国科金发计〔2021〕46号

国度天然科学基金委员会现颁布“将来工业互联网基础理论与关键技术”沉大钻研打算2021年度项目指南，请申请人及依附单元按项目指南所述要求和当苦衷项申请。

国度天然科学基金委员会

2021年8月4日

“将来工业互联网基础理论与关键技术”沉大钻研打算2021年度项目指南

将来工业互联网是新一代信息通讯网络技术与工业造作深度融合的全新工业生态、关键基础设施和新型利用模式，通过人机物的安全靠得住智联，实现出产全身分、全产业链、全价值链的全面衔接，推动造作业出产方式和企业状态底子性刷新，形玉成新的工业出产造作和服务系统，显著提升造作业数字化、网络化、智能化发展水平。

本沉大钻研打算对准工业互联网国度沉大战术需要，萦绕将来工业互联网的沉大主题科学问题，买通将来工业互联网基础钻延注原始创新的“最先一公里”和科技成就转化、产业市场化利用的“最后一公里”，为我国工业互联网发展水平走在国际前列奠定理论和技术基础。

一、科学指标

对准工业互联网国度沉大战术需要，把握将来工业互联网发展趋向，创新工业互联网全身分互联的结构化组织机理、出产造作流程的柔性机关机造、产业链与价值链的网络化调控道理等基础理论与步骤，突破一批主题关键技术，实现三个以上工业造作典型场景的集成示范验证，形成若干沉大基础性原创成就，造就一批有国际影响力的人才和团队，推动工业互联网利用与服务的范式刷新，为构建身分互联结构化、出产造作流程化、工业网络系统化的产业新生态奠定理论和技术基础，引领将来工业互联网的科学发展。

二、主题科学问题

本沉大钻研打算针对将来工业互联网出产身分互联的时空关系演变及调控法规这一主题问题，萦绕以下三个科学问题发展钻研：

（一）全身分互联的结构化组织机理。

针对将来工业互联网人机物全身分安全靠得住互联的系统复杂性难题，沉点解决若何刻画将来工业互联网全身分互联的联接关系与结构关系，若何怀抱其复杂性并构建相互节造关系等问题。沉点钻研将来工业互联网按需联接的本征模型与调控机理、出产身分数据多维表征及结构化组织机理、全身分互联的系统熵理论。

（二）出产造作流程的柔性机关理论与步骤。

面向将来工业互联网柔性化造作全流程的流畅性与不变性要求，沉点解决若何精准刻画将来工业互联网出产链造作全流程中的误差传布、有效鉴别出产流程的脆弱性、定量评估出产线沉构的收敛性等问题。沉点钻研将来工业互联网柔性化造作全流程的容差分析与传布模型、全流程不变性构建步骤、全流程沉构的理论与步骤。

（三）产业链与价值链的网络化调控道理。

针对将来工业互联网出产造作的全产业链、全价值链耦合与复杂调控关系，沉点解决若何从效能角度成立网络化产业链模型、从效用角度成立网络化价值链模型，若何实现跨产业链与价值链联动的多指标调控优化等问题。沉点钻研将来工业互联网出产造作的全产业链构建模型、全价值链构建模型、跨链耦合的网络化调控道理。

三、2021年度沉点赞助钻研方向

（一）造就项目。

萦绕上述科学问题，以总体科学指标为牵引，2021年度对于索求性强、选题新鲜、前期钻研基础较好、产学研用相结合的申请项目，将以造就项目方式予以赞助，建议钻研内容萦绕以下方向：

1.基于系统熵的工业互联网拓扑演化机理与有关数学步骤

面向将来工业互联网典型场景，索求工业互联网的复杂拓扑结构，构建相应的复杂网络几何怀抱模型、信息传输模型和网络演化模型；钻研复杂网络系统的本征谱系、系统熵理论、动力学演化机理，提出可利用于工业互联网的分析、推算、优化、决策和调控等有关数学步骤。

2.面向工业互联网复杂身分的多源特点融合表征步骤与组织推理

面向将来工业互联网复杂身分精准表征需要，索求多源异构数据资源的统一表征与融合治理机造、多源异构出产身分的低维子空间共享暗示步骤，钻研工业出产多源数据的有关/不有关特点的共进建机造，提出工业身分多源异构低质数据融合治理的理论与步骤。

3.多工序复杂耦合定造化出产过程的误差传布机理与在线容差分析

针对传统离线容差分析精度低、难以适应定造化出产等瓶颈问题，索求多工序精密装配过程中的部件尺寸误差、装配误差、受力变形等多误差耦合作用与传布机理，钻研多级耦合误差与产品质量及机能的量化关联关系；针对产品质量多维度特点，钻研多工序解耦的网络边缘侧在线容差分析步骤，提出满足装配精度要求的容差动态分配与赔偿步骤。

