關于發布未來工業互聯網基礎理論與關鍵技術重大研究計劃2024年度項目指南的通告

國科金發計〔2024〕167號

　　國家自然科學基金委員會現發布未來工業互聯網基礎理論與關鍵技術重大研究計劃2024年度項目指南，請申請人及依托單位按項目指南所述要求和注意事項申請。

國家自然科學基金委員會

2024年8月29日

 

未來工業互聯網基礎理論與關鍵技術重大研究計劃2024年度項目指南

 

未來工業互聯網是新一代信息通信網絡技術與工業制造深度融合的全新工業生態、關鍵基礎設施和新型應用模式，通過人機物的安全可靠智聯，實現生產全要素、全產業鏈、全價值鏈的全面連接，推動制造業生產方式和企業形態根本性變革，形成全新的工業生產制造和服務體系，顯著提升制造業數字化、網絡化、智能化發展水平。

本重大研究計劃瞄準工業互聯網國家重大戰略需求，圍繞未來工業互聯網的重大核心科學問題，打通未來工業互聯網基礎研究、原始創新的“最先一公里”和科技成果轉化、產業市場化應用的“最后一公里”，為我國工業互聯網發展水平走在國際前列奠定理論和技術基礎。

一、科學目標

瞄準工業互聯網國家重大戰略需求，把握未來工業互聯網發展趨勢，創新工業互聯網全要素互聯的結構化組織機理、生產制造流程的柔性構造機制、產業鏈與價值鏈的網絡化調控原理等基礎理論與方法，突破一批核心關鍵技術，完成三個以上工業制造典型場景的集成示范驗證，形成若干重大基礎性原創成果，培養一批有國際影響力的人才和團隊，推動工業互聯網應用與服務的范式變革，為構建要素互聯結構化、生產制造流程化、工業網絡體系化的產業新生態奠定理論和技術基礎，引領未來工業互聯網的科學發展。

二、核心科學問題

本重大研究計劃針對未來工業互聯網生產要素互聯的時空關系演變及調控規律這一核心問題，圍繞以下三個科學問題展開研究。

（一）全要素互聯的結構化組織機理。

針對未來工業互聯網人機物全要素安全可靠互聯的系統復雜性難題，重點解決如何刻畫未來工業互聯網全要素互聯的聯接關系與結構關系，如何度量其復雜性并構建相互控制關系等問題。重點研究未來工業互聯網按需聯接的本征模型與調控機理、生產要素數據多維表征及結構化組織機理、全要素互聯的系統熵理論。

（二）生產制造流程的柔性構造理論與方法。

面向未來工業互聯網柔性化制造全流程的流暢性與穩定性要求，重點解決如何精準刻畫未來工業互聯網生產鏈制造全流程中的誤差傳播、有效識別生產流程的脆弱性、定量評估生產線重構的收斂性等問題。重點研究未來工業互聯網柔性化制造全流程的容差分析與傳播模型、全流程穩定性構建方法、全流程重構的理論與方法。

（三）產業鏈與價值鏈的網絡化調控原理。

針對未來工業互聯網生產制造的全產業鏈、全價值鏈耦合與復雜調控關系，重點解決如何從效率角度建立網絡化產業鏈模型、從效用角度建立網絡化價值鏈模型，如何實現跨產業鏈與價值鏈聯動的多目標調控優化等問題。重點研究未來工業互聯網生產制造的全產業鏈構建模型、全價值鏈構建模型、跨鏈耦合的網絡化調控原理。

三、2024年度重點資助研究方向

（一）培育項目。

圍繞上述科學問題，以總體科學目標為牽引，2024年度對于探索性強、選題新穎、前期研究基礎較好、產學研用相結合的申請項目，將以培育項目方式予以資助，建議研究內容圍繞以下方向：

1. 面向流程行業的虛實融合數字孿生建模與優化技術。

針對工業過程多相多場耦合、多目標沖突導致的復雜反應氣氛解析難、優化決策難等問題，研究大型流程生產裝備的相場耦合機制，建立面向工業互聯網的復雜耦合反應體系的數字孿生模型；研究數字孿生模型和裝備運行特征虛實融合的運行工況識別方法、多沖突目標的高效優化決策方法，支持宏觀與微觀協同的動態反應氣氛精準控制；結合典型場景開展相關科學問題與關鍵技術演示驗證。

