3月12日，科學(xué)技術(shù)部發(fā)布國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南。為落實(shí)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》等規(guī)劃，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動實(shí)施“制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件”重點(diǎn)專項(xiàng)。根據(jù)本重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案的部署，現(xiàn)發(fā)布2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南。

 

　　“制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南中明確提到，本重點(diǎn)專項(xiàng)按照產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈的要求，從基礎(chǔ)前沿技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)、示范應(yīng)用三個(gè)層面，圍繞關(guān)鍵基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝、先進(jìn)傳感器、高端儀器儀表和基礎(chǔ)技術(shù)保障五個(gè)方向部署實(shí)施。

 

　　按照共性關(guān)鍵技術(shù)類和示范應(yīng)用類，擬啟動18個(gè)項(xiàng)目，安排國撥經(jīng)費(fèi)總概算約1.8億元(其中，方向1.1~1.9為青年科學(xué)家項(xiàng)目，國撥總經(jīng)費(fèi)不超過4500萬元)。為充分調(diào)動社會資源投入制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件的技術(shù)創(chuàng)新，在配套經(jīng)費(fèi)方面，共性關(guān)鍵技術(shù)類項(xiàng)目(非青年科學(xué)家項(xiàng)目)，配套經(jīng)費(fèi)與國撥經(jīng)費(fèi)比例不低于1:1；示范應(yīng)用類項(xiàng)目，配套經(jīng)費(fèi)與國撥經(jīng)費(fèi)比例不低于2:1。鼓勵產(chǎn)學(xué)研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合申報(bào)。

 

　　通過本專項(xiàng)的實(shí)施，進(jìn)一步夯實(shí)制造技術(shù)基礎(chǔ)，掌握關(guān)鍵基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝、先進(jìn)傳感器和高端儀器儀表的核心技術(shù)，提高基礎(chǔ)制造技術(shù)和關(guān)鍵部件行業(yè)的自主創(chuàng)新能力；大幅度提高交通、航空航天、數(shù)控機(jī)床、盾構(gòu)設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、重型礦山設(shè)備、新能源裝備等重點(diǎn)領(lǐng)域和重大成套裝備自主配套能力，強(qiáng)有力支撐制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

 

　　2021年度擬啟動項(xiàng)目研究方向如下：

 

　　1、共性關(guān)鍵技術(shù)

 

　　1.1滾動軸承基礎(chǔ)物理參數(shù)檢測技術(shù)(青年科學(xué)家項(xiàng)目)

 

　　研究內(nèi)容：研究滾動軸承潤滑性能檢測原理與技術(shù)；研究滾動軸承旋轉(zhuǎn)組件溫度檢測原理與技術(shù)；研究滾動軸承內(nèi)部游隙及受力狀態(tài)檢測原理與技術(shù)；開展?jié)L動軸承基礎(chǔ)物理參數(shù)檢測技術(shù)驗(yàn)證。

 

　　考核指標(biāo)：研制出真實(shí)工況條件下軸承的油膜厚度與分布、旋轉(zhuǎn)組件溫度、軸承內(nèi)部游隙及受力狀態(tài)的檢測裝置；油膜厚度測量范圍0.1~300μm，分辨率優(yōu)于0.1μm；運(yùn)轉(zhuǎn)條件下軸承內(nèi)外套圈、保持架的溫度測量范圍RT~180℃，精度優(yōu)于±0.5℃，測量轉(zhuǎn)速不低于30000r/min；運(yùn)行狀態(tài)下力測量范圍不小于軸承額定動載荷的30%，精度優(yōu)于±1%FS；申請發(fā)明專利≥3項(xiàng)。

 

　　1.2滾動軸承裝配基礎(chǔ)與智能裝配方法(青年科學(xué)家項(xiàng)目)

 

　　研究內(nèi)容：研究滾動軸承組件裝配工藝對服役性能影響機(jī)理，滾動軸承裝調(diào)工藝對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)服役性能影響機(jī)理；研究滾動軸承組件/轉(zhuǎn)子系統(tǒng)裝配工藝參數(shù)優(yōu)化方法與軟件系統(tǒng)；研制針對滾動軸承組件/轉(zhuǎn)子系統(tǒng)裝調(diào)過程，具備精準(zhǔn)檢測、自動調(diào)整、自適應(yīng)壓裝的智能裝配原理驗(yàn)證系統(tǒng)，提高軸承合套成功率。

 