4.工业互联网高精度时延抖动节造理论与步骤

面向将来工业互联网中云化节造、工厂互联等功夫敏感利用场景，钻研功夫敏感网络的跨层调度、跨域传输机造等主题技术，提出功夫敏感网络的端到端传输理论模型和相应的高精度时延抖动节造步骤，实现微秒级的端到端时延抖动节造。

5.智能造作软件与和谈的安全检测理论及评估步骤

面向全身分互联系统软件与和谈的安全检测与评估需要，钻研智能造作软件与和谈的安全性智能测试理论、和谈安全性分析步骤和软件安全性评估步骤，自主有效发现软件与和谈的安全性隐患。

6. 面向工业互联网数据安全的高精度异常检测理论与溯源步骤

面向工业互联网敏感数据的高安全需要，钻研典型工业场景下数据特点空间的紧致表白与多源融合新理论新步骤，索求异常稀少数据的高阶复杂关联法规，构建低虚警、低漏检、在线可进化的异常数据检测架构，提出异常数据全性命周期溯源与网络拓扑驱动的建复步骤。

（二）沉点支持项目。

萦绕主题科学问题，以总体科学指标为牵引，2021年对于前期钻研成就堆集较好、对总体指标在理论和关键技术上有较大贡献、具备产学研用合作基础的申请项目，将以沉点支持项目方式予以赞助，沉点支持方向如下：

1.面向多场景端到端机能可控的新型工业互联网系统架构

面向按需可沉构智慧工厂中人机料法环等出产全身分互联需要，针对接入环境复杂、端到端机能可控性差等瓶颈问题，钻研面向人机物三元融合、全身分智能互联的CT、IT与OT深度融合的新型工业互联网系统架构，突破环境智能感知、出产全身分按需互联、高靠得住端到端数据传输、跨层协同与和谈设计、端边协同推算与边缘轻量化等“感-传-算”一体化关键技术，构建系统架构的数字孪生模型，面向高端设备造作中的多场景，综合利用工业机械人、移动AGV等发展有效性验证，动态大规模网络端到端延长幼于蹬宗10毫秒，端到端数据传输靠得住性满足工业现场节造级要求。

2.工业互联网边缘侧轻量化可信智能安整系统理论与步骤

面向将来工业互联网数据与利用服务的可信安全需要，索求边缘侧轻量级数据加密系统理论与步骤，突破轻量级数据加密与防护、隐衷；さ娜褐切，构建高能效、高安全性的边缘智能推算系统架构；面向将来工业互联网网络安全需要，索求出产线多指标协同轻量化安全调控机理以及基于区块链的隐衷；ぜ际，突破工业边缘节点的异步可信协商、大规模异构终端身份认证与鉴权等关键技术，实现工业互联网人机物全身分群智安全互联的新型内生安全网络系统架构。面向无人大规模智能造作环境的利用，发展存算感知相融合边缘侧可信安整系统及理论步骤有效验证，实现万级同质边缘节点容量规模下，单次加密操作能耗降低一个数量级。

3.面向造作模式刷新的工业互联网柔性机关与智能调控

面向多种类变批量特点下的个性化定造、共享造作等需要，针对将来工业互联网柔性造作全流程协同调控难、系统沉构误差大、产品质量一致性差等瓶颈问题，钻研柔性化定造出产过程平散布式资源调控机造、多变量误差传布与耦合机理，多尺度特点智能检测与评估系统、幼样本数据质量预测与优化模型，构建基于出产造作全身分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散布式资源调控、数据驱动的系统建模、质量预测与节造以及全流程沉构的多指标优化，结合航空航天、设备造作、纺织等典型行业发展有效性验证，显著提升出产身分优化配置、协同运行效能及产品造作质量。

4.智慧车间复杂传布环境适变理论与沉构机造

面向智慧车间电磁环境的复杂性与现场利用场景的多样性需要，针对有限空间内无线信号传布的随机性与不成控性难题，钻研智慧车间复杂传布环境适变理论、信路精确建模与智能沉构步骤，成立环境智能感知、资源配置与优化调控模型，支持智慧车间复杂电磁环境下的信路自构建、自优化、自守护，实现车间内部场景与表部需要变动的智能急剧感知与适应，结合典型智慧车间场景，发展理论与步骤的有效性验证，显著提升无线传输资源使用效能。

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身分柔性沉构需要，钻研融合端边云资源的轻量化软件构建步骤，突破跨网络/跨和谈/跨粒度的端侧软件集成、工业互联业务语义建模、多模态本征模型怀抱、构件动态组合与数据关联、工业利用低代码编程等关键技术，构建档次化、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奠定基础，结合协同造作、智能守护等典型场景，发展理论、步骤与架构的有效性验证，显著提升工业互联网软件开发效能。

6.面向智能造作价值链的出产自组织协同机理与治理步骤

面向新产品出产自组织与价值链高效协同治理的需要，钻研工业互联网实现产品急剧集成创新与高质量造作的服务新模式、基于业务流程/信息通明度/供给链合作关系/产业链战术联盟的价值链综合集成新步骤，发现产品价值链中利益有关方短期与持久价值的关联关系，揭示工业互联网生态系统价值链的协同优化机理，成立新产品业务流程的自动天生模型、面向价值链的出产自组织协同决策系统与运行治理机造，结合新产品智能造作场景，发展理论、步骤与模型的有效性验证，显著提升新产品的研发效能和价值链利益有关方的效益。