2. 面向端側異構操作系統的微服務架構與關鍵技術。

研究面向工業互聯網環境下異構多處理器端側硬件和異構操作系統的輕量化微服務架構；研究端側應用以微服務方式快速發布的關鍵技術，以及工業互聯網感知、互聯、認知、控制、存儲等微服務的動態組合方法；研究實時應用和AI應用的微服務化技術，支持現有實時應用的微服務化移植與開發，支持在端側硬件上部署AI微服務并進行實時分析，保障微服務化后的應用獨立部署與混合部署的實時性要求。在不少于5種開源異構操作系統中進行應用驗證。

3. 工業互聯網多模態學習與推理方法。

針對工業互聯網典型場景，研究面向多源異構傳感器的多模態學習方法與匹配算法，實現異步跨模態數據的精準對齊；研究生產過程中在模態缺失條件下的信息融合表達與重構方法，支持異構模態信息不完備條件下的智能決策；研究模態樣本不均衡情況下的多模態推理方法，支持異構數據源小樣本情況下的跨域、跨模態關聯推理；結合典型場景開展相關科學問題與關鍵技術演示驗證。

（二）重點支持項目。

圍繞核心科學問題，以總體科學目標為牽引，2024年對于前期研究成果積累較好、對總體目標在理論和關鍵技術上有較大貢獻、具備產學研用合作基礎的申請項目，將以重點支持項目方式予以資助，重點支持方向如下：

1. 面向智能制造的行業大模型架構與算法。

研究面向智能制造的行業大模型數據制備方法，探索領域知識驅動的高保真數據構造生成算法，建立針對多模態工業數據集的制備及質量評價理論；面向工業互聯網智能制造大模型的云邊高效訓練與邊端高效推理，探索分布式協同訓練與推理機制，創新分布式模型訓練與推理一體化的行業大模型架構與算法；研究針對工業模型機理約束下的大模型訓練方法，探索模型推理結果的穩定生成方法；針對智能制造的典型應用場景，開展相關科學問題與關鍵技術的演示驗證，與現有技術相比性能指標有顯著提升。

2. 工業互聯網跨鏈數據融合與高效流通機理。

針對工業互聯網跨產業鏈、跨價值鏈數據要素流通不暢、數據開放共享難等問題，研究跨鏈企業間業務數據信息融合的理論與建模方法，實現跨鏈企業數據信息的統一管理；研究跨鏈企業數據價值評估與定價的理論模型，支撐跨鏈企業數據價值流動；研究跨鏈企業信用評價與數據高效流通機理，促進跨鏈企業數據高效流通與價值釋放。在電子品制造、裝備制造等重點行業的產業鏈中，開展相關科學問題與關鍵技術演示驗證。支持企業主體規模不少于1000個，業務數據種類不少于10種，跨企業數據協同效率提升10%。

3. 面向工業制造的多智能體語義協同與控制。

針對工業制造場景下大規模異構邊緣智能體的高效協作和可靠控制難題，研究面向多模態數據的語義統一表征方法，構建異構邊緣智能體的語義對齊和語義解析算法；研究基于自然語言的多智能體擬人化交互理論，提出在資源受限條件下具有差錯容忍的語義交互方法；研究時空任務驅動的多智能體自主調度策略和輕量化分布式協同控制方法，設計異構多智能體間高效協作的感知、通信與控制模型。在汽車、航天等工業制造場景開展相關科學問題與關鍵技術演示驗證，支持不少于50類異構邊緣智能體的協同控制，連接設備不少于500臺，提升生產效率20%以上。

4. 工業互聯網柔性制造系統的優化算法理論及穩定性分析。

針對工業互聯網柔性化制造流程的敏捷性和穩定性要求，探索制造系統柔性協同的物理機理，建立生產、輸送和資源調度一體化的數學模型和優化決策理論，實現工業互聯網柔性制造全流程云-邊-端的高效協同與大規模任務需求精準適配；研究穩定高效的在線自適應優化算法，實現優化算法的穩定性快速分析與自適應生成。在柔性制造的典型應用場景開展理論與方法驗證，實現大規模柔性制造任務需求下秒級任務規劃與資源調度，降低任務延遲時間20%以上，提高生產效率20%以上。

