3 1.1 工程研究前沿遴选 5 1.1.1 论文数据获取与预处理 5 1.1.2 论文主题挖掘 5 1.1.3 研究前沿确定与解读 6 1.2 工程开发前沿遴选 6 1.2.1 专利数据获取与预处理 6 1.2.2 专利主题挖掘 7 1.2.3 开发前沿确定与解读 7 1.3 发展路线图 7 1.4 术语解释 7 第二章 机械与运载工程前沿 9 2 2.1 工程研究前沿 10 2.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 10 2.1.2 Top 3 工程研究前沿重点解读 14 2.2 工程开发前沿 23 2.2.1 Top 10 工程开发前沿发展态势 23 2.2.2 Top 3 工程开发前沿重点解读 27 第三章 信息与电子工程前沿 37 3.1 工程研究前沿 38 3.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 Top 3 工程研究前沿重点解读 43 3.2 工程开发前沿 55 3.2.1 Top 10 工程开发前沿发展态势 55 3.2.2 Top 3 工程开发前沿重点解读 60 第四章 化工、冶金与材料工程前沿 71 4.1 工程研究前沿 72 4.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 72 4.1.2 Top 3 工程研究前沿重点解读 75 4.2 工程开发前沿

适配生态体系 1. 信创典型案例 2. 行业标杆引领 技 术 先 进 性 1. 自主核心技术 2. 功能性能亮点 俄罗斯遭制裁 研发设计类软件断供 2022年3月4日，全球最大的二维、三维设计和工程软件 公司 —— 欧特克（Autodesk）宣布在俄罗斯暂停运营 北美当地时间2021年1月14日，美国商务部工业与安全局 （Bureau of Industry and Security，BIS）宣布，将 智能标注，根据实体对象的不同，自动进行长度、直 径或半径等标注 • 标准零件库，支持GB、ISO、DIN等标准零件的调用 建 筑 版 • 采用自定义对象技术，建筑构件为基本设计单元，集二 维工程图、三维表现和建筑信息于一体 • 全图集成：平立剖、3D模型和渲染在一个DWG中就可 完成。 • 快速成图：体现在易用性、智能化、参数化和批量化上。 • 标准规范：图层和线型符合国标。 • 提供多维度的全生命周期解决方案，助力大体量工程项目 “悟空”计划：高端三维CAD图形平台 三维正向设计 助力提质增效 单一数据源 确保数据的一致性与可追溯性 有效协同 提高团队协作效率 高扩展性 助力二次开发生态 数据轻量化显示 大型工程设计更流畅 丰富的辅助开发库 降低开发难度 单一数据源 多个领域，同一平台 正向设计、协同设计 高可扩屐性 千万构件级大装配工程 首个目标行业-BIM

19 （五）基于数字化绿色化协同的 HSE 管理升级 ............ 19 五、工业互联网赋能能源化工行业应用 ...................20 （一）工业互联网驱动的智慧工程设计与建造 ............ 20 （二）工业互联网驱动的研发设计创新 ...................23 （三）工业互联网驱动的生产运营优化 ................. 能力，还推动 HSE 管理模式的创新，实现行业的绿色低碳可持 续发展。 五、工业互联网赋能能源化工行业应用 （一）工业互联网驱动的智慧工程设计与建造 1、依托仿真建模打通工程设计全环节，实现可视化展示 当前工程设计智能化程度持续提升，基于集成化数字孪生 技术，打通工程设计从需求分析到验证的全流程，通过统一平 台整合 Building Information Modeling（BIM）三维建模、虚 充电站选址等规划。 2、通过数据集成一体化管理，实现工程统一交付 面对工程项目中数据互通不畅、交付碎片化、监理难度大 等问题，依托工业互联网构建从设计到运维的数字主线，利用 物联网感知设备实时采集施工现场进度、质量、安全等关键数 据，并通过边缘计算和云平台完成数据融合、建模和优化分析， 确保不同系统间的数据互联互通，形成可追溯的全链条信息流。 中石油工程建设西南分公司数字化作业平台成功打通了总承包

华为，提供芯片搭建生态，例如边缘 计算物联网解决方案（ EC-IOT ） 窄带蜂窝物联网技术（ NB-IOT ）等 北控、首创、碧水源等 云服务 通讯 服务 阿里云 ET 环境大脑，提供平台搭建 生态 工程 总包 施耐德、西门子等 …… …… 软件系统集成 商 首创系、和达科技、武汉中地、 青岛积成电子等 专业软 件 大型软件 公司 中科软、太极股份、东软等 规模普遍不大，尚未出现上市公司 数据来源：中研普华产业研究院 9 智慧环保的构成和功能 • 智慧环保的构成：一套管理平台、两个系统工程和三套运营机制 – 一套管理平台：业务和地理信息系统结合起来，实现“一张图”管理运行模式，建立智慧环保管理平台 – 两个系统工程：水、气、土壤、污染源和风险场在线监测预警系统和应急决策支持系统两个工程 – 三套运营机制：基础数据收集与挖掘、业务应用集成与共享、平台运行与维护三套运行机制 • 智慧 金融 服务 环卫 及固废 清洁 能源 唐山市海水淡化工程技 术研究中心 宜兴市废水处理工程技 术研究中心 湖南省环境保护城镇生 活垃圾处理处置工程技 术中心 北京市再生水水质安全 保障工程技术研究中心 环保部国家环境保护城 市水环境综合整治工程 技术中心（筹） 国家发改委城镇污水深 度处理与资源化利用技 术国家工程实验室 01 02 04 05 06 03 六大中心