　　考核指標(biāo)：考慮滾動軸承裝調(diào)工藝參數(shù)的軸承服役性能仿真預(yù)測準(zhǔn)確率>70%；裝配工藝參數(shù)優(yōu)化軟件可實(shí)現(xiàn)軸承組件最優(yōu)選配、裝調(diào)載荷、裝調(diào)相位、連接載荷等參數(shù)精準(zhǔn)計(jì)算；滾動軸承智能裝配工藝裝置裝配過程力載荷檢測與控制精度優(yōu)于±0.5%FS；位移測量與調(diào)控分辨率優(yōu)于0.2μm；申請發(fā)明專利≥3項(xiàng)。

 

　　1.3高功率密度液壓元件摩擦副壽命預(yù)測與延壽設(shè)計(jì)(青年科學(xué)家項(xiàng)目)

 

　　研究內(nèi)容：研究液壓元件摩擦副的多尺度多自由度動力學(xué)特性、固—液—熱多場耦合建模理論；研究摩擦副間隙油膜關(guān)鍵參數(shù)原位測試原理；研究高速重載摩擦副性能退化規(guī)律和典型損傷機(jī)理，建立界面累積損傷和元件性能動態(tài)劣化評估模型；研究新型摩擦副調(diào)控延壽設(shè)計(jì)方法，并開展相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證。

 

　　考核指標(biāo)：2種以上液壓元件的摩擦副油膜性能分析與動態(tài)演化仿真軟件各1套，仿真精度≥90%；液壓元件摩擦副油膜參數(shù)分布式測試裝備1套，具備油膜厚度場、溫度場、壓力場等至少3種在線測試功能；針對航天航空等領(lǐng)域，液壓元件功率密度提高20%以上；申請發(fā)明專利≥2項(xiàng)。

 

　　1.4高性能液壓閥性能在線監(jiān)測與智能控制(青年科學(xué)家項(xiàng)目)

 

　　研究內(nèi)容：研究液壓閥口的沖蝕磨損及閥芯卡滯機(jī)理與演化規(guī)律；建立多維融合感知的液壓閥性能衰退與預(yù)測模型；研究電液控制閥服役過程的實(shí)時(shí)補(bǔ)償技術(shù)，開發(fā)具有性能監(jiān)測和故障診斷功能的可編程集成控制器；開展相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證。

 

　　考核指標(biāo)：高可靠智能型電液控制閥樣機(jī)2種以上；控制精度<0.1%，典型故障檢測類型≥5類，識別率≥80%；具備IO-link總線通訊接口的位置軸控精度不低于1%FS；申請發(fā)明專利≥3項(xiàng)。

 

　　1.5齒輪傳動系統(tǒng)多維信息感知及智能運(yùn)維(青年科學(xué)家項(xiàng)目)

 

　　研究內(nèi)容：研究傳動/感知/控制等深度融合的智能化齒輪傳動系統(tǒng)，探索傳動系統(tǒng)全生命周期內(nèi)輪齒損傷(如點(diǎn)蝕、磨損、膠合、斷齒)、應(yīng)力、溫度、振動等多維信息監(jiān)測新方法；研究齒輪傳動系統(tǒng)多維信息的故障自診斷及自適應(yīng)調(diào)控等智能運(yùn)維機(jī)制；研究齒輪傳動系統(tǒng)服役性能及殘余壽命的智能預(yù)測方法。

 

　　考核指標(biāo)：齒輪傳動系統(tǒng)智能感知及智能運(yùn)維驗(yàn)證系統(tǒng)1臺/套；具備傳動系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)力、溫度、振動及輪齒損傷等監(jiān)測功能，監(jiān)測精度優(yōu)于5%；具備智能運(yùn)維功能，故障自診斷正確率不低于80%；申請發(fā)明專利≥3項(xiàng)。

 

　　1.6基于二維材料的柔性應(yīng)變傳感器陣列(青年科學(xué)家項(xiàng)目)

 

　　研究內(nèi)容：研究基于二維材料的柔性應(yīng)變傳感器敏感材料的性能調(diào)控方法和微觀機(jī)理；研究與微納加工、印刷工藝兼容的應(yīng)變敏感材料、傳感器結(jié)構(gòu)、可靠性及封裝技術(shù)，以及柔性應(yīng)變傳感器陣列的加工方法；在工業(yè)或人體表皮進(jìn)行長期連續(xù)監(jiān)測驗(yàn)證。

 

　　考核指標(biāo)：傳感器應(yīng)變系數(shù)≥500，拉伸性≥50%，最低檢測限≤0.08%，循環(huán)穩(wěn)定性≥50000次5%應(yīng)變，響應(yīng)時(shí)間≤50ms；陣列性能離散性≤5%；研制應(yīng)變傳感可穿戴集成系統(tǒng)原型，申請發(fā)明專利≥3項(xiàng)，制定技術(shù)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)≥1項(xiàng)。

