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关于宣布未来工业互联网基础理论与要害手艺重大研究妄想2021年度项目指南的通告

时间：2021-08-06 泉源：国家自然科学基金委员会

国科金发计〔2021〕46号

国家自然科学基金委员会现宣布“未来工业互联网基础理论与要害手艺”重大研究妄想2021年度项目指南，，，请申请人及依托单位按项目指南所述要求和注重事项申请。。。。。

国家自然科学基金委员会

2021年8月4日

“未来工业互联网基础理论与要害手艺”重大研究妄想2021年度项目指南

未来工业互联网是新一代信息通讯网络手艺与工业制造深度融合的全新工业生态、要害基础设施和新型应用模式，，，通过人机物的清静可靠智联，，，实现生产全要素、全工业链、全价值链的周全毗连，，，推动制造业生产方法和企业形态根天性厘革，，，形玉成新的工业生产制造和效劳系统，，，显著提升制造业数字化、网络化、智能化生长水平。。。。。

本重大研究妄想瞄准工业互联网国家重大战略需求，，，围绕未来工业互联网的重大焦点科学问题，，，买通未来工业互联网基础研究、原始立异的“最先一公里”和科技效果转化、工业市场化应用的“最后一公里”，，，为我国工业互联网生长水平走在国际前线涤讪理论和手艺基础。。。。。

一、科学目的

瞄准工业互联网国家重大战略需求，，，掌握未来工业互联网生长趋势，，，立异工业互联网全要素互联的结构化组织机理、生产制造流程的柔性结构机制、工业链与价值链的网络化调控原理等基础理论与要领，，，突破一批焦点要害手艺，，，完成三个以上工业制造典范场景的集成树模验证，，，形成若干重大基础性原创效果，，，作育一批有国际影响力的人才和团队，，，推动工业互联网应用与效劳的范式厘革，，，为构建要素互联络构化、生产制造流程化、工业网络系统化的工业新生态涤讪理论和手艺基础，，，引领未来工业互联网的科学生长。。。。。

二、焦点科学问题

本重大研究妄想针对未来工业互联网生产要素互联的时空关系演变及调控纪律这一焦点问题，，，围绕以下三个科学问题睁开研究：

（一）全要素互联的结构化组织机理。。。。。

针对未来工业互联网人机物全要素清静可靠互联的系统重大性难题，，，重点解决怎样描绘未来工业互联网全要素互联的联接关系与结构关系，，，怎样怀抱其重大性并构建相互控制关系等问题。。。。。重点研究未来工业互联网按需联接的本征模子与调控机理、生产要素数据多维表征及结构化组织机理、全要素互联的系统熵理论。。。。。

（二）生产制造流程的柔性结构理论与要领。。。。。

面向未来工业互联网柔性化制造全流程的流通性与稳固性要求，，，重点解决怎样精准描绘未来工业互联网生产链制造全流程中的误差撒播、有用识别生产流程的懦弱性、定量评估生产线重构的收敛性等问题。。。。。重点研究未来工业互联网柔性化制造全流程的容差剖析与撒播模子、全流程稳固性构建要领、全流程重构的理论与要领。。。。。

（三）工业链与价值链的网络化调控原理。。。。。

针对未来工业互联网生产制造的全工业链、全价值链耦合与重大调控关系，，，重点解决怎样从效率角度建设网络化工业链模子、从效用角度建设网络化价值链模子，，，怎样实现跨工业链与价值链联动的多目的调控优化等问题。。。。。重点研究未来工业互联网生产制造的全工业链构建模子、全价值链构建模子、跨链耦合的网络化调控原理。。。。。

三、2021年度重点资助研究偏向

（一）培育项目。。。。。

围绕上述科学问题，，，以总体科学目的为牵引，，，2021年度关于探索性强、选题新颖、前期研究基础较好、产学研用相连系的申请项目，，，将以培育项目方法予以资助，，，建议研究内容围绕以下偏向：

