現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)課件

現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)二00二年十月技術(shù)系統(tǒng)（黑箱）能量物料信息能量物料信息現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)二00二年十月技術(shù)系統(tǒng)能量物料信息能量物料信息1機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述智能設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法：系統(tǒng)設(shè)計(jì)論、并行設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)和虛擬設(shè)計(jì)、制造面向生命周期的設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)機(jī)械多體系統(tǒng)動力學(xué)分析：現(xiàn)狀、軟件、應(yīng)用機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)現(xiàn)化設(shè)計(jì)學(xué)內(nèi)容機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述現(xiàn)化設(shè)計(jì)學(xué)內(nèi)容2現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)教學(xué)安排（2002博士生用）序號內(nèi)容主講教師時間地點(diǎn)1機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述鐘毅芳10月10東三2262智能設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)鐘毅芳肖人彬10月1710月24東三2263現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法鐘毅芳10月3111月7東三2264虛擬現(xiàn)實(shí)和虛擬設(shè)計(jì)、制造鐘毅芳11月14東三2265面向生命周期的設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)李成剛胡于進(jìn)11月21東三2266機(jī)械多體系統(tǒng)動力學(xué)分析：現(xiàn)狀、軟件、應(yīng)用張?jiān)魄?1月2812月5

東三2267機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)廖道訓(xùn)黃其柏蔡敢為12月1212月1912月26東三226注：（1）“1~5”部分寫一份綜合報(bào)告，交鐘毅芳；“6、7”部分寫一份綜合報(bào)告，交廖道訓(xùn)（黃其柏、蔡敢為）。（2）上課時間：6~17周星期四1~4節(jié)現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)教學(xué)安排（2002博士生用）序號內(nèi)3現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)（第1講）機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述二00二年十月現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述4機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述現(xiàn)代制造業(yè)的特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)及其在產(chǎn)品開發(fā)過程中的地位機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)科體系與相關(guān)學(xué)科機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科發(fā)展方向機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述現(xiàn)代制造業(yè)的特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)及其在產(chǎn)品開發(fā)5一、現(xiàn)代制造業(yè)的特點(diǎn)一、現(xiàn)代制造業(yè)的特點(diǎn)6全球化制造以知識為基礎(chǔ)的新產(chǎn)品競爭敏捷制造經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展制造業(yè)環(huán)境的變化全球化制造以知識為基礎(chǔ)敏捷制造經(jīng)濟(jì)和社會科學(xué)和技術(shù)制造7制造業(yè)環(huán)境變化的主要表現(xiàn)產(chǎn)品生命周期縮短交貨期成為主要競爭因素大市場和大競爭用戶需求多樣化多品種小批量生產(chǎn)比例增大制造業(yè)環(huán)境變化的主要表現(xiàn)產(chǎn)品生命周期縮短8

傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)時代網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時代消費(fèi)者的可選擇性區(qū)域性全球性消費(fèi)需求物美價(jià)廉，滿足

基本生活需求個性化、多樣化市場相對穩(wěn)定快速多變、

無法預(yù)測生產(chǎn)需求低成本、高質(zhì)量客戶化、快速交貨生產(chǎn)方式標(biāo)準(zhǔn)化、系列

化、大批量單件、小批

量、多品種技術(shù)與資源相對集中全球分布競爭要素性價(jià)比柔性與響應(yīng)速度現(xiàn)代制造業(yè)的特點(diǎn)現(xiàn)代制造業(yè)的特點(diǎn)9現(xiàn)代制造的業(yè)生產(chǎn)必須滿足T、Q、C、S、E的要求：現(xiàn)代制造業(yè)的T、Q、C、S、ET（Time）：時間、產(chǎn)品開發(fā)的生命周期、交貸期Q（Quality）:質(zhì)量C（Cost）：成本S（serve）：服務(wù)E（Eevironment）：環(huán)境現(xiàn)代制造的業(yè)生產(chǎn)必須滿足T、Q、C、S、E的要求：現(xiàn)代制造10時間：競爭的決定性因素7880828486889092942時間46810平均產(chǎn)品壽命TL平均開發(fā)時間TDTD

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TL年數(shù)多變的市場需求促使交貸期成為競爭諸因素中的首要因素時間：競爭的決定性因素78808284868890929411質(zhì)量

是產(chǎn)品的生命線質(zhì)量功能性能不必要功能必要功能過乘功能基本功能輔助功能Q（Quality）:質(zhì)量質(zhì)量是產(chǎn)品的生命線質(zhì)量功能性能不必12降低產(chǎn)品的成本，是一個永恒的課題。產(chǎn)品的壽命周期成本（包括制造成本和使用成本），在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中就已大體確定（產(chǎn)品成本的80%左右在設(shè)計(jì)階段就已基本確定）。產(chǎn)品全生命周期的成本在概念設(shè)計(jì)階段即有70％被決定，到基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)束時分別有85％和95％的成本業(yè)已被決定，而生產(chǎn)以后的階段只決定5％左右的成本。C（Cost）：成本降低產(chǎn)品的成本，是一個永恒的課題。產(chǎn)品的壽命周期成本（包括制13產(chǎn)品全生命周期成本決定比例及降低成本概率示意圖

產(chǎn)品全生命周期成本決定比例及降低成本概率示意圖14S（serve）：服務(wù)產(chǎn)品制造的宗旨：最大限度地滿足用戶的要求服務(wù)包括：需求服務(wù)用戶參與開發(fā)售后服務(wù)產(chǎn)品回收S（serve）：服務(wù)產(chǎn)品制造的宗旨：最大限度地滿足用戶的15環(huán)境可持續(xù)發(fā)展問題

可持續(xù)發(fā)展定義：滿足當(dāng)代人的需要，又不對子孫后代滿足其需求的能力構(gòu)成危害的發(fā)展實(shí)質(zhì)可持續(xù)發(fā)展的核心：保護(hù)環(huán)境和合理利用資源

E（Eevironment）：環(huán)境環(huán)境可持續(xù)發(fā)展問題可持續(xù)發(fā)展定義：實(shí)質(zhì)可持續(xù)發(fā)展的核心：E1621世紀(jì)產(chǎn)品的特征

21世紀(jì)產(chǎn)品的特征17現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的重要特征全球化數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化集成化并行化虛擬化現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的重要特征全球化18產(chǎn)品設(shè)計(jì)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程

產(chǎn)品設(shè)計(jì)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的地位

二、機(jī)械設(shè)計(jì)及其在產(chǎn)品開發(fā)過程中的地位產(chǎn)品設(shè)計(jì)二、機(jī)械設(shè)計(jì)及其在產(chǎn)品開發(fā)過程中的地位19產(chǎn)品設(shè)計(jì)是從需求出發(fā)尋求設(shè)計(jì)解(產(chǎn)品)的過程，包括：產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、NC代碼等。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心問題是：創(chuàng)新設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)自動化和可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題。產(chǎn)品創(chuàng)新是為達(dá)到企業(yè)經(jīng)營目標(biāo)，創(chuàng)造具有市場競爭優(yōu)勢商品的過程。設(shè)計(jì)自動化技術(shù)則是基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)基本理論而發(fā)展的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程自動化系統(tǒng)技術(shù)。可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是指在產(chǎn)品及其全生命周期設(shè)計(jì)中，充分考慮資源和環(huán)境的影響的設(shè)計(jì)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是從需求出發(fā)尋求設(shè)計(jì)解(產(chǎn)品)的過程，包括：產(chǎn)品概念20需求（含潛在的需求）的確認(rèn)→技術(shù)可能（含聯(lián)想到的可能解）掃描→矛盾統(tǒng)一設(shè)想（概念）的產(chǎn)生→經(jīng)濟(jì)、技術(shù)分析（貫穿全過程）→設(shè)想的優(yōu)選和確認(rèn)→結(jié)構(gòu)的優(yōu)選和確認(rèn)→材料的優(yōu)選和確認(rèn)→加工過程的優(yōu)選和確認(rèn)※研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程系統(tǒng)行為的基本規(guī)律被稱之為產(chǎn)品設(shè)計(jì)基本理論，它是研究設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中的思維、行為規(guī)律。※研究設(shè)計(jì)理論的目的是為發(fā)展新一代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。※這種新的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)可幫助企業(yè)高效率與高質(zhì)量地尋求產(chǎn)品設(shè)計(jì)解，而現(xiàn)今的CAD技術(shù)只能解決產(chǎn)品的二維、三維的描述，而不是真正意義上的輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程需求（含潛在的需求）的確認(rèn)→技術(shù)可能（含聯(lián)想到的可能解）掃描21產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)過程

產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)過程22產(chǎn)品設(shè)計(jì)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的地位

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開發(fā)過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，占據(jù)著極為重要的地位。降低產(chǎn)品的成本，是一個永恒的課題。產(chǎn)品的壽命周期成本（包括制造成本和使用成本），在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中就已大體確定（產(chǎn)品成本的80%左右在設(shè)計(jì)階段就已基本確定）。

