分报告关键技术攻关最终版.docx

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分报告关键技术攻关最终版

上海市“十五”制造业信息化工程建设

制造业信息化关键技术攻关及应用工程

（上海市）

关键技术攻关

关键技术攻关研究专家组

二○○五年九月

一、引言

世纪之交，世界的政治、经济和技术发生了前所未有的巨大变化，经济全球化和信息化使制造业的竞争环境、发展模式和活动空间等发生了深刻变化，这些变化对我国制造业提出了严峻的挑战，同时也为实现我国制造业的跨越式发展提供了有利条件和机遇。

我国的制造业在国民经济中占有重要的地位，在工业化的进程中又同时面临着信息化的艰巨任务。

中共中央指出：

“继续完成工业化是我国现代化过程中的艰巨的历史性任务。

大力推进国民经济和社会信息化，是覆盖现代化建设全局的战略举措。

以信息化带动工业化，发挥后发优势，实现社会生产力的跨越式发展。

”

制造业信息化是用信息技术改造传统产业和实现信息化带动工业化的突破口。

制造业信息化将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合，带动产品设计方法和工具的创新，企业管理模式的创新，企业间协作关系的创新，实现产品设计制造和企业管理的信息化，生产过程控制的智能化，制造装备的数控化，咨询服务的网络化，全面提升我国制造业的竞争力。

目前，制造业信息化技术的主要内容及作用是：

设计数字化、制造装备数字化、生产过程数字化、管理数字化和企业数字化。

设计数字化技术实现了产品设计手段与设计过程的数字化，缩短产品开发周期，提高企业的产品创新能力；制造装备数字化技术实现了加工和装配的自动化和精密化，提高产品的精度和加工装配的效率；生产过程数字化技术实现了生产过程控制的自动化和智能化，提高企业生产过程自动化水平；管理数字化技术实现了企业内外部管理的数字化和最优化，提高企业管理水平；企业数字化技术实现了全球化环境下的企业内外部资源的集成和最佳利用，促进制造企业的业务过程、组织结构与产品结构的调整，提高我国企业、区域和行业的竞争能力。

从国际形势看，实施制造业信息化，是应对经济全球化，提高我国制造业国际竞争力的迫切需要。

随着第三轮经济全球化的加快，包括资金、技术和人才在内的各种生产要素流动和配置的范围越来越大，传统国界的作用日益弱化。

制造业也不例外，部分制造行业将向包括中国在内的发展中国家和地区转移。

我国现在已成为一个制造大国，但还远不是制造强国。

为了尽快提高我国制造业的整体素质和竞争力，必须大力推进制造业信息化。

从国内形势看，实施制造业信息化，是以信息化带动工业化，促进传统制造业结构调整和优化升级的必然选择。

我国目前还处在工业化进程之中，距离实现现代化还有很长的一段路要走。

工业化的进程是不可逾越的，但是在信息时代工业化的过程是可以缩短的。

应该充分利用后发优势，大力推进以制造业信息化为代表的国民经济信息化，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，实现全社会生产力的跨越发展。

近十多年来，我国有关部门有计划地部署了一系列重点科技项目，有效地促进了我国制造业信息化技术的研究与应用推广，如：

科技部组织实施的CAD应用工程和CIMS应用示范工程等，有力地推动了我国制造业信息化技术的发展，取得了显著的效益，也为“十五”期间全面推广制造业信息化技术打下了良好的基础。

“十五”期间，科技部将在“九五”CAD/CIMS应用示范工程的基础上，从863计划和攻关计划中拿出8亿元资金，组织实施“制造业信息化关键技术研究及应用示范工程”，简称“制造业信息化工程”重大项目。

这是加入世贸组织以后，科技部在以信息化带动工业化，用高新技术改造传统产业方面的一个重要举措。

该项工作已得到社会各界、地方省市、广大企业的热烈响应。

制造业信息化工程（ManufacturingInformationEngineering，MIE）沿着两条主线推进。

一是省市制造业信息化工程建设，主要任务包括应用示范、技术服务和应用技术攻关等；二是关键技术产品研发及应用，主要任务是研发制造信息化七项关键技术及产品，并通过企业应用示范和技术服务实现产业化。

