關于發(fā)布未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(fā)計〔2024〕167號

　　國家自然科學基金委員會現(xiàn)發(fā)布未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信網(wǎng)絡技術與工業(yè)制造深度融合的全新工業(yè)生態(tài)、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(lián)，實現(xiàn)生產(chǎn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的全面連接，推動制造業(yè)生產(chǎn)方式和企業(yè)形態(tài)根本性變革，形成全新的工業(yè)生產(chǎn)制造和服務體系，顯著提升制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展水平。

本重大研究計劃瞄準工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)國家重大戰(zhàn)略需求，圍繞未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重大核心科學問題，打通未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎研究、原始創(chuàng)新的“最先一公里”和科技成果轉化、產(chǎn)業(yè)市場化應用的“最后一公里”，為我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)國家重大戰(zhàn)略需求，把握未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢，創(chuàng)新工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全要素互聯(lián)的結構化組織機理、生產(chǎn)制造流程的柔性構造機制、產(chǎn)業(yè)鏈與價值鏈的網(wǎng)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(yè)制造典型場景的集成示范驗證，形成若干重大基礎性原創(chuàng)成果，培養(yǎng)一批有國際影響力的人才和團隊，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用與服務的范式變革，為構建要素互聯(lián)結構化、生產(chǎn)制造流程化、工業(yè)網(wǎng)絡體系化的產(chǎn)業(yè)新生態(tài)奠定理論和技術基礎，引領未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的科學發(fā)展。

二、核心科學問題

本重大研究計劃針對未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)要素互聯(lián)的時空關系演變及調控規(guī)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(lián)的結構化組織機理。

針對未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)人機物全要素安全可靠互聯(lián)的系統(tǒng)復雜性難題，重點解決如何刻畫未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全要素互聯(lián)的聯(lián)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)按需聯(lián)接的本征模型與調控機理、生產(chǎn)要素數(shù)據(jù)多維表征及結構化組織機理、全要素互聯(lián)的系統(tǒng)熵理論。

（二）生產(chǎn)制造流程的柔性構造理論與方法。

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

（三）產(chǎn)業(yè)鏈與價值鏈的網(wǎng)絡化調控原理。

針對未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)制造的全產(chǎn)業(yè)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(wǎng)絡化產(chǎn)業(yè)鏈模型、從效用角度建立網(wǎng)絡化價值鏈模型，如何實現(xiàn)跨產(chǎn)業(yè)鏈與價值鏈聯(lián)動的多目標調控優(yōu)化等問題。重點研究未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)制造的全產(chǎn)業(yè)鏈構建模型、全價值鏈構建模型、跨鏈耦合的網(wǎng)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(chǎn)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(yè)的虛實融合數(shù)字孿生建模與優(yōu)化技術。

針對工業(yè)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(yōu)化決策難等問題，研究大型流程生產(chǎn)裝備的相場耦合機制，建立面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的復雜耦合反應體系的數(shù)字孿生模型；研究數(shù)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(yōu)化決策方法，支持宏觀與微觀協(xié)同的動態(tài)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(tǒng)的微服務架構與關鍵技術。

研究面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下異構多處理器端側硬件和異構操作系統(tǒng)的輕量化微服務架構；研究端側應用以微服務方式快速發(fā)布的關鍵技術，以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)感知、互聯(lián)、認知、控制、存儲等微服務的動態(tài)組合方法；研究實時應用和AI應用的微服務化技術，支持現(xiàn)有實時應用的微服務化移植與開發(fā)，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(tǒng)中進行應用驗證。

3. 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)多模態(tài)學習與推理方法。

針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)典型場景，研究面向多源異構傳感器的多模態(tài)學習方法與匹配算法，實現(xiàn)異步跨模態(tài)數(shù)據(jù)的精準對齊；研究生產(chǎn)過程中在模態(tài)缺失條件下的信息融合表達與重構方法，支持異構模態(tài)信息不完備條件下的智能決策；研究模態(tài)樣本不均衡情況下的多模態(tài)推理方法，支持異構數(shù)據(jù)源小樣本情況下的跨域、跨模態(tài)關聯(lián)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(chǎn)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(yè)大模型架構與算法。

研究面向智能制造的行業(yè)大模型數(shù)據(jù)制備方法，探索領域知識驅動的高保真數(shù)據(jù)構造生成算法，建立針對多模態(tài)工業(yè)數(shù)據(jù)集的制備及質量評價理論；面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(xié)同訓練與推理機制，創(chuàng)新分布式模型訓練與推理一體化的行業(yè)大模型架構與算法；研究針對工業(yè)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(wěn)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(xiàn)有技術相比性能指標有顯著提升。

2. 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)跨鏈數(shù)據(jù)融合與高效流通機理。

針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)跨產(chǎn)業(yè)鏈、跨價值鏈數(shù)據(jù)要素流通不暢、數(shù)據(jù)開放共享難等問題，研究跨鏈企業(yè)間業(yè)務數(shù)據(jù)信息融合的理論與建模方法，實現(xiàn)跨鏈企業(yè)數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一管理；研究跨鏈企業(yè)數(shù)據(jù)價值評估與定價的理論模型，支撐跨鏈企業(yè)數(shù)據(jù)價值流動；研究跨鏈企業(yè)信用評價與數(shù)據(jù)高效流通機理，促進跨鏈企業(yè)數(shù)據(jù)高效流通與價值釋放。在電子品制造、裝備制造等重點行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈中，開展相關科學問題與關鍵技術演示驗證。支持企業(yè)主體規(guī)模不少于1000個，業(yè)務數(shù)據(jù)種類不少于10種，跨企業(yè)數(shù)據(jù)協(xié)同效率提升10%。

