物联网作为新型数字基础设施的重要组成部分，与第五代移动通信、大数据、云计算、人工智能、区块链、数字孪生等技术深度融合，正在深刻改变技术产业体系、推动数字经济快速发展，开启了万物智联的“智慧物联网系统”新阶段。本文梳理了我国物联网的发展现状，提出了智慧物联网系统（物联网2.0）概念并阐述了其内涵、体系架构、技术谱系、使能关键技术；针对智能制造、智能农业、智能电网、智能医疗、智能交通、智能环保等领域的应用场景，提炼了智慧物联网系统的实践案例，展示了智慧物联网系统的应用价值。研究建议，实施“物联网+人工智能+新一代信息通信技术+新应用领域专业技术”技术融合创新专项，关注智慧物联网系统/云原生平台/低代码（无代码）应用开发环境及工具集、面向智慧物联网系统的高端传感器、物联网芯片/专用器件等智能产品的研发与产业化，开展云边端协同、自主可控、安全可信的智慧物联网系统应用示范。
通信产业是建设网络强国、引领科技创新、驱动经济社会转型发展的重要力量；新型网络架构是未来网络与通信产业的核心内容，开展技术发展研究具有迫切性。本文阐述了新型网络架构内涵及代表性架构，涵盖信息中心网络、可表述网络、低轨卫星网络、服务定制网络、全维可定义网络、多模态网络，梳理了包括政策法规、行业发展、面临挑战在内的新型网络架构发展态势；提炼了确定性网络、分段路由、云计算与云网融合等关键技术以及加强科技专项牵引、推动应用示范等攻关重点举措。研究建议，加强政策、法律、监管方面的统筹实施，培育新型网络架构产业的良性发展生态，推动“产学研”深度合作与军民功能结合发展，构建综合创新的人才队伍与科研团队。
互联网是网络空间的主要载体，“以内容为中心”的网络空间主流应用范式已经背离互联网“以地址为中心”的数据传输网络设计初衷，网络空间已经变成内容大数据的“露天堆放场”；不断涌现的内容大数据混乱失序、难于治理，构成了互联网可持续发展的严峻挑战。本文采取以内容驱动的播存次结构网络辅佐地址驱动的互联网主结构的共栖协同创新思路，提出了内容与地址双驱动的新型网络架构；分析了互联网体系结构的地址驱动特性及其所面临的挑战，讨论了近年来“以内容为中心”的网络研究方案及其局限性，阐述了内容与地址双驱动网络的设计思想、作为内容驱动基元的统一内容标签（UCL），给出了内容与地址双驱动网络参考模型，完成了单驱动网络、双驱动网络的对比分析。研究认为，内容与地址双驱动网络是一种兼具安全可信、普惠泛在、保障主权、易于治理等特性的新型网络架构，为破解单一地址驱动互联网的发展困局提供了合理可行的新思路。
构建适应大规模、高比例新能源的新型电力系统，支持实现碳达峰、碳中和发展目标，是能源电力行业的全局性变革举措；透明电网作为“互联网+智慧能源”的高级形态，在支撑能源转型、促进新型电力系统发展方面具有重大价值。本文提出了透明电网能源生态圈概念，梳理了透明电网的主要业务需求、目标愿景、基本特征，规划了透明电网的发展蓝图；阐述了透明电网关键科学与技术体系，包括增量科技创新要素、涉及的理论与科学方法，进而研判了透明电网关键技术与基础装备所需的感知层、网络层、平台层、应用层技术。研究建议，以“透明电网新基建”为核心，推动能源低碳转型，构建安全高效的现代能源体系；开展小微智能传感器、对接国家工业互联网的软件系统、智能装备、数据驱动的电力增值服务科技专项攻关，尽快形成透明电网关键技术与装备体系。本研究突出了透明电网在实现资源优化配置方面的关键作用，可为电力市场驱动的电力能源生态圈研究提供基础参考。
