2021年国家重点研发计划已启动项目一览 (截至2020年9月28日)
- 2020-10-09 10:21:00
- 原创
- 5799
根据科技部等官方机构网站信息,2021年国家重点研发计划重点专项已陆续启动。
据不完全统计,截至目前2021年国家重点研发计划重点专项已启动7个项目,其中综合交通运输与智能交通、制造基础技术与关键部件、网络协同制造和智能工厂、主要经济作物优质高产与产业提质增效科技创新、政府间国际科技创新合作、科技冬奥等6个项目处于征求意见阶段,主动健康和老龄化科技应对项目已经发布申报指南。
2021年国家重点研发计划已启动项目一览 (截至9月28日) |
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序号 |
项目名称 |
申报状态 |
任务、研究方向或项目 |
1 |
综合交通运输与智能交通 |
征求意见 |
共部署15个重点研究任务: 1.交通基础设施智能化; 2.载运工具智能协同; 3.交通运行监管与协调; 4.综合运输安全风险防控与应急救援 |
2 |
制造基础技术与关键部件 |
征求意见 |
1. 基础前沿; 2. 共性关键; 3. 示范应用; |
3 |
网络协同制造和智能工厂 |
征求意见 |
1. 基础支撑技术; 2. 工业软件技术; |
4 |
主要经济作物优质高产与产业提质增效科技创新 |
征求意见 |
拟发布3个应用示范类定向任务方向,每个项目下设课题数不超过5个。 1.杂交构树扶贫产业关键技术集成研究与应用示范; 2.林下中药材优质生产关键技术与科技扶贫模式示范; 3.西藏青稞和饲草产业提质增效关键技术研究与示范; |
5 |
主动健康和老龄化科技应对 |
指南发布 |
支持项目3项: 1. 运动促进健康精准监测关键技术和专用芯片的研发; 2. 老年前列腺增生的防控技术研究; 3. 老年与残疾人友好型智能人居环境集成研究与应用示范; |
6 |
政府间国际科技创新合作 |
征求意见 |
第一批项目将设立29个指南方向,支持项目任务数266项左右。 |
7 |
科技冬奥 |
征求意见 |
1、冬奥会科学办赛关键技术; 2.冬季项目运动训练与比赛关键技术; 3.公共安全保障关键技术 |
根据《国务院关于改进加强中央财政科研项目和资金管理的若干意见》(国发〔2014〕11号)、《国务院关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革方案的通知》(国发〔2014〕64号)、《科技部 财政部关于印发国家重点研发计划管理暂行办法的通知》(国科发资〔2017〕152号)等文件要求,现将国家重点研发计划“综合交通运输与智能交通”“制造基础技术与关键部件”“网络协同制造和智能工厂”重点专项2021年度项目申报指南建议(见附件)向社会征求意见。征求意见时间为2020年9月27日至2020年10月11日。
国家重点研发计划相关重点专项的凝练布局和任务部署已经战略咨询与综合评审特邀委员会咨询评议,国家科技计划管理部际联席会议研究审议,并报国务院批准。本次征求意见重点针对各专项指南方向提出的目标指标和相关内容的合理性、科学性、先进性等方面听取各方意见。科技部将会同有关部门、专业机构和专家,认真研究反馈意见,修改完善相关重点专项的项目申报指南。征集到的意见将不再反馈和回复。
电子邮箱:
序号 |
重点专项名称 |
邮箱地址 |
1 |
综合交通运输与智能交通 |
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2 |
制造基础技术与关键部件 |
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3 |
网络协同制造和智能工厂 |
