【技术能力】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…

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【技术能力】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（2025年）
发布时间：2025年09月08日 09:04 来源：

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。
一2025年开放课题内容和要求
经实验室研究决定，2025年拟开展3项开放课题研究。具体要求如下：
（一）面向低空装备智能工厂的基于实测数据驱动的智能装配技术
1课题背景
低空装备产业的发展能够带动制造业多个产业链的高质量转型升级，智能装配技术是低空装备制造领域的重要课题，发展基于实测数据驱动的低空装备智能装配技术，能够引领推动先进制造技术、信息技术与智能技术的集成，从而赋予装配装备更高的智能化水平。飞行器部件装配是低空装备装配的主要工作内容，其装配质量在很大程度上决定了飞行器产品的制造质量、制造成本和制造周期。飞行器部件装配具有装配对象尺度大、装配精度要求高和测量难度大等特点。传统的飞机部件装配采用人工吊装，水准仪与经纬仪等光学仪器测量，凭工人经验，依靠手工或型架的方式进行装配。人工操作困难、装配效率低，装配质量难以保证；难以适应高质量、长寿命、低成本、高效率的飞机研制要求。与传统飞行器部件装配方法不同，目前国内外先进航空制造公司正逐渐使用激光跟踪仪、结合柔性调姿设备进行飞行器部件部件自动装配，提高了装配效率，适应了飞行器制造数字化、柔性化、智能化的发展趋势。
在飞行器装配工程实践中，飞行器装配配合面是复杂薄壁曲面，装配特征众多，复杂薄壁曲面加工困难，易变形；此外，飞行器部件存在零件制造、零件装配等多误差源的耦合影响。如依据理论尺寸进行自动装配，易产生装配干涉，装配间隙也不均匀。
为此，研究低空飞行器装配特征高效精确测量与建模技术，攻克实测数据驱动的飞行器数字化预装配和少应力装配方法，实现低空飞行器部件数字化智能装配，进而提高我国低空装备的装配精度，减少装配应力，保证低空装备的制造质量，提升并带动我国智能制造工厂的智能装配水平。
2课题目标
（1）突破低空装备复杂装配特征高效精确测量与建模方法，实现低空装备复杂装配特征的精确测量和快速提取，进而为智能制造领域复杂装配共性技术提供理论指导；
（2）提出实测数据驱动的低空飞行器力-位数字化虚拟装配方法，实现低空飞行器产品形性综合优化控制；
（3）提出实测数据驱动的低空装备部件智能装配方法，实现低空装备部件高效、精准装配。
3课题任务
（1）提出低空装备复杂装配特征高效精确测量方法与建模算法；
（2）提出实测数据驱动的低空装备部件力-位协同装配方法，攻克低空装备力-位协同智能装配技术；
4课题周期2年
5考核指标
（1）在国内外期刊上发表学术论文1篇
（2）申请发明专利2项。
（二）金属材料低周疲劳的智能监测与数据分析系统
1课题背景
在航空、航天、核能及轨道交通等关键行业中，金属材料的低周疲劳性能对结构安全至关重要。目前检测手段仍依赖传统设备，存在数据孤立、分析滞后、断口判断依赖专家经验、历史数据利用率低等问题。
随着人工智能与工业互联网的发展，亟需建立智能化、数据驱动型的疲劳检测系统，实现从试验到失效分析的全流程自动化、智能化处理，支撑国家高端制造产业向质量和效能跃升。
2课题目标
构建“金属材料智能检测与数据分析系统”,通过设备智能化、AI断口分析、数据集成与预测模型等技术集成，实现低周疲劳检测流程的系统化升级。
主要目标包括：
(1)实现低周疲劳试验设备的自动控制与智能调节；
(2)建立一体化数据分析系统，支持实时监控、分析与预测；
(3)开发断口智能识别模型，提升分析效率与准确性；
(4)建设疲劳检测数据库，实现数据驱动的性能评估与寿命预测；
(5)在典型工业场景中完成系统应用验证。
3课题任务
（1）检测设备智能化改造：实现智能监控与实时采集；
（2）数据分析系统搭建：集数据采集、存储、可视化与智能分析于一体；
（3）AI断口识别算法开发：基于深度学习，实现断口图像的自动分类与模式提取 ；