產(chǎn)品全生命周期的成本在概念設(shè)計(jì)階段即有70％被決定，到基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)束時分別有85％和95％的成本業(yè)已被決定，而生產(chǎn)以后的階段只決定5％左右的成本。產(chǎn)品設(shè)計(jì)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的地位產(chǎn)品設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開發(fā)過程中最重23數(shù)字化(D)網(wǎng)絡(luò)化(N)敏捷化(A)現(xiàn)代設(shè)計(jì)的特點(diǎn)數(shù)字化(D)現(xiàn)代設(shè)計(jì)的特點(diǎn)24三、機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)科體系與相關(guān)學(xué)科

學(xué)科體系

領(lǐng)域產(chǎn)品設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)理論與方法對設(shè)計(jì)的支持設(shè)計(jì)環(huán)境與工具對設(shè)計(jì)的支持

相關(guān)學(xué)科

三、機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)科體系與相關(guān)學(xué)科學(xué)科體系25設(shè)計(jì)理論與方法：研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的基本規(guī)律。目的：力求產(chǎn)品的優(yōu)化與創(chuàng)新支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)的環(huán)境與工具支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)全過程的CAD系統(tǒng)（分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、造型…）支持產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)的CAD系統(tǒng)支持產(chǎn)品異地協(xié)同設(shè)計(jì)的CAD系統(tǒng)支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程管理的PDM系統(tǒng)其它機(jī)構(gòu)及其零部件設(shè)計(jì)領(lǐng)域產(chǎn)品（飛機(jī)、汽車、機(jī)床…）設(shè)計(jì)領(lǐng)域設(shè)計(jì)理論和知識專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)理論和知識，如：汽車設(shè)計(jì)理論機(jī)床設(shè)計(jì)理論飛機(jī)設(shè)計(jì)理論等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法論優(yōu)化設(shè)計(jì)智能設(shè)計(jì)數(shù)字化設(shè)計(jì)并行設(shè)計(jì)虛擬設(shè)計(jì)仿生設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)反求設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)過程的組織與管理設(shè)計(jì)過程的組織與管理模式設(shè)計(jì)過程的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程建模設(shè)計(jì)過程信息的傳遞與共享異地設(shè)計(jì)過程的組織與管理等整機(jī)設(shè)計(jì)系列設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論和知識彈塑性力學(xué)理論摩擦、磨損和潤滑理論機(jī)械運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)理論基礎(chǔ)零部件設(shè)計(jì)理論與方法學(xué)科體系設(shè)計(jì)理論與方法：研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的基本規(guī)律。目的：力求產(chǎn)品的26相關(guān)學(xué)科相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科市場學(xué)；預(yù)測學(xué)；信息工程機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)學(xué)科數(shù)據(jù)庫技術(shù)；計(jì)算機(jī)圖學(xué)相似理論；優(yōu)化技術(shù)；價(jià)值工程；摩擦學(xué)；虛擬技術(shù)；仿真技術(shù)；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度學(xué)；可靠性技術(shù)創(chuàng)造學(xué)；數(shù)學(xué)；物理學(xué)；熱力學(xué)；電子學(xué)；控制論；信息論；工程力學(xué)；機(jī)械制圖；標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)；公差技術(shù)測量；編碼技術(shù)；制造工程學(xué)機(jī)械零件；結(jié)構(gòu)分析；制造工程學(xué)；振動與噪聲；動態(tài)設(shè)計(jì)；公差技術(shù)測量；CAD技術(shù)機(jī)械運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)；機(jī)械學(xué)；仿生學(xué)；液體傳動和控制；電氣工程學(xué)；機(jī)械電子學(xué)；各種專業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)理論和方法產(chǎn)品規(guī)劃；技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)明確設(shè)計(jì)任務(wù)（規(guī)劃）結(jié)構(gòu)方案、原理方案設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)相關(guān)學(xué)科相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科市場學(xué)；預(yù)測學(xué)；機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)學(xué)科數(shù)據(jù)庫技27四、機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科發(fā)展方向領(lǐng)域機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論和方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法信息集成與設(shè)計(jì)過程管理設(shè)計(jì)過程的支撐技術(shù)數(shù)字化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)四、機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科發(fā)展方向領(lǐng)域機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法機(jī)械基礎(chǔ)281、領(lǐng)域機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法成套設(shè)備設(shè)計(jì)、大型機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論和方法微型機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法支柱產(chǎn)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法軍工機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法機(jī)器人機(jī)械學(xué)1、領(lǐng)域機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法成套設(shè)備設(shè)計(jì)、大型機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、復(fù)29成套設(shè)備設(shè)計(jì)、大型機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論和方法成套設(shè)備設(shè)計(jì)的理論和方法大型工業(yè)機(jī)械系統(tǒng)的力學(xué)行為、控制與仿真的理論和方法復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論方法復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)全局耦合機(jī)理與系統(tǒng)功能生成復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)耦合設(shè)計(jì)理論和并行設(shè)計(jì)方法復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)過程虛擬運(yùn)行與工況控制成套設(shè)備設(shè)計(jì)、大型機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論和方法30微型機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其基礎(chǔ)理論微機(jī)械設(shè)計(jì)及其基礎(chǔ)理論微機(jī)械材料微細(xì)加工微裝配和封接微系統(tǒng)控制微機(jī)械：1~10mm—微小型機(jī)械；1μm~1mm—微機(jī)械；1nm~1μm—納米機(jī)械；微機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)微小型機(jī)械與精密機(jī)械微型機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其基礎(chǔ)理論微機(jī)械設(shè)計(jì)及其基31現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)32微機(jī)械微機(jī)械33微機(jī)械是指可以批量制作的,集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通訊和電源等于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。日本慣稱之為微機(jī)械美國慣稱之為MEMS微機(jī)械微機(jī)械是指可以批量制作的,集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行34現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)35微機(jī)械分類微機(jī)械分類36毫米系統(tǒng)Milli-system微米系統(tǒng)Micro-system納米系統(tǒng)Nano-system尺寸Size0.1-1mm1-100μm1μm以下構(gòu)造Structure立體平面分子材料Material金屬、高分子硅、薄膜材料高分子（蛋白質(zhì)）加工Processing超精密加工半導(dǎo)體加工分子、原子操作裝配Assembling組裝分批自組織驅(qū)動Actuating壓電、超小型馬達(dá)、形狀記憶合金靜電、熱膨脹、超電導(dǎo)人工肌肉、靜電力輸出Forceoutput較容易困難困難研究階段Researchstage系統(tǒng)開發(fā)部件試制基礎(chǔ)研究應(yīng)用實(shí)例Applicationexample微機(jī)械手、微機(jī)器人、泵等微驅(qū)動器、微傳感器、微傳動機(jī)構(gòu)等微機(jī)械部件極限探測、分子原子操作微機(jī)械分類毫米系統(tǒng)微米系統(tǒng)納米系統(tǒng)尺寸0.1-1mm1-100μm1μ37未來微機(jī)械應(yīng)用將主要集中在IT和生物技術(shù)工程上,需要積極發(fā)展微機(jī)械與信息、生物技術(shù)的結(jié)合。微機(jī)械在IT、生物醫(yī)療和工業(yè)等領(lǐng)域里的潛在應(yīng)用有:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)激光計(jì)算機(jī)DDS(數(shù)據(jù)電視數(shù)字服務(wù))系統(tǒng)微工廠納米級的微機(jī)器人的研制微機(jī)械應(yīng)用未來微機(jī)械應(yīng)用將主要集中在IT和生物技術(shù)工程上,需要積38微機(jī)械的研究內(nèi)容微機(jī)械的研究內(nèi)容39微機(jī)械的研究進(jìn)展------國外微機(jī)械的研究進(jìn)展------國外40微機(jī)械的研究進(jìn)展------國內(nèi)微機(jī)械的研究進(jìn)展------國內(nèi)41微機(jī)械的研究方向微機(jī)械的研究方向42微機(jī)械的研究方向微機(jī)械的研究方向43微機(jī)械的研究方向微機(jī)械的研究方向44隨著微機(jī)械的發(fā)展,目前將微機(jī)械零部件、光學(xué)元件以及控制電路集成在同一芯片上的制作方法將受到挑戰(zhàn):功能部件由不同的材料組成;微機(jī)械內(nèi)部形成空腔;微機(jī)械部件由不相容過程組成.這就限制了傳統(tǒng)的集成在同一芯片上的方法制成復(fù)雜的微機(jī)械部件或微機(jī)械系統(tǒng).為了更靈活地制作復(fù)雜的微機(jī)械系統(tǒng),微機(jī)械的組裝是必不可少的.