎng)以永磁同步電機(jī)及無(wú)刷直流伺服電機(jī)為主。交流伺服電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器磁場(chǎng)換向?qū)崿F(xiàn)電流的精確通知，同時(shí)它具備轉(zhuǎn)矩密度大、效率高、力矩大，響應(yīng)快，可靠性高等特點(diǎn)，在工業(yè)場(chǎng)景得到廣泛應(yīng)用。直流伺服系統(tǒng)由直流伺服驅(qū)動(dòng)器和直流伺服電機(jī)組合構(gòu)成。直流伺服電機(jī)通過(guò)電刷進(jìn)行換向，驅(qū)動(dòng)器只需輸出正負(fù)直流電機(jī)即可驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反運(yùn)行。由于直流電機(jī)的輸出特性，它的力矩線性、平穩(wěn)，通常被用在高精密的控制領(lǐng)域。同時(shí)，直流伺服電機(jī)可配備編碼器形成閉環(huán)系統(tǒng)。因此，直流伺服系統(tǒng)可準(zhǔn)確掌握電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，實(shí)現(xiàn)精確的定位。步進(jìn)系統(tǒng)由步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)組合構(gòu)成，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收指令信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)固定的角度，因此可通過(guò)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出的控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。步進(jìn)系統(tǒng)通常為開環(huán)系統(tǒng)，在步進(jìn)電機(jī)添加編碼器后也可形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。智能制造與裝備制造業(yè)概述智能制造是基于新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等特征，旨在提高制造業(yè)質(zhì)量、效益和核心競(jìng)爭(zhēng)力的先進(jìn)生產(chǎn)方式。作為制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)的主攻方向，智能制造發(fā)展水平關(guān)乎我國(guó)未來(lái)制造業(yè)的全球地位，對(duì)于加快發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，鞏固壯大實(shí)體經(jīng)濟(jì)根基，構(gòu)建新發(fā)展格局，建設(shè)數(shù)字中國(guó)具有重要作用。智能制造以工藝裝備為核心，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)制造技術(shù)突破、工藝創(chuàng)新和業(yè)務(wù)流程再造，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。智能制造是一種先進(jìn)的生產(chǎn)方式，怎樣生產(chǎn)和用什么生產(chǎn)則依賴于裝備制造業(yè)提供具體的智能制造裝備。裝備制造業(yè)的技術(shù)水平是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。智能制造裝備集機(jī)械系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)等多種技術(shù)于一體，具備高速、高精度、高實(shí)時(shí)響應(yīng)的作業(yè)性能，是有效減少生產(chǎn)過(guò)程對(duì)人力勞動(dòng)的依賴，顯著提高生產(chǎn)效率、生產(chǎn)精度和生產(chǎn)質(zhì)量的先進(jìn)工業(yè)裝備。智能制造裝備具有感知、控制、決策、執(zhí)行、數(shù)據(jù)閉環(huán)反饋功能，是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的高度集成。先進(jìn)工藝、信息技術(shù)與智能制造裝備的深度融合，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的智能制造。綠色制造重點(diǎn)面向我國(guó)制造業(yè)發(fā)展中高能耗、高污染的問(wèn)題，以提高資源能源效率和降低環(huán)境負(fù)荷為主線，以綠色產(chǎn)品、綠色工廠為目標(biāo)，掌握生態(tài)設(shè)計(jì)理論與工具、綠色制造方法與工藝、試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)、綠色標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等基礎(chǔ)共性技術(shù)，推廣基礎(chǔ)制造工藝綠色化、流程工業(yè)綠色化技術(shù)，提升通用設(shè)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(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)通過(guò)創(chuàng)新研發(fā)，突破新材料應(yīng)用及改性設(shè)計(jì)、節(jié)能降噪設(shè)計(jì)、個(gè)性化定制設(shè)計(jì)、可拆解與回收設(shè)計(jì)等生態(tài)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。掌握全生命周期高效綠色循環(huán)再利用基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)一批綠色制造前沿技術(shù)、核心技術(shù)與裝備，開發(fā)推廣綠色產(chǎn)品，引導(dǎo)綠色生產(chǎn)。（二）綠色加工工藝與裝備重點(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(wú)害化表面處理工藝技術(shù)、少無(wú)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(jí)。（三）制造系統(tǒng)能效優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)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(shù)，制造系統(tǒng)機(jī)群綜合能效模型與智能分析技術(shù)、機(jī)群綜合能效的智能協(xié)同優(yōu)化控制技術(shù)；掌握系統(tǒng)能效分析與獲取、能效評(píng)價(jià)、監(jiān)控與優(yōu)化管理、設(shè)備系統(tǒng)能效提升、工藝系統(tǒng)多目標(biāo)決策優(yōu)化、工件比能效率提升等系列關(guān)鍵技術(shù)；在規(guī)模以上企業(yè)開展車間、工廠以及產(chǎn)業(yè)集群的能耗定額管理和高能效優(yōu)化運(yùn)行，推行制造系統(tǒng)能效評(píng)價(jià)和優(yōu)化應(yīng)用。工業(yè)傳感器針對(duì)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(shì)，形成一批高端傳感器和儀器儀表產(chǎn)品，支撐我國(guó)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(lái)發(fā)展。