（4）疲劳寿命预测建模：结合物理建模与数据挖掘方法，预测材料寿命；
（5）疲劳检测数据库建设：集成多种材料在不同环境工况下的疲劳数据；
（6）系统集成与验证：完成系统联调与在典型工程中的示范应用。
4课题周期18个月
5考核指标
（1）技术性能：智能监测系统的有效数据采集准确率≥80%;断口识别准确率≥80%;寿命预测误差≤20%;
（2）数据处理能力：支持不少于10种材料数据接入，具备监控与分析功能；
（3）示范验证：完成至少3个典型牌号的工程示范，形成应用案例；
（4）成果输出：设备1套、分析软件1套、研究报告1份、专利申请1项以上、软著1项以上。
（三）基于模型的航空系统数字化测试验证平台
1课题背景
基于模型的航空系统数字化虚拟测试验证是一种以数字化模型驱动的测试方法，借助数字化建模手段将需求、设计模型与测试验证深度融合，构建系统功能、性能、接口及环境的仿真模型，替代或辅助物理测试，并依据模型对航空系统及其运行体系进行测试评估，实现高效验证。
2课题目标
（1）通过多学科多物理联合仿真和基于模型的系统工程（MBSE），实现复杂航空系统的全生命周期验证，缩短设计迭代周期，降低物理测试依赖，提高研制的测试验证效率。
（2）通过多领域多系统联合仿真，精确模拟真实环境下的系统交互，确保系统协同工作的可靠性、鲁棒性以及合规性等要求。
3课题任务
（1）基于模型的系统工程对航空飞行器进行系统建模，具备对物理系统进行完整建模的能力。
（2） 基于模型的系统工程对飞控系统的外部应用场景进行分析和设计，覆盖飞控系统的全流程业务交互模式，确保飞控设备在验证环境下的正确业务数据交互。
（3）引入时空域推演仿真系统能够仿真模拟飞行器在飞行全过程的业务环境，从而验证飞控设备在飞行全过程的功能、性能和故障模式等进行典型验证。
（4）基于时空一致的协同仿真和数据激励，在飞行全过程中的载荷仿真能够和具体业务场景保持一致，从而验证飞控设备在复杂飞行环境下的功能和性能。通过推演仿真系统外接智能算法，实现基于智能的航空设备训练、测试和验证。
4课题周期3年
5考核指标
（1） 基于 Sysml 的航空系统功能架构模型建模和仿真平台 1 套。
（2）基于 Modelica 的航空系统多学科建模和仿真平台 1 套。
（3）基于 Dodaf 和 UAF 的航空体系建模和仿真平台 1 套。
（4）基于模型的半实物测试系统 1 套。基于数据传输形式协议实现多台设备间的分布式联合仿真，并完成基于数字模型数据驱动的实时视景演示的流程一体化仿真。
（5） 测试场景管理工具。提供仿真测试场景，模拟各种被测目标的环境数据，具备 200 个以上目标的联合仿真能力；具备 3 个场景的任务演示能力。
（6） 模型数据交互总线。提供仿真模型间的数据集成总线，同时兼容领域模型数据格式和 ICD 接口设计规范：
a)具备两种 FC 主控仿真能力；
b)具备 1 种 1394 总线主控仿真能力；
c)具备 1 种时间触发总线的主控仿真能力。
（7）测试数据分析工具。实现仿真结果数据可视化、领域数据格式转换等功能。
a)具备趋势类参数的波形显示能力；
b)具备 ANP 区域显示标记能力；
c)具备 429、422 向 AFDX、FC 总线转换能力。
（8）通过三维建模工具，构建用户典型业务的协同地形场景，构建地形范围500KM*500KM，并依据构建的地形范围和实际布局，构建对应的树林、草地、山脉、海洋、河流等自然特征模型。构建指定机场的模型，并依据所构建的机场实际情况，构建场跑道、滑行道、停机坪、塔台、机库，具备相应标志牌模型及其包含相应标记的彩色纹理。
（9）针对重点区域范围 50km*50km，通过精细化三维建模，并结合实际地形勘探情况，构建对应的纹理，确保纹理分辨率 2.5 米/像素，100km*100km 范围纹理分辨率 5 米/像素，整体区域纹理分辨率 10 米/像素。
二业务介绍
国内外各高等院校、科研机构、企事业单位及有关科研人员，均可提出课题申请。
三开放课题申请程序申请者填写课题申请书，经申请者所在单位签署意见、申请人签字同意后寄交实验室，同时须提交申请书电子版。
2.开放课题申请的截止日期为2025年9月20日。
3.收到课题申请材料后，实验室将组织评审，并进行结果公示。
4.项目完成后，申请者需将结题报告提交实验室。由实验室组织进行项目验收。