上海市制造业信息化工程（ShanghaiManufacturingInformationEngineering，SHMIE）建设项目，是上海实施国家“信息化带动工业化”战略方针的一个重要步骤，对提升上海制造业总体水平、提高国际竞争能力，迎接WTO挑战，具有重要意义。

上海市政府以“立足上海、面向全国、走向世界，将上海建设成为国际一流的先进制造业基地”为战略目标，以政策激励、企业示范为先导，以公共平台与制造资源的结合、技术因素和非技术因素的结合、政府引导与市场机制的结合为抓手，充分发挥技术、人才和组织的资源优势，整合和完善中介服务体系和推广应用体系，在钢铁、航空航天、汽车、机电、造船、化工、医药等十几个行业大力推行信息化技术。

在项目的实施过程中，建立并完善了6个各具特色的技术服务和培训中心，完成一批共性关键技术的攻关，形成上海制造虚拟网的技术及服务平台，培训制造业信息化人才5万人次以上。

“十五”期间，上海投入20多亿元，进行15家重点企业信息化典型示范，实现超过150家企业信息化应用示范，并带动1000家企业的信息化工作。

SHMIE的完成，进一步加强了上海对长江三角洲乃至全国的集聚和辐射作用，逐步确立上海制造业在经济全球化中的竞争优势和领先地位。

二、制造业信息化工程建设任务概述

近几年，我国制造业信息化发展很快。

在“八五”、“九五”期间，国家加大了先进制造技术及相关领域投入的力度，引进消化和自主开发应用了许多先进的制造与管理技术，推进了我国制造业向信息化方向发展，对调整和优化制造业的产品结构起到了积极的作用，同时也提高了综合国力及参与国际竞争的能力。

我国通过推进CAD应用工程和863/CIMS推广应用工程促进制造业信息化工作。

这些工程在上千家企业应用CAD技术和CIMS技术，加速了应用企业的信息化进程，在我国制造业产生了巨大影响和示范带动作用，取得了显著经济效益和社会效益。

但从总体上看，我国制造企业的信息化程度不高、应用面窄、企业间差距过大、信息化进程过慢，制造业信息化的应用软件产业和技术服务业还不够强大，越来越不适应新的形势和要求。

2.1MIE建设任务概述

制造业信息化工程的战略目标是：

面向国民经济建设主战场，围绕制造业信息化的发展需求，将数字化设计、数字化生产、数字化管理、数字化装备和数字化企业技术相结合，整合国家863计划、科技攻关计划和地方科技计划等资源，攻克制造业信息化关键共性技术，研发制造业信息化应用软硬件产品，并实现产业化，培育社会化咨询服务体系，面向制造企业开展制造业信息化应用示范工程，实现制造业的五个数字化，全面提升我国制造业的国际竞争力，打造新兴制造业。

2.1.1MIE的任务和具体目标

制造业信息化工程的主要任务分两个层面：

制造业信息化应用工程、制造业信息化关键技术产品研发及应用。

前者的任务是用信息技术改造传统产业；而后者则是为前者提供技术支撑。

1、制造业信息化应用工程建设

制造业信息化应用工程建设以省市为主展开，围绕企业应用示范、技术服务支撑和应用技术攻关三个方面推进。

开展制造业信息化应用工程的重点体现在五个数字化方面。

省市制造业信息化工程建设在国家制造业信息化工程的指导下，充分发挥地方政府和企业的积极性，面向经济建设主战场，深入广泛地开展制造业信息化技术的推广应用，用高新技术改造传统产业，促进制造业和地方经济的跨越式发展；营造新形势下制造业信息化的可持续发展环境；以推广应用三维CAD、ERP、NC等制造业信息化技术为突破口，提高制造业企业的竞争力；以制造业信息化应用示范体系和技术服务体系为支撑，促进以应用和服务为重点的制造业信息化产业的发展。

