2021年12月8日上午，2021世界智能制造大会在南京国际博览中心隆重开幕。开幕式上，中国科协智能制造学会联合体专家委员会主任、中国机械工程学会理事长、中国工程院院士李培根发布了“2021世界智能制造十大科技进展”、“2021中国智能制造十大科技进展”，共有20项智能制造科技成果入选。
入选的“双十”科技进展项目分别是：
2021世界智能制造十大科技进展（排名不分先后）
菲尼克斯中国公司开发MOMnext- 新一代制造运营管理平台，涵盖从接单到交付全价值链的数字化运营管理，可实现各生产要素间无缝连接和信息自由流转，使组织、调度、执行更柔性、更高效。平台将数据转换为信息、将信息转化为知识，将知识转化为决策，建立起数据自动流动规则体系，可更柔性和快速响应客户需求。平台具备低代码、可视化、微服务、云部署、易集成和快交付等特性，提升系统可靠性，并降低项目实施、开发和运维的技术门槛。借助可视化设置快速搭建场景并进行仿真验证，独立部署个性定制模块以减少对核心业务的冲击，加速企业智能制造建设和迭代过程。
立邦中国打造涂料行业绿色高效质优的个性化定制新模式，构建信息化管理集成系统，实现对MES、LIMS、TMS、WMS、APS 等系统信息的无缝集成。利用智能装备与传感技术、物联网技术构建互联互通的绿色涂料生产系统，打造智能制造数字化及网络化基础。建立基于微服务的工业APP，采用新型微服务框架技术对执行系统制造业务进行细粒度划分，根据业务逻辑实现服务间的组合，以适应不同工厂业务流程差异及需求变更，实现MES 快速部署。应用深度学习和遗传算法，考虑完善的约束条件并建立排程模型，对关键参数持续优化以提高参数的自适应性，实现复杂涂料生产流程的优化控制。
三菱电机的能源与环境综合平台E-JIT，在不降低生产力（交期）的前提下，可实现生产力、能源效率和环境负荷这3 个指标在同一平台系统中处理，通过科学的计算最佳排产与制造、能源与排放管理，达到最优的成本降低。在E-JIT 生产中，通过高度模拟生产力、能源和环境数据来识别无用的部分，将能源效率和环境负荷高精度地转换并预测为生产成本，通过将不同评估方法的生产率转换为统一指标的生产成本，实现对生产成本的高精度预测，在可能保持生产力的同时应对节能及环境法规。平台应用已经从制造业现场扩展到交通、楼宇、能源等各领域。
ifm 易福门推出的IIoT 平台moneo，利用智能Io-Link 传感器生成的数字化信息，无需PLC 控制，实现关键数据的采集及可视化，实现OT 到IT 的融合。moneo 的可扩展性，针对不同行业和应用提供相应模块，用户可自行决定在特定情况下需激活哪些应用程序，实现低成本灵活应用。moneo 平台可帮助建立自定义拓扑结构，简单拖拽操作即可集成设备并启用或禁用必要数据点。智能传感器及IIoT 平台moneo 的软硬件结合，可实现工业数据可视化、设备状态远程监控和预测性维护。设备状态的透明化减少了企业因生产中意外停机的损失，降低成本并提升运行效率。
研华科技基于数字孪生低代码平台WISE-InsightAPM 开发的解决方案中，Metalworks 加工现场管理方案可实现有效现场管理和资源协调，整体设备效率做到有效管理。Facility Management 设备设施管理系统，以统一的平台对设备及系统设施进行集成管理，以数字孪生的形式映射，实现各子系统信息交换与共享及联动管理。EMS 能源管理系统，对企业设施设备的资源消耗、环境因素、使用舒适度、成本等数据汇总分析，掌握实时运行状态、调整设备参数、快速找出资源消耗异常原因，并预测未来的能耗需求、优化控制策略，提升整体能效。
萨瓦尼尼的S4+P4 钣金柔性生产线由S4 冲剪复合中心、P4 多边折弯中心及可定制的上下料、分拣和传输等装置连线而成，适用于板材冲压、剪切、折弯加工，可进行成套生产、小批量多品种或大批量生产。S4 冲剪复合中心采用矩形复合冲头库，加工过程无需换模即实现“边冲边剪”。P4 多边折弯中心配备通用万能折弯模具以及上、下折弯刀，折弯期间无需换模或人工干预。S4+P4 钣金柔性生产线实现全自动和高集成运行，最小化降低人工因素的影响，保障加工精度并提高生产率，同时节约人员成本，降低模具开发的周期和成本。