（一）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)用微納傳感器研究無(wú)源無(wú)線多參數(shù)監(jiān)測(cè)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(wú)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(jí)原子效應(yīng)傳感器等前沿技術(shù)，研發(fā)數(shù)字全場(chǎng)激光超聲檢測(cè)技術(shù)，高精度二維三維光柵測(cè)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(chǎng)傳感器，多維位移同步測(cè)量傳感器，微型高精度姿態(tài)測(cè)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(cè)試技術(shù)及其數(shù)據(jù)庫(kù)，微傳感器可靠性及其測(cè)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(chǎng)氣體檢測(cè)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(cè)試與性能評(píng)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(cè)量?jī)x表在線標(biāo)定，高端智能測(cè)量?jī)x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(hào)精密檢測(cè)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?jī)x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(cè)量，工件姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)量、空間坐標(biāo)測(cè)量、大型零部件尺寸和形位誤差測(cè)量、激光跟蹤等大型裝備制造智能化測(cè)量等前沿技術(shù)，研發(fā)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)虛擬測(cè)量、工業(yè)設(shè)施現(xiàn)場(chǎng)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(cè)量?jī)x器、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)虛擬測(cè)量?jī)x表、復(fù)雜機(jī)械運(yùn)行故障檢測(cè)等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)專用診斷儀器、特種執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制閥等。我國(guó)制造業(yè)發(fā)展取得的成績(jī)（一）制造業(yè)總量躍居世界第一，成為名副其實(shí)的制造大國(guó)近年來(lái)我國(guó)制造業(yè)總體規(guī)模已居世界第一位，綜合實(shí)力不斷增強(qiáng)，不僅對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，而且成為支撐世界經(jīng)濟(jì)的重要力量。2014年，我國(guó)工業(yè)增加值達(dá)到22．8萬(wàn)億元，占GDP的比重達(dá)到35．85%。2013年我國(guó)制造業(yè)產(chǎn)出占世界比重達(dá)到20．8%。在500余種主要工業(yè)產(chǎn)品中，我國(guó)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(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度、質(zhì)量和效益，增強(qiáng)了我國(guó)在全球化格局中的國(guó)際分工地位。（二）突破了一批核心技術(shù)，形成了一批支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大裝備產(chǎn)品十幾年來(lái)，制造業(yè)各領(lǐng)域涌現(xiàn)出了一批較有影響、意義深遠(yuǎn)的重大成果。國(guó)內(nèi)發(fā)電設(shè)備裝機(jī)中國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組已達(dá)80%以上，年產(chǎn)千萬(wàn)噸級(jí)大型煉油廠設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)90%，國(guó)產(chǎn)100萬(wàn)千瓦超超臨界火電機(jī)組、國(guó)產(chǎn)750千伏交流輸變電成套設(shè)備已投入運(yùn)行。日產(chǎn)4000噸大型新型干法水泥生產(chǎn)線、60萬(wàn)噸乙烯、30萬(wàn)噸級(jí)合成氨、百萬(wàn)噸級(jí)鉀肥等一大批大型成套技術(shù)裝備實(shí)現(xiàn)自主化。神舟系列航天飛船的成功發(fā)射，實(shí)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(biāo)志著中國(guó)躋身世界載人深潛先進(jìn)國(guó)家行列。（三）涌現(xiàn)出一批世界級(jí)的大企業(yè)，企業(yè)正在逐步成為技術(shù)創(chuàng)新主體2016年《財(cái)富》世界500強(qiáng)排行榜中，中國(guó)企業(yè)達(dá)110家，其中以工業(yè)為主的有50余家。社會(huì)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(zhǎng)，自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)。2015年，我國(guó)規(guī)模以上制造業(yè)研發(fā)投入強(qiáng)度達(dá)到0．91%；企業(yè)發(fā)明專利申請(qǐng)58．3萬(wàn)件，占國(guó)內(nèi)發(fā)明專利申請(qǐng)受理量的60．2％；企業(yè)獲得發(fā)明專利授權(quán)15．9萬(wàn)件，占國(guó)內(nèi)發(fā)明專利授權(quán)量的60．5％。企業(yè)作為市場(chǎng)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(dòng)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系近年來(lái)，我國(guó)制造業(yè)加強(qiáng)科技創(chuàng)新、促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，取得了重要突破和實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，形成了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、較為完備的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系。建設(shè)了一批國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程技術(shù)研究中心等科研基地；成立了一批國(guó)家產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，為我國(guó)制造業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展提供了重要保障。我國(guó)制造業(yè)發(fā)展對(duì)科技創(chuàng)新的需求粗放式發(fā)展道路已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，通過(guò)科技創(chuàng)新提高制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力是必由之路。在當(dāng)前我國(guó)制造業(yè)實(shí)施戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，制造業(yè)健康快速發(fā)展對(duì)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(guó)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(tái)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(méi)有掌握自主核心技術(shù)，工藝裝備、測(cè)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(yíng)管理模式創(chuàng)新我國(guó)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(yíng)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(méi)有從根本上改變以產(chǎn)品為中心的傳統(tǒng)制造模式，無(wú)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(guò)程智能化、咨詢服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化的水平制約著中國(guó)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(guó)家轉(zhuǎn)移，我國(guó)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(jìng)爭(zhēng)力。（四）亟需加強(qiáng)新興產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵裝備的研發(fā)我國(guó)新興產(chǎn)業(yè)所需裝備的需求