1.基于系统熵的工业互联网拓扑演化机理与相关数学要领

面向未来工业互联网典范场景，，，探索工业互联网的重大拓扑结构，，，构建响应的重大网络几何怀抱模子、信息传输模子和网络演化模子；；；；；；研究重大网络系统的本征谱系、系统熵理论、动力学演化机理，，，提出可应用于工业互联网的剖析、盘算、优化、决媾和调控等相关数学要领。。。。。

2.面向工业互联网庞概略素的多源特征融合表征要领与组织推理

面向未来工业互联网庞概略素精准表征需求，，，探索多源异构数据资源的统一表征与融合治理机制、多源异构生产要素的低维子空间共享体现要领，，，研究工业生产多源数据的相关/不相关特征的共学习机制，，，提出工业要素多源异构低质数据融合治理的理论与要领。。。。。

3.多工序重大耦合定制化生产历程的误差撒播机理与在线容差剖析

针对古板离线容差剖析精度低、难以顺应定制化生产等瓶颈问题，，，探索多工序细密装配历程中的部件尺寸误差、装配误差、受力变形等多误差耦相助用与撒播机理，，，研究多级耦合误差与产品质量及性能的量化关联关系；；；；；；针对产品质量多维度特征，，，研究多工序解耦的网络边沿侧在线容差剖析要领，，，提出知足装配精度要求的容差动态分派与赔偿要领。。。。。

4.工业互联网高精度时延颤抖控制理论与要领

面向未来工业互联网中云化控制、工厂互联等时间敏感应用场景，，，研究时间敏感网络的跨层调理、跨域传输机制等焦点手艺，，，提出时间敏感网络的端到端传输理论模子和响应的高精度时延颤抖控制要领，，，实现微秒级的端到端时延颤抖控制。。。。。

5.智能制造软件与协议的清静检测理论及评估要领

面向全要素互联系统软件与协议的清静检测与评估需求，，，研究智能制造软件与协议的清静性智能测试理论、协议清静性剖析要领和软件清静性评估要领，，，自主有用发明软件与协议的清静性隐患。。。。。

6. 面向工业互联网数据清静的高精度异常检测理论与溯源要领

面向工业互联网敏感数据的高清静需求，，，研究典范工业场景下数据特征空间的紧致表达与多源融合新理论新要领，，，探索异常希罕数据的高阶重大关联纪律，，，构建低虚警、低漏检、在线可进化的异常数据检测架构，，，提出异常数据全生命周期溯源与网络拓扑驱动的修复要领。。。。。

（二）重点支持项目。。。。。

围绕焦点科学问题，，，以总体科学目的为牵引，，，2021年关于前期研究效果积累较好、对总体目的在理论和要害手艺上有较大孝顺、具备产学研用相助基础的申请项目，，，将以重点支持项目方法予以资助，，，重点支持偏向如下：

1.面向多场景端到端性能可控的新型工业互联网系统架构

面向按需可重构智慧工厂中人机料法环等生产全要素互联需求，，，针对接入情形重大、端到端性能可控性差等瓶颈问题，，，研究面向人机物三元融合、全要素智能互联的CT、IT与OT深度融合的新型工业互联网系统架构，，，突破情形智能感知、生产全要素按需互联、高可靠端到端数据传输、跨层协同与协议设计、端边协同盘算与边沿轻量化等“感-传-算”一体化要害手艺，，，构建系统架构的数字孪生模子，，，面向高端装备制造中的多场景，，，综合应用工业机械人、移动AGV等开展有用性验证，，，动态大规模网络端到端延迟小于即是10毫秒，，，端到端数据传输可靠性知足工业现场控制级要求。。。。。

2.工业互联网边沿侧轻量化可信智能清静系统理论与要领

面向未来工业互联网数据与应用效劳的可信清静需求，，，探索边沿侧轻量级数据加密系统理论与要领，，，突破轻量级数据加密与防护、隐私保�；；；；；さ娜褐切庀�，，，构建高能效、高清静性的边沿智能盘算系统架构；；；；；；面向未来工业互联网网络清静需求，，，探索生产线多目的协同轻量化清静调控机理以及基于区块链的隐私保�；；；；；な忠�，，，突破工业边沿节点的异步可信协商、大规模异构终端身份认证与鉴权等要害手艺，，，实现工业互联网人机物全要素群智清静互联的新型内生清静网络系统架构。。。。。面向无人大规模智能制造情形的应用，，，开展存算感知相融合边沿侧可信清静系统及理论要领有用验证，，，实现万级同质边沿节点容量规模下，，，单次加密操作能耗降低一个数目级。。。。。