2、制造业信息化关键技术产品研发及应用

制造业信息化关键技术产品研发及应用是以国家行为为主导，建设制造业信息化技术创新体系，开展制造业信息化关键技术研发及应用，为制造业信息化应用工程提供技术支撑。

关键技术产品研发及应用的主要任务包括：

数字化设计、数字化管理、智能化控制、企业集成化、制造网络系统、数字化装备、数据库管理系统等方面。

制造业信息化关键技术产品研发及应用将以企业需求为牵引，以集成应用带动系统研发，以系统研发带动技术突破，以原始创新促进技术发展，实施人才、专利、标准战略，突破一批制造业信息化关键技术，形成一批具有自主知识产权的制造业信息化软硬件产品，获取一批专利，培养一批人才队伍，通过企业应用示范工程和软件产业化工程促进863计划研究成果和国产化制造业信息化软硬件产品的应用，促进我国制造业信息化高新技术产业的发展。

制造业信息化工程的具体目标为：

突破一批制造业信息化关键技术，形成一批具有我国自主知识产权的产品及专利；在全国2000家以上企业实施制造业信息化应用示范工程；示范企业中自主知识产权的应用软件的应用率达到50%以上，新产品贡献率达到30％；促进100家制造业信息化软件企业及技术服务中心的发展；培训各种层次的制造业信息化人才50万人次；形成若干个专业化、网络化制造业信息化产业和服务联盟。

2.1.2MIE的建设任务框架

如图1所示，制造业信息化工程的主要工作是通过省市制造业信息化工程建设、关键技术产品研发及应用全面推进以数字化技术为特征的制造业信息化工作，为了更好地完成这二项工作，需要在全社会范围内营造制造业信息化的环境氛围。

图1MIE的建设任务框架

1、省市制造业信息化工程建设

省市制造业信息化工程根据国家制造业信息化工程的总体要求，按照地方制造业信息化的工作需求，建设沿着制造业五个数字化的方向，围绕企业应用示范、技术服务支撑和应用技术攻关等三个方面推进。

（1）企业应用示范

企业应用示范通过制造业信息化技术在企业的广泛应用推进制造企业的信息化进程，提高企业的创新能力和市场竞争力。

企业应用示范主要包括如下四个层次的工作：

●中小企业制造业信息化：

针对我国广大的中小企业，开展CAD、ERP等制造业信息化单元技术的应用实施和深化。

●企业集成技术应用：

深化制造业信息化技术的推广应用，强调围绕企业的集成应用，实现企业数字化。

●重点行业应用：

结合省市支柱行业，围绕着行业带动的企业链与产业链，实施企业间的信息化，实现企业间的集成，包括电子商务、供应链、协同制造等。

●区域制造网络系统应用：

围绕地方经济，特别是区域经济、企业集群的发展，积极开展区域制造业信息化技术的应用示范。

（2）技术服务支撑

技术服务支撑是同样是省市制造业信息化工程建设的重点和核心。

作为连接企业应用和技术研发的桥梁，技术服务支撑一方面为省市制造业信息化提供技术服务，另一方面通过需求牵引拉动制造业信息化技术的研究开发，有利于培育制造业信息化技术服务产业。

技术服务的主要内容包括：

●企业咨询、诊断：

开展企业咨询与咨询，帮助企业进行需求分析，并提供企业制造业信息化整体解决方案。

●应用实施，技术支持：

帮助企业实施制造业信息化工程；鼓励为在企业中应用863计划的制造业信息化软硬件产品提供技术支持与服务。

●技术培训：

建立制造业信息化技术培训中心，培养专业化技术、应用和管理人才。

●中介服务：

为软件开发商提供应用需求，为企业用户提供产品代理等中介服务，应主动拉动863技术和产品研发；参与制定和宣贯制造业信息化相关标准与规范。

技术服务支撑主要通过省市的制造业信息化生产力促进中心、咨询公司、技术培训中心等社会化的中介机构实施。

鼓励结合CAD、ERP等专项技术，建设专业化技术服务中心，建立软件产品开发商、产品代理商/技术服务商、企业用户之间的密切合作关系。

（3）应用技术攻关

各省市可以根据地方经济特色和本省市制造业信息化发展需求和技术基础，开展制造业信息化相关应用技术的攻关与产品开发工作；积极配合国家863计划研究成果与技术产品的应用，开展CAD、ERP等技术产品本地化的二次开发与技术服务工作。