“综合交通运输与智能交通”重点专项2021年度项目申报指南建议
(征求意见稿)
为落实《 国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020 年)》《“十三五”国家科技创新规划》以及《“十三五”交通领域科技创新专项规划》等提出的任务,国家重点研发计划启动实施“综合交通运输与智能交通”重点专项。总体目标是:解决我国综合交通运输系统存在的 运行监管能力弱、多方式协同运行效率低、运输安全主动 防控能力差、集成服务不足等突出问题,重点突破综合交 通运输基础科学难题和重大共性关键技术,开展典型应用 示范。大幅增强综合交通运输协同运行和智能监管能力, 全面提升我国综合交通运输综合化、智能化水平和服务品质。
根据本专项总体部署,进一步聚焦科技支撑交通强国建设和国家重大战略需求,落实科技部与交通运输部、科 技部与国家民航总局的科技战略合作协议,加快推进交通 与信息、交通与能源的技术融合,引领综合交通运输智能 绿色发展,现提出2021 年度项目申报指南建议。
本专项遵循“基础研究、重大共性关键技术、典型应用示范”全链条创新设计、一体化组织实施原则,按照交通基础设施智能化、载运工具智能协同、交通运行监管与协调、大型交通枢纽协同运行、多方式综合运输一体化、综合运输安全风险防控与应急救援等6个技术方向,共部署15个重点研究任务。专项实施周期为5年(2018—2022 年)。
1. 交通基础设施智能化
1.1 高速公路基础设施绿色能源自洽供给与高效利用系统关键技术研究(共性关键技术类)
研究内容:研究与我国高速公路运维需求和太阳能等可再生能源自然禀赋相适应的交通基础设施资产能源化和 交通自洽能源系统的技术架构;研究我国高速公路网高弹 性、高能效自洽能源系统的技术方案和模式;研发基于高 速公路基础设施用能特性和综合能源微网的交通自洽能源 技术;研究与绿色能源自洽和环境低影响相适应的高速公 路运维技术;研发具备多源多态利用功能的交通基础设施 服役状态“监-运-维”综合能源自洽高效利用技术与系统。
考核指标:针对典型高速公路需求场景,形成普适于主要高速公路运行环境的太阳能、风能等绿色自洽能源系 统技术解决方案集,并通过试验验证;完成不少于里程总 规模300 公里的示范工程建设,覆盖我国东部、西部地域的三种以上典型绿色能源自洽场景,具备完善的交通基础设施运维用电负荷,以及电动化驱动载运装备和维修运转装备在途能源补给能力,交通基础设施运行用能自洽率≥30%,交通运行安全相关设施绿色能源自洽保障率达到100%。
1.2 超大跨径缆索承重桥梁智能化设计软件与核心技术标准研发(共性关键技术类)
研究内容:研究超大跨径缆索承重桥梁新型结构体系,研究强风、地震与极端环境下的智能结构分析核心基础理 论;研究基于荷载非线性特征及复杂环境多荷载场耦合影 响的结构智能化离散、分布式计算、结果自检验、人本化 后处理应用等关键技术,研发高复杂度超大桥梁全过程设 计智能化软件系统;研究超大型桥梁设计、新型材料、智 能建造及验收的国家标准体系框架,编制超大跨径桥梁设 计核心技术标准。
考核指标:提出超大跨径缆索承重桥梁(斜拉桥主跨≥1200m,悬索桥主跨≥2000m)等新型结构体系和智能结构分析关键基础理论;研制具有完全自主知识产权、融合结 构多重非线性及多荷载场耦合作用的超大跨径桥梁全过程 智能化设计分析软件系统1 套,在实际桥梁工程设计中通过测试验证,计算精度≥95%;建立超大跨径缆索承重桥梁国家技术标准体系框架,编制超大跨径缆索承重桥梁设计国家标准(送审稿)不少于5项。
2. 载运工具智能协同
2.1 大型集装箱港口智能绿色交通系统关键技术研究与示范(共性关键技术类)