微機(jī)械的組裝隨著微機(jī)械的發(fā)展,目前將微機(jī)械零部件、光學(xué)元件以及控制電路45微機(jī)械的部件組裝屬于微操作,具有很高的精度,難度很大;而且,部件材料輕、薄、脆,極易損壞;因而,提高實(shí)際組裝成功率就十分重要.虛擬環(huán)境為操作者提供了一個操作預(yù)演的環(huán)境,操作者可以通過虛擬環(huán)境中擬實(shí)組裝增加操作經(jīng)驗(yàn),從而,提高實(shí)際操作的成功率.虛擬環(huán)境下的擬實(shí)組裝微機(jī)械的部件組裝屬于微操作,具有很高的精度,難度很大;46微機(jī)械的組裝包括互相獨(dú)立的3個步驟:微機(jī)械部件的制作,部件的對準(zhǔn)(Alignment)和部件的焊接(Bonding).對準(zhǔn)過程是擬實(shí)組裝的中心問題.擬實(shí)組裝從微機(jī)械部件設(shè)計(jì)完成開始,到焊接成功結(jié)束虛擬環(huán)境中擬實(shí)組裝操作具體步驟微機(jī)械的組裝包括互相獨(dú)立的3個步驟:虛擬環(huán)境中擬實(shí)組裝操47機(jī)器人機(jī)械學(xué)特種機(jī)器人：工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、自行式智能機(jī)器人、等的設(shè)計(jì)理論和方法機(jī)器人運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)及控制現(xiàn)代先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)：冗余度空間機(jī)器人多臂協(xié)調(diào)；可重構(gòu)模塊化機(jī)器人技術(shù)；微操作機(jī)器人技術(shù)；機(jī)器人智能化及其應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的智能化及其工程應(yīng)用微機(jī)器人及應(yīng)用機(jī)器人機(jī)械學(xué)特種機(jī)器人：工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、48微機(jī)器人系統(tǒng)由四大部分組成,即驅(qū)動裝置、控制系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)和操作器。根據(jù)目前微機(jī)器人移動形式和所處的環(huán)境大致可以分為三大類:行走型機(jī)器人、管道機(jī)器人、人體管道醫(yī)療機(jī)械微機(jī)器人的組成微機(jī)器人系統(tǒng)由四大部分組成,即驅(qū)動裝置、控制系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)49行走機(jī)器人主要有輪式和足式二種瑞士制造的輪式微機(jī)器人,尺寸為22×20×19mm,通過二個微馬達(dá)驅(qū)動輪子來行走美國麻省理工學(xué)院研制的足式微機(jī)器人,有6條相同的腿,每條腿有兩個驅(qū)動器,一臺馬達(dá)控制升降,另一臺馬達(dá)控制前進(jìn)和后退行走機(jī)器人主要有輪式和足式二種瑞士制造的輪式微機(jī)器人,尺寸50日本Denso公司研制的管道機(jī)器人可以在Φ10mm以下的管道內(nèi)爬行和垂直運(yùn)動。在我國,上海大學(xué)研制的電磁式移動微機(jī)器人,尺寸為Φ15×30mm,可以在Φ20mm的管道內(nèi)移動微型管道機(jī)器人日本Denso公司研制的管道機(jī)器人可以在Φ10mm以下51微型機(jī)器人在農(nóng)業(yè)、核工業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事和航空等領(lǐng)域里有著廣泛的應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)上,可以用來殺滅害蟲,定點(diǎn)灑農(nóng)藥。在核工業(yè)上,可以用來處理核電站事故、進(jìn)行設(shè)備維修以及對核燃料進(jìn)行處理。在醫(yī)學(xué)上,醫(yī)用微型機(jī)器人的研究正在不斷取得展,瑞典科學(xué)家初步研制出一種新的超微型機(jī)械人,尺寸只有0.5×0.25mm,將來有可能放入人體的血管運(yùn)行,幫助抽出不正常的細(xì)胞或檢視細(xì)菌。在軍事上,可以用于軍事要地的報(bào)警,防衛(wèi)戰(zhàn)略要地等;可以攻擊敵人的重要設(shè)施,實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)爆破;可以深入敵后獲取重要的軍事情報(bào)。在航天上,發(fā)射微型衛(wèi)星可以大大降低衛(wèi)星的成本和發(fā)射費(fèi)用微型機(jī)器人的應(yīng)用微型機(jī)器人在農(nóng)業(yè)、核工業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事和航空等領(lǐng)域里有著廣泛的52超微型機(jī)械人超微型機(jī)械人53微型機(jī)器人的研究趨勢：(a)無纜化方向的發(fā)展:微型機(jī)器人的能源供給有兩種形式:一種是有纜,一種是無纜?，F(xiàn)在研究的微型機(jī)器人大多是通過有纜控制的,這種能源供給方式比較簡單、方便,但限制了微機(jī)器人的移動距離和行走路徑;而無纜能源供應(yīng)就不會有這些方面的影響,可以讓微機(jī)器人沿著任何路徑移動,這方面的研究僅僅處于試驗(yàn)階段。日本Denso公司利用微波進(jìn)行無纜供能,開發(fā)了如圖5所示的15mm無纜管道微機(jī)器人,可以用來檢測管道狹窄處的微裂縫。(b)智能化方向的發(fā)展:智能機(jī)器人是指具有感知、思維和行動功能的機(jī)器,可以自主地完成較為復(fù)雜的操作任務(wù),比一般的工業(yè)機(jī)器人具有更大的靈活性和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,當(dāng)處于特殊環(huán)境中時,可以在沒有人干預(yù)和控制的情況下完成特殊任務(wù)。(c)納米級尺寸的發(fā)展:隨著納米技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家們預(yù)測將來地球上將會活躍著大量的微型機(jī)器人,甚至是納米級機(jī)器人。在科學(xué)家設(shè)想中,可以向人體血液中注射一些納米級機(jī)器人,可以用來治療心臟病等微型機(jī)器人的研究趨勢：54無纜管道微機(jī)器人無纜管道微機(jī)器人55環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法水處理設(shè)備廢渣處理設(shè)備江、河、湖、泊、水庫梳浚和清淤的成套機(jī)電設(shè)備機(jī)電產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論、設(shè)計(jì)技術(shù)及工具城市垃圾處理設(shè)備環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法水處理設(shè)備廢渣處理設(shè)備江、河、湖、泊、56支柱產(chǎn)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法冶金機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法工程機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法建筑機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法加工機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法輕工機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法支柱產(chǎn)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法冶金機(jī)械設(shè)計(jì)57軍工機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法軍用工程機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法軍用工程機(jī)械特種作業(yè)裝置設(shè)計(jì)軍用艦艇設(shè)計(jì)理論和方法航天、航空裝備現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法軍工機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法軍用工程機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法軍用工程582、機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論和方法摩擦學(xué)機(jī)械動力學(xué)現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)典型零部件設(shè)計(jì)理論和方法機(jī)械的損傷和強(qiáng)度理論2、機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論和方法摩擦學(xué)機(jī)械動力學(xué)現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)典型零部59摩擦學(xué)（摩擦、磨損、潤滑）現(xiàn)代摩擦、磨損和潤滑理論典型摩擦副摩擦學(xué)設(shè)計(jì)理論與方法材料抗磨、減磨性能微動摩擦學(xué)生物與生態(tài)摩擦學(xué)減摩、耐磨理論及技術(shù)表面改性材料摩擦學(xué)理論和技術(shù)摩擦學(xué)測試技術(shù)和方法摩擦學(xué)（摩擦、磨損、潤滑）現(xiàn)代摩擦、磨損和潤滑理論典型摩擦副60機(jī)械動力學(xué)強(qiáng)非線性多自由度機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)機(jī)電耦合系統(tǒng)非線性動力學(xué)振動的利用與控制工程：振動利用工程學(xué)；機(jī)電系統(tǒng)的振動與運(yùn)動控制大型復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)微機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)時變多體系統(tǒng)非線性動力學(xué)機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)性能及低噪聲設(shè)計(jì)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)機(jī)械動力學(xué)強(qiáng)非線性多自由度機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)機(jī)電耦合系統(tǒng)非線性動61機(jī)械動力學(xué)機(jī)械動力學(xué)研究的幾個主要方面：動力學(xué)建模動力學(xué)分析動力學(xué)控制機(jī)械動力學(xué)機(jī)械動力學(xué)研究的幾個主要方面：62機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)建模）動力學(xué)建模：理論建模實(shí)驗(yàn)建模聯(lián)合建模機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)建模）動力學(xué)建模：63理論建模：研究重點(diǎn)為多柔體系統(tǒng)、剛?cè)峄旌隙囿w系統(tǒng)以及充液多體系統(tǒng)的動力學(xué)與仿真。機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)建模）理論建模：機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)建模）64機(jī)械動力學(xué)（理論建模）在描述機(jī)器人步行、機(jī)械手抓取與釋放、航天器對接等過程中,多體力學(xué)模型的拓樸結(jié)構(gòu)或自由度會由于部件相接觸而變化,這樣的力學(xué)系統(tǒng)被稱作變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)。研究變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多剛體系統(tǒng)的基礎(chǔ)是合理簡化接觸/碰撞問題。對變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多剛體系統(tǒng)的研究已深入到三維接觸、計(jì)入摩擦的斜碰撞等問題。在三維接觸/碰撞問題中,遠(yuǎn)比二維接觸復(fù)雜。相當(dāng)一部分多體系統(tǒng)的理論建模導(dǎo)致微分代數(shù)方程。非線性微分代數(shù)方程的數(shù)值求解仍存在許多問題,成為制約復(fù)雜多體系動力學(xué)數(shù)值仿真可靠性的關(guān)鍵。機(jī)械動力學(xué)（理論建模）在描述機(jī)器人步行、機(jī)械手抓取與釋放、航65實(shí)驗(yàn)建模旨在確定系統(tǒng)中一些難以由理論分析得到的復(fù)雜因素,如系統(tǒng)阻尼、磁懸浮軸承剛度、約束和支撐處的間隙、摩擦等機(jī)械動力學(xué)（實(shí)驗(yàn)建模）實(shí)驗(yàn)建模機(jī)械動力學(xué)（實(shí)驗(yàn)建模）66聯(lián)合建模對于線性時不變系統(tǒng),基于有限元和實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的聯(lián)合建模方法已實(shí)用化,但工程實(shí)踐仍有許多問題需要進(jìn)一步研究。隨著系統(tǒng)尺度不斷減小,對模型的精度要求提高,但更精細(xì)的振動實(shí)驗(yàn)相當(dāng)困難。對于線性時變系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、時滯系統(tǒng),理論與實(shí)驗(yàn)聯(lián)合建模的研究還很少,對模型修正準(zhǔn)則及模型可靠性的研究幾乎空白。