 

　　1.7高靈敏磁電阻傳感器(青年科學(xué)家項(xiàng)目)

 

　　研究內(nèi)容：研究高靈敏磁電阻傳感器敏感材料、原理和結(jié)構(gòu)；研究低噪聲磁性多層膜結(jié)構(gòu)材料；研究磁電阻—微機(jī)電和磁電阻—超導(dǎo)一體化調(diào)制效應(yīng)的影響機(jī)理；研究高靈敏磁傳感器芯片制造工藝；研究傳感器的噪聲抑制、磁通匯聚、三維集成、封裝等關(guān)鍵技術(shù)；研究傳感器ASIC芯片設(shè)計(jì)；研制原型器件，并在工業(yè)現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證。

 

　　考核指標(biāo)：磁傳感器靈敏度優(yōu)于200mV/V/Oe，量程≤±100μT，功耗≤100mW，本底噪聲≤1pT/Hz 1Hz；申請發(fā)明專利≥3項(xiàng)。

 

　　1.8高靈敏MEMS三維電場傳感器(青年科學(xué)家項(xiàng)目)

 

　　研究內(nèi)容：研究高靈敏MEMS三維電場傳感器的敏感機(jī)理和結(jié)構(gòu)；研究三分量電場耦合干擾抑制方法及高精度測量方法；研究傳感器制備工藝、抗表面電荷積聚封裝等關(guān)鍵技術(shù)；研究傳感器弱信號檢測方法，研制出傳感器原型，并在工業(yè)現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證。

 

　　考核指標(biāo)：傳感器測量范圍0~100kV/m；單分量電場分辨力優(yōu)于1V/m；軸間耦合度<5%；準(zhǔn)確度優(yōu)于5%；傳感器敏感結(jié)構(gòu)尺寸≤12mm×12mm；申請發(fā)明專利≥3項(xiàng)，制定技術(shù)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)≥1項(xiàng)。

 

　　1.9硅基厚金屬膜制造工藝基礎(chǔ)(青年科學(xué)家項(xiàng)目)

 

　　研究內(nèi)容：研究圓片級硅基MEMS厚金屬膜工藝兼容性技術(shù)；研究高質(zhì)量厚金屬膜材料力學(xué)性能匹配方法、工藝和原位測試技術(shù)；研究硅基厚金屬膜微結(jié)構(gòu)釋放技術(shù)，開發(fā)基于硅基MEMS厚金屬膜工藝能力驗(yàn)證評價(jià)技術(shù)，開展工藝可用性驗(yàn)證。

 

　　考核指標(biāo)：建立硅基厚金屬膜制造基礎(chǔ)工藝體系，圓片直徑≥150mm，金屬膜厚度≥5μm，厚度誤差≤±3%；工藝驗(yàn)證器件數(shù)量≥2種；申請發(fā)明專利≥3項(xiàng)。

 

　　1.10分布式獨(dú)立電液控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

 

　　研究內(nèi)容：研究典型非道路移動機(jī)器的電液控制系統(tǒng)構(gòu)型原理與參數(shù)優(yōu)選方案；研制集成化一體化的電液控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)；開發(fā)硬件在環(huán)仿真和試驗(yàn)測試系統(tǒng)，研究全局功率匹配和高效能量管理方法；研究分布電液控制系統(tǒng)的高動態(tài)泵閥復(fù)合控制技術(shù)，并開展相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證。

 

　　考核指標(biāo)：分布式電液控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)1套，應(yīng)用至非道路移動機(jī)器整機(jī)并較原有機(jī)型降低燃油消耗40%；分布式電液控制系統(tǒng)能效分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件1套；總線型數(shù)字式綜合控制器1套，流量控制誤差≤2%；模擬測試系統(tǒng)平臺1套；申請發(fā)明專利≥2項(xiàng)。

 

　　1.11工業(yè)測控高精度硅基壓力傳感器關(guān)鍵技術(shù)

 

　　研究內(nèi)容：研究差壓、表壓和絕壓高精度壓力傳感器芯片設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵技術(shù)；研究硅基MEMS加工應(yīng)力控制方法與傳感器高可靠封/組裝技術(shù)；研究寬溫區(qū)溫度補(bǔ)償校準(zhǔn)方法，實(shí)現(xiàn)基于自主開發(fā)壓力敏感芯片的系列化壓力傳感器在流程工業(yè)、裝備工業(yè)等重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)用驗(yàn)證。