5. 工業互聯網網絡攻擊行為動態檢測理論與溯源方法。

面向工業互聯網復雜環境中的高級可持續網絡威脅檢測與溯源需求，研究工業互聯網網絡攻擊行為動態檢測理論，提出攻擊行為的統一表征方法、適用于工業復雜系統的多層級行為建模方法和基于安全數據融合的自演化異常檢測方法，實現對未知攻擊的快速發現與精準識別；研究面向工業互聯網復雜全系統的攻擊路徑構建機理，探索差分異常根因分析關鍵技術，實現對攻擊路徑的精準溯源。在能源電力、冶金石化、汽車制造等典型行業中開展相關科學問題與關鍵技術演示驗證，異常識別準確率和溯源準確率均超過90%。

6. 面向產業鏈供應鏈韌性的全要素優化配置理論與方法。

針對產業鏈供應鏈中的風險網狀級聯放大、防控主體跨尺度多元、高維動態配置優化等韌性問題，研究工業互聯網風險要素識別與量化、風險圖景網絡與傳播模型、多元網絡演化模型，建立網狀協同優化的新模式和新理論框架，研究跨尺度、高精度的生成擴散式風險推演、評估、預警方法，以及全要素優化配置柔性調度方法，提升產業鏈供應鏈的韌性塑造能力。在航空航天、汽車、集成電路等典型行業中開展相關科學問題與關鍵技術演示驗證，風險溯源和推演的準確率不低于95%，全要素優化配置后供應鏈恢復時間減少20%。

（三）集成項目。

1. 面向復雜產品研發的價值鏈共創機理與網絡化智能協同技術集成演示驗證。

面向復雜產品的設計與研發，瞄準研發供應鏈及生產加工過程、銷售運維過程等全產業鏈、全價值鏈中多主體高效協作的需求，通過集成本重大研究計劃前期已布局項目的研究成果，主要包括全價值鏈中多主體自組織協同與決策的機理、全產業鏈要素協同配置與調控的新理論、雙鏈聯動下的價值關系發現與協同模式創新的新方法、雙鏈融合的網絡化智能協同的新機制、雙鏈耦合與復雜調控的新技術等重點項目成果，構建支撐復雜產品研發的跨產業鏈與價值鏈聯動的網絡化調控和管理決策一體化的智能協同集成演示驗證環境，進一步驗證相關科學問題的解決情況，并在裝備制造、航空航天、汽車、電子、紡織等行業中的不少于3個典型應用場景開展創新應用示范，加速前期布局項目研究成果的轉化與落地。

2. 基于開放自動化架構的制造流程柔性構造理論方法與技術集成演示驗證。

面向多品種變批量產品的個性化定制生產新模式，通過集成本重大研究計劃前期已布局項目的研究成果，主要包括精準作業的人機協同控制與跨域實時優化、柔性裝配機理建模與智能調控、柔性制造全流程質量在線評價與動態調控等重點項目成果，創新生產管控業務與資源解耦的“網、算、控”協同調控模式，構建基于開放自動化架構的工業互聯網系統集成平臺，搭建支撐生產制造流程柔性構造理論方法與技術的集成演示驗證環境，進一步驗證相關科學問題的解決情況，并在IC裝備、裝備制造、航空航天、冶金石化等不少于3個行業中的典型應用場景開展相關科學問題與關鍵技術的演示驗證，加速前期布局項目研究成果的轉化與落地。

四、項目遴選的基本原則

為確保實現總體目標，本重大研究計劃要求研究內容必須符合指南要求，把握工業互聯網發展趨勢，結合工業互聯網的實際問題，提煉基礎科學問題開展創新性研究。

（一）要求研究與未來工業互聯網相關的基礎科學問題，即在申請書中需要明確解釋研究對象的具體應用場景及需求，需要明確研究問題對全要素互聯的結構化組織機理、生產制造流程的柔性構造理論與方法、產業鏈與價值鏈的網絡化調控原理等核心科學問題的貢獻。