3.面向制造模式厘革的工业互联网柔性结构与智能调控

面向多品种变批量特征下的个性化定制、共享制造等需求，，，针对未来工业互联网柔性制造全流程协同调控难、系统重构误差大、产品质量一致性差等瓶颈问题，，，研究柔性化定制生产历程中漫衍式资源调控机制、多变量误差撒播与耦合机理，，，多标准特征智能检测与评估系统、小样本数据质量展望与优化模子，，，构建基于生产制造全要素全流程优化的数字孪生协同集成智能调控原型系统，，，实现动态扰动下系统漫衍式资源调控、数据驱动的系统建模、质量展望与控制以及全流程重构的多目的优化，，，连系航空航天、装备制造、纺织等典范行业开展有用性验证，，，显著提升生产要素优化设置、协同运行效率及产品制造质量。。。。。

4.智慧车间重大撒播情形适变理论与重构机制

面向智慧车间电磁情形的重大性与现场应用场景的多样性需求，，，针对有限空间内无线信号撒播的随机性与不可控性难题，，，研究智慧车间重大撒播情形适变理论、信道准确建模与智能重构要领，，，建设情形智能感知、资源设置与优化调控模子，，，支持智慧车间重大电磁情形下的信道自构建、自优化、自维护，，，实现车间内部场景与外部需求转变的智能快速感知与顺应，，，连系典范智慧车间场景，，，开展理论与要领的有用性验证，，，显著提升无线传输资源使用效率。。。。。

5.面向工业互联网的轻量化软件系统架构

面向工业互联网资源高效协同和要素柔性重构需求，，，研究融合端边云资源的轻量化软件构建要领，，，突破跨网络/跨协议/跨粒度的端侧软件集成、工业互联营业语义建模、多模态本征模子怀抱、构件动态组合与数据关联、工业应用低代码编程等要害手艺，，，构建条理化、轻量化软件架构系统，，，为工业互联网领域软件工程理论与开源生态涤讪基础，，，连系协同制造、智能维护等典范场景，，，开展理论、要领与架构的有用性验证，，，显著提升工业互联网软件开发效率。。。。。

6.面向智能制造价值链的生产自组织协同机理与治理要领

面向新产品生产自组织与价值链高效协同治理的需求，，，研究工业互联网实现产品快速集成立异与高质量制造的效劳新模式、基于营业流程/信息透明度/供应链相助关系/工业链战略同盟的价值链综合集成新要领，，，发明产品价值链中利益相关方短期与恒久价值的关联关系，，，展现工业互联网生态系统价值链的协同优化机理，，，建设新产品营业流程的自动天生模子、面向价值链的生产自组织协同决议系统与运行治理机制，，，连系新产品智能制造场景，，，开展理论、要领与模子的有用性验证，，，显著提升新产品的研发效率和价值链利益相关方的效益。。。。。

四、项目遴选的基来源则

为确保实现总体目的，，，本重大研究妄想要求研究内容必需切合指南要求，，，掌握工业互联网生长趋势，，，连系工业互联网的现实问题，，，提炼基础科学问题开展立异性研究。。。。。

（一）要求研究与未来工业互联网相关的基础科学问题，，，即：在申请书中需要明确诠释研究工具的详细应用场景及需求，，，需要明确研究问题对全要素互联的结构化组织机理、生产制造流程的柔性结构理论与要领、工业链与价值链的网络化调控原理等焦点科学问题的孝顺。。。。。

（二）在叙述国际生长的最新态势及该偏向在重大研究妄想支持下已经取得的主要希望基础上，，，要归纳提炼明确的科学问题。。。。。

（三）针对科学问题，，，研究步队要有明确的分工，，，施展各自优势，，，开展联合攻关和协作研究，，，形成有机的研究链条，，，建议起劲吸纳工业互联网用户单位为项目加入单位。。。。。

