國科金發計〔2025〕218號

 

　　國家自然科學基金委員會現發布未來工業互聯網基礎理論與關鍵技術重大研究計劃2025年度項目指南，請申請人及依托單位按項目指南所述要求和注意事項申請。

 

國家自然科學基金委員會

2025年9月2日

 

未來工業互聯網基礎理論與關鍵技術

重大研究計劃2025年度項目指南

 

　　未來工業互聯網是新一代信息通信網絡技術與工業制造深度融合的全新工業生態、關鍵基礎設施和新型應用模式，通過人機物的安全可靠智聯，實現生產全要素、全產業鏈、全價值鏈的全面連接，推動制造業生產方式和企業形態根本性變革，形成全新的工業生產制造和服務體系，顯著提升制造業數字化、網絡化、智能化發展水平。

　　本重大研究計劃瞄準工業互聯網國家重大戰略需求，圍繞未來工業互聯網的重大核心科學問題，打通未來工業互聯網基礎研究、原始創新的“最先一公里”和科技成果轉化、產業市場化應用的“最后一公里”，為我國工業互聯網發展水平走在國際前列奠定理論和技術基礎。

一、科學目標

　　瞄準工業互聯網國家重大戰略需求，把握未來工業互聯網發展趨勢，創新工業互聯網全要素互聯的結構化組織機理、生產制造流程的柔性構造機制、產業鏈與價值鏈的網絡化調控原理等基礎理論與方法，突破一批核心關鍵技術，完成三個以上工業制造典型場景的集成示范驗證，形成若干重大基礎性原創成果，培養一批有國際影響力的人才和團隊，推動工業互聯網應用與服務的范式變革，為構建要素互聯結構化、生產制造流程化、工業網絡體系化的產業新生態奠定理論和技術基礎，引領未來工業互聯網的科學發展。

二、核心科學問題

　　本重大研究計劃針對未來工業互聯網生產要素互聯的時空關系演變及調控規律這一核心問題，圍繞以下三個科學問題展開研究。

　　（一）全要素互聯的結構化組織機理。

　　針對未來工業互聯網人機物全要素安全可靠互聯的系統復雜性難題，重點解決如何刻畫未來工業互聯網全要素互聯的聯接關系與結構關系，如何度量其復雜性并構建相互控制關系等問題。重點研究未來工業互聯網按需聯接的本征模型與調控機理、生產要素數據多維表征及結構化組織機理、全要素互聯的系統熵理論。

　　（二）生產制造流程的柔性構造理論與方法。

　　面向未來工業互聯網柔性化制造全流程的流暢性與穩定性要求，重點解決如何精準刻畫未來工業互聯網生產鏈制造全流程中的誤差傳播、有效識別生產流程的脆弱性、定量評估生產線重構的收斂性等問題。重點研究未來工業互聯網柔性化制造全流程的容差分析與傳播模型、全流程穩定性構建方法、全流程重構的理論與方法。

　　（三）產業鏈與價值鏈的網絡化調控原理。

　　針對未來工業互聯網生產制造的全產業鏈、全價值鏈耦合與復雜調控關系，重點解決如何從效率角度建立網絡化產業鏈模型、從效用角度建立網絡化價值鏈模型，如何實現跨產業鏈與價值鏈聯動的多目標調控優化等問題。重點研究未來工業互聯網生產制造的全產業鏈構建模型、全價值鏈構建模型、跨鏈耦合的網絡化調控原理。

三、2025年度重點資助方向

　　（一）重點支持項目。

　　圍繞核心科學問題，以總體科學目標為牽引，2025年對于前期研究成果積累較好、對總體目標在理論和關鍵技術上有較大貢獻、具備產學研用合作基礎的申請項目，將以重點支持項目方式予以資助，重點支持方向如下：