機(jī)械動力學(xué)（聯(lián)合建模）聯(lián)合建模機(jī)械動力學(xué)（聯(lián)合建模）67機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)分析）1.動力學(xué)分析與控制的一體化在智能化機(jī)電產(chǎn)品中,機(jī)、電、磁等子系統(tǒng)必然相互作用,系統(tǒng)的動力學(xué)與控制也必然相互耦合。目前,在這一層次上的研究大多是用經(jīng)典方法分析一些線性子系統(tǒng)的耦合問題,自頂向下的設(shè)計(jì)也限于線性系統(tǒng)。在部分研究中,已采用描述函數(shù)等工具刻劃非線性環(huán)節(jié)的基波行為,但利用非線性動力學(xué)近代方法的設(shè)計(jì)尚很少。針對復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)在非線性、控制器、作動器方面的特點(diǎn),發(fā)展大系統(tǒng)理論、系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)、自頂向下設(shè)計(jì)方法及軟件將是今后的重要任務(wù)。機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)分析）1.動力學(xué)分析與控制的一體化68機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)分析）2.高維時變系統(tǒng)與參激振動日趨高速、輕柔的機(jī)構(gòu)必須采用快時變、多自由度動力系統(tǒng)模型來描述,其行為相當(dāng)復(fù)雜。為了改善高速柔性機(jī)構(gòu)的動力學(xué)特性,機(jī)構(gòu)動力學(xué)主動控制正引起人們重視,采用壓電傳感器和作動器控制柔性機(jī)構(gòu)運(yùn)行中的振動逐漸成為一個研究熱點(diǎn)?？鞎r變系統(tǒng)的一個突出特征是參激振動,人們對其認(rèn)識還很不充分,研究方法也多限于自由度數(shù)很少的系統(tǒng)。機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)分析）2.高維時變系統(tǒng)與參激振動69機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)分析）3.高維非線性系統(tǒng)的大范圍動力學(xué)人們對單自由度非線性系統(tǒng)的動力學(xué)已有了比較深入和全面的認(rèn)識。對于多自由度非線性系統(tǒng),認(rèn)識則多限于某一方面。例如,單參數(shù)變化時系統(tǒng)的低余維分叉行為,限定從零初始狀態(tài)出發(fā)的系統(tǒng)長期動力學(xué)等。在機(jī)械動力學(xué)范疇,考察不同初始狀態(tài)對系統(tǒng)長期動力學(xué)影響的研究還很少。依靠解析或半解析方法只可能部分地解決這類問題。只有發(fā)展高效、可靠的數(shù)值計(jì)算方法和結(jié)果表示手段才有可能面對實(shí)際問題。機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)分析）3.高維非線性系統(tǒng)的大范圍動力學(xué)704.具有控制時滯的系統(tǒng)動力學(xué)隨著控制速度提高,以及結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)日趨輕柔引起的高階彈性模態(tài)效應(yīng),各類控制器和作動器的時滯已成為影響系統(tǒng)動力學(xué)性能、甚至導(dǎo)致敏系統(tǒng)失穩(wěn)的重要因素。由于時滯動力系統(tǒng)具有無限維解空間,研究其局部和全局動力學(xué)特性非常困難。對于時滯機(jī)械系統(tǒng),已有研究主要集中在給定因設(shè)計(jì)參數(shù)條件下的系統(tǒng)穩(wěn)定性分析和Ｈｏｐｆ分叉。該領(lǐng)域懸而未決的問題很多。其中,如何研究系統(tǒng)全局特性以及如何利用時滯改善系統(tǒng)性能或許是最引人注目的問題。機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)分析）4.具有控制時滯的系統(tǒng)動力學(xué)機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)分析）715.智能控制系統(tǒng)的動力學(xué)復(fù)雜非線性系統(tǒng)的傳統(tǒng)動力學(xué)控制技術(shù)受到精確建模困難、控制理論欠缺等困擾,短期內(nèi)很難有革命性的突破。因此,人們對基于人工智能的建模與控制技術(shù)寄予很高期望。采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模,運(yùn)用模糊邏輯、基因算法等進(jìn)行最優(yōu)控制特別適用于具有強(qiáng)非線性和不確定因素的復(fù)雜系統(tǒng)動力學(xué)問題。機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)分析）5.智能控制系統(tǒng)的動力學(xué)機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)分析）721.控制分叉控制分叉的基本思想是:在系統(tǒng)運(yùn)行過程中實(shí)時調(diào)節(jié)控制參數(shù),當(dāng)系統(tǒng)接近分叉時破壞分叉條件,越過分叉后再恢復(fù)控制參數(shù)。這種控制可用于抑制轉(zhuǎn)子跨臨界轉(zhuǎn)速時的振動,減小切削顫振,還可推廣到許多機(jī)械系統(tǒng)的動力學(xué)過程控制。使用中的主要困難是:要通過大量數(shù)值計(jì)算事先深入了解非線性系統(tǒng)的瞬態(tài)過程。機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)控制）1.控制分叉機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)控制）732.控制混沌控制混沌是非線性科學(xué)與工程相結(jié)合的一個研究熱點(diǎn)。對于機(jī)械系統(tǒng)來說,以下幾方面的研究頗具實(shí)際意義:(1)用最低代價(jià)消除系統(tǒng)的有害混沌運(yùn)動;(2)在振動機(jī)械中實(shí)現(xiàn)具有足夠魯棒性的混沌運(yùn)動;(3)將混沌運(yùn)動穩(wěn)定到指定的周期運(yùn)動上;(4)利用混沌運(yùn)動實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)快速轉(zhuǎn)遷。機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)控制）2.控制混沌機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)控制）743.周期運(yùn)動的鎮(zhèn)定實(shí)踐中,人們期望機(jī)械系統(tǒng)所產(chǎn)生的周期運(yùn)動未必有足夠的穩(wěn)定性裕度,甚至是不穩(wěn)定的。這時,需要對周期運(yùn)動進(jìn)行鎮(zhèn)定。線性時不變系統(tǒng)的周期運(yùn)動鎮(zhèn)定問題歸結(jié)為系統(tǒng)極點(diǎn)配置,已比較成熟。近期研究側(cè)重于非線性系統(tǒng)不穩(wěn)定周期運(yùn)動的鎮(zhèn)定。例如:對繩線衛(wèi)星的鎮(zhèn)定。機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)控制）3.周期運(yùn)動的鎮(zhèn)定機(jī)械動力學(xué)（動力學(xué)控制）75機(jī)械的損傷和強(qiáng)度理論機(jī)械結(jié)構(gòu)損傷和強(qiáng)度理論結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度理論和壽命預(yù)測機(jī)械強(qiáng)度可靠性理論與試驗(yàn)技術(shù)系統(tǒng)可靠性分析與設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析與監(jiān)控機(jī)械的損傷和強(qiáng)度理論機(jī)械結(jié)構(gòu)損傷和強(qiáng)度理論結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度理論和76現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)理論空間連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)平面、空間彈性機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)平面、空間間隙機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)新型高副機(jī)構(gòu)的理論與應(yīng)用空間連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)基于混沌理論和控制的機(jī)構(gòu)學(xué)新理論和新方法現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)理論空間連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)平面、空間彈77典型零部件設(shè)計(jì)理論和方法滑動軸承穩(wěn)定性的主動控制理論和技術(shù)動靜壓混合軸承設(shè)計(jì)的理論和方法轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)動力學(xué)磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)理論、方法與控制彈性潤滑理論與軸承動力學(xué)耦合的軸承動力學(xué)分析齒輪傳動動態(tài)強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法側(cè)隙可調(diào)試式變齒厚平面蝸桿傳動磁流體密封設(shè)計(jì)理論和方法新型齒輪傳動空間嚙合理論和方法典型零部件設(shè)計(jì)理論和方法滑動軸承穩(wěn)定性的主動控制理論和技術(shù)動783、現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法3、現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法79※并行設(shè)計(jì)（有專題）并行設(shè)計(jì)的技術(shù)特征并行設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)※系統(tǒng)設(shè)計(jì)（有專題）