同时，鼓励省市积极参与国家863的关键技术产品研发及管理工作，并给予组织、经费、政策等方面的支持。

2、关键技术产品研发及应用

为了更好地支持省市制造业信息化工程建设，国家将在三维CAD、ERP、MES、企业集成、区域制造网络、数据库管理系统、数控装备等方面开展七大关键技术产品研发与应用，为企业实现设计数字化、生产数字化、管理数字化、装备数字化和企业数字化提供技术与软件产品，如图2所示。

这七大关键技术产品研发与应用工作又包括关键技术产品研发、技术产品应用示范、产品应用服务支持等三个方面，相互衔接配套，形成一个有机的整体。

图2关键技术产品研发体系

（1）关键技术产品研发

三维CAD系统产品研发：

针对企业产品创新设计，对数字化设计与制造中的若干关键技术进行创新性研究，开发具有自主知识产权的专业化三维CAD设计软件系统，为企业设计数字化与生产数字化提供关键技术与软件产品。

ERP系统产品研发：

针对我国企业管理的集约化与现代化，研究符合中国现代管理模式的先进企业管理技术、基于XML的ERP/SCM/CRM/eB技术，开发满足我国需求的ERP管理软件系统，为企业管理数字化提供关键技术与软件产品。

MES系统产品研发：

针对生产过程的自动化，研究实时数据库、故障诊断、先进建模等技术，研发基于MES的综合自动化系统，为企业实现数字化生产提供关键技术与软件产品。

企业集成系统产品研发：

面向产品全生命周期管理和企业集成，研究企业建模与诊断、知识管理、集成平台等技术，为企业信息化整体解决方案提供技术支撑与软件平台，开发面向产品全生命周期管理的PLM平台、企业应用集成平台等，为形成数字化企业提供关键技术与软件产品。

区域制造网络系统产品研发：

为形成数字化企业群体，研究商务协同、设计协同、制造协同和供应链协同等关键技术，提出区域制造网络系统的制造网络协议及相关应用管理规范、应用实施模式和组织机制，开发典型区域制造网络专业平台和制造网络系统，建立若干有特色的典型区域性制造网络及其技术服务支撑体系，为省市制造业信息化生产力促进中心的运行提供集成服务和工具系统支持。

数据库管理系统产品研发：

面向我国制造业信息化、电子政务、信息安全等需求，研发具有自主知识产权的数据库管理系统，包括DBMS核心技术、数据库应用中间件和数据库应用构件等；为制造业信息化、电子商务提供技术支撑，为国家信息安全提供保障。

数控装备产品研发：

针对国家重点行业特别是国防工业需求，研制开发受国外引进限制的大型高精尖数控加工装备和中档精切类数控机床装备，研究数控装备的开放控制技术、网络化数控技术、智能控制与维护技术等，研发五坐标数控机床、高速高精加工中心、大型车铣复合加工中心等数控装备产品，为企业实现数字化装备提供关键技术与软件产品。

（2）关键技术产品应用示范

以上七大关键技术产品的研发应与省市制造业信息化的需求密切结合，并面向省市企业、特色行业和典型区域，在制造业信息化应用工程中进行分层次、分阶段的开展集成示范应用；既为提高企业的竞争能力解决关键技术问题，又为在制造业信息化工程中推广应用自主开发的关键技术和软件产品提供示范和积累经验，促进我国制造业信息化技术的产业化。

（3）关键技术产品应用服务支持

结合省市制造业信息化技术服务体系的建设，针对七大关键技术产品，建立相应的专业化技术服务中心和服务队伍，为制造业信息化关键技术产品在省市企业、特色行业和典型区域的应用示范提供技术支持。