研究内容:研究我国大型集装箱港口交通系统智能运行与绿色能源交互的系统构型及适用性;研究基于5G技术的港口运行车-路-船-港-云一体化系统架构,设计港区及疏运集装箱运输车辆网联数据架构和信息流,研发高可靠的 云控基础软硬件关键技术,研发面向港口动态环境的数字 孪生系统和数字化基础设施;研发集装箱运输车辆港区作 业自动驾驶系统和疏运自动编队驾驶系统、港区拖轮靠离 泊作业智能感知和安全辅助驾驶系统;构建融合5G 技术的港区作业车辆、港区作业船舶、疏运集装箱运输车辆一体 化智能管控平台,研究港口智能绿色运行状态监控与安全 预警技术。
考核指标:提出我国大型集装箱港口交通系统智能运行与绿色能源交互的技术模式及架构;数字化基础设施和 数字孪生系统满足港口交通系统运行需求和动态环境重构 要求,具备目标定位与管理功能;集装箱运输车辆港区作 业自动驾驶、疏运编队(不少于5 辆)自动驾驶系统支持车距不高于5m,车速不低于40km/h 的密集行驶,在港区道路、疏运道路等复杂场景中得到应用验证,运输效率提升10%以上;实现港区前沿500 米范围内拖轮靠离泊作业智能感知和安全辅助驾驶,对障碍物有效跟踪率≥98%,速度、航向、迹向等状态识别误差<10%,延时≤200 毫秒,提供运动预测、预警与决策辅助,靠离泊作业时间减少10% 以上;形成大型集装箱港口交通系统智能运行、数字化基础设施等行业技术规范标准(送审稿)不少于3 项;在大型集装箱港口进行综合示范验证。
2.2 机场场面智能运行管控关键技术研究与示范(共性关键技术)
研究内容:研究基于精确位姿信息的航空器、车辆、人员运动状态分析及地面保障作业进程数字化解析技术,构建场面运行数字孪生系统;研究5G 与航空电信网融合的机场场面空地一体化互联关键技术,研发符合民航地空安全通信要求的航空宽带数据链机载及地面装备,构建基于业务驱动的多运行主体数据共享网络;研究机场场面航空器、车辆、作业人员混合场景下车-机、车-车协同运行模式,研究基于空地一体化共享网络的车-机-场道通行与避撞的融合控制技术,研发空地融合的场面数字滑行引导系统与车载安全辅助驾驶系统;研究机场场面复杂场景下的全局态势评估、风险预警和资源调度优化技术,构建场面多主体运行管控技术架构,研制机场场面智能管控平台。
考核指标:实现场面作业保障关键节点数字化解析,数字孪生系统时间精度偏差小于5 秒,每秒支持不少于5000个孪生对象的数据处理更新计算;航空宽带数据链系统符合国际民航组织标准DOC9718的规定,传输速率不低于40Mbps@5MHz;机场场面空地一体化通信网络应兼容国际民航组织标准DOC 9880、DOC 9896 的要求,支持地空数字化协同管制服务功能;车辆对航空器主动感知距离≥300 米,安全辅助驾驶下车-机冲突消解率达到99%以上;机场场面智能管控平台具备航空器、车辆、作业人员等活动目标协同运行管控功能,完成真实业务场景下技术验证, 场面航空器平均滑行等待时间下降 30%以上;编制机场场面通信与运行管控的国家/行业技术标准(送审稿)不少于1 项;在年吞吐量大于3000 万人次以上大型机场进行综合示范验证。
3. 交通运行监管与协调
3.1 民用飞机典型航电设备适航安全性设计及测试验证关键技术研究(共性关键技术)
研究内容:研究融合架构冗余、级联失效隔离、软错误识别与防护及系统工程等要素的国产飞机典型航电系统 高安全性设计技术;研究国产飞机典型航电系统可组构的 形式化安全性验证方法,研发自主的系统安全性评估与适 航审定工具平台;研发符合适航要求的新型自主航路气象 探测机载设备样机,完成设备安全性分析、评估方法应用 与适航模拟审定;研究不完备源数据下机载设备集成完好性分析测试等关键改装技术,研究基于虚拟仿真技术的全 机复杂电磁环境防护符合性验证方法,设计新型自主航路 气象探测设备在国产运输类飞机上的加改装方案;在国产 运输类飞机上对气象探测设备样机进行验证试飞,研究航 电设备试飞程序设计方法,研究复杂飞行环境和临界条件 的设备的安全性能验证试飞技术。