 

　　考核指標(biāo)：差壓傳感器量程0.015MPa，非線性誤差0.3%FS，遲滯0.05%FS，工作溫度-40~85℃；表壓傳感器量程0.5MPa，非線性誤差0.2%FS，遲滯0.05%FS，工作溫度-40~85℃；絕壓傳感器量程3MPa，準(zhǔn)確度0.02%FS，工作溫度-40~85℃；高溫壓力傳感器量程2MPa，準(zhǔn)確度0.25%FS，工作溫度-55~250℃，響應(yīng)頻率≥400kHz；壓力變送器準(zhǔn)確度0.05%FS；申請發(fā)明專利≥5項(xiàng)。

 

　　1.12工業(yè)機(jī)器人減速器狀態(tài)監(jiān)測傳感器關(guān)鍵技術(shù)

 

　　研究內(nèi)容：研究薄膜應(yīng)變傳感器在機(jī)器人減速器部件表面上的原位集成工藝、設(shè)計(jì)制造及可靠性技術(shù)；研究適應(yīng)減速器內(nèi)部環(huán)境的無線應(yīng)變傳感器設(shè)計(jì)制造及測量技術(shù)；研究MEMS薄膜聲發(fā)射傳感器設(shè)計(jì)制造及可靠性技術(shù)；研制的傳感器在諧波減速器和RV(旋轉(zhuǎn)矢量)減速器應(yīng)用驗(yàn)證。

 

　　考核指標(biāo)：諧波減速器應(yīng)變傳感器靈敏度因子≥1.5，TCR(電阻溫度系數(shù))≤110ppm，線寬≤10μm曲率半徑62.5μm基底；RV減速器無線應(yīng)變傳感器測試范圍0~1000με，誤差≤±1%；聲發(fā)射傳感器工作頻率范圍40~400kHz，靈敏度優(yōu)于60dB；申請發(fā)明專利≥3項(xiàng)。

 

　　1.13開放式數(shù)控系統(tǒng)安全可信技術(shù)

 

　　研究內(nèi)容：研究開放式數(shù)控系統(tǒng)協(xié)議安全、密碼資源管理、數(shù)據(jù)安全等應(yīng)用技術(shù)；研究數(shù)控系統(tǒng)密碼應(yīng)用、身份管理及管理平臺等關(guān)鍵技術(shù)；開發(fā)與數(shù)控系統(tǒng)融合的可信密碼控制模塊；構(gòu)建可信度量、可信驗(yàn)證、信任鏈傳遞方法等數(shù)控系統(tǒng)安全可信體系結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；在航空航天、裝備制造等領(lǐng)域開展安全可信數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用驗(yàn)證。

 

　　考核指標(biāo)：可信密碼模塊符合GMT 0028-2014《密碼模塊安全技術(shù)要求》，加/解密時(shí)延<1ms；基于可信密碼模塊的安全數(shù)控系統(tǒng)對程序、數(shù)據(jù)和功能具有不少于8個(gè)級別的存取權(quán)限；數(shù)據(jù)傳輸加解密吞吐率≥100MB/S；可信互操作協(xié)議支持?jǐn)?shù)控裝備互聯(lián)互通等協(xié)議≥3種；制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范≥3項(xiàng)。

 

　　1.14智能網(wǎng)聯(lián)工業(yè)控制安全一體化增強(qiáng)技術(shù)

 

　　研究內(nèi)容：研究智能網(wǎng)聯(lián)工業(yè)控制安全一體化風(fēng)險(xiǎn)多重耦合機(jī)理、失效判定方法及入侵/故障檢測技術(shù)；研究實(shí)時(shí)狀態(tài)分析、動態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測和智能決策支持技術(shù)；研究設(shè)備安全增強(qiáng)的信息模型和數(shù)據(jù)接入方式；研制工業(yè)控制安全一體化增強(qiáng)裝置，在重大裝置、流程工業(yè)等開展應(yīng)用驗(yàn)證。

 

　　考核指標(biāo)：增強(qiáng)裝置2套，支持工業(yè)協(xié)議≥6種，具備關(guān)鍵安全指標(biāo)在線分析、動態(tài)適配和協(xié)同性驗(yàn)證功能；知識庫和算法庫≥5類；具備功能安全完整性SIL3、信息安全SL2的儀表和控制設(shè)備≥3種；制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范≥2項(xiàng)。

 

　　1.15典型流程工業(yè)信息安全防護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

 