... 1 （二）有关部委合力构建煤矿智能化发展顶层设计 ........... 2 （三）地方政府因地制宜制定煤矿智能化落地政策 ........... 4 （四）大型煤业集团积极开展工程示范与创新实践 ........... 6 第二章 我国煤矿智能化发展取得明显成效 ................... 8 （一）分类分级建设稳步推进 ................ 能采剥、卡车无人驾驶与编组化运行等方面探索出了卓有成效的建设 经验，并进行了推广。部分产煤市（县）集中力量建设智能化煤矿示 范区，有效提升了整个区域的煤矿智能化建设水平。 （四）大型煤业集团积极开展工程示范与创新实践 一是推进国家首批智能化煤矿示范工程建设。各大煤炭企业集团 坚持试点探路、典型引路、经验复制的原则，加快推进智能化示范煤 矿建设并取得了积极成效。截至 2025 年 3 月，已建成国家级示范煤 矿 66 平，为 2020 年以来的煤炭高质量增产保供、行业高质量发展、保障国家能源 安全发挥了基础性、根本性的支撑作用。 1.煤矿智能化顶层设计和专业分工进一步优化细化。煤矿智能化 建设是一项系统工程，大型煤炭企业统筹开展了关于煤矿智能化建设 9 的顶层规划、建设方案、实施路径和行动计划部署，并制定了对应的 考核评价、激励机制等保障措施；传统煤炭设计院和信息化系统集成 厂商积极开展煤矿

建筑光伏一体化解决方案 …………………………………………… 69 30. 零碳物流新能源重卡全产业链一体化协同共建项目 ………………………………… 71 31. 基于零碳、智慧理念的毫沁营 110kV 变电站工程方案 ……………………………… 73 32. 零碳楼宇碳源调度运营【CSO】解决方案 …………………………………………… 75 33. 聊城楼宇光热复合热泵零碳能源解决方案 …………………………………………… 综合能源服务分公司紧密围绕公司发展定位，致力于为集团公司提供一体化专业“减碳” 技术服务，主要包括陆地及海上减碳场景开发、项目策划、建设及运营技术服务，以及陆地及 海上风光等新能源项目开发、建设、运营等工程技术服务，为构建海油发展绿色低碳产业体系 提供技术支撑。 项目概述 通过综合能源耦合、创新性技术、绿色化创建、智慧化管理，实现了洁净化运行，首次添加“光 储直柔”技术到综合能源领域，打造了一个 负碳厂区综合能源耦合 技术示范验证项目 还可以向外部输送绿色电能。 （5）模块化推广：通过东沽零碳厂区项目的历练， 在推广综合能源打开经营市场上渐入佳境，已推广至 东营原油终端处理厂前区零碳建设工程，未来可实现 模块化推广。 零碳创新点 为助力集团公司从传统能源向新能源跨越，打造 系统内首个“冷热电耦合”的综合能源零碳园区， 实现全天候绿电供应的技术核心是将供暖电气化，把 PVT+

司、罗克佳华科技集团股份有限公司、中海华壹科技、中电科普天 科技股份有限公司、普天通信有限责任公司 1 前 言 双碳战略目标的实现是一项跨领域、多维度的系统工程，涵盖战 略规划、政策法规、技术创新与产业转型等多重挑战。自国家双碳战 略实施以来，政产学研各界积极探索实践，但整体进展滞后于预期， 根源在于行业认知碎片化、实施路径不清晰、落地抓手缺位——究其 漂浮式海 上风电商业化，2024 年投运全球最大 16MW 样机并设立 20 亿美元专项基金突破 叶片材料技术，目标 2035 年装机达 30GW；中国则以“沙戈荒”大基地、深远海 风电等超级工程为牵引，2024 年新增可再生能源装机超 350GW（占全球新增 60%）， 1 风光发电量占比突破 17.5%，全产业链就业规模逾 500 万人。这一轮以“绿电替 代-负碳技术-循 ， 明确征集和推广 5 大重点方向 16 类低碳技术，包括能源绿色低碳转型、工业等 重点领域降碳、储碳固碳、数智赋能、非二氧化碳减排等技术类型。此外，发改 委统筹组织实施“绿色低碳先进技术示范工程”，公布首批 47 个绿色低碳先进 技术示范项目清单，正式启动第二批示范项目申报工作；发布《国家绿色低碳先 进技术成果目录》，建立了“十四五”能源科技规划实施监测项目库，第一批入 库项目超过 700