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論和方法機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論和方法系統(tǒng)設(shè)計(jì)的的主要研究方向現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之一——現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)

※并行設(shè)計(jì)（有專題）現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之一80※功能設(shè)計(jì)功能分析功能設(shè)計(jì)的原理和方法※模塊化設(shè)計(jì)模塊化系統(tǒng)的分類模塊化設(shè)計(jì)的方法和步驟模塊化設(shè)計(jì)理論和關(guān)鍵技術(shù)模塊化設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與趨勢現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之一——現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)

※功能設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之一81組合化/系列化/模塊化設(shè)計(jì)的理論和方法組合化/系列化/模塊化設(shè)計(jì)基本理論和方法模塊劃分的基本理論和方法模塊綜合的基本理論和方法組合化/系列化/模塊化設(shè)計(jì)支持環(huán)境和工具組合化/系列化/模塊化設(shè)計(jì)的理論和方法組合化/系列化/模塊化82※價(jià)值工程價(jià)值工程的工作程序價(jià)值工程的理論、技術(shù)和方法※質(zhì)量功能配置系統(tǒng)的質(zhì)量功能配置過程及其特點(diǎn)

質(zhì)量功能配置的理論、方法方法和關(guān)鍵技術(shù)※反求工程技術(shù)

反求工程技術(shù)的研究對象反求工程技術(shù)的研究特點(diǎn)反求工程技術(shù)的相關(guān)理論和研究方法

現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之一——現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)

※價(jià)值工程現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之一83※綠色設(shè)計(jì)（有專題）綠色設(shè)計(jì)的特點(diǎn)綠色設(shè)計(jì)的理論和關(guān)鍵技術(shù)綠色設(shè)計(jì)的發(fā)展※模糊設(shè)計(jì)模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)；模糊可靠性設(shè)計(jì)；模糊控制設(shè)計(jì)；模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊專家系統(tǒng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之一——現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)

※綠色設(shè)計(jì)（有專題）現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之一84※面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)面向?qū)ο蟮姆治?；面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)；面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)；面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的應(yīng)用※工業(yè)造型設(shè)計(jì)工業(yè)造型設(shè)計(jì)的特征工業(yè)造型設(shè)計(jì)基本方法工業(yè)造型設(shè)計(jì)發(fā)展新動向

現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之一——現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)

※面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之一85并行設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)、異地設(shè)計(jì)的理論和方法過程協(xié)調(diào)資源配置任務(wù)管理沖突處理組織結(jié)構(gòu)支持技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之一——現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)

并行設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)、異地設(shè)計(jì)的理論和方法過程協(xié)調(diào)資源配86大批量定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理論和方法大批量定制模式下的產(chǎn)品建模的理論及方法大批量定制模式下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理論及方法大批量定制模式下生產(chǎn)管理的相關(guān)理論和技術(shù)面向大批量定制的集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之一——現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)

大批量定制產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理論和方法大批量定制模式下的產(chǎn)品建模的理87※有限元法

有限元法的應(yīng)用及現(xiàn)狀※智能計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（有專題）※優(yōu)化設(shè)計(jì)（有專題）最優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的現(xiàn)狀與未來現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之二——計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)※有限元法現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之二88智能設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、仿生設(shè)計(jì)理論和方法仿生演化設(shè)計(jì)理論和方法（專題）優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法（專題）智能設(shè)計(jì)理論和方法（專題）智能設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、仿生設(shè)計(jì)理論和方法仿生演化設(shè)計(jì)理論和方法89※模擬仿真和虛擬設(shè)計(jì)（有專題）現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)中的重要文撐技術(shù)——模擬仿真技術(shù)模擬仿真技術(shù)的發(fā)展※工程數(shù)據(jù)庫工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展動向

現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之二——計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)※模擬仿真和虛擬設(shè)計(jì)（有專題）現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之二90※可靠性設(shè)計(jì)機(jī)械可靠性、電子可靠性、軟件可靠性※安全設(shè)計(jì)安全設(shè)計(jì)的基本程序與方法；安全設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)；結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)※動態(tài)分析與設(shè)計(jì)動態(tài)分析、動態(tài)設(shè)計(jì)動態(tài)設(shè)計(jì)中的非線性問題、機(jī)構(gòu)彈性動力學(xué)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之三——可信性設(shè)計(jì)※可靠性設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之三91可靠性設(shè)計(jì)的理論和方法機(jī)械強(qiáng)度可靠性理論與試驗(yàn)技術(shù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性優(yōu)化理論與技術(shù)大型和復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)可靠性理論與技術(shù)可靠性設(shè)計(jì)的理論和方法機(jī)械強(qiáng)度可靠性理論與試驗(yàn)技術(shù)機(jī)械系統(tǒng)可92※防斷裂設(shè)計(jì)

防斷裂設(shè)計(jì)的工程方法制造過程中的斷裂控制設(shè)計(jì)運(yùn)行、維修和試驗(yàn)條件下的斷裂控制防斷裂設(shè)計(jì)的安全、可靠性評價(jià)※疲勞可靠性設(shè)計(jì)疲勞可靠性設(shè)計(jì)的方法疲勞可靠性設(shè)計(jì)在工程應(yīng)用中的主要問題※減摩耐磨設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之三——可信性設(shè)計(jì)※防斷裂設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之三93※防腐蝕設(shè)計(jì)

※健壯設(shè)計(jì)：健壯設(shè)計(jì)的理論和方法；機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)健設(shè)計(jì)※耐環(huán)境設(shè)計(jì)：環(huán)境防護(hù)技術(shù)；環(huán)境試驗(yàn)評價(jià)※維修性設(shè)計(jì)和維修保障設(shè)計(jì)

維修性設(shè)計(jì)與分析維修保障設(shè)計(jì)維修性與維修保障技術(shù)的綜合發(fā)展趨勢※測試性設(shè)計(jì)：測試性設(shè)計(jì)的理論和方法；固有測試性設(shè)計(jì)測試點(diǎn)的配置；測試性驗(yàn)證和熟化現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之三——可信性設(shè)計(jì)※防腐蝕設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之三94※人機(jī)工程設(shè)計(jì)※產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)※產(chǎn)品環(huán)保性能試驗(yàn)與控制※仿真試驗(yàn)與虛擬試驗(yàn)

快速成形技術(shù)與仿真試驗(yàn)虛擬試驗(yàn)技術(shù)的一般方法虛擬試驗(yàn)技術(shù)及設(shè)備現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之三——可信性設(shè)計(jì)※人機(jī)工程設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之三95大型復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的全局耦合機(jī)理與系統(tǒng)功能生成大型復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)耦合設(shè)計(jì)理論與并行設(shè)計(jì)方法復(fù)雜機(jī)電液系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法之四

