【儀表網 儀表產業】近日，科技部發布了“網絡協同制造和智能工廠”重點專項2020年申報指南，該專項擬圍繞制造業核心工業軟件、智能工廠共性核心技術及解決方案、企業網絡協同制造平臺、區域產業集成技術和應用示范以及基礎前沿理論等任務，按照基礎研究類、共性關鍵技術類、應用示范類三個層次，啟動不少于66個項目，擬安排國撥經費總概算約7億元。專項實施周期為5年(2018—2022年)。
其中，該重點專項總體目標是針對我國網絡協同制造和智能工廠發展模式創新不足、技術能力尚未形成、融合新生態發展不足、核心技術/軟件支撐能力薄弱等問題，基于“互聯網+”思維，以實現制造業創新發展與轉型升級為主題，以推進工業化與信息化、制造業與互聯網、制造業與服務業融合發展為主線，以“創模式、強能力、促生態、夯基礎”以及重塑制造業技術體系、生產模式、產業形態和價值鏈為目標，堅持有所為、有所不為，推動科技創新與制度創新、管理創新、商業模式創新、業態創新相結合，探索智能制造發展的制造與服務新模式，突破網絡協同制造和智能工廠的基礎理論與關鍵技術，研發網絡協同制造核心軟件，建立技術標準，創建網絡協同制造支撐平臺，培育示范效應強的智慧企業。
據了解，該專項圍繞工業互聯網、智能制造、大數據、5G、數字孿生等多項任務開展重點專項，尤其是今年5G、數據中心、人工智能、工業互聯網等被劃分到“新基建”的隊伍中，工信部、科技部等多個部委也加大5G、工業互聯網支持力度，出臺印發多項措施支持。其中在本次重點專項中發布了7個5G工業互聯重點專項。
1、基于5G的工業互聯網信息安全技術
研究內容：研究基于5G通信技術工業互聯網制造系統的安全威脅來源及其種類，建立制造系統工業互聯網有線和無線網絡混合系統的信息安全防護模型；研究基于5G工業網絡的制造系統信息安全指標體系；研發基于5G工業網絡制造系統典型行業應用的原型系統；對5G工業網絡智能制造系統的信息安全指標進行測試和評價；建立基于5G技術的智能制造系統的信息安全知識庫。
考核指標：揭示基于5G的工業互聯網智能制造系統脆的弱性機理；建立智能制造系統信息安全防護模型，提出15項以上危險和威脅識別、風險分析、防御防護、監視檢測和恢復等新原理、新技術和新方法；構建1個基于5G工業網絡制造系統典型行業應用的原型系統，能夠實現對現場控制、生產線監控和車間管理等三類系統安全性能進行測試、分析和驗證；獲得軟件著作權≥5件，申請發明專利≥5項，撰寫專著2部，制定國家、行業或核心企業標準1項。
2、工業現場無線控制系統架構和設計方法
研究內容：研究工業無線實時數據采集與可靠傳輸技術，研究5G接入場景下、多種無線網絡共存的全流程數據獲取方法，構建無線泛在感知/控制車間現場網絡架構；研究復雜現場環境下，異構無線網絡融合抗干擾技術、多網無線感知數據聚合估計模型，開發嵌入式融合感知終端；研究鄰居節點感知能力與網絡拓撲動態變化關系，開發工業現場大規模無線節點自動部署算法，實現有線網、無線網高效融合傳輸。
考核指標：研發面向高速工業現場數據采集設備，可以針對至少20種采集數據節點進行網絡自適應優化配置；研發工業無線物聯成套設備和解決方案，網絡節點數不少于100個，數據傳輸時延不超過10ms，實現20種以上的工業設備和3種以上工業軟件的互聯與互操作應用；實現有線/無線協議的融合，支持現場總線數量不少于5種，無線協議不少于5種；形成自主可控的現場級無線通訊協議與標準，撰寫專著1部，獲得軟件著作權≥5件，申請發明專利≥5項；制定國家、行業或核心企業標準不少于5項。
3、5G-TSN網絡實時傳輸基礎理論與關鍵技術
研究內容：研究5G-TSN網絡實時傳輸理論，提出5G-TSN資源建模與描述方法；研究5GURLLC在典型實時、可靠的工業應用中的時間同步、高可靠橋接、QoS管理、本地部署等關鍵技術；研究5GURLLC與TSN協同融合的實時調度機制，保證物料傳輸、巡檢中的定位導航、圖像傳輸等工業應用異構數據的實時性、可靠性、同步性。
考核指標：完成5G-TSN網絡實時傳輸理論方法，開發3套以上適應車間聯網的基于IPv6和5G通信的工業全互聯新型網關，實現應用原理部署，達到跨5G-TSN網絡傳輸時延小于1ms，傳輸可靠性達到99.99%，時鐘同步精度小于100ns；結合物料傳輸、巡檢典型工業應用，構建5G-TSN網絡實驗驗證平臺1套，獲得軟件著作權≥5件，申請發明專利≥5項，撰寫專著1本。
4、融合5G-U通信技術的工業異構廣域網絡體系架構及終端設備