多氟多新能源（DFD）针对锂电池制造过程中工序多、控制点多、产品一致性难以保障的难点，部署了电动乘用车电池智能化车间。同时智能车间的数字化和信息化平台在 SCADA和 MES 的层级上进一步拓宽数字孪生和虚拟现实的应用。面对智能系统的增加，通信的稳定性相应提高，多氟多选择了拥有30 多年的工业通信经验的Moxa 科技，Moxa 科技针对多氟多车间现场情况特别为其量身定制了工业生产网络，通信的高稳定性和可靠性帮助企业将产品直通率从94% 提升到95.6%。同时智能化车间还实现了生产设备自学习、自分析、自适应，帮助企业快速响应需求，提升产品质量。
西门子数字化工业软件使用人工智能技术赋能工业机器人进行自动编程，大幅解放工程师劳动，缩短设计周期。工业机器人根据软件中设计的工业路线和工艺过程自动生成控制程序，下载到现场机器人设备并进行简单的校准即可在硬件设备上使用。工位和产线的上位实现的控制逻辑，可在软件中进行。应用人工智能算法，软件可以自动生成无干涉的工艺路径，并保证机器人在工艺过程中不产生干涉。实时调整加工顺序或改变对机器人工作任务的分配，可迅速生成新的工艺路径。软件也可自动生成无干涉的机器人运动轨迹和互锁信号。
澳汰尔（Altair）提出的基于多学科优化的轻量化结构正向设计方法（Altair C123），可广泛应用于各类型乘用车白车身、商用车驾驶室、高速列车车厢、飞机机体结构的概念设计，确保结构达到目标性能同时完成减重指标。通过拓扑优化，基于影响整体结构的工况寻找较优的传力路径。根据拓扑结果，利用梁单元、壳单元创建低成熟度的简化模型，快速对方案进行评估和迭代。根据截面优化结果，构建详细概念设计模型建模，综合使用局部的拓扑优化、形状优化、尺寸优化、自由尺寸优化等，对结构进行局部加强或整体调整。
中电集团第十四研究所研发的人体全脑导航及治疗效果评估分析系统，可在人脑任意脑区设置准确的神经靶点，并引导经颅磁治疗仪等刺激设备的精准治疗，实现高精度导航。该系统将头部实时位置和脑核磁数据同步融合显示，通过基于特征约束矢量粗匹配–ICP 精匹配的技术、采集笔精度自校正注册算法为基础的采集算法，减少导航误差，综合导航精度优于1mm。在可视化方面，为人机交互提供解决方案。包括颅内三维动态、颅内三维切片、参考切片的显示数据，帮助医疗人员对严重病变脑体进行参考对比，并进行高精度导航操作。同时为后续实现VR 显示，该系统预留虚拟现实VR 接口。
2021中国智能制造十大科技进展（排名不分先后）
中国船舶科学研究中心、中国科学院沈阳自动化研究所、中国科学院声学研究所等共同研制的“奋斗者”号全海深载人潜水器，为适应全海深极端环境，开发并应用多项智能制造技术。真空电子束焊接及检测技术助力钛合金载人舱的成功研制，静水外压试验在线监测技术提升部件和装备在极端环境下的可靠性，载人舱球壳应力实时监测和绝缘检测技术深化潜水器健康监测范围，确保潜水器的结构和用电安全，故障诊断、高精度航行控制、载人潜水器与母船数据实时交互技术，实现潜水器对深渊复杂环境的精准快速响应和作业效能的提升。
针对我国设施农业温室装备技术落后、温室能量耗散大等问题，江苏大学创新了基于植物对话的信息感知与环境智慧管控新方法，包括作物氮、磷、钾多种营养交互的检测、作物果叶茎等器官信息快速感知、基于生长信息反馈的多目标优化方法等。攻克温室绿色高效智能化技术、智能化温室成套装备，将精量育苗播种装备、全自动移栽机、多功能采收与运输自动化装备等，与系列绿色高效节能温室、水肥药精确施用装备、低成本环境测控装备等优化集成，形成温室环境智慧管控核心技术体系，实现了作物生长信息测得准、温室环境控得准、水肥药施得精、能耗降得下的效果。