种业是农业的“芯片”，种业现代化是农业现代化的重要标志，“互联网+”现代种业不仅是现代农业的重要应用场景，也是种业科技创新的集中体现。本文基于对“互联网+”现代种业的概念界定与主要特点的阐述，结合实地考察与专家咨询，具体分析了面向政府部门、科研单位、繁种基地等不同主体的应用场景的特点、支撑技术、典型应用，深度分析了当前我国“互联网+”现代种业在基础设施、数据共享、关键技术、商业化体系等方面的瓶颈与需求，并据此提出了我国“互联网+”现代种业的发展战略、技术路线图和重大示范工程建议，为现代种业发展提供科学参考。研究认为，现阶段迫切需要加快种质资源大数据平台建设工程、“互联网+”现代种业基地新基建示范工程、“互联网+”现代种业数据共享平台建设工程和种业大数据智能服务工程等重大应用示范工程，推动种业智能装备研发制造产业、商业化育种软件产业的发展，全面推进现代种业的智能化发展。
工业互联网是推动工业高质量发展的重要引擎，加快发展工业互联网，有助于我国制造业转型升级，提高国际竞争力。为构建适用于大、中、小、微企业的工业互联网模型，本文在对国内外工业互联网模型进行分析的基础上，运用系统分析方法，创新性地提出了由“三维四流六层”空间结构构成的工业互联网生态系统模型。本文分析了工业互联网生态系统模型的运行机理，即实体流、资源流、数智流及动态价值流运行机理，其中数智流展现出了数据作为新型生产要素在该模型不同层级、维度的流动价值，说明了企业生产系统和交付产品的智能化水平提升的基本逻辑，同时也阐明了数字化转型的基本路径。工业互联网生态系统模型强调工业属性，通过案例实证研究，本文验证了该模型在助力企业深刻认知工业互联网演进及实现路径、融入工业互联网平台的有效性。
智能机器人正在引领全球新一轮的科技革命和产业变革，培育并推进我国智能机器人核心芯片技术及产业发展，有助于产业优化升级并实现生产力跃升。本文阐述了智能机器人核心芯片技术对于推动技术自主可控、实现经济高质量发展、满足居民美好生活需要、提升国家核心竞争力等方面的重要价值；梳理了相关政策、技术、产业等的国际进展，分析了我国发展智能机器人核心芯片的基础优势和面临的问题；以多架构路线、技术方案比对的方式，论证了我国智能机器人芯片技术发展路线，据此提出领域发展策略，形成面向2035的重点任务与发展路线图。研究建议，将智能机器人芯片自主可控发展上升为国家战略，明确顶层设计；设立智能机器人芯片重大科技专项，加大科研经费投入；出台激励智能机器人芯片技术研究和产业应用的政策，牵引产业链升级；落实智能机器人芯片人才培养和发展措施，推动技术及产业健康发展。
电子制造产业是我国经济的战略性、基础性、先导性支柱产业，在当前世界电子制造产业重塑供应链、生态链的变革期，开展后端电子制造装备及其关键零部件发展研究在支持相关产业高质量发展方面具有重要价值。本文梳理了国内外电子工业后端制造装备产业的发展现状与趋势，概括了电子器件“高密度、微型化”，制造过程“高效率、低成本”等国际技术竞争特征，凝练了我国电子制造装备行业面临的自主基础技术薄弱、市场竞争模式单一、进口依赖严重等问题，从关键工艺、核心装备及零部件角度着手，整理出我国亟待重点攻关的12类主要技术领域及其基本内容。为更准确地了解我国电子后端制造产业的过程与状态，本文选取了4家具有代表性的大、中、小型电子制造企业进行实证分析，总结了其各自发展战略和发展经验，明确了坚持创新联动、掌握关键技术、努力创造市场迭代机会等对于企业发展的重要性。最后，本文从顶层设计、产业布局、市场竞争、企业发展、技术创新、人才培养等层面，提出了我国电子后端制造装备及其关键零部件的发展建议，以期为相关行业高质量发展提供参考。