　　1. 面向工業制造的多智能體網絡化協同與控制（申請代碼1選擇信息科學部或其他相關科學部所屬申請代碼）。

　　針對工業制造場景下大規模異構邊緣智能體的網絡化協作和可靠控制難題，研究面向異構邊緣智能體多模態數據的自主獲取與統一表征模型，建立變時空尺度數據源的跨模態語義對齊理論及方法；研究復雜工業環境下的多智能體擬人化交互模型和方法，構建支持工業設備本體遷移學習的多智能體容錯交互機制與高效交互協議；研究面向工業制造的多智能體協同網絡架構及組網方法，提出變時空任務驅動的多智能體分布式協同調度策略及網絡化控制方法。在柔性產線、裝配檢測等工業制造場景開展相關科學問題與關鍵技術演示驗證，支持不少于15類異構邊緣智能體的制造要素數字化映射與協同控制；虛實結合建立不少于500個節點的工業制造網絡（實體節點≥100個）；工業互聯網控制數據的網絡化傳輸效能提升一個數量級；實現秒級時延下的多智能體協同控制。

　　2. 工業互聯網虛實融合的確定性云化智能控制關鍵技術（申請代碼1選擇信息科學部或其他相關科學部所屬申請代碼）。

　　面向工業互聯網大規模異構任務的高精度控制要求，厘清多類型控制與計算邏輯的耦合關聯機理，提出云邊協同的實時虛擬化方法，開展虛實融合的控制模型訓練與推理，形成邊緣側輕量化的控制模型庫，探索基于行業大模型的云化控制邏輯按需映射及動態重構方法；構建云邊端多級異構計算內核到無線、有線數據流的端到端時延及抖動模型，突破異構控制協議自動適配、跨容器端到端確定性調度等關鍵技術，形成DT/OT/IT/CT一體的云化智能控制新體系；在航空航天、裝備制造等典型行業開展相關科學問題與關鍵技術演示驗證，單服務器云化控制規模不低于百點，支持處理器、控制協議種類均不低于5種，智能控制周期、熱備切換時延達到毫秒級，形成柔性可拓展的云化智能控制新范式。

　　3. 面向流程柔性生產的垂直大模型智能協同多物理場耦合調控方法（申請代碼1選擇信息科學部或其他相關科學部所屬申請代碼）。

　　面向流程生產過程高效穩定運行與柔性敏捷調控需求，針對流程生產裝備內部多物理場耦合導致反應機理不清、運行工況動態變化造成傳統調控方法難以長周期穩定運行等問題，研究流程生產裝備多物理場耦合反應體系數字化表征方法，構建基于虛實對齊的一致性相場耦合模型；研究融合領域知識的流程生產裝備運行工況感知與持續監測方法，實現動態工況下裝備運行狀態準確監測；研究垂直大模型智能協同的跨尺度多物理場精準控制方法，實現流程生產裝備環境狀態精準穩定控制。面向典型流程生產裝備開展方法與技術驗證，有效提升異常工況識別準確率，有效降低多物理場調控相對誤差。

　　4. 工業互聯網柔性制造系統的優化算法理論及穩定性分析（申請代碼1選擇數理科學部所屬申請代碼）。

　　針對工業互聯網柔性化制造流程的敏捷性和穩定性要求，探索制造系統柔性協同的物理機理，建立生產、輸送和資源調度一體化的數學模型和優化決策理論，實現工業互聯網柔性制造全流程云-邊-端的高效協同與大規模任務需求精準適配；研究穩定高效的在線自適應優化算法，實現優化算法的穩定性快速分析與自適應生成。在柔性制造的典型應用場景開展理論與方法驗證，實現大規模柔性制造任務需求下秒級任務規劃與資源調度，有效降低任務延遲時間，提高生產效率。

　　5. 面向人機混合群體的網絡化協同決策理論方法研究（申請代碼1選擇管理科學部所屬申請代碼）。

　　面向未來工業互聯網環境下“人智+機智”混合群體協同決策問題，研究大數據與大模型聯合驅動的人機交互模式與決策形成機制；研究智能自主決策、人機協同決策、群體聯合決策等多類型決策模式混合下的網絡化決策偏差傳導機理與決策矛盾形成機理，創建工業互聯網環境下大模型驅動的決策矛盾識別與決策共識生成機制；研究面向全周期全流程工業互聯網業務的智能決策模型與效能評價方法，提出基于工業互聯網的網絡化決策架構與智能決策技術，提升全周期全流程智能決策能效；針對工業互聯網的典型應用場景，開展相關科學問題與關鍵技術的演示驗證，與現有技術相比性能指標有顯著提升。