考核指标:国产飞机典型航电设备高安全性设计与验证方法满足SAE ARP4761 标准与SAE4754A 标准;航电设备系统安全性评估与适航审定工具平台支持FHA、PASA、PSSA、CCA、SSA、SEE、EWIS 等功能,支撑7 层以上安全性部件/模块集成运算,提供案例和知识导引功能,具备运行数据的适航监测预警功能;设备样机符合RTCA DO- 178C 和DO-254 标准,达到C 级DAL,设备MTBF 高于15000 小时,功能异常概率小于1×10-6/飞行小时;改装技术安全性符合CCAR25.1309 要求,系统功能丧失概率不高于1×10-5/飞行小时,完成覆盖10KHz-18GHz 全频段通用电磁干扰信号分析,满足RTCA DO-160G 标准;完成新型自主航路气象探测机载设备加改装并进行不少于5 个架次的验证试飞;编制航电设备安全性评估咨询通告(送审稿)、审定指南(送审稿)不少于2 项。
4. 综合运输安全风险防控与应急救援
4.1 弹性交通系统建模评估理论方法研究(基础研究类)
研究内容:研究能力可伸缩、网络可重构的弹性交通系统的构成要素、结构、功能及技术特征,揭示系统构件 的基本属性、主体要素分类及时空协同机制;研究弹性交 通系统的逻辑功能与物理实体间的映射关系和物理分层方 法,建立逻辑功能架构和物理架构;研究弹性交通系统在 外界变化及风险因素干扰下的多态演化机理和迁移特征, 系统多态迁移的序参量等准则性指标;研究面向交通需求 的动态功能域分层重构及融合理论,构建面向系统性能保 持和安全运行的多尺度、多目标隐患防止、容许、预警、 调控与恢复技术及策略方法;研究可部署的典型弹性交通 应用系统参考设计方法,系统弹性可伸缩、可重构、敏捷 调控等关键特性评估验证方法;研发弹性交通系统复杂体 系架构设计仿真软件系统。
考核指标:建立弹性交通系统体系架构设计方法及理论体系,形成弹性交通系统架构体系和动态建模描述方法;提出弹性交通系统隐患预防、保持、调控与恢复策略方法集;开发具有系统体系架构设计、弹性性能评估、结构功能优化等功能的设计仿真原型系统,系统覆盖4类不同交通方式典型应用场景、10类不同风险隐患、组分构成不少于100个,可输出5种以上不同应对策略方法。
“制造基础技术与关键部件”重点专项2021年度项目申报指南建议
(征求意见稿)
为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006— 2020 年)》《国家创新驱动发展战略纲要》等规划,国家重点研发计划启动实施“制造基础技术与关键部件”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署,现提出2021 年度项目申报指南建议。
1. 基础前沿
1.1 滚动轴承基础物理参数检测技术
研究内容:研究滚动轴承润滑性能检测原理与技术;研究滚动轴承旋转组件温度检测原理与技术;研究滚动轴承内部游隙及受力状态检测原理与技术;滚动轴承基础物理参数检测技术在高端轴承设计及服役中应用验证。
考核指标:研制出真实工况条件下轴承的油膜厚度与分布、旋转组件温度、轴承内部游隙及受力状态的检测装置;油膜厚度测量范围0.1μm~300μm,分辨率优于0.1μm;运转条件下轴承内外套圈、保持架的温度测量精度优于±0.5℃, 测量转速不低于30000r/min;运行状态下力测量精度优于±1%FS;申请发明专利≥3 项。
1.2 滚动轴承装配基础与智能装配方法
研究内容:研究滚动轴承组件装配工艺对服役性能影响机理,滚动轴承装调工艺对转子系统服役性能影响机理;研究滚动轴承组件/转子系统装配工艺参数优化方法与软件系统;研制针对滚动轴承组件/转子系统装调过程,具备精准检测、自动调整、自适应压装的智能装配原理验证系统。