随着以智能化为主导的第四次工业革命不断深入，作为信息交互的载体，信息显示产业已发展成为新一代信息技术的先导性支柱产业。我国显示产业经过多年深耕，产业规模已达全球首位，但发展壁垒日益显现，上游关键材料领域短板问题突出，与我国显示大国的产业整体发展水平不匹配，推进我国显示大国向显示强国跨越，亟需提升我国显示材料产业链供应链自主可控能力。本文分析了国内外显示关键材料的发展现状，以关键材料核心技术、原材料自主供给能力与材料产业化发展为研究重点，梳理我国信息显示关键材料发展短板与存在的重点问题，总结提出关键材料发展目标、产业发展路径与技术突破路径。提出了建设国家信息显示材料新型研发平台，强化国家战略科技力量引领；完善国家信息显示材料重大专项布局，强化材料技术体系建设；培育具有全球竞争力的世界一流企业，强化产业链供应链生态主导力；深化“多链”融合，以产业协同平台强化产业生态培育等建议。
数据中心是我国的重要基础设施之一，行业规模不断扩大，市场收入逐年增加，用电量与日俱增。我国当前投入运行的数据中心中，散热冷却系统以风冷为主，能量利用率低，节能潜力大，发展新型绿色高能效数据中心散热冷却技术势在必行。散热冷却技术需解决两个问题，一是设备发热量增加，散热冷却系统制冷能力需相应提高来实现产热与移热速率匹配；二是能源利用效率偏低，需发展具有工业应用前景的绿色高能效散热冷却技术。本文简要概述了数据中心散热冷却方式的发展现状，将散热冷却技术分为空调制冷、新风制冷、间接液冷、直接单相液冷、直接两相液冷五类；分析了散热冷却技术的发展趋势，新型绿色高能效数据中心应注重散热冷却系统效率提升、冷热流体通道优化、新型液冷材料应用、热回收系统推广等；根据“双碳”及“新基建”等国家发展战略，从优化顶层设计、突破关键技术、制定科学标准、完善产业布局、注重能源结构等方面为实现数据中心产业平稳有序发展提出了合理化建议。
智慧法院体系作为大规模复杂信息系统，其开发工作是世界性工程难题；本文旨在从方法论视角出发，阐述中国智慧法院体系工程的理论构建与工程应用。论述了体系工程的概念和关键任务需求，分析了智慧法院体系工程面临的技术难点，提出了针对大规模自治信息系统的“双轨并行、六环联动”渐进式协同体系工程模式框架；基于通用信息模型、信息度量、信息系统动力构型等理论，构建了信息系统体系的关键评判指标；针对体系设计需求，引入基于信息关系的体系设计工具方法，获得了智慧法院体系参考模型，作为智慧法院系统研发与体系集成的顶层参照；相对全面地展示了我国智慧法院体系工程中的自治系统研发、骨干系统研发推广、协同体系集成等实体建设内容。在全国范围推广应用智慧法院信息系统体系，保障了人民法院司法业务模式的升级与重塑；基于关键评判指标开展的持续质效分析及针对性改进，进一步完善了相应的体系能力，为信息时代的司法文明建设提供了关键支撑。
银行是我国最主要的金融主体，对数据库及数据服务解决方案有着更高的性能与安全要求。随着金融数据应用服务的快速发展，银行数据库所涉及的数据类型、业务场景更加多样化，用户很难在种类繁多的数据库产品和数据服务解决方案中做出最优选择。为此，结合金融行业的数据应用发展需求，本文通过采用文献调研和理论分析等方法，全面分析了银行数据库的应用现状，特别是近几年数据库国产化替代的情况与面临的挑战，系统调研了国内外主要的数据库测试基准，展望了构建面向金融场景的下一代数据库测试基准的必要性和重要性。研究发现，由于金融场景中业务逻辑更复杂、数据模式更多样、安全性要求更高等多方面原因，现有数据库测试基准在应对金融场景下的数据库测试时存在多处不足，面临着诸多挑战，基于此，本文从工作负载、数据模式、度量指标以及技术架构等方面出发，对面向金融场景的下一代数据库测试基准的构建提出针对性建议和要求。