　　研究內(nèi)容：研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下典型生產(chǎn)過程和裝置的攻擊脆弱性機(jī)理及響應(yīng)機(jī)制；研究內(nèi)嵌工業(yè)特征的信息安全防護(hù)關(guān)鍵技術(shù)；開發(fā)智能型安全防護(hù)原型系統(tǒng)；搭建測試驗(yàn)證平臺，并在石油、化工、建材等典型流程工業(yè)開展應(yīng)用驗(yàn)證。

 

　　考核指標(biāo)：可配置、可移植的智能型信息安全防護(hù)原型系統(tǒng)2套，支持工業(yè)協(xié)議≥6種；功能安全完整性等級SIL2，信息安全等級SL2；申請發(fā)明專利≥5項(xiàng)，制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范≥2項(xiàng)。

 

　　2示范應(yīng)用

 

　　2.1動力系統(tǒng)關(guān)鍵傳感器開發(fā)及示范應(yīng)用

 

　　研究內(nèi)容：研究集成式多路電壓傳感器設(shè)計(jì)、高低壓可靠隔離、高壓切換開關(guān)及高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)；研究寬量程電流傳感器芯片設(shè)計(jì)及可靠性技術(shù)；研究高精度電機(jī)位置傳感器薄膜材料工藝、設(shè)計(jì)及制造技術(shù)，開發(fā)信號調(diào)理電路；開發(fā)傳感器及模塊應(yīng)用技術(shù)，在電動汽車等領(lǐng)域示范應(yīng)用。

 

　　考核指標(biāo)：多路電壓傳感器最高檢測電壓≥1000V，電壓檢測精度優(yōu)于0.5%，采樣率≥1MHz，分辨率≥12 Bit；電流傳感器直流量程±1000A，精度優(yōu)于0.1%；電機(jī)位置傳感器轉(zhuǎn)速范圍0~30000r/min，分辨率≥16 Bit(360度角度范圍)，系統(tǒng)延時(shí)≤2μs；檢測高壓母線電流，功能安全等級ASIL B；傳感器可靠性水平滿足不同電動汽車用戶單位要求。

 

　　2.2動力電池組控制安全傳感器開發(fā)及示范應(yīng)用

 

　　研究內(nèi)容：研究動力電池組單體電壓與溫度檢測方法，高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換及多芯片擴(kuò)展技術(shù)；研究電池?zé)崾Э氐膲毫?、VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)、氣溶膠等傳感器設(shè)計(jì)制造技術(shù)；開發(fā)傳感器及模塊應(yīng)用技術(shù)，在電動汽車等領(lǐng)域示范應(yīng)用。

 

　　考核指標(biāo)：單體直流電壓監(jiān)測范圍±5V，測量精度優(yōu)于±2.5mV；熱失控監(jiān)測傳感器壓力測量范圍50~250kPa，誤差≤±1.5kPa，響應(yīng)速度≥100ms；VOC傳感器檢測氣體成分包括：CO、CO2、C2H4、CH2O有機(jī)揮發(fā)物，測量范圍0~5000ppm，誤差≤±15%；氣溶膠傳感器測量范圍200~5000μg/m3，誤差≤±15%；整機(jī)安全：防止乘客倉起火ASIL D，防止人員觸電ASIL D；傳感器可靠性水平滿足不同用戶單位要求。

 

　　2.3醫(yī)療影像裝備關(guān)鍵傳感器開發(fā)及示范應(yīng)用

 

　　研究內(nèi)容：研究SiPM(硅基光電倍增管)輻射傳感器設(shè)計(jì)制造；研究磁柵位置傳感器設(shè)計(jì)制造及抗輻照技術(shù)；研究強(qiáng)磁場背景下高分辨磁場傳感器設(shè)計(jì)制造技術(shù)；研究傳感器敏感元件與相關(guān)抗輻照調(diào)理電路設(shè)計(jì)；研制的傳感器在CT(斷層掃描儀)、PET(正電子發(fā)射斷層成像)、RT(影像引導(dǎo)放療)或MR(磁共振)等醫(yī)療影像裝備示范應(yīng)用。

 

　　考核指標(biāo)：輻射傳感器光子探測效率≥50%，增益≥2.5×106，單光子時(shí)間分辨率<100ps；磁柵位置傳感器分辨力≤1μm，抗輻照能力≥100000cGy；磁場傳感器分辨率≤10μT 1.5T，靈敏度優(yōu)于30nT/Hz1/2；上述傳感器至少在2類醫(yī)療影像裝備上示范應(yīng)用；傳感器可靠性水平滿足不同用戶單位要求。

 

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