5.联系方式
课题联系人：李媛智 联系方式：010-6073 8447
通讯地址：北京市昌平区豆各庄11号赛迪产业园科研楼南塔7层
邮编：102206
E-mail：smart@cstc.org.cn
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发布时间：2025年09月08日 09:04 来源：

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。
一2025年开放课题内容和要求
经实验室研究决定，2025年拟开展3项开放课题研究。具体要求如下：
（一）面向低空装备智能工厂的基于实测数据驱动的智能装配技术
1课题背景
低空装备产业的发展能够带动制造业多个产业链的高质量转型升级，智能装配技术是低空装备制造领域的重要课题，发展基于实测数据驱动的低空装备智能装配技术，能够引领推动先进制造技术、信息技术与智能技术的集成，从而赋予装配装备更高的智能化水平。飞行器部件装配是低空装备装配的主要工作内容，其装配质量在很大程度上决定了飞行器产品的制造质量、制造成本和制造周期。飞行器部件装配具有装配对象尺度大、装配精度要求高和测量难度大等特点。传统的飞机部件装配采用人工吊装，水准仪与经纬仪等光学仪器测量，凭工人经验，依靠手工或型架的方式进行装配。人工操作困难、装配效率低，装配质量难以保证；难以适应高质量、长寿命、低成本、高效率的飞机研制要求。与传统飞行器部件装配方法不同，目前国内外先进航空制造公司正逐渐使用激光跟踪仪、结合柔性调姿设备进行飞行器部件部件自动装配，提高了装配效率，适应了飞行器制造数字化、柔性化、智能化的发展趋势。
在飞行器装配工程实践中，飞行器装配配合面是复杂薄壁曲面，装配特征众多，复杂薄壁曲面加工困难，易变形；此外，飞行器部件存在零件制造、零件装配等多误差源的耦合影响。如依据理论尺寸进行自动装配，易产生装配干涉，装配间隙也不均匀。
为此，研究低空飞行器装配特征高效精确测量与建模技术，攻克实测数据驱动的飞行器数字化预装配和少应力装配方法，实现低空飞行器部件数字化智能装配，进而提高我国低空装备的装配精度，减少装配应力，保证低空装备的制造质量，提升并带动我国智能制造工厂的智能装配水平。
2课题目标
（1）突破低空装备复杂装配特征高效精确测量与建模方法，实现低空装备复杂装配特征的精确测量和快速提取，进而为智能制造领域复杂装配共性技术提供理论指导；
（2）提出实测数据驱动的低空飞行器力-位数字化虚拟装配方法，实现低空飞行器产品形性综合优化控制；
（3）提出实测数据驱动的低空装备部件智能装配方法，实现低空装备部件高效、精准装配。
3课题任务
（1）提出低空装备复杂装配特征高效精确测量方法与建模算法；
（2）提出实测数据驱动的低空装备部件力-位协同装配方法，攻克低空装备力-位协同智能装配技术；
4课题周期2年
5考核指标
（1）在国内外期刊上发表学术论文1篇
（2）申请发明专利2项。
（二）金属材料低周疲劳的智能监测与数据分析系统
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在航空、航天、核能及轨道交通等关键行业中，金属材料的低周疲劳性能对结构安全至关重要。目前检测手段仍依赖传统设备，存在数据孤立、分析滞后、断口判断依赖专家经验、历史数据利用率低等问题。
随着人工智能与工业互联网的发展，亟需建立智能化、数据驱动型的疲劳检测系统，实现从试验到失效分析的全流程自动化、智能化处理，支撑国家高端制造产业向质量和效能跃升。
2课题目标
构建“金属材料智能检测与数据分析系统”,通过设备智能化、AI断口分析、数据集成与预测模型等技术集成，实现低周疲劳检测流程的系统化升级。
主要目标包括：
(1)实现低周疲劳试验设备的自动控制与智能调节；
(2)建立一体化数据分析系统，支持实时监控、分析与预测；
(3)开发断口智能识别模型，提升分析效率与准确性；
(4)建设疲劳检测数据库，实现数据驱动的性能评估与寿命预测；
(5)在典型工业场景中完成系统应用验证。
3课题任务
（1）检测设备智能化改造：实现智能监控与实时采集；
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（4）疲劳寿…