架构中多源异构数据难以共享、跨系统 协同效率低的问题，减少分层架构中多 协议转换和私有接口互联，降低系统集 成成本与复杂度。 — 软件定义的智能制造基础软件平台 体系架构。针对现有的工业应用普 遍存在定制化开发程度高、工程实 施工作量大、烟囱式部署、异构系统 难以互联互通互操作、上层应用与 底层资源耦合度高、制造资源难以 复用和灵活调配等问题，构建软件 定义的智能制造基础软件平台体系 架构是大势所趋。结合工业4.0、信 全生命周期应用工具链：通过打造 一套面向应用开发、工程配置、集成 调试、运行维护的完整工具链，全面 提升工程应用效率。平台工具链覆 盖从软件开发到工程配置、从规划 到运维的全部工程实施流程，并统 一提供部署和管理能力。平台为行业 应用开发人员提供应用开发基础环 境及开发工具，采用低代码开发设 计思想，通过业务应用开发和服务 编排实现行业应用功能快速开发。 工程组态环境主要是面向工程实施 人员和系统配置管理人员，提供多种 人员和系统配置管理人员，提供多种 开箱即用、具备组态能力的工程配置 工具，包括算法逻辑组态工具、数据 模型组态工具、HMI图形组态工具、 工业智能算法编程工具等，加速生 产系统行业应用软件从现场数据初 始化到上线的过程，实现项目快速交 付和系统便捷配置。在线运行环境 主要提供实时（RTE）/非实时运行服 务，通过分布式服务中间件，实现各 服务之间的高效协作和交互，同时支 撑实时控制与非实时应用服务的整 体部署和调度。运维环境提供硬件

熟。更强的磁场，能够实现更好的等离子体约束，因此能实现更高磁场强度 的高温超导未来有望帮助托卡马克率先实现商业化落地。 实验堆阶段托卡马克设备市场超 900 亿元，关注磁场线圈/第一壁/真空部件 当前可控核聚变处于工程验证阶段，建设需求以聚变实验堆为主。根据 IAEA 的数据，截至 2025 年 4 月，全球共有 80 台托卡马克装置，其中 57 台正 在运行，未建成的有 23 台。参考 FIRE 项目的建设成本，我们预计实验堆 ...................................................................... 46 图表 92： ITER 的三阶段科学目标和三个工程目标 ................................................................................................ Fusion Industry Association，截至 2024Q4，商业核聚变公司共有 46 家，超过 70%的受访公司认 为在 2031-2040 年能够实现聚变商业化应用，预期乐观。我国聚变工程发展路径分“实验 堆-示范堆-商用堆”三步走，目前处于实验堆阶段，其中聚变实验堆 EAST 的后续项目 BEST 托卡马克（夸父启明）近期密集招标，预计将于 2027 年建成，并将首次演示聚变能发电，

智能管理、智能分析、辅助决策等。 8 图 2 选煤厂智能化建设参考技术架构 2.选煤厂智能化建设技术路径 第一阶段：重点开展智能化选煤厂标准建设、关键技术攻关、 基础装备完善工作，适时进行成熟技术推广，开展示范工程建设。 第二阶段：强化大数据技术与选煤专业知识的深度结合与应 用，建设选煤专家知识库，推进重点单元的智能化研究，建成完 善的选煤厂生产执行系统，实现生产过程控制和管理智能化。 第三阶段：全面实现智能化，对主要工艺环节、主要管理岗 第三阶段：全面实现智能化，对主要工艺环节、主要管理岗 位及重要设备实现智能感知、智能决策、自动执行的智能化体系； 全面建成安全、高效、节能、环保的智能化选煤厂。 （1）新建选煤厂智能化建设 新建选煤厂的智能化建设应与选煤厂主体工程同时策划、同 9 时设计、同时施工。对于条件成熟度不足的新建选煤厂，可先行 策划，分期实施，预留后期建设接口。 鼓励采用 BIM 等先进的数字化设计、施工管理技术，资料交 付形式逐步由二维 上下各系统实现“监测、控制、管理”的一体化及智能联动控制。 （2）智能地质保障系统 基于“数据驱动”“数字采矿”的理念，将地质数据与工程数据进 行深度融合，采用地质数据推演、地质数据多元复用、地质数据 智能更新等方法，研究建立实时更新的地质与工程数据高精度融 合模型，实现矿井地质信息的透明化。推广智能采掘工作面的随 采智能探测、随掘智能探测与监测的技术装备，鼓励积极研发应 用智能