　　（二）集成項目。

　　1. 面向大型飛機柔性產線規模化制造的智能化協同關鍵技術集成和應用示范（申請代碼1選擇信息科學部或其他相關科學部所屬申請代碼）。

　　針對大型民用飛機百萬量級零部件柔性產線規模化制造需求，通過集成本重大研究計劃前期已布局項目的研究成果，主要包括生產全要素數據協同管控與智能決策、工業互聯網多源異構數據按需服務、離散制造定制化生產任務按需柔性調度、面向供應鏈韌性的全要素優化配置方法、面向智能制造的行業大模型架構與算法等重點項目成果，研究大型飛機產線多維要素數據按需融合與通專模型協同決策、面向部總裝多維要素動態變化的規模化任務柔性調度、多級供應鏈產能預測與制造資源智能調控等關鍵技術；基于實際生產車間搭建大型飛機柔性產線規模化制造演示驗證平臺，驗證飛機生產過程狀態智能問答覆蓋人員、工裝、物料、工藝規范、環境、車間計劃進度、質量、車間異常等至少8類關鍵要素數據，相較于“十四五”期間水平，百萬級工單任務排產效率提高50%以上，裝配產線設備利用率提高10%以上，在不少于200家主要供應商協同制造環境下實現支撐大型飛機產線產能提升30%以上，進一步驗證相關科學問題的解決情況，加速前期布局項目研究成果的轉化與落地。

　　2. 面向新能源汽車大規模定制的跨鏈網絡化協同基礎理論與關鍵技術集成驗證和應用示范（申請代碼1選擇信息科學部或其他相關科學部所屬申請代碼）。

　　針對新能源汽車大規模定制需求，通過集成本重大研究計劃前期已布局項目的研究成果，主要包括復雜車間環境通感一體化無線信道建模、大規模柔性生產任務調度、動態多目標約束下工業生產鏈和供應鏈智能協同決策方法等重點項目成果，研究汽車制造全流程跨時空數據表征與推理、數據驅動的跨生產鏈-供應鏈-價值鏈資源動態協同調控等關鍵技術，搭建基于試制線的新能源汽車大規模定制集成演示驗證平臺，驗證百萬級個性化配置組合下產線切換時間降低50%以上、千級供應鏈企業協同下整車交付周期降低30%以上，進一步驗證相關科學問題的解決情況，加速前期布局項目研究成果的轉化與落地。

　　3. 面向關鍵金屬高值提取的網絡化調控理論方法與關鍵技術集成驗證和應用示范（申請代碼1選擇信息科學部或其他相關科學部所屬申請代碼）。

　　面向有色金屬生產過程原料組分波動、工序時空跨域分散、工況復雜多變等特點以及高端化、智能化、綠色化發展的重大戰略需求，通過集成本重大研究計劃前期已布局項目的研究成果，主要包括工業互聯網多源異構數據可信共享與按需服務、生產鏈和產業鏈智能協同與優化決策、節能降碳優化控制與智能決策、面向智能制造的行業大模型等項目成果，研究生產鏈全要素深度感知與協同預測、面向關鍵金屬高值提取的垂域大模型構建、虛實融合的樞紐裝備數字孿生建模與調控、生產鏈與供應鏈協同資源配置與網絡化調控、面向彈性產業鏈供需的生產鏈資源柔性配置與智能管控等關鍵技術，構建支撐生產全要素互聯與大模型驅動網絡化協同調控的集成演示驗證環境，進一步驗證相關科學問題的解決情況，并在關鍵金屬生產過程中濕法冶金生產線、多冶金爐窯生產鏈、系列電解槽等不少于3個典型生產流程開展創新應用示范，實現關鍵金屬提取率提高1%以上，生產能耗降低1.5%以上，加速前期布局項目研究成果的轉化與落地。