（四）要明确对实现重大研究妄想总体目的息争决焦点科学问题的孝顺。。。。。

（五）要明确详细应用场景，，，研究目的中应包括可量化、可审核的指标。。。。。

五、2021年度资助妄想

2021年度拟资助培育项目约10项，，，直接用度的资助强度约为80万元/项，，，资助限期为3年，，，培育申请书中研究限期应填写“2022年1月1日-2024年12月31日”；；；；；；拟资助重点支持项目约5项，，，直接用度的平均资助强度约为260万元/项，，，资助限期为3年，，，申请书中研究限期应填写“2022年1月1日-2024年12月31日”。。。。。

六、申请要求及注重事项

（一）申请条件。。。。。

本重大研究妄想项目申请人应当具备以下条件：

1. 具有肩负�；；；；；⊙芯靠翁獾穆睦�；；；；；

2. 具有高级专业手艺职务（职称）。。。。。

在站博士后研究职员、正在攻读研究生学位以及无事情单位或者所在单位不是依托单位的职员不得作为申请人举行申请。。。。。

（二）限项申请划定。。。。。

执行《2021年度国家自然科学基金项目指南》“申请划定”中限项申请划定的相关要求。。。。。

（三）申请注重事项。。。。。

申请人和依托单位应当认真阅读并执行本项目指南、《2021年度国家自然科学基金项目指南》和《关于2021年度国家自然科学基金项目申请与结题等有关事项的通告》中相关要求。。。。。

1. 本重大研究妄想项目实验无纸化申请。。。。。申请书提交日期为2021年9月6日－9月10日16时。。。。。

（1）申请人应当凭证科学基金网络信息系统中重大研究妄想项目的填报说明与撰写提要要求在线填写和提交电子申请书及附件质料。。。。。

（2）本重大研究妄想旨在细密围绕焦点科学问题，，，将对多学科相关研究举行战略性的偏向指导和优势整合，，，成为一个项目集群。。。。。申请人应凭证本重大研究妄想拟解决的详细科学问题和项目指南宣布的拟资助研究偏向，，，自行制订项目名称、科学目的、研究内容、手艺蹊径和响应的研究经费等。。。。。

（3）申请书中的资助种别选择“重大研究妄想”，，，亚类说明选择“培育项目”和“重点支持项目”，，，附注说明选择“未来工业互联网基础理论与要害手艺”，，，凭证申请的详细研究内容选择响应的申请代码。。。。。

培育项目和重点支持项目的相助研究单位不得凌驾2个。。。。。

（4）申请人在申请书“立项依据与研究内容”部分，，，应当首先说明申请切合本项目指南中的重点资助研究偏向，，，以及对解决本重大研究妄想焦点科学问题、实现本重大研究妄想科学目的的孝顺。。。。。

若是申请人已经肩负与本重大研究妄想相关的其他科技妄想项目，，，应当在申请书正文的“研究基础与事情条件”部分叙述申请项目与其他相关项目的区别与联系。。。。。

2. 依托单位应当凭证要求完成依托单位允许、组织申请以及审核申请质料等事情。。。。。在2021年9月10日16时前通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件质料，，，并于9月11日16时前在线提交本单位项目申请清单。。。。。

3. 其他注重事项。。。。。

（1）为实现重大研究妄想总体科学目的和多学科集成，，，获得资助的项目认真人应当允许遵守相关数据和资料治理与共享的划定，，，项目执行历程中应关注与本重大研究妄想其他项目之间的相互支持关系。。。。。

（2）为增强项目的学术交流，，，增进项目群的形成和多学科交织与集成，，，本重大研究妄想将每年举行1次资助项目的年度学术交流会，，，并将未必期地组织相关领域的学术钻研会。。。。。�；；；；；褡手钅咳险嫒擞幸逦窦尤氡局卮笱芯客胫傅甲ḿ易楹椭卫硎虑樽樗橹纳鲜鲅踅涣髟硕�。。。。。

（四）咨询方法。。。。。

国家自然科学基金委员会信息科学部二处

联系电话：010-62327929, 62327149

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