“高性能制造技术与重大装备”重点专项2022申报指南：拟3.38亿启动26项任务

4月27日，科学技术部发布国家重点研发计划“高性能制造技术与重大装备”重点专项2022年度项目申报指南。

指南明确，2022年度围绕基础前沿技术、高性能基础件、高性能基础工艺、高性能基础试验与分析、集成应用示范等5个技术方向，按照基础研究、共性关键技术、应用示范3个层面，拟启动26项指南任务，拟安排国拨经费3.38亿元。其中，在基础研究类拟部署4个青年科学家项目，每个项目200万元。共性关键技术类项目配套经费与国拨经费比例不低于1.5:1，应用示范类项目配套经费与国拨经费比例不低于2:1。

项目统一按指南二级标题（如1.1）的研究方向申报。除特殊说明外，每个方向拟支持项目数为1~2项，实施周期不超过3年。 申报项目的研究内容必须涵盖二级标题下指南所列的全部研究内容和考核指标。基础研究类项目下设课题不超过4个，项目参与单位总数不超过6家；共性关键技术类和应用示范类项目下设课题数不超过5个，项目参与单位总数不超过10家。项目设1名项目负责人，项目中每个课题设1名课题负责人。

青年科学家项目不再下设课题，项目参与单位总数不超过3家。项目设1名项目负责人，青年科学家项目负责人年龄要求，男性应为1984年1月1日以后出生，女性应为1982年1月1日以后出生。原则上团队其他参与人员年龄要求同上。

指南任务如下：

1. 基础研究类

1.1 高性能制造理论与技术体系研究

研究内容：研究性能与材料、几何及工艺参数的耦合机理与模型表达形式，性能指标的逐级分配方法与评价准则，面向性能的设计、面向制造的设计与面向性能的制造的协同原理，跨层级性能仿真建模理论与调控机制等，突破以产品性能精准保证为目标的设计制造一体化、全流程制造工艺优选和高效参数反求、定域定量定式的性能可控制造等关键技术，构建高性能制造理论与技术框架体系，并面向空天及核电装备研发等国家重大需求进行试验验证。

1.2 性能驱动的高端装备稳健性设计理论与方法

研究内容：研究多样化极端条件下重大装备多场信息驱动的稳健性建模与表征、重大装备关重件数字化模型的工程一致性校验、多精度数据驱动的重大装备性能快速预测等理论和方法，形成几何-材料-载荷等不确定性下装备性能稳健性优化设计方法，并在典型重大装备设计中试验验证。

1.3 高端装备协同智能故障诊断理论与预测方法

研究内容：研究高端装备服役过程中关键性能的退化机制与失效机理，建立基于协同高精度故障诊断与预测的装备性能失效模型；研究数据非共享式协同特征提取、非直接读取式监测数据质量评估与无数据式多实体故障诊断知识靶向迁移方法，构建装备个体定制化故障诊断模型。

1.4 多场耦合下异质异形构件的材料-结构-性能一体化成形理论

研究内容：研究异质异形构件的强力学性能差异材料之间的属性匹配、应力与变形协调等机制，建立异质构件设计方法；研究多场耦合下的异质异形构件层间界面结合性能的控制机制，构建层间界面和层内失效准则，形成异质异形构件的多尺度、多维度性能评价理论体系，实现异质异形构件的材料-结构-性能一体化设计与成形，并在典型异质异形构件成形中试验验证。

1.5 面向性能的超精密加工理论与精准调控方法（青年科学家项目）

研究内容：研究超精密加工构件关键性能的表征方法，揭示构件关键性能与加工质量之间的关联机制，建立加工工艺与构件关键性能之间的模型，构建面向性能精确调控的超精密加工理论与方法，并在高温等离子体屏蔽防护件加工中试验验证，形成高能粒子吸缚性能可调控的超精密加工理论和方法。

1.6 极端服役条件基础件接触界面力学行为及性能调控方法（青年科学家项目）

研究内容：研究极端条件下基础件接触界面力学行为及性能演变机理，建立面向高服役性能的几何形貌与表面织构协同设计理论，提出考虑奇异点的基础件接触面分区修形加工方法，开发基础件接触表面织构确定性调控新技术，研发极端条件下基础件服役性能测试系统，在承载能力、接触疲劳强度寿命等方面进行试验验证。

1.7 智能复合材料结构一体化成型理论与方法（青年科学家项目）

研究内容：面向未来复合材料结构健康监测-承载一体化的需求，研究光纤等传感器嵌入复合材料结构的新型方法，实现传感器的高效率、低损伤嵌入；探明传感器/高性能纤维混合预制体的变形跨尺度传递、宏-微观结构作用规律及多尺度建模方法，揭示传感器/高性能纤维二元异质混合体的树脂填充-固化过程典型缺陷形成机制与时空演化机理；突破传感器/高性能纤维混合预制体高精度低缺陷预成型-固化一体化成型制造与控制技术，形成健康监测-承载一体的智能复合材料结构制造原始创新，研制智能复合材料模拟样件进行性能评价与试验验证。