四、項目遴選的基本原則

　　為確保實現總體目標，本重大研究計劃要求研究內容必須符合指南要求，把握工業互聯網發展趨勢，結合工業互聯網的實際問題，提煉基礎科學問題開展創新性研究。

　　（一）要求研究與未來工業互聯網相關的基礎科學問題，即在申請書中需要明確解釋研究對象的具體應用場景及需求，需要明確研究問題對全要素互聯的結構化組織機理、生產制造流程的柔性構造理論與方法、產業鏈與價值鏈的網絡化調控原理等核心科學問題的貢獻。

　　（二）在闡述國際發展的最新態勢及該方向在重大研究計劃支持下已經取得的重要進展基礎上，要歸納提煉明確的科學問題。

　　（三）針對科學問題，研究隊伍要有明確的分工，發揮各自優勢，開展聯合攻關和協作研究，形成有機的研究鏈條，建議積極吸納工業互聯網用戶單位為項目參與單位。

　　（四）要明確對實現重大研究計劃總體目標和解決核心科學問題的貢獻。

　　（五）要明確具體應用場景，研究目標中應包含可量化、可考核的指標。

五、2025年度資助計劃

　　2025年度擬資助重點支持項目5項，方向1、2和3直接費用資助強度約為180萬元/項，資助期限為2年，申請書中研究期限應填寫“2026年1月1日-2027年12月31日”；方向4和5直接費用資助強度約為100萬元/項，資助期限為1.5年，申請書中研究期限應填寫“2026年1月1日-2027年6月30日”。

　　2025年度擬資助集成項目2-3項，直接費用資助強度約為650-1000萬元/項，鼓勵申報單位與企業或地方政府部門按照1:2配套，資助期限為2年，申請書中研究期限應填寫“2026年1月1日-2027年12月31日”。

六、申請要求及注意事項

　　（一）申請條件。

　　本重大研究計劃項目申請人應當具備以下條件：

　　1. 具有承擔基礎研究課題的經歷；

　　2. 具有高級專業技術職務（職稱）。

　　在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進行申請。

　　（二）限項申請規定。

　　執行《2025年度國家自然科學基金項目指南》“申請規定”中限項申請規定的相關要求。

　　（三）申請注意事項。

　　申請人和依托單位應當認真閱讀并執行本項目指南、《2025年度國家自然科學基金項目指南》和《關于2025年度國家自然科學基金項目申請與結題等有關事項的通告》中相關要求。

　　1. 本重大研究計劃項目實行無紙化申請。申請書提交日期為2025年10月9日－10月15日16時。

　　（1）申請人應當按照科學基金網絡信息系統中重大研究計劃項目的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。

　　（2）本重大研究計劃旨在緊密圍繞核心科學問題，將對多學科相關研究進行戰略性的方向引導和優勢整合，成為一個項目集群。申請人應根據本重大研究計劃擬解決的具體科學問題和項目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項目名稱、科學目標、研究內容、技術路線和相應的研究經費等。

　　（3）申請書中的資助類別選擇“重大研究計劃”，亞類說明選擇“重點支持項目”或“集成項目”，附注說明選擇“未來工業互聯網基礎理論與關鍵技術”，根據申請的具體研究內容選擇相應的申請代碼。

重點支持項目的合作研究單位不得超過2個，集成項目的合作單位不得超過4個。

　　（4）申請人在申請書“立項依據與研究內容”部分，應當首先說明申請符合本項目指南中的擬資助研究方向，以及對解決本重大研究計劃核心科學問題、實現本重大研究計劃科學目標的貢獻。

　　如果申請人已經承擔與本重大研究計劃相關的其他科技計劃項目，應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區別與聯系。

　　2. 依托單位應當按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作。在2025年10月15日16時前通過信息系統逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料。依托單位應慎重提交項目申請，一旦提交，原則上不予退回。

　　3. 其他注意事項。

　　（1）為實現重大研究計劃總體科學目標和多學科集成，獲得資助的項目負責人應當承諾遵守相關數據和資料管理與共享的規定，項目執行過程中應關注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關系。

　　（2）為加強項目的學術交流，促進項目群的形成和多學科交叉與集成，本重大研究計劃將每年舉辦1次資助項目的年度學術交流會，并將不定期地組織相關領域的學術研討會。獲資助項目負責人有義務參加本重大研究計劃指導專家組和管理工作組所組織的上述學術交流活動。