航天科工空间工程发展有限公司、航天云网科技发展有限责任公司开发的1t 以下小卫星的规模化智能生产线，可实现卫星从零部组件入厂到整星下线的完整AIT 生产流程，具有柔性智能、数字孪生、云制造的典型特征。通过工艺与布局优化、软硬件渗透设计，实现卫星一站式柔性、智能化生产。建立数字孪生模型，实现从设计、制造、试验等全流程基于模型的实体与虚体管理，实现模型跨阶段连续传递、数据和模型驱动的虚实融合能力。依托云平台强化资源共享和业务协作，实现与外协单位间的协同研发与制造，构建了卫星智能制造新范式。
中国科学院沈阳自动化研究所、广州呼吸健康研究院与沈阳术驰医疗科技有限公司联合研发的传染病生物样本批量自动化采集系统，采用机器人精细感知和智能辨识技术，完成呼吸道狭小动态解剖环境内的精准柔顺采样，采用感染控制条件下的批量自动化处理方法和远程低时延信息传输技术，实现大规模生物样本的智能化采集，可有效规避交叉感染，保障样本质量，改善医护人员的工作环境。目前已在多地应用，涵盖医院隔离病房、发热门诊，以及疫情突发检测站点等多个场景，助力新冠疫情的常态化防控。
天津大学、天津中屹铭科技有限公司联合开发的跨尺度多材质铸造件智能加工机器人技术，解决了磨切机床灵活性不足和串联磨削机器人刚度不高的难题。提出了多模式控制与自适应工艺规划技术，实现了铸造件复杂形貌自识别、工艺参数自调整、主轴负载自感知和定位误差自补偿的智能磨切加工。研制出多个系列不同规格的并联加工机器人产品，应用于航空航天、汽车、船舶、轨道交通等领域的零部件制造，解决了铸造件高效高质量磨切一体的加工难题。
转子线圈为典型的小批量、离散型生产模式，其特点为人机混合作业、工序分散、物流无序，造成了企业劳动强度大、制造效率低、成本高等问题。无锡中车时代联合上海电气发电机厂、华科锡研院、鼎格工业软件协同创新，突破自动识别与柔性抓取、在线视觉检测系统、混合电气系统拓扑结构、数据采集和预测分析以及数字化生产管理系统等关键技术，研制转子线圈智能制造柔性生产线。项目投产后，整条产线实现了一人管理和一键式操作，平均生产周期由40 天缩短至10 天，运营成本降低20%，能源利用率提高5%，为发电机智能工厂解决方案提供了重要借鉴。
北京市农林科学院智能装备技术研究中心通过对航空施药精准作业管控技术装备与系统的创新，攻克雾化粒径和施药量协同控制、药液沉积预测的航线规划与偏移补偿、飞机和施药器械状态自适应识别等关键技术，创制了可控粒径雾化器、流量精准控制器、航线规划与导航终端、作业过程监测器、精准作业管控云平台等多款装备与系统，在多个大型农场、林区开展有人驾驶飞机主流作业机型规模化示范应用，推动形成我国航空施药飞防质量监理模式，提高了我国航空施药作业精准性，实现了高质量、高效率作业。
以车身二工厂为代表的北京奔驰汽车有限公司智能焊装工厂实现了汽车车身制造的高度自动化、柔性化、全局数字化和智能化。企业级生产制造服务总线MSB，打造智能制造管理运营平台，在线测量与监测设备能进行超高精度检测，大数据分析与处理，实现精准的质量管控与超前的质量预警。智能的生产系统、质量系统、设备维护系统，透明化的生产过程和集成化的生产信息为每款车型的每个生产细节提供切实保障，通过人、机器与生产流程的智能互联，实现了焊装工厂的全面智能生产。
中国一拖集团有限公司、洛阳智能农业装备研究院有限公司充分利用大数据、物联网、人工智能和智能装备等技术，打通数据与装备、农艺的关联，突破农业装备无人驾驶、多机协同、任意曲线行驶控制和农具控制、全程机械化作业监测和作业大数据云服务等关键技术。攻克预定义调度区域衔接的协同规划技术，构建基于大数据的全程无人化作业云平台，多场景的针对不同农艺、场景、作物进行全过程无人化示范作业，可在大面积作业的场景下进行推广应用。
面对纺织市场产品的快节奏更迭、高品质、快交付等的要求，以及用工形势变化带来的挑战，魏桥纺织股份有限公司推动生产管理模式向柔性化、数字化、智能化转变。基于数据流的智能纺纱工厂关键技术及产业化项目主要应用纤维流全流程无人化桥接、纺纱全流程智能化检测与监控、数据流行动基础与智能化执行等3 项关键技术，实现了纺纱全流程物流的自动衔接，实现了产品全生命周期在线监测与追溯和生产过程的智能化管控执行，使得企业在人均劳效、研发周期、综合能耗、用工等方面的效率与效益都得到显著提升。