有条件的省市应以制造网络系统作为载体开展技术服务，使制造业信息化技术服务形成一个网络，实现资源的共享和网络环境下的集成服务。

针对7大关键技术产品，建立关键技术的专业化培训中心，培养一批应用型专业化人才。

3、大力宣传制造业信息化工程

制造业信息化工程是一个大的系统工程，要通过广泛的宣传和发动，提高全社会的积极参与意识。

为了促进营造制造业信息化工程的良好社会氛围，科技部将组织一系列重要活动。

其中的重点工作包括有“一刊、一报、一网、一会”。

各省市也应当开展相应的工作，加大宣传的广度和深度。

2.2SHMIE建设任务概述

上海是一个多元化的经济都市，包括汽车、船舶、航空航天等高技术制造产业，具有良好的制造业基础。

上海市有着良好的产业政策和措施，制造业信息化建设已经积累了丰富的经验、取得一定的成绩，初步形成了推进信息化建设的软环境，更有条件率先实现制造业信息化。

上海工业已连续11年实现了两位数增长。

目前，全市工业总产值、增加值和利润总额分别达到7000亿元、2200亿元和400亿元左右的总量规模；经济效益综合指数达到150以上。

企业的技术开发费占销售收入的比重逐年增加，2001年全市规模以上企业技术创新资金总额达203亿元。

近几年，在加大企业改革力度的基础上，借助于信息技术手段，使企业的生产水平、产品档次、技术性能得以不断提升，竞争能力不断提高。

2.2.1SHMIE的研究现状

上海的计算机应用与开发起步较早、应用较广，在上海市政府的领导下，科委、经委、信息办等通力合作，“八五”、“九五”期间在制造业中开展的CAD、CIMS推广应用，覆盖了钢铁、化工、航空航天、汽车、电力、电子、机电、仪表、轻工、造船等十几个行业七十余家企业，成为863计划和CAD应用工程全国第一批示范省市之一。

目前，全市已形成了一支包括高校、研究所和企业在内的上千人的掌握企业信息化关键技术的队伍，孕育了一批具有一定市场竞争力的软件开发企业和系统集成咨询企业，上海具备了全面实施企业信息化较为坚实的技术储备和环境基础。

总的来说，上海制造业信息化的单元技术与集成技术的研究与应用水平在我国处于前列，上海的许多国防高精尖产品（如卫星、火箭、飞机、船舶、钢铁以及电机等）来自于应用CAx的结果。

上海制造业的计算机应用具有软硬件资源丰富、人才集聚的特点，相对于全国来说，上海具有雄厚的技术基础和应用背景。

虽然上海在制造业信息化的建设中取得了一定的成果和丰富的经验，但是，目前上海制造业信息化的水平与上海的国际大都市地位还不相称，离发达国家中心城市如美国底特律、日本东京的制造业信息化水平相比还有相当地距离。

2.2.2SHMIE的研究基础

通过上海市“九五”期间“敏捷制造网络化工程”和“分布式环境下快速响应技术应用研究”等重点科技攻关项目的支持，在上海已形成了依托于上海制造热线、面向制造业信息化、支持企业间异地协同设计与制造、以快速响应制造为主要服务内容的网络化公共技术服务平台的基本框架。

“十五”期间首先启动的“制造业信息化关键技术攻关及应用示范”重大科技攻关项目，将进一步支持建成上海制造业信息化的门户网站，并以此为基础，建成完整的支持网络化快速产品开发的公共技术服务平台，充分整合上海各高校和各大企业集团在设备资源和人才资源等方面的优势，为企业提供包括反求、快速原型、快速模具、虚拟产品开发等技术服务。

总体目标

2.2.3SHMIE的总体目标

工程实施的战略目标：

立足上海、面向全国、走向世界，将上海建设成国际一流的先进制造基地。

工程实施的基本目标：

围绕“竞争驱动、企业主动、政策推动、信息带动、系统行动”的原则，抓开发、做示范、建环境、推应用、促发展、见效益，力争在“十五”期末，上海制造业信息化水平有显著提高，制造业信息化从单元集成走向系统集成、从信息集成走向过程集成、从企业内部资源集成走向企业整体资源与整体制造环境的融合。

工程实施的具体目标：

完成15家重点企业信息化典型示范，实现超过150家企业信息化应用示范，带动1000家企业的信息化工作；形成至少3-4套具有自主知识产权的软件产品工具集，建立并完善6个以上的技术服务和培训中心，培训各种层次的信息化人才5万人次以上。

探索一条用信息化提升传统产业的发展模式与道路，促进上海制造业跨越式发展，增强上海地区工业的国际综合竞争力，建成一个适合中国国情的制造业信息化支撑体系和应用环境，为我国的广大制造业的信息化做出示范。