考核指标:考虑滚动轴承装调工艺参数的轴承服役性能仿真预测准确率>70%;装配工艺参数优化软件可实现轴承组件最优选配、装调载荷、装调相位、连接载荷等参数精准计算;滚动轴承智能装配工艺装置装配过程力载荷检测与控制精度优于±0.5%FS;位移测量与调控分辨率优于0.2μm;申请发明专利≥3 项。
1.3 高功率密度液压元件摩擦副寿命预测与延寿设计
研究内容:研究液压元件摩擦副的多尺度多自由度动力学特性、固-液-热多场耦合建模理论;研究摩擦副间隙油膜关键参数原位测试原理;研究高速重载摩擦副性能退化规律和典型损伤机理,建立界面累积损伤和元件性能动态劣化评 估模型;研究新型摩擦副调控延寿设计方法,并开展相关试 验验证。
考核指标:2种以上液压元件摩擦副油膜性能分析与动态演化仿真软件各1套,仿真精度≥85%;液压元件摩擦副油膜参数分布式测试装备1套;申请发明专利≥2项。
1.4 高性能液压阀性能在线监测与智能控制
研究内容:研究液压阀口的冲蚀磨损及阀芯卡滞机理与演化规律;建立多维融合感知的液压阀性能衰退与预测模型;研究电液控制阀服役过程的实时补偿技术,开发具有性能监测和故障诊断功能的可编程集成控制器;研制高可靠智能型电液控制阀样机并通过测试验证。
考核指标:高可靠智能型电液控制阀样机2种以上;平均故障间隔时间≥10000h,控制精度<0.1%,典型故障检测类型≥5 类,识别率≥80%;具备IO-link 总线通讯接口的位置轴控精度不低于1%FS;申请发明专利≥3 项。
1.5 齿轮传动系统多维信息感知及智能运维基础研究
研究内容:研究传动/感知/控制等深度融合的智能化齿轮传动系统,探索传动系统全生命周期内齿面损伤、应力、温度、振动等多维信息的监测新方法;研究齿轮传动系统多维信息的故障自诊断及自适应调控等智能运维机制;研究齿轮传动系统服役性能及残余寿命的智能预测方法。
考核指标:齿轮传动系统智能感知及智能运维验证系统1台套;具备传动系统内部应力、温度、振动及齿面损伤等监测功能,综合监测精度优于5%;具备智能运维功能,故障自诊断正确率不低于80%;申请发明专利≥3 项。
1.6 基于二维材料的柔性应变传感器阵列
研究内容:研究基于二维材料的柔性应变传感器敏感材料的性能调控方法和微观机理;研究与微纳加工、印刷工艺兼容的应变敏感材料、传感器结构、可靠性及封装技术,以及柔性应变传感器阵列的加工方法;研制应变传感可穿戴集成系统原型,在工业或人体表皮进行长期连续监测验证。
考核指标:传感器应变系数≥500,拉伸性≥50%,最低检测限≤0.08%,循环稳定性≥50000 次@5%应变,响应时间≤50ms;阵列性能离散性≤5%;申请发明专利≥3项。
1.7 高灵敏磁电阻传感器基础研究
研究内容:研究高灵敏磁电阻传感器敏感材料、原理和结构;研究低噪声磁性多层膜结构材料;研究磁电阻-微机电和磁电阻-超导一体化调制效应的影响机理;研究高灵敏磁传感器芯片制造工艺;研究传感器的噪声抑制、磁通汇聚、三维集成、封装等关键技术;研究传感器ASIC 芯片设计; 研制原型器件,并在工业现场试验验证。
考核指标:磁传感器灵敏度优于200mV/V/Oe,量程±100μT,功耗≤100mW,本底噪声≤1pT/√Hz@1Hz;申请发明专利≥3 项。
1.8 高灵敏MEMS 三维电场传感器
研究内容:研究高灵敏MEMS 三维电场传感器的敏感机理和结构;研究三分量电场耦合干扰抑制方法及高精度测量方法;研究传感器制备工艺、抗表面电荷积聚封装等关键技术;研究传感器弱信号检测方法,研制出传感器原型,并在工业现场试验验证。
考核指标:传感器测量范围0~100kV/m;单分量电场分辨力优于1V/m;轴间耦合度<5%;准确度优于5%;传感器敏感结构尺寸≤12mm×12mm;申请发明专利≥3项。
1.9 硅基厚金属膜制造工艺基础
