智能制造测试验证与评价工业和信息化部重点实验室开放课题申请指南（2024 年）

智能制造测试验证与评价工业和信息化部重点实验室（以下简称“实验室”）在2018年8月正式获批以来，坚持创新驱动、需求牵引、开放协同的原则，以推动制造业智能制造发展为目标，围绕产业发展研究、共性技术攻关和测试验证、智能制造能力评价三个方面开展工作。为进一步促进对外科研合作和学术交流，提升智能制造技术创新能力，实验室设立开放研究课题，诚邀国内外高等院校、科研机构、企事业单位及有关科研人员共同合作、开展研究。

一、2024 年开放课题内容和要求

经实验室研究决定，2024年拟开展4项开放课题研究。具体要求如下：

（一）离散型制造企业柔性生产模型研究

1.课题背景

随着经济发展，多品种、小批量生产将会变成常态，对于中小型离散型制造企业，如何应对上述多小杂的生产问题，无论对于企业本身还是整个工业体系转型都具有非常重要的实用价值。

2.课题目标

针对离散型制造向柔性生产转型目标，利用工序标准核、虚拟产线、工艺文件标准化、设备人员智能匹配等算法与模型，构建适用于中小企业的柔性生产应用方案。

3.课题任务

（1）工序标准核：包括设备技术参数、动作要点、质量保证、人员信息、时长信息、材料BOM、成本等。

（2）虚拟产线：针对每一个产品，构建树状工作流，将生产产品所需的工序标准核进行链接，形成完整的虚拟生产全流程。

（3）工艺文件标准化：利用标准化语言描述工序核所需工艺文件模块，从而方便产品设计时快速形成完整工艺文件。

（4）设备人员智能匹配算法：利用多目标智能优化算法，构建具体生产过程中的整体最优解决方案，便捷离散生产状态下具体设备及人员的优化配置，从而方便灵活排产。

4.课题周期：1年。

5.考核指标

（1）发表本课题相关学术论文不少于2篇；

（2）形成示范工程1个。

（二）航空发动机复杂零部件的柔性生产模型研究

1.课题背景

发动机零部件具有多品种、小批量的离散型特征，对于发动机研发的高校、企业，解决发动机零部件多、杂、少的生产问题，实现关键产品的高质量、高效率柔性制造，无论对制造业的转型升级，还是对航空产业的高质量发展都具有重要意义。

2.课题目标

针对发动机零部件品种多、材料杂、数量少的离散型特征，建立柔性生产模型，利用工艺数据库、虚拟产线、工艺文件标准化、智能匹配等算法与模型，构建适用于离散型结构的高效柔性生产方案。

3.课题任务

（1）工艺数据库：包括设备技术参数，发动机零部件材质、尺寸等物料清单，生产工艺规程、质量保障、制造成本等；

（2）虚拟产线：针对发动机零部件的产品特征，构建树状工作流，将生产产品与工艺数据库匹配，建立产品生产的虚拟流程；

（3）工艺文件标准化：利用标准化语言描述发动机零部件制造所需的工艺文件模块，便于快速形成标准的工艺文件；

（4）智能匹配算法：利用多目标智能化算法，构建具体生产过程中的最优制造方案，便于设备的优化配置，提高生产效率。

4.课题周期：2年。

5.考核指标

（1）申请软件著作权2项；

（2）建立航空发动机虚拟产线1套；

（3）形成示范实验室1个。

（三）中小企业数字化转型路径及实践研究

1.课题背景

随着数字经济时代的到来，数字化转型已成为中小企业提升自身竞争力、实现可持续发展的关键途径，其数字化转型的进程和成效对于推动地方经济发展具有重要意义。本课题旨在深入分析荆州市中小企业数字化转型的路径和实践经验，为其他地区提供可借鉴的转型模式，促进全国中小企业数字化转型的深入推进。

2.课题目标

（1）梳理荆州市中小企业数字化转型的现状及存在问题；

（2）分析荆州市中小企业数字化转型的路径选择及实施策略；

（3）总结荆州市中小企业数字化转型的成功案例和典型经验；

（4）提出促进荆州市及全国中小企业数字化转型的政策建议。

3.课题任务

（1）对荆州市中小企业进行调研，了解其数字化转型的现状、需求和挑战；

（2）分析荆州市政府及相关部门在推动中小企业数字化转型方面的政策措施及成效；

（3）探究荆州市中小企业数字化转型的具体路径，包括技术选型、人才培养、资金筹措等方面；

（4）结合具体案例，分析荆州市中小企业数字化转型的成功经验和可复制模式；

（5）提出进一步优化荆州市及全国中小企业数字化转型环境的对策建议。

4.课题周期：0.5年。

5.考核指标

（1）完成对荆州市中小企业的调研报告，准确反映其数字化转型的现状和需求；

（2）形成荆州市中小企业数字化转型路径分析报告，提出具有可操作性的实施策略；

（3）总结出至少三个荆州市中小企业数字化转型的成功案例，分析其转型经验和可推广性；

（4）提出至少促进荆州市及全国中小企业数字化转型的政策建议，为政府决策提供参考。

（四）基于虚拟现实技术的航空领域智能制造职业人才实训体系研究

1.课题背景

随着科技的快速发展，智能制造已经成为制造业的发展趋势。智能制造需要具备专业技能的人才来支撑，而职业学校作为培养技能型人才的重要基地，其智能制造专业实训体系的建设显得尤为重要。然而，传统的实训方式存在着设备投入大、维护成本高、场地受限等问题，因此，寻求一种新的实训方式成为当前职业学校亟待解决的问题。虚拟现实技术作为一种新兴的技术手段，为解决这一问题提供了新的思路。本课题基于虚拟现实技术的职业院校智能制造专业实训体系建设的研究，旨在探索一种新的实训方式，提高实训效果，培养学生的实践能力。

2.课题目标

研究虚拟现实技术在智能制造专业实训中的应用，探索虚拟现实技术对提高实训效果的作用。构建基于虚拟现实技术的智能制造专业实训体系，培养具有实践能力、创新能力和团队协作精神的智能制造专业人才，实现智能制造专业实训的信息化、智能化和高效化。

3.课题任务

（1）开展航空制造领域产业调研，摸清我国智能制造产业发展的现状及趋势；

（2）调研职业教育中智能制造专业的实训现状、问题，提出实训课程建设需求；

（3）研究虚拟现实技术在智能制造专业实训中的应用，探索虚拟现实技术对提高实训效果的作用；

（4）研究基于虚拟现实技术的智能制造实训课程体系，包括课程设置、教学内容、教学方法等。

4.课题周期：1年。

5.考核指标

（1）完成不少于1篇高质量研究报告；

（2）编制完成3门以上课程标准。

二、开放课题申请对象