——大型復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與方法大型復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的全局耦合機(jī)理與系統(tǒng)功能生成大型復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)964、數(shù)字化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的數(shù)字化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)CAD/CAM中的核心技術(shù)4、數(shù)字化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)基于虛97CAD/CAM中的核心技術(shù)CAD/CAM中的特征技術(shù)CAD/CAM中的編碼技術(shù)空間曲面幾何動力學(xué)與功能曲面理論復(fù)雜空間曲面的數(shù)學(xué)描述空間復(fù)雜曲面的幾何形狀與功能性設(shè)計(jì)空間復(fù)雜曲面的CAD/CAMCAD/CAM中的核心技術(shù)CAD/CAM中的特征技術(shù)CAD/98集成化產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)過程建模和管理支持產(chǎn)品快速創(chuàng)新設(shè)計(jì)的集成化產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)三維通用設(shè)計(jì)、重大專用產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)的技術(shù)基于知識的CAD/CAE/CAPP/CAQ集成技術(shù)大規(guī)模客戶化、集成化產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)面向產(chǎn)品全生命周期的產(chǎn)品信息建模與多視圖數(shù)據(jù)管理；多種通用設(shè)計(jì)、工藝、制造軟件的集成；支持協(xié)同設(shè)計(jì)與制造的項(xiàng)目計(jì)劃和文檔管理；應(yīng)用開發(fā)工具與集成接口開發(fā)；集成化產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)過程建模和管理基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化設(shè)計(jì)理論與技99網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和制造網(wǎng)絡(luò)支持企業(yè)集成異地設(shè)計(jì)異地制造電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和制造：具有網(wǎng)絡(luò)的支持；由處于不同地理位置的企業(yè)構(gòu)成；各企業(yè)組織成員之間以相互協(xié)作的方式來設(shè)計(jì)、制造高質(zhì)量和客戶化的產(chǎn)品；從用戶需求調(diào)查、產(chǎn)品訂購、產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、銷售、售后服務(wù)等一系列活動都在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行。以Internet技術(shù)為基礎(chǔ),在全球范圍內(nèi)動態(tài)地建立起產(chǎn)品研制、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)網(wǎng)絡(luò),快速響應(yīng)市場需求,以期獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。其內(nèi)容包括：網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和制造網(wǎng)絡(luò)支持企業(yè)集成異地設(shè)計(jì)異地制造電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)100(1)客戶化分布式網(wǎng)絡(luò)制造模式充分體現(xiàn)面向用戶的思想,主要表現(xiàn)在面向客戶的設(shè)計(jì)、定制、監(jiān)督、更改、維護(hù)與維修。(2)分布性客戶化分布式網(wǎng)絡(luò)制造的分布性特征表現(xiàn)在參與聯(lián)盟的企業(yè)在地理位置上可以處于不同的國家和地區(qū)。(3)網(wǎng)絡(luò)化利用以因特網(wǎng)為標(biāo)志的信息高速公路,將分布在不同地理位置的制造資源連接成一個有機(jī)的整體,實(shí)現(xiàn)信息交流和資源共享,產(chǎn)品生產(chǎn)通過競爭合作方式進(jìn)行。(4)動態(tài)性構(gòu)成客戶化分布式網(wǎng)絡(luò)制造的成員不象傳統(tǒng)企業(yè)那樣一成不變,而是為了共同的利益通過某個市場機(jī)遇暫時合在一起。(5)集成性在Internet/Intranet和分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的支持下,將分布式網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)在功能、信息和生產(chǎn)制造過程實(shí)現(xiàn)有效的集成。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、制造的特征(1)客戶化分布式網(wǎng)絡(luò)制造模式充分體現(xiàn)面向用戶的思想,101網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、制造結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、制造結(jié)構(gòu)102InternetXMLXMLXMLXMLXMLXMLXMLXML企業(yè)服務(wù)器企業(yè)服務(wù)器行業(yè)大型機(jī)行業(yè)大型機(jī)區(qū)域小型計(jì)算機(jī)區(qū)域小型計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、制造結(jié)構(gòu)InternetXMLXMLXMLXMLXMLXMLXMLX103網(wǎng)絡(luò)制造企業(yè)組織（主干網(wǎng)）客戶供應(yīng)商企業(yè)1企業(yè)2企業(yè)3企業(yè)4企業(yè)5設(shè)計(jì)地點(diǎn)1設(shè)計(jì)地點(diǎn)2制造地點(diǎn)1制造地點(diǎn)2制造地點(diǎn)3網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、制造結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)制造企業(yè)組織客戶供應(yīng)商企業(yè)1企業(yè)2企業(yè)3企業(yè)4企業(yè)5設(shè)計(jì)104網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、制造的條件（1）要有完備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：Internet/Intranet基于Intranet的制造環(huán)境內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)化和基于Internet的制造業(yè)與外界聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)化

Intranet實(shí)現(xiàn)企業(yè)中工程設(shè)計(jì)、管理信息系統(tǒng)等制造過程各子系統(tǒng)的集成

通過Internet網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)企業(yè)與外界的聯(lián)系，把生產(chǎn)商、供應(yīng)商、銷售商等在一條鏈路上的所有環(huán)節(jié)都聯(lián)系起來

（2）實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的信息集成，

深化應(yīng)用CAX、技術(shù)，提高企業(yè)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)支持的新型制造模式下的管理水平

網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、制造的條件（1）要有完備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：Interne105產(chǎn)品數(shù)字化及其集成平臺應(yīng)用工具集網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)快速制造系統(tǒng)（3）建設(shè)必要的平臺、工具和系統(tǒng)產(chǎn)品數(shù)字化及其集成平臺（3）建設(shè)必要的平臺、工具和系統(tǒng)106網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、制造環(huán)境網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：Internet/Intranet網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)制造集成平臺網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)應(yīng)用工具集網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、制造環(huán)境網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：Internet/Intran107網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)制造集成平臺能支持設(shè)計(jì)人員群體協(xié)同設(shè)計(jì)活動的多媒體交互的集成應(yīng)用系統(tǒng)，以提高群體設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。l

協(xié)同設(shè)計(jì)過程建模工具l

沖突協(xié)商處理工具l

網(wǎng)上協(xié)同提案與論證工具l

網(wǎng)上協(xié)同產(chǎn)品建模技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)制造集成平臺108分散網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品開發(fā)資源管理平臺，具有如下功能：l

分散設(shè)計(jì)資源庫的動態(tài)鏈接l

設(shè)計(jì)資源網(wǎng)上發(fā)布、查詢與訪問l

網(wǎng)絡(luò)化用戶信息與售后服務(wù)、質(zhì)量跟蹤、用戶反饋信息的收集與處理l

網(wǎng)上異地?cái)?shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)動態(tài)維護(hù)、卸載與恢復(fù)機(jī)制、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的完整性檢驗(yàn)l

遠(yuǎn)程異構(gòu)設(shè)計(jì)制造資源管理與訪問l

基于Internet/Intranet的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（BOM的動態(tài)生成與協(xié)同管理、產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)開發(fā)、遠(yuǎn)程BOM版本與變更控制、網(wǎng)絡(luò)化工作流管理等）l

制造業(yè)物流管理技術(shù)分散網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品開發(fā)資源管理平臺，具有如下功能：109基于虛擬現(xiàn)實(shí)的數(shù)字化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)（另有專題）基于虛擬現(xiàn)實(shí)的數(shù)字化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)（另有專題）1105、信息集成與設(shè)計(jì)過程管理企業(yè)設(shè)計(jì)資源管理技術(shù)

基于信息網(wǎng)絡(luò)的異地設(shè)計(jì)協(xié)同管理技術(shù)

設(shè)計(jì)過程的組織與管理模式產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理技術(shù)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)檔案管理技術(shù)