（二）在闡述國際發展的最新態勢及該方向在重大研究計劃支持下已經取得的重要進展基礎上，要歸納提煉明確的科學問題。

（三）針對科學問題，研究隊伍要有明確的分工，發揮各自優勢，開展聯合攻關和協作研究，形成有機的研究鏈條，建議積極吸納工業互聯網用戶單位為項目參與單位。

（四）要明確對實現重大研究計劃總體目標和解決核心科學問題的貢獻。

（五）要明確具體應用場景，研究目標中應包含可量化、可考核的指標。

五、2024年度資助計劃

2024年度擬資助培育項目8項左右，直接費用資助強度約為80萬元/項，資助期限為3年，申請書中研究期限應填寫“2025年1月1日-2027年12月31日”；

擬資助重點支持項目6項，直接費用資助強度約為230萬元/項，資助期限為3年，申請書中研究期限應填寫“2025年1月1日-2027年12月31日”；

擬資助集成項目2項，直接費用資助強度約為1000萬元/項，鼓勵申報單位與企業或地方政府部門按照1:2配套，資助期限為2年，申請書中研究期限應填寫“2025年1月1日-2026年12月31日”。

六、申請要求及注意事項

（一）申請條件。

本重大研究計劃項目申請人應當具備以下條件：

1. 具有承擔基礎研究課題的經歷；

2. 具有高級專業技術職務（職稱）。

在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進行申請。

（二）限項申請規定。

執行《2024年度國家自然科學基金項目指南》“申請規定”中限項申請規定的相關要求。

（三）申請注意事項。

申請人和依托單位應當認真閱讀并執行本項目指南、《2024年度國家自然科學基金項目指南》和《關于2024年度國家自然科學基金項目申請與結題等有關事項的通告》中相關要求。

1. 本重大研究計劃項目實行無紙化申請。申請書提交日期為2024年9月29日－10月11日16時。

（1）申請人應當按照科學基金網絡信息系統中重大研究計劃項目的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。

（2）本重大研究計劃旨在緊密圍繞核心科學問題，將對多學科相關研究進行戰略性的方向引導和優勢整合，成為一個項目集群。申請人應根據本重大研究計劃擬解決的具體科學問題和項目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項目名稱、科學目標、研究內容、技術路線和相應的研究經費等。

（3）申請書中的資助類別選擇“重大研究計劃”，亞類說明選擇“培育項目”、“重點支持項目”或“集成項目”，附注說明選擇“未來工業互聯網基礎理論與關鍵技術”，根據申請的具體研究內容選擇相應的申請代碼。

培育項目和重點支持項目的合作研究單位不得超過2個，集成項目的合作單位不得超過4個。

（4）申請人在申請書“立項依據與研究內容”部分，應當首先說明申請符合本項目指南中的擬資助研究方向，以及對解決本重大研究計劃核心科學問題、實現本重大研究計劃科學目標的貢獻。

如果申請人已經承擔與本重大研究計劃相關的其他科技計劃項目，應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區別與聯系。

2. 依托單位應當按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作。在2024年10月11日16時前通過信息系統逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料，并于2024年10月12日16時前在線提交本單位項目申請清單。

3. 其他注意事項。

（1）為實現重大研究計劃總體科學目標和多學科集成，獲得資助的項目負責人應當承諾遵守相關數據和資料管理與共享的規定，項目執行過程中應關注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關系。

（2）為加強項目的學術交流，促進項目群的形成和多學科交叉與集成，本重大研究計劃將每年舉辦1次資助項目的年度學術交流會，并將不定期地組織相關領域的學術研討會。獲資助項目負責人有義務參加本重大研究計劃指導專家組和管理工作組所組織的上述學術交流活動。

（四）咨詢方式。

國家自然科學基金委員會信息科學部信息科學二處

聯系電話：010-62327929，62327807，62327090

 

? ? ?來源：國家自然科學基金委員會

 

單位介紹:

? ? 我單位主要從事全國科技成果評價、國家科技計劃項目申報咨詢、項目戰略研討、專家考察調研、科技政策培訓、企業內訓等相關業務。在科技咨詢領域具有很強的政府背景、行業渠道、人脈資源及專業能力，為廣大科研工作者及科技型企事業單位提供專業化服務。

近期相關科技培訓:

9月11-13日南京、9月24-26日重慶|面向新質生產力的國家科技計劃項目申報和科研平臺建設運行、科研資金全過程管理使用高級研修班

9月25-28日上海|科技項目申報與科研平臺建設運行、經費使用管理、綜合績效評價專題培訓班

8月14-17日蘇州|高價值專利布局、專利檢索分析及科技成果轉化運用能力提升培訓班

8月14-17日銀川 |知識產權運營管理與科技成果轉移、轉化操作實務能力提升班

如有相關需求及培訓報名請及時聯系: 王主任, 電 話:13426056628(同微信)

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