1.8 装备与工艺融合的制造精度可靠保障方法（青年科学家项目）

研究内容：探索机床装备与工艺融合的制造精度可靠保障新原理，突破传统固定装夹思路的局限，研究装备与工艺融合的数据监测原理与方法，研制面向变形控制的自适应装夹工艺装备，突破监测数据和知识混合驱动的制造精度可靠保障技术，保障机床装备服役过程中的制造精度可靠性，在新一代飞机铝合金、钛合金大型结构件加工中验证。

2. 共性关键技术类

2.1 超高速空气轴承电主轴关键技术

研究内容：研究超高速空气轴承气体支撑和润滑机理、超高速空气轴承电主轴设计方法、主轴电机气隙磁场调制方法；突破空气轴承高精度节流部件制造、轴承气浮间隙精密调节与控制、主轴内置高速电机发热控制、主轴在线动平衡测试等关键技术；研发超高速空气轴承电主轴，在典型高端制造装备中应用验证。

2.2 空间机构长寿命高可靠齿轮传动系统关键技术

研究内容：研究空间环境高真空、微重力、温度交变载荷作用下齿轮失效机理和典型材料的服役性能，空间环境齿轮副固体润滑摩擦磨损仿真分析，超薄高强齿轮传动系统高可靠高转矩密度设计方法；突破切-磨-渗-抛全工艺流程高效精密齿轮制造工艺技术；建立空间机构齿轮传动系统拟实工况下服役性能试验平台及评价体系；研制空间环境长寿命高可靠齿轮传动系统，并在重大型号空间机构中应用验证。

2.3 超高速动车组双斜齿形齿轮传动系统关键技术

研究内容：揭示400km/h以上高速动车组轮-轨-构架传动系统振动机理及辐射噪声映射关系；研究受限空间下双斜齿形齿轮传动系统设计、齿形宏观构型与微观修形、齿轮副高精齿面成形技术；突破高速时变地域和超长服役周期下系统振动、噪声、温升等控制关键技术，建立寿命评估方法与试验验证体系；研制智能感知、诊断、预测一体化的齿轮传动系统。

2.4 高频响高可靠数字液压元件关键技术

研究内容：研究高频响数字先导级驱动和多模式主级的构型原理和结构设计；突破容腔压力、油液温度、阀芯位移、阀口流量等多状态信息的高频响应与精确感知、融合处理与集成传输等关键技术；研发高压数字液压元件精密加工与装配等关键工艺；研制具备多通讯接口的数字式控制器及其配套控制/调试软件，实现从元件、系统到主机层面的多功能控制。

2.5 超低速大转矩永磁电驱动系统关键技术

研究内容：研究永磁电机“机-电-磁-力-热”多域协同、基于电机-传动或直驱的永磁电驱动系统全域高效等设计方法；突破轻稀土复合磁体建构与抗失磁、振动噪声靶向主动抑制、热耦合与热管理、状态数据交互与智能控制等关键技术；研制超低速大转矩永磁电驱动系统，在典型高能耗领域配套应用。

2.6 非道路车辆大功率电驱动传动系统关键技术

研究内容：研究非道路车辆大功率电驱动用发电机、驱动电机、控制器、驱动单元等高性能、高功率密度协同设计方法；突破电驱动传动系统构型设计、深度集成与动力高效耦合技术难题；开展电驱动传动系统综合能源管理技术及能效提升控制策略研究；构建大功率电驱动传动系统性能综合测试与评价技术体系；研制非道路车辆用大功率电驱动传动系统，并在百吨级装载机、矿用卡车上进行应用验证。

2.7 大规模微细阵列结构超精密加工技术

研究内容：研究大规模阵列式光学结构的高效高一致性超精密切削原理、微细结构保形超光滑抛光机理和多工序误差传递规律；突破多尺度光学结构原位超精密测量、脆性材料高精度成型以及形性调控等关键技术；研制大规模阵列式光学结构的超精密加工-测量一体化装备，在红外探测、光电感知等领域实现应用验证。

2.8 大口径复杂曲面光学元件超光滑制造技术

研究内容：攻克光学元件超光滑物化作用原子级材料去除基础理论；突破跨尺度气动磨头柔性研抛、磁流变高精度低损伤抛光、弹性自适应磨头超光滑控制、原位一体化轮廓测量与补偿、原位表面与亚表面损伤全口径检测等关键技术；研制复杂曲面柔性自适应抛光与原位一体化检测制造装备；在强激光系统、空间遥感、天文观测等光学系统中应用验证。