研究內容：面向大規模、高密度的設備接入工業應用場景，研究基于工業5G-U(Unlicensed)通信技術的廣域網絡互聯體系架構、模型；研究基于工業5G-U通信技術承載OPC協議等其他通信協議的適配技術，支持異構廣域網絡互聯互通和融合；研究基于工業5G-U通信技術研究滿足抗干擾、低延時、廣覆蓋、高可靠的新型終端，支持智能生產線、生產車間等應用場景下的設備互聯互通需求；研究針對工業5G-U新型終端的診斷工具，滿足終端生產及現場維護管理需求。
考核指標：設計一種基于國產工業5G-U技術的異構廣域網絡互聯互通新架構，實現工業無線現場網絡與控制網絡及工廠網絡的融合；開發1套不低于三種總線協議適配的適配層(OPC協議、Modbus協議、ProfinetSRT協議)；開發3套以上的工業5G-U終端產品原型，上行大帶寬可達300Mbps，下行大帶寬可達150Mbps；開發1套終端診斷工具，支持小區信號偵測、終端各層指標呈現及狀態管理；完成發明專利、登記軟件著作權合計10項以上。有關說明：由企業牽頭申報。
5、離散制造數字化車間物料流、信息流、能量流的動態重構關鍵技術
研究內容：研究基于5G無線網絡的制造設備對接、物料移動設備的定位導航、及其動態配置和組態技術，研究可重構控制器的接口與數據交換技術，實現數字化車間制造設備和物料的快速重構；研究制造設備、生產線和車間系統多源、多層次能量流及能量效率特性，實現制造過程的能效動態優化；研究基于OPC-UA—25—的數字化車間工藝數據的動態配置和管理技術，開發基于5G與OPC-UA的動態集成工具集及數據重構管理系統，實現數字化車間設備、單元、產線等不同層次的數據動態集成。
考核指標：提出基于5G的移動工作臺設備精確定位與自主導航、產線重構及快速接入技術，物料移動設備的自主導航定位精度達到厘米級；研制支持移動工作臺路徑規劃、物料排程、定位導航、實時監測等產線移動操作設備管控軟件1套以上；研發一套數字化車間動態重構管理系統，支持軟件定義的生產設備部署、5G網絡系統與工具集的協同處理，5G系統接入時延<5ms的響應，數字化車間動態重構效率提升30%，單位產品能效降低10%；專利和軟件著作權20項以上，撰寫專著不少于1本；在汽車、3C等離散制造行業進行示范應用。
有關說明：由企業牽頭申報。
6、基于信息物理系統的超大型綜合港口泛在感知與預測技術
研究內容：研究基于5G網絡的超大型綜合港口泛在感知網絡構建方法和遠程實時在線物料移動控制技術，研究超大型綜合港口生產要素的數字孿生快速構造與融合技術，研發面向超大型港口多源貨種、復雜業務、可視化的港口信息網絡系統協同運營技術，實現港口生產作業、人車動態、作業流程、資源配置的可視化、監測預警和應急調度控制；研究基于人工智能的港口生產運營資源優化配置、分析與決策、多維數據建模與交互、數據挖掘與深度學習等技術的大型港口智能運營決策平臺，構建數據智能、分析智能、決策智能的港口“智慧大腦”。
考核指標：建立1套基于5G網絡的現狀可察、風險可辨、未來可測的超大型綜合港口泛在感知與運營預測體系，支持涵蓋200家以上單位、多源貨種、復雜業務的智能化運營管控、服務和決策；研發港口“數字孿生”協同運營系統、數字化生態綜合公共服務云平臺各1套，港口“數字孿生”協同運營系統的同步刷新響應時間小于10秒，開發港口大數據通用服務工具軟件2件以上；申請發明專利、軟件著作權10項以上，形成相關標準5項以上。有關說明：由企業牽頭申報。
7、融合5G-U通信技術的工業異構廣域網絡體系架構及終端設備
研究內容：面向大規模、高密度的設備接入工業應用場景，研究基于工業5G-U(Unlicensed)通信技術的廣域網絡互聯體系架構、模型；研究基于工業5G-U通信技術承載OPC協議等其他通信協議的適配技術，支持異構廣域網絡互聯互通和融合；研究基于工業5G-U通信技術研究滿足抗干擾、低延時、廣覆蓋、高可靠的新型終端，支持智能生產線、生產車間等應用場景下的設備互聯互通需求；研究針對工業5G-U新型終端的診斷工具，滿足終端生產及現場維護管理需求。
考核指標：設計一種基于國產工業5G-U技術的異構廣域網絡互聯互通新架構，實現工業無線現場網絡與控制網絡及工廠網絡的融合；開發1套不低于三種總線協議適配的適配層(OPC協議、Modbus協議、ProfinetSRT協議)；開發3套以上的工業5G-U終端產品原型，上行大帶寬可達300Mbps，下行大帶寬可達150Mbps；開發1套終端診斷工具，支持小區信號偵測、終端各層指標呈現及狀態管理；完成發明專利、登記軟件著作權合計10項以上。
有關說明：由企業牽頭申報。
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