3. 面向工業(yè)制造的多智能體語義協(xié)同與控制。

針對工業(yè)制造場景下大規(guī)模異構邊緣智能體的高效協(xié)作和可靠控制難題，研究面向多模態(tài)數(shù)據(jù)的語義統(tǒng)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(xié)同控制方法，設計異構多智能體間高效協(xié)作的感知、通信與控制模型。在汽車、航天等工業(yè)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(xié)同控制，連接設備不少于500臺，提升生產(chǎn)效率20%以上。

4. 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)化算法理論及穩(wěn)定性分析。

針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)柔性化制造流程的敏捷性和穩(wěn)定性要求，探索制造系統(tǒng)柔性協(xié)同的物理機理，建立生產(chǎn)、輸送和資源調度一體化的數(shù)學模型和優(yōu)化決策理論，實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)柔性制造全流程云-邊-端的高效協(xié)同與大規(guī)模任務需求精準適配；研究穩(wěn)定高效的在線自適應優(yōu)化算法，實現(xiàn)優(yōu)化算法的穩(wěn)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(xiàn)大規(guī)模柔性制造任務需求下秒級任務規(guī)劃與資源調度，降低任務延遲時間20%以上，提高生產(chǎn)效率20%以上。

5. 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡攻擊行為動態(tài)檢測理論與溯源方法。

面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)復雜環(huán)境中的高級可持續(xù)網(wǎng)絡威脅檢測與溯源需求，研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡攻擊行為動態(tài)檢測理論，提出攻擊行為的統(tǒng)一表征方法、適用于工業(yè)復雜系統(tǒng)的多層級行為建模方法和基于安全數(shù)據(jù)融合的自演化異常檢測方法，實現(xiàn)對未知攻擊的快速發(fā)現(xiàn)與精準識別；研究面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)復雜全系統(tǒng)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(xiàn)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(yè)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(chǎn)業(yè)鏈供應鏈韌性的全要素優(yōu)化配置理論與方法。

針對產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈中的風險網(wǎng)狀級聯(lián)放大、防控主體跨尺度多元、高維動態(tài)配置優(yōu)化等韌性問題，研究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)風險要素識別與量化、風險圖景網(wǎng)絡與傳播模型、多元網(wǎng)絡演化模型，建立網(wǎng)狀協(xié)同優(yōu)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(yōu)化配置柔性調度方法，提升產(chǎn)業(yè)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(yè)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(yōu)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(chǎn)品研發(fā)的價值鏈共創(chuàng)機理與網(wǎng)絡化智能協(xié)同技術集成演示驗證。

面向復雜產(chǎn)品的設計與研發(fā)，瞄準研發(fā)供應鏈及生產(chǎn)加工過程、銷售運維過程等全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈中多主體高效協(xié)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(xié)同與決策的機理、全產(chǎn)業(yè)鏈要素協(xié)同配置與調控的新理論、雙鏈聯(lián)動下的價值關系發(fā)現(xiàn)與協(xié)同模式創(chuàng)新的新方法、雙鏈融合的網(wǎng)絡化智能協(xié)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(chǎn)品研發(fā)的跨產(chǎn)業(yè)鏈與價值鏈聯(lián)動的網(wǎng)絡化調控和管理決策一體化的智能協(xié)同集成演示驗證環(huán)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(yè)中的不少于3個典型應用場景開展創(chuàng)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(chǎn)品的個性化定制生產(chǎn)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(yè)的人機協(xié)同控制與跨域實時優(yōu)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(tài)調控等重點項目成果，創(chuàng)新生產(chǎn)管控業(yè)務與資源解耦的“網(wǎng)、算、控”協(xié)同調控模式，構建基于開放自動化架構的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成平臺，搭建支撐生產(chǎn)制造流程柔性構造理論方法與技術的集成演示驗證環(huán)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(yè)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(xiàn)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢，結合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實際問題，提煉基礎科學問題開展創(chuàng)新性研究。

（一）要求研究與未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(lián)的結構化組織機理、生產(chǎn)制造流程的柔性構造理論與方法、產(chǎn)業(yè)鏈與價值鏈的網(wǎng)絡化調控原理等核心科學問題的貢獻。

（二）在闡述國際發(fā)展的最新態(tài)勢及該方向在重大研究計劃支持下已經(jīng)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(fā)揮各自優(yōu)勢，開展聯(lián)合攻關和協(xié)作研究，形成有機的研究鏈條，建議積極吸納工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)用戶單位為項目參與單位。

（四）要明確對實現(xiàn)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(yè)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(jīng)歷；

2. 具有高級專業(yè)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(guī)定。

執(zhí)行《2024年度國家自然科學基金項目指南》“申請規(guī)定”中限項申請規(guī)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(zhí)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(wǎng)絡信息系統(tǒng)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(zhàn)略性的方向引導和優(yōu)勢整合，成為一個項目集群。申請人應根據(jù)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(jīng)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎理論與關鍵技術”，根據(jù)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(jù)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(xiàn)本重大研究計劃科學目標的貢獻。

如果申請人已經(jīng)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(qū)別與聯(lián)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(tǒng)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(xiàn)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(shù)據(jù)和資料管理與共享的規(guī)定，項目執(zhí)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(lián)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(zhàn)略研討、專家考察調研、科技政策培訓、企業(yè)內訓等相關業(yè)務。在科技咨詢領域具有很強的政府背景、行業(yè)渠道、人脈資源及專業(yè)能力，為廣大科研工作者及科技型企事業(yè)單位提供專業(yè)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)權運營管理與科技成果轉移、轉化操作實務能力提升班

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