設(shè)計(jì)信息的集成與共享5、信息集成與設(shè)計(jì)過程管理企業(yè)設(shè)計(jì)資源管理技術(shù)基于信息網(wǎng)絡(luò)1116、設(shè)計(jì)過程的支撐技術(shù)三維CAD平臺產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)集成平臺網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)面向產(chǎn)品參數(shù)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、拓樸設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、動態(tài)設(shè)計(jì)、有限元分析與仿真集成平臺6、設(shè)計(jì)過程的支撐技術(shù)三維CAD平臺112清華大學(xué)：摩擦學(xué)；現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)；傳感與測試技術(shù)；微米/納米技術(shù)等。該學(xué)科點(diǎn)在摩擦學(xué)研究方面處于全國領(lǐng)先地位，近年來在納米摩擦學(xué)與分子動力學(xué)模擬、微機(jī)械與微尺度力學(xué)、表面工程與納米技術(shù)應(yīng)用、薄膜潤滑理論及其應(yīng)用、非線性動力學(xué)與故障診斷技術(shù)、與摩擦學(xué)相關(guān)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、摩擦學(xué)測試技術(shù)等領(lǐng)域開展了較多的研究工作。某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向清華大學(xué)：某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向113北京航空航天大學(xué)：現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)方面的變胞機(jī)構(gòu)的構(gòu)態(tài)變化和自動組合；空間連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)方面的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)理論；先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)研究；面向航空航天產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)；摩擦潤滑與新型傳動技術(shù)方面的滑動軸承穩(wěn)定性的主動控制理論和技術(shù)、磁流體密封理論和鐵磁流體制備；動靜壓混合軸承。某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向北京航空航天大學(xué)：某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向114北京科技大學(xué)：板帶軋機(jī)力學(xué)行為與性能的研究；大型設(shè)備的運(yùn)行行為與狀態(tài)監(jiān)測、控制；工業(yè)機(jī)械力學(xué)強(qiáng)度、控制與仿真；大型工業(yè)機(jī)械行為分析與控制；大型機(jī)電系統(tǒng)控制理論和方法；大型工業(yè)機(jī)械效能評判和壽命研究。工業(yè)機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法；工業(yè)機(jī)械仿真與虛擬仿真；工業(yè)機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與創(chuàng)新技術(shù)；工業(yè)機(jī)械系統(tǒng)性能優(yōu)化與穩(wěn)健設(shè)計(jì)。某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向北京科技大學(xué)：某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向115上海交通大學(xué)：現(xiàn)代工程中（包括：機(jī)械、動力、海洋、運(yùn)輸、航天、石化、冶金、電力、輕工等）機(jī)械設(shè)備的振動、沖擊、噪聲的發(fā)生機(jī)理、動態(tài)特性、建模理論與分析控制方法；新的減振、防沖、降噪方法與振動利用技術(shù)，發(fā)展與其有關(guān)的測試、信號處理與實(shí)驗(yàn)分析技術(shù)；提高機(jī)械設(shè)備的性能指標(biāo)，改善其力學(xué)狀態(tài)與聲學(xué)環(huán)境。某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向上海交通大學(xué)：某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向116東北大學(xué):在結(jié)構(gòu)疲勞與可靠性方面的研究工作在國內(nèi)有重要影響,主要研究方向包括：重大裝備的靜動態(tài)強(qiáng)度主動設(shè)計(jì)及其完整性與可靠性分析；智能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與失效分析中的圖像處理技術(shù)；機(jī)械傳動學(xué)及計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；邊界潤滑及生態(tài)摩擦學(xué)的理論及應(yīng)用某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向東北大學(xué):某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向117燕山大學(xué)：冶金機(jī)械研究與開發(fā)；并聯(lián)機(jī)器人理論與應(yīng)用；機(jī)械液壓伺服控制及工況故障監(jiān)測；現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用、現(xiàn)代數(shù)值方法及其應(yīng)用；零件成形技術(shù)的多學(xué)科仿真、虛擬軋機(jī)及其產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)報(bào)技術(shù)、型鋼、冷彎型鋼關(guān)鍵技術(shù)與優(yōu)化設(shè)計(jì)。某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向燕山大學(xué)：某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向118中南大學(xué)：高性能材料成型制造機(jī)械的理論研究與技術(shù)集成、高性能材料成型制造工藝過程的多學(xué)科耦合設(shè)計(jì)與控制；超常非場材料機(jī)械設(shè)計(jì)理論；材料成型制造過程精良控制的多技術(shù)集成與融合；惡劣環(huán)境下的機(jī)器人和復(fù)雜機(jī)電液壓系統(tǒng)集成、特種機(jī)器人設(shè)計(jì)理論與技術(shù)；液壓沖擊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與技術(shù)，復(fù)雜機(jī)電液系統(tǒng)集成。工作界面亞微米動力學(xué)行為研究和多學(xué)科耦合設(shè)計(jì)；工作界面動力學(xué)穩(wěn)定的多學(xué)科耦合設(shè)計(jì)；塑性加工界面潤滑模態(tài)研究；潤滑劑分子吸附特性研究及潤滑膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。空間曲面幾何動力學(xué)與功能曲面的CAD/CAM；空間復(fù)雜曲面的數(shù)學(xué)描述；空間復(fù)雜曲面的幾何形狀與功能性設(shè)計(jì)；空間復(fù)雜曲面的CAD/CAM及其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與動力學(xué)。復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和方法；復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的全局耦合機(jī)理與系統(tǒng)功能生成；復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)耦合設(shè)計(jì)理論與并行設(shè)計(jì)方法；復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)過程虛擬運(yùn)行與機(jī)內(nèi)工況監(jiān)測。某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向中南大學(xué)：某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向119重慶大學(xué)：機(jī)械傳動及其節(jié)能環(huán)保與智能控制；智能化新型傳動系統(tǒng)。動力機(jī)械與執(zhí)行機(jī)械的全局功率匹配與協(xié)調(diào)；以非金屬代金屬，以水代油作為工作傳動系統(tǒng)的介質(zhì)；側(cè)隙可調(diào)式變齒厚平面蝸桿傳動；激光陀螺儀精密轉(zhuǎn)位系統(tǒng)。機(jī)械設(shè)計(jì)信息化及集成化；計(jì)算機(jī)輔助工程分析；并行設(shè)計(jì)；動態(tài)設(shè)計(jì)；全性能設(shè)計(jì)；虛擬、數(shù)字化樣機(jī)與支撐技術(shù)。現(xiàn)代機(jī)械測試側(cè)重系統(tǒng)理論與設(shè)計(jì)方法的研究；現(xiàn)代傳動進(jìn)度測量系統(tǒng)和傳感器的設(shè)計(jì)與研制；虛擬測試側(cè)重理論方法的研究及儀器技術(shù)交互融合。網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)；環(huán)境保護(hù)及防災(zāi)減災(zāi)成套設(shè)備的設(shè)計(jì)理論和方法；水處理設(shè)備、廢渣處理設(shè)備；江河湖泊水庫疏浚和清淤的成套機(jī)電設(shè)備；減災(zāi)、防災(zāi)的智能控制機(jī)電設(shè)備的工作原理及其設(shè)計(jì)理論和方法。某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向重慶大學(xué)：某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向120西安交通大學(xué)：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方面的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)知識獲取，信息獲取、傳輸與應(yīng)用，信息產(chǎn)生知識的理論和算法，設(shè)計(jì)過程的表達(dá)與數(shù)據(jù)倉庫的建立。產(chǎn)品性能特征參數(shù)，產(chǎn)品性能特征的表征方法，命令標(biāo)識語言的規(guī)范化與擴(kuò)充，產(chǎn)品特征的量化處理?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的分布式資源的組織集成和共享。摩擦學(xué)系統(tǒng)工程，摩擦學(xué)、動力學(xué)設(shè)計(jì)、摩擦學(xué)材料、表面工程、現(xiàn)代潤滑理論及新型軸承理論。大型復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)；磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)與控制。機(jī)械電子系統(tǒng)控制方面的復(fù)雜機(jī)電建模、識別及解耦控制；機(jī)電系統(tǒng)動力和運(yùn)動參數(shù)同步控制策略；并聯(lián)機(jī)器人（智能平臺）動力學(xué)。某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向西安交通大學(xué)：某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向121華中科技大學(xué)：數(shù)字化設(shè)計(jì)方法與技術(shù)；機(jī)電系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計(jì)理論與高性能機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技術(shù)；智能設(shè)計(jì)與優(yōu)化設(shè)計(jì)；CAD/CAM集成及設(shè)計(jì)過程管理；數(shù)字化工程建設(shè)技術(shù)。某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向華中科技大學(xué)：某些高校機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科的主要研究方向122學(xué)科方向數(shù)字化設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)智能設(shè)計(jì)與優(yōu)化設(shè)計(jì)集成與管理

數(shù)字化工程建設(shè)

學(xué)科方向數(shù)字化設(shè)計(jì)123數(shù)字化設(shè)計(jì)研究方向以計(jì)算幾何、圖形學(xué)為圖形建?；A(chǔ)，以計(jì)算力學(xué)、動態(tài)仿真技術(shù)等為性能建?；A(chǔ)的產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)香港工業(yè)署“三維服裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)”航天三院“功能曲面設(shè)計(jì)”特征造型裝配分析裝配仿真數(shù)字化設(shè)計(jì)研究方向以計(jì)算幾何、圖形學(xué)為圖形建?；?24機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)研究方向機(jī)電系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計(jì)理論與方法振動、噪聲及其控制高性能機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技術(shù)壓磚復(fù)式布料機(jī)發(fā)動機(jī)噪聲控制機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)研究方向機(jī)電系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計(jì)理論與方法壓磚復(fù)式125智能設(shè)計(jì)與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究方向智能方案設(shè)計(jì)復(fù)雜產(chǎn)品廣義優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)國家科技攻關(guān)項(xiàng)目“重型機(jī)床模塊化設(shè)計(jì)”國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“機(jī)械系統(tǒng)廣義優(yōu)化設(shè)計(jì)”國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“機(jī)械系統(tǒng)廣義優(yōu)化設(shè)計(jì)”國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目子課題內(nèi)容“殘缺形狀建模理論”智能設(shè)計(jì)與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究方向智能方案設(shè)計(jì)國家科技攻關(guān)項(xiàng)目“重型126系統(tǒng)集成與過程管理研究方向CAD/CAM集成平臺產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理與產(chǎn)品開發(fā)過程管理制造業(yè)企業(yè)信息化整體解決方案系統(tǒng)集成與過程管理研究方向CAD/CAM集成平臺127中國原子能研究院先進(jìn)反應(yīng)堆珠江鋼鐵廠連鑄車間上海正大廣場施工過程仿真數(shù)字化工程建設(shè)研究方向工程設(shè)計(jì)方案可視化評價(jià)支持大型工程的專業(yè)CAD系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成化工程建設(shè)長江水利委員會“水工結(jié)構(gòu)布筋設(shè)計(jì)系統(tǒng)”中國原子能研究院珠江鋼鐵廠上海正大廣場數(shù)字化工程建設(shè)研究方向128現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)二00二年十月技術(shù)系統(tǒng)（黑箱）能量物料信息能量物料信息現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)二00二年十月技術(shù)系統(tǒng)能量物料信息能量物料信息129機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述智能設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法：系統(tǒng)設(shè)計(jì)論、并行設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)和虛擬設(shè)計(jì)、制造面向生命周期的設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)機(jī)械多體系統(tǒng)動力學(xué)分析：現(xiàn)狀、軟件、應(yīng)用機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)現(xiàn)化設(shè)計(jì)學(xué)內(nèi)容機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述現(xiàn)化設(shè)計(jì)學(xué)內(nèi)容130現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)教學(xué)安排（2002博士生用）序號內(nèi)容主講教師時間地點(diǎn)1機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述鐘毅芳10月10東三2262智能設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)鐘毅芳肖人彬10月1710月24東三2263現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法鐘毅芳10月3111月7東三2264虛擬現(xiàn)實(shí)和虛擬設(shè)計(jì)、制造鐘毅芳11月14東三2265面向生命周期的設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)李成剛胡于進(jìn)11月21東三2266機(jī)械多體系統(tǒng)動力學(xué)分析：現(xiàn)狀、軟件、應(yīng)用張?jiān)魄?1月2812月5