量子计算乃至更为广泛的量子信息，是基于量子力学原理发展出来的概念与技术体系，涉及信息的本质及其处理。量子计算利用量子叠加、量子纠缠等资源进行信息编码和处理，已被证明在若干问题上具有相对于经典计算的极大优势，在实用化后将对信息及相关科技产生深远影响。本文概要回顾了量子计算的发展历史，如量子计算思想与概念的形成、重要理论及算法的发展以及应用情况；梳理总结了代表性的量子计算技术路线及其发展态势，如超导量子计算、分布式超导量子计算、光量子计算、囚禁离子量子计算、硅基量子计算及若干其他体系。着眼不同技术路线面临的共性问题，对我国量子计算领域未来发展提出建议：注重战略规划和布局，培养高水平研究团队，加强基础研究、核心技术、关键设备的自主研发。
量子计算具有并行计算能力，在解决某些特定问题上展现出超越经典计算的能力；一旦大型量子计算机研制成功，基于计算复杂性假设的经典密码算法和协议，其安全性将受到严重挑战。量子密码是一种新型密码体制，相应安全性基于量子力学原理，因能对抗量子计算的攻击而受到广泛关注。本文聚焦量子密码近40年的发展历程，梳理了量子密钥分配、量子安全直接通信、量子秘密共享、量子身份认证、量子两方安全计算、量子保密查询等量子密码协议的研究进展和发展趋势，凝练发展过程中面临的技术与应用问题。分析表明，当前量子密码协议研究处于“量子密钥分配协议遥遥领先、其他协议有待突破”的不平衡状态，也是“其他协议难以突破”的瓶颈状态。着眼未来应用，针对数字签名、两方安全计算问题的实用化量子协议是亟需解决的核心问题。为此建议，量子密码与后量子密码研究应同步开展，加强“量子科技”“密码学”学科的交叉研究和人才培养，优化对相关基础研究的考核评价机制。
量子传感与测量技术是实现地球深部重磁场精细化探测的颠覆性技术之一，成为国际地球物理探测装备的重点发展方向。本文聚焦我国地球重磁场的量子高精度测量前沿技术布局，梳理了量子地球物理探测装备的发展现状，分析了深部资源探测中超导量子电磁探测系统、磁矢量梯度探测系统和超导重力探测系统、冷原子绝对重力探测系统等需求，研判量子精密测量技术的国际发展态势，剖析我国该领域发展面临的科技难题、技术瓶颈和机遇挑战。针对我国量子地球物理探测装备在核心技术攻关、完全国产化和探测应用等方面能力不足问题，提出了新一代量子高精度地球物理深部探测装备的发展目标、技术体系、重点任务、战略规划，突破超导量子芯片和高灵敏度传感器等“卡脖子”技术瓶颈，建立我国自主可控的量子地球物理探测技术及装备发展的协同组织模式，推动深部探测装备高质量跨越式发展，为解决深部矿产资源探测、揭示地球深部构造等重大问题提供技术支撑。
本文着眼钢铁行业转型发展对工业软件的迫切需求以及钢铁工业软件产业发展存在的现实问题，梳理钢铁工业软件的发展现状，剖析制约钢铁工业发展的瓶颈与钢铁工业软件的短板，进而提出钢铁行业工业软件发展策略。相比国外同类工业软件产品，国产四大类钢铁工业软件发展呈现严重的不平衡态势：研发设计类工业软件最为薄弱，生产控制类、运营管理类工业软件具备了参与市场竞争的基本条件，服务保障类工业软件面临实施赶超的市场机遇；为此，需要针对性地制定各类钢铁工业软件发展策略，即“补短板、促替代、建长板、求创新”。研究建议，有效市场与有为政府相结合，积极调动各类资源并精准施策；充分发挥我国钢铁行业规模庞大、知识丰富、场景众多的特有优势，为国产工业软件提供更多的实践场景与迭代优化机会。这是破解钢铁行业工业软件困局的核心路径，将为钢铁行业高质量发展提供有力支撑，促进规模型发展转向质量效益型提升。