研究内容:研究硅基MEMS 厚金属膜工艺兼容性技术;研究高质量厚金属膜材料力学性能匹配技术、工艺和原位测试技术;研究硅基厚金属膜微结构释放技术,开发基于硅基MEMS 厚金属膜的原型器件。
考核指标:圆片直径≥150mm,金属膜厚度≥5μm,厚度误差≤±3%;MEMS 继电器负载电流≥500mA, 接触电阻≤500mΩ,开关寿命≥106次;申请发明专利≥3项。
2. 共性关键
2.1 分布式独立电液控制系统关键技术
研究内容:研究典型非道路移动机器的电液控制系统构型原理与参数优选方案;研制集成化一体化的电液控制执行机构;开发硬件在环仿真和试验测试系统,研究全局功率匹配和高效能量管理方法;研究分布电液控制系统的高动态泵阀复合控制技术,并开展相关试验验证。
考核指标:分布式电液控制执行机构1 套,整机燃油消耗降低40%;分布式电液控制系统能效分析与优化设计软件1 套;总线型数字式综合控制器1套,流量控制误差≤2%; 模拟测试系统平台 1 套;申请发明专利≥2 项。
2.2 工业测控高精度硅基压力传感器关键技术
研究内容:研究差压、表压和绝压高精度压力传感器芯片设计制造关键技术;研究硅基MEMS 加工应力控制方法与传感器高可靠封/组装技术;研究宽温区温度补偿校准方法,实现系列化压力传感器在流程工业、装备工业等重点领域应 用验证。
考核指标:差压传感器量程0.015MPa,非线性误差0.3%FS,迟滞0.05%FS,工作温度-40℃~85℃;表压传感器量程0.5MPa,非线性误差0.2%FS,迟滞0.05%FS,工作温度-40℃~85℃;绝压传感器量程 3MPa,准确度0.02%FS,工作温度-40℃~85℃;高温压力传感器量程 2MPa,准确度0.25%FS,工作温度-55℃~250℃,响应频率≥400kHz;压力变送器准确度0.05%FS;申请发明专利≥5 项。
2.3 工业机器人减速器状态监测传感器关键技术
研究内容:研究薄膜应变传感器在机器人减速器部件表面上的原位集成工艺、设计制造及可靠性技术;研究适应减速器内部环境的无线应变传感器设计制造及测量技术;研究MEMS 薄膜声发射传感器设计制造及可靠性技术;研制的传感器在谐波减速器和RV(旋转矢量)减速器应用验证。
考核指标:谐波减速器应变传感器灵敏度因子≥1.5,TCR(电阻温度系数)≤110ppm,线宽≤10μm@曲率半径62.5μm基底;RV减速器无线应变传感器测试范围0~1000με,误差≤±1%;声发射传感器工作频率范围40kHz~400kHz,灵敏度优于60dB;申请发明专利≥3 项。
2.4 开放式数控系统安全可信技术
研究内容:研究开放式数控系统协议安全、密码资源管理、数据安全等应用技术;研究数控系统密码应用、身份管理及管理平台等关键技术;开发与数控系统融合的可信密码控制模块;构建可信度量、可信验证、信任链传递方法等数控系统安全可信体系结构及标准规范;在航空航天、装备制造等领域开展安全可信数控系统的应用验证。
考核指标:可信密码模块符合GMT 0028-2014 《密码模块安全技术要求》,加/解密时延<1ms;基于可信密码模块的安全数控系统对程序、数据和功能具有不少于8 个级别的存取权限;数据传输加解密吞吐率≥100MB/S;可信互操作协议支持数控装备互联互通等协议≥3 种;制定标准规范≥3 项。
2.5 智能网联工业控制安全一体化增强技术
研究内容:研究智能网联工业控制安全一体化风险多重耦合机理、失效判定方法及入侵/故障检测技术;研究实时状态分析、动态风险预测和智能决策支持技术;研究设备安全增强的信息模型和数据接入方式;研制工业控制安全一体化增强装置,在重大装置、流程工业等开展应用验证。
考核指标:增强装置2 套,支持工业协议≥6 种,具备关键安全指标在线分析、动态适配和协同性验证功能;知识库
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