2.9 超薄碳碳材料筛网结构精密制造技术

研究内容：研究超薄碳碳材料筛网结构设计和精密控形加工理论；构建符合超薄碳碳材料特殊性能要求的纤维预制体结构；形成制备高精度超薄碳碳复合材料的致密化、热处理等工艺及相关辅助工具；突破高密度阵列孔热消散分区控参精密加工、耐溅射损伤检测与寿命评估、变形抑制与低损加工全流程协同调控的“材料制备-测量-再规划-加工”闭环制造等关键技术；研制超薄碳碳材料筛网结构精密制造成套装备及碳碳栅极组件，在深空探测器、通信卫星平台等电推进系统中应用验证。

2.10 惯性器件硬脆复杂结构高效精密加工技术

研究内容：研究硬脆材料表面去除、界面损伤与构件使役性能生成机制，突破热力耦合加工形性一体化调控、亚表层微观去除与损伤抑制、构件性能高精度在位无损表征等关键技术，研制硬脆材料精密复杂构件加工-检测-修调一体化成套装备，在大型水面/水下平台、运载火箭等的高精度惯导系统上进行应用验证。

2.11 大截面异形承力构件整体成形技术

研究内容：研究微区快速凝固和非均匀强塑变成形全过程中组织缺陷演变、内应力遗传演化、特征微结构适配等共性问题，突破大规格细晶和成分均匀的锭坯制备、大型异形截面整体构件成形成性控制、大尺寸结构残余应力消减等关键技术，研制大截面铝合金异形整体成形框及成形装备，在新一代直升机等装备应用验证。

2.12 探测制导复杂光机电产品精密装配技术

研究内容：研究几何量和物理量复合的精密装配理论，揭示装配连接界面应力形成与非线性时变规律，突破装配应力形成机理与检测、极端服役环境下装配性能的多源不确定性分析与优化、跨尺度系统装配性能预测与工艺调控等关键技术，研制精密光机电产品测装调一体化自动装配系统，在航天、飞机等领域的光机电导航制导系统上进行应用验证。

2.13 高端装备核心零部件多维度应力场测量平台

研究内容：建立多维度应力场测量平台，研究核心零部件多维应力场高准确度定量表征、加工误差与残余应力的映射方法；突破高动态运动系统超精密控制、声功能新材料性能调测与制备等关键技术；形成跨尺度/高空间分辨率应力场的现场在役测量与分析、高动态下的应力场测量与评估等试验能力。

3. 应用示范类

3.1 航发燃烧室环形薄壁件多品种混线制造技术

研究内容：研究航发燃烧室环形薄壁件混线加工误差形性协同控制机理与多工位误差流传递机制等理论，突破毛坯铸锻形性一致性控制、特征驱动的零件加工工艺自动规划、车/铣复合加工误差自适应补偿、薄壁零件加工残余应力调控、多品种混线生产智能协同管控等关键技术；研发车铣、铣车两类复合加工中心以及工艺自动规划、智能协同管控等系统；在航发燃烧室火焰筒和机匣等多品种环形薄壁件混线制造中应用验证。

3.2 大型构件柔性加工检测一体化智能制造技术与装备

研究内容：研究智能化柔性加工工艺，突破加工装备动态精度主动调控、自感知与性能自持、大场景测量及激光视觉引导定位、振动抑制等关键技术；研发高效率智能化的中空电机驱动部件、五轴联动加工单元；研制移动式或可重构龙门桁架式柔性加工检测一体化智能制造装备，在飞机、航天器、核岛汽轮机或盾构机等装备大型结构件的原位加工中应用示范。

3.3 一体化承载式车身压铸成型工艺与装备

研究内容：研究新型免热处理高强韧压铸铝合金材料性能调控机理；突破多材料一体化车身多目标优化设计、超大型复杂薄壁压铸件模具/工艺、大型车身一体化压铸件与环境件连接等关键技术；研发新能源乘用车一体化结构件及其压铸成型工艺；研制超大型智能压铸成套装备，在新能源乘用车下车体等实现示范应用。

3.4 超薄界面异质异构晶圆键合关键技术与装备

研究内容：研究金刚石与GaN、SiC与InP/GaAs等异质晶圆键合机理与方法；突破异质晶圆精确对位、原位表面等离子体活化、异质化合物材料键合等关键技术；研制对准模块、静电卡盘、键合台等核心零部件，研发异质异构晶圆键合设备；研制金刚石与GaN微波功率器件、SiC与InP/GaAs光电器件等异质异构器件；实现设备在超大功率雷达、舰载激光器关键电子器件制造中的示范应用。

3.5 大尺寸超高真空分子束外延技术与装备

研究内容：研究大尺寸生长室高流导仿真设计等方法；突破大尺寸超高真空腔体设计与制造、高流导冷阱、大面积基片均匀加热、全自动高效率晶圆传输、高稳定大容量阀控裂解源炉等关键技术；研发大容量束源炉、大尺寸高均匀衬底架和高可靠快门等核心功能部件；研制大尺寸全自动分子束外延装备；开展外延薄膜材料生长工艺研究，制备III-V族化合物外延材料，在光电器件或相控阵雷达/5G基站通讯用固态微波射频器件等方向应用示范。