建材行业是国民经济的基础产业，在智能制造变革、数字化转型的浪潮下，新技术应用持续加深，数字化场景不断涌现；为此，带动了作为连接工业设计制造流程与信息化、智能化、数字化纽带的建材行业工业软件的发展，将助力建材行业实现高质量发展。本文立足行业特点、工艺流程以及工业软件的核心功能，将建材行业工业软件分为管理运营类、研发设计类、生产控制类和服务保障类4类，分析了建材行业工业软件的国内外发展现状以及与国际先进水平之间的差距，从补短板、促替代和建长板角度明确了4类软件今后的重点发展方向。研究建议，建材行业工业软件应以突破重点领域技术瓶颈、确保关键环节安全可控、推动信息技术创新赋能和搭建行业公共服务平台为技术突破路径，以优化软件产业扶持政策、完善工业软件标准体系、鼓励“产学研用”合力攻关、培养工业软件复合人才、建立良好软件应用生态为发展策略，着力提升建材行业工业软件发展水平。
有色金属工业是我国实体经济的重要基础，在国民经济和国防建设中占有关键地位。工业软件作为有色金属工业高质量发展的核心要素之一，与深入实施国家软件发展战略相关联。本文针对有色金属工业因知识模型缺失而极大限制行业工业软件发展的迫切问题，提出了有色金属工业智能模型库构建方法。从元模型驱动工程出发，定义了有色冶金元模型及其属性特点，提出了基于MODELING架构的元建模方法；设计了基于工业互联网的有色金属智能模型库总体架构、多语言融合的模型集成敏捷开发环境、多场景黑盒复用的元模型封装体系，构建了基于“五层两维”分类标准、领域知识图谱的元模型全生命周期管理平台。立足有色冶金工艺机理、操作经验、智能方法等方面的长期积淀，开发了有色金属工业智能模型库。通过两个有色冶金典型场景的应用案例，展示了有色金属智能模型库在工程应用中对提升智能化水平发挥的良好作用。有色金属工业智能模型库为行业工业软件的发展提供了核心知识支撑，将在提升有色金属工业智能制造水平、加快有色金属强国建设进程方面起到基础支撑作用。
增材制造作为新兴的制造技术，应用领域不断扩展，成为先进制造领域发展最快的技术方向之一；增材制造产业的发展为现代制造业的培育壮大以及传统制造业的转型升级提供了宝贵契机。本文在分析全球增材制造技术发展态势与产业发展动态的基础上，全面梳理了我国增材制造技术与产业的发展态势，剖析了我国增材制造产业面临的共性技术研究及基础器件能力不足、面向国际市场的专利布局滞后、产业规模与产业集群建设有待深化等问题。着眼增材制造产业前瞻布局，论证提出了生物医药与医疗器械增材制造、大型高性能复杂构件增材制造、空间增材制造、基于增材制造的结构创新与新材料发明等重点发展方向。研究建议：建立增材制造协同创新机制并支持企业开展应用创新，围绕重大装备需求开展增材制造工艺变革专项技术攻关，深化区域性增材制造产业集群建设。
锅炉作为高耗能特种设备，在电力、供热、钢铁等行业及日常生活中广泛应用，是保障国民经济发展和人民生活的重要基础设施；锅炉装备能源消耗、大气污染物、碳排放量大，为此，开展锅炉装备绿色低碳转型升级，对实现碳达峰、碳中和目标具有重要的支撑意义。本文从锅炉装备节能降碳的需求出发，对电站锅炉、工业锅炉两类产品分别进行讨论，总结了我国锅炉装备的发展态势，分析了存在的问题。在此基础上，根据电站锅炉和工业锅炉装备自身特点，综合考虑生产、使用、检验检测等环节和燃料供应、使用工况、运行水平等因素，提出了电站锅炉改造升级、工业锅炉低碳转型、锅炉制造绿色发展、锅炉使用管理水平提升等锅炉装备绿色低碳发展路径，并阐述了相应的具体措施。最后，本文从加强科技创新、健全公共服务体系和完善法律法规与标准体系3个方面提出了对策建议，以期为推进锅炉装备制造业转型升级、实现锅炉装备绿色低碳发展提供参考。