2.2.1SHMIE的建设任务及总体框架

上海市制造业信息化工程建设的主要工作内容是两个环境的建设，包括政策环境和技术环境，其中技术环境主要建设“一个平台、两个体系”，如图3所示。

图3上海制造业信息化工程示意图

1、政策环境建设

上海市政府有关部门拟通过调查汇总制造业信息化过程中的问题及情况，结合技术、经济、市场、宏观、局部等因素，制订相关的制造业信息化实施政策，以引导制造业企业的行为，引导相关的技术、资金、项目向着制造业信息化的方向投入，促进制造业信息化的发展。

上海市政府有关部门将在以下方面提出具体的政策措施：

（1）鼓励企业优先使用国产软件，并给予一定“专项资金”补贴，指定专门的机构或委员会管理“专项资金”的使用。

（2）制定制造企业实施信息化的绩效评估标准；其主要因素要考虑企业的综合经营管理绩效，如成本、质量、新产品开发投放周期、新产品贡献率、生产率等，加上有关信息化衡量标准。

指定专业的中介机构评估企业信息化的绩效水平。

经评估达标的制造企业，可以认定为高新技术企业，并给予一定的优惠政策。

（3）在实施制造业信息化工作中，对能促进官、产、学、研相结合的企业共性技术研究，优先给予立项支持，对相关专业人员的培训优先列入“专项基金”支持的培训计划。

（4）上海市政府有关委办对参加制造业信息化工程建设的咨询企业、中介机构和有关专业人员进行资格认证。

经认证的企业和机构享受同等软件企业的优惠政策，并给予专业人员及优秀管理团队一定的优惠政策。

（5）鼓励企业在示范应用过程中开发商品化的软件，对软件产品的认证、专利申请给予减免费用的支持，对商品化的软件产品将争取列入政府采购范畴。

2、技术环境建设

技术环境建设的主要内容是建设一个基于上海制造虚拟网（SMVPN,ShanghaiManufacturingVirtualPrivateNetwork）的公共技术及服务平台和两个体系，即应用示范体系和技术服务体系。

（1）基于SMVPN的公共技术及服务平台

大面积推广信息化建设，必须认真考虑经济模式，显然每个企业都建立自己独有的信息系统，并不是最经济的办法，而且企业还面临如何维持IT人员，如何让他们不断维持知识更新等难题，因此需要设立企业间的公共平台，在保证信息安全的前提下共享资源。

其系统框架如图4所示：

图4基于SMVPN的公共技术及服务平台系统框架

该技术及服务平台具有如下功能。

●以e-Frame为体系的技术支撑能力

公共技术及服务平台具有以e-Frame为体系的技术支撑能力。

其从技术上不但包括了CAx、ERP、CRM、SCM、制造设备数字化等单元技术，同时又为这些单元技术的集成应用提供保障。

为提高企业的设计、管理能力，逐步实现产品设计数字化、企业管理数字化、生产工艺数字化、制造基础装备数字化和在网络环境基础下的企业数字化提供了技术服务。

●以e-Frame为体系的服务支撑能力

公共技术及服务平台具有以e-Frame为体系的服务支撑能力。

其范畴不但覆盖了上海市的重要行业、典型企业和面广量大的企业，而且贯穿产品的整个生命周期，不但为应用示范体系和技术服务体系提供基础支撑，而且为该平台上每个产品的正常运转和管理提供服务。

利用网络化手段，为三个不同层次的企业提供不同程度的服务，为推广应用异地设计制造、供应链和动态联盟等技术，实现资源共享和优化配置，提高上海市制造业创新能力，促进上海市制造业信息化的进程提供强大的服务。

（2）应用示范体系

应用示范体系主要面向三个层次的企业：

第一个层次的企业是已经掌握了信息化单元技术，或实现了部分集成，有进一步实现系统集成的需求；第二层次的企业具有一定的信息化基础，有进一步深化信息化单元技术应用的需求；第三层次的企业是信息化工作刚刚起步，基础条件和自身技术能力较差，但有利用制造业信息化资源的愿望。

对这三个层次企业按照重点行业和典型企业突出、面上企业参与的原则，对不同层次的企业采用不同程度的信息化措施，进行一步规划，分步实施，重点突破和全面推广。

其中，重点行业是指上