四、项目遴选的根基准则

为确保实现总体指标，本沉大钻研打算要求钻研内容必须切合指南要求，把握工业互联网发展趋向，结合工业互联网的现实问题，提炼基础科学问题发展创新性钻研。

（一）要求钻研与将来工业互联网有关的基础科学问题，即：在申请书中必要明确诠释钻研对象的具体利用场景及需要，必要明确钻研问题对全身分互联的结构化组织机理、出产造作流程的柔性机关理论与步骤、产业链与价值链的网络化调控道理等主题科学问题的贡献。

（二）在论述国际发展的最新态势及该方向在沉大钻研打算支持下已经获得的沉要进展基础上，要综合提良确的科学问题。

（三）针对科学问题，钻研行列要有明确的分工，阐扬各自优势，发展结合攻关和合作钻研，形成有机的钻研链条，建议积极吸纳工业互联网用户单元为项目参加单元。

（四）要明确对实现沉大钻研打算总体指标和解决主题科学问题的贡献。

（五）要明确具体利用场景，钻研指标中应蕴含可量化、可查核的指标。

五、2021年度赞助打算

2021年度拟赞助造就项目约10项，直接用度的赞助强度约为80万元/项，赞助期限为3年，造就申请书中钻研期限应填写“2022年1月1日-2024年12月31日”；拟赞助沉点支持项目约5项，直接用度的均匀赞助强度约为260万元/项，赞助期限为3年，申请书中钻研期限应填写“2022年1月1日-2024年12月31日”。

六、申请要求及当苦衷项

（一）申请前提。

本沉大钻研打算项目申请人该当具备以下前提：

1. 拥有承；∽暄锌翁獾木；

2. 拥有高级专业技术职务（职称）。

在站博士后钻研人员、在攻读钻研生学位以及无工作单元或者地点单元不是依附单元的人员不得作为申请人进行申请。

（二）限项申请划定。

执杏锥2021年度国度天然科学基金项目指南》“申请划定”中限项申请划定的有关要求。

（三）申请当苦衷项。

申请人和依附单元该当当真阅读并执行本项目指南、《2021年度国度天然科学基金项目指南》和《关于2021年度国度天然科学基金项目申请与结题蹬仔关事项的公告》中有关要求。

1. 本沉大钻研打算项目尝试无纸化申请。申请书提交日期为2021年9月6日－9月10日16时。

（1）申请人该当依照科学基金网络信息系统中沉大钻研打算项主张填报注明与撰写提纲领求在线填写和提交电子申请书及附件资料。

（2）本沉大钻研打算旨在缜密萦绕主题科学问题，将对多学科有关钻研进行战术性的方向疏导和优势整合，成为一个项目集群。申请人应凭据本沉大钻研打算拟解决的具体科学问题和项目指南颁布的拟赞助钻研方向，自行拟定项目名称、科学指标、钻研内容、技术路线和相应的钻研经费等。

（3）申请书中的赞助类别选择“沉大钻研打算”，亚类注明选择“造就项目”和“沉点支持项目”，附注注明选择“将来工业互联网基础理论与关键技术”，凭据申请的具体钻研内容选择相应的申请代码。

造就项目和沉点支持项主张合作钻研单元不得超过2个。

（4）申请人在申请书“立项凭据与钻研内容”部门，该当首先注明申请切合本项目指南中的沉点赞助钻研方向，以及对解决本沉大钻研打算主题科学问题、实现本沉大钻研打算科学指标的贡献。

若是申请人已经承担与本沉大钻研打算有关的其他科技打算项目，该当在申请书正文的“钻研基础与工作前提”部门论说申请项目与其他有关项主张区别与联系。

2. 依附单元该当依照要求实现依附单元承诺、组织申请以及审核申请资料等工作。在2021年9月10日16时前通过信息系统逐项确认提交本单元电子申请书及附件资料，并于9月11日16时前在线提交本单元项目申请清单。

3. 其他当苦衷项。

（1）为实现沉大钻研打算总体科学指标和多学科集成，获得赞助的项目掌管人该当吃嫉遵守有关数据和资料治理与共享的划定，项目执行过程中应关注与本沉大钻研打算其他项目之间的相互支持关系。

（2）为加强项主张学术互换，推进项目群的形成和多学科交叉与集成，本沉大钻研打算将每年进行1次赞助项主张年度学术互换会，并将不定期地组织有关领域的学术钻研会；裨拗钅空乒苋擞惺姑斡氡境链笞暄写蛩懔斓甲易楹椭卫砉ぷ髯樗橹纳鲜鲅趸セ换疃。

（四）征询方式。

国度天然科学基金委员会信息科学部二处

联系电话：010-62327929, 62327149