尽快突破航空发动机产业的关键核心技术是保障国家战略安全的迫切需求，创新力量的有效组织成为关键核心技术攻关实践中亟待解决的瓶颈问题。本文梳理了我国航空发动机科研生产体系中的创新主体构成现状，剖析了实施协同创新面临的迫切问题；进一步阐明了航空发动机关键核心技术攻关过程中各主体的角色定位，涵盖政府、军队、中国航发、专业化维修企业、上/下游企业、高校和科研院所等。研究认为，统筹安排并科学布局关键核心技术攻关工作、设计相应制度与机制以引导激励各类主体主动对接国家战略、重视需求侧对技术发展的牵引作用、由领军企业主导构建一批面向用户需求与产品问题的创新联合体、以重大项目为载体构建创新生态系统，由此高效组织各类主体协同攻关航空发动机关键核心技术。
适航规章是民用航空产品安全性的核心保障，是民航强国、航空强国的重要标志。完善的适航规章体系是民用航空工业发达国家合理利用国际民航组织规则，保障民用航空产品安全性和最广泛市场占有率的技术与管理手段；随着我国大型飞机、航空发动机和燃气轮机重大科技专项的实施，进一步完善我国适航规章体系建设必要且紧迫。本文深入剖析了航空发动机适航规章的技术内涵，系统梳理了当前国内外航空发动机适航规章存在的突出问题，在此基础上从国际民航组织和我国民用航空工业两个视角，开展了航空发动机下一代适航规章的制定策略和技术路径研究。本文研究结果明确了以“系统安全要求”为统领，以“安全等效、逻辑清晰、国际兼容、本土适用”为原则的航空发动机下一代适航规章制定策略和技术路径；提出了航空发动机适航规章顶层新架构，该架构在充分继承国际上已有经验教训、安全标准不降低的同时，更加适应航空发动机在系统安全性技术方面的进步，且可灵活适应航空发动机新技术发展和创新。最后，针对我国航空发动机适航规章体系建设，提出了持续深化研究、同步扩大应用、行业协同发展的对策建议。
世界各国深空探测活动日益增多、探测环境趋于复杂、任务难度越来越大，开展深空安全问题研究具有现实意义。本文从深空安全的基本内涵出发，概述了深空安全的研究意义与关键问题，梳理了空间辐射威胁、行星保护、太空遗产保护、空间立法等深空安全关键问题的研究现状并展望了未来发展。空间辐射具有威胁类型多、辐射强度大的特点，应从物理防护、生物医学防护、化学防护等角度开展研究。行星保护主要面临深空航天器的污染和撞击挑战，应从深空微生物检测与消毒杀菌技术、应对政策制定等角度开展研究。太空遗产保护因各国间的政治、文化、法律差异而在评估及保护措施方面存在争议，应从国际协作、深空航天器以及人类影响降低等角度开展研究。深空立法因各国间存在复杂的国际关系而导致当前的法律法规效力难以成为国际社会共识，应从国际立法组织、国内研究机构、国内法律体系完善等方面开展研究。
国家现代化建设和运行高度依赖重大基础设施，相应安全问题成为国家安全的核心要素之一；非核强电磁脉冲源生成技术逐步成熟并朝着普及化、隐蔽化方向发展，已成为重大基础设施的现实威胁类别。重大基础设施的电磁安全保障研究成为我国面临的紧迫性、战略性任务。本文以重大基础设施的非核强电磁脉冲威胁为研究对象，明确了概念内涵并凝练了重大需求，梳理了先发国家在本领域所发布的国家政策、产业标准、基础研究、应急管理等举措；阐述了防护关键技术体系，包括正向设计、等效试验评估、威胁监测与预警等方面。在剖析我国重大基础设施的非核强电磁脉冲防护现状及存在问题的基础上，提出了强化政府领导、组织科研攻关、制定标准规范、激发企业活力、分类分阶段实施防护加固、促进人才培育、加强公众培训等方面的基本策略。相关研究可为我国非核强电磁脉冲防护领域建设与发展、提升国家应对新型安全威胁能力提供基础参考。