東三2267機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)廖道訓(xùn)黃其柏蔡敢為12月1212月1912月26東三226注：（1）“1~5”部分寫一份綜合報(bào)告，交鐘毅芳；“6、7”部分寫一份綜合報(bào)告，交廖道訓(xùn)（黃其柏、蔡敢為）。（2）上課時間：6~17周星期四1~4節(jié)現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)教學(xué)安排（2002博士生用）序號內(nèi)131現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)（第1講）機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述二00二年十月現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述132機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述現(xiàn)代制造業(yè)的特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)及其在產(chǎn)品開發(fā)過程中的地位機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)科體系與相關(guān)學(xué)科機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科發(fā)展方向機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科概述現(xiàn)代制造業(yè)的特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)及其在產(chǎn)品開發(fā)133一、現(xiàn)代制造業(yè)的特點(diǎn)一、現(xiàn)代制造業(yè)的特點(diǎn)134全球化制造以知識為基礎(chǔ)的新產(chǎn)品競爭敏捷制造經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展制造業(yè)環(huán)境的變化全球化制造以知識為基礎(chǔ)敏捷制造經(jīng)濟(jì)和社會科學(xué)和技術(shù)制造135制造業(yè)環(huán)境變化的主要表現(xiàn)產(chǎn)品生命周期縮短交貨期成為主要競爭因素大市場和大競爭用戶需求多樣化多品種小批量生產(chǎn)比例增大制造業(yè)環(huán)境變化的主要表現(xiàn)產(chǎn)品生命周期縮短136

傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)時代網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時代消費(fèi)者的可選擇性區(qū)域性全球性消費(fèi)需求物美價(jià)廉，滿足

基本生活需求個性化、多樣化市場相對穩(wěn)定快速多變、

無法預(yù)測生產(chǎn)需求低成本、高質(zhì)量客戶化、快速交貨生產(chǎn)方式標(biāo)準(zhǔn)化、系列

化、大批量單件、小批

量、多品種技術(shù)與資源相對集中全球分布競爭要素性價(jià)比柔性與響應(yīng)速度現(xiàn)代制造業(yè)的特點(diǎn)現(xiàn)代制造業(yè)的特點(diǎn)137現(xiàn)代制造的業(yè)生產(chǎn)必須滿足T、Q、C、S、E的要求：現(xiàn)代制造業(yè)的T、Q、C、S、ET（Time）：時間、產(chǎn)品開發(fā)的生命周期、交貸期Q（Quality）:質(zhì)量C（Cost）：成本S（serve）：服務(wù)E（Eevironment）：環(huán)境現(xiàn)代制造的業(yè)生產(chǎn)必須滿足T、Q、C、S、E的要求：現(xiàn)代制造138時間：競爭的決定性因素7880828486889092942時間46810平均產(chǎn)品壽命TL平均開發(fā)時間TDTD

>

TL年數(shù)多變的市場需求促使交貸期成為競爭諸因素中的首要因素時間：競爭的決定性因素788082848688909294139質(zhì)量

是產(chǎn)品的生命線質(zhì)量功能性能不必要功能必要功能過乘功能基本功能輔助功能Q（Quality）:質(zhì)量質(zhì)量是產(chǎn)品的生命線質(zhì)量功能性能不必140降低產(chǎn)品的成本，是一個永恒的課題。產(chǎn)品的壽命周期成本（包括制造成本和使用成本），在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中就已大體確定（產(chǎn)品成本的80%左右在設(shè)計(jì)階段就已基本確定）。產(chǎn)品全生命周期的成本在概念設(shè)計(jì)階段即有70％被決定，到基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)束時分別有85％和95％的成本業(yè)已被決定，而生產(chǎn)以后的階段只決定5％左右的成本。C（Cost）：成本降低產(chǎn)品的成本，是一個永恒的課題。產(chǎn)品的壽命周期成本（包括制141產(chǎn)品全生命周期成本決定比例及降低成本概率示意圖

產(chǎn)品全生命周期成本決定比例及降低成本概率示意圖142S（serve）：服務(wù)產(chǎn)品制造的宗旨：最大限度地滿足用戶的要求服務(wù)包括：需求服務(wù)用戶參與開發(fā)售后服務(wù)產(chǎn)品回收S（serve）：服務(wù)產(chǎn)品制造的宗旨：最大限度地滿足用戶的143環(huán)境可持續(xù)發(fā)展問題

可持續(xù)發(fā)展定義：滿足當(dāng)代人的需要，又不對子孫后代滿足其需求的能力構(gòu)成危害的發(fā)展實(shí)質(zhì)可持續(xù)發(fā)展的核心：保護(hù)環(huán)境和合理利用資源

E（Eevironment）：環(huán)境環(huán)境可持續(xù)發(fā)展問題可持續(xù)發(fā)展定義：實(shí)質(zhì)可持續(xù)發(fā)展的核心：E14421世紀(jì)產(chǎn)品的特征

21世紀(jì)產(chǎn)品的特征145現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的重要特征全球化數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化集成化并行化虛擬化現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的重要特征全球化146產(chǎn)品設(shè)計(jì)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程

產(chǎn)品設(shè)計(jì)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的地位

二、機(jī)械設(shè)計(jì)及其在產(chǎn)品開發(fā)過程中的地位產(chǎn)品設(shè)計(jì)二、機(jī)械設(shè)計(jì)及其在產(chǎn)品開發(fā)過程中的地位147產(chǎn)品設(shè)計(jì)是從需求出發(fā)尋求設(shè)計(jì)解(產(chǎn)品)的過程，包括：產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、NC代碼等。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心問題是：創(chuàng)新設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)自動化和可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題。產(chǎn)品創(chuàng)新是為達(dá)到企業(yè)經(jīng)營目標(biāo)，創(chuàng)造具有市場競爭優(yōu)勢商品的過程。設(shè)計(jì)自動化技術(shù)則是基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)基本理論而發(fā)展的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程自動化系統(tǒng)技術(shù)?？沙掷m(xù)發(fā)展的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是指在產(chǎn)品及其全生命周期設(shè)計(jì)中，充分考慮資源和環(huán)境的影響的設(shè)計(jì)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是從需求出發(fā)尋求設(shè)計(jì)解(產(chǎn)品)的過程，包括：產(chǎn)品概念148需求（含潛在的需求）的確認(rèn)→技術(shù)可能（含聯(lián)想到的可能解）掃描→矛盾統(tǒng)一設(shè)想（概念）的產(chǎn)生→經(jīng)濟(jì)、技術(shù)分析（貫穿全過程）→設(shè)想的優(yōu)選和確認(rèn)→結(jié)構(gòu)的優(yōu)選和確認(rèn)→材料的優(yōu)選和確認(rèn)→加工過程的優(yōu)選和確認(rèn)※研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程系統(tǒng)行為的基本規(guī)律被稱之為產(chǎn)品設(shè)計(jì)基本理論，它是研究設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中的思維、行為規(guī)律?！芯吭O(shè)計(jì)理論的目的是為發(fā)展新一代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)?！@種新的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)可幫助企業(yè)高效率與高質(zhì)量地尋求產(chǎn)品設(shè)計(jì)解，而現(xiàn)今的CAD技術(shù)只能解決產(chǎn)品的二維、三維的描述，而不是真正意義上的輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程需求（含潛在的需求）的確認(rèn)→技術(shù)可能（含聯(lián)想到的可能解）掃描149產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)過程

產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)過程150產(chǎn)品設(shè)計(jì)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的地位

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開發(fā)過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，占據(jù)著極為重要的地位。降低產(chǎn)品的成本，是一個永恒的課題。產(chǎn)品的壽命周期成本（包括制造成本和使用成本），在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中就已大體確定（產(chǎn)品成本的80%左右在設(shè)計(jì)階段就已基本確定）。

產(chǎn)品全生命周期的成本在概念設(shè)計(jì)階段即有70％被決定，到基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)束時分別有85％和95％的成本業(yè)已被決定，而生產(chǎn)以后的階段只決定5％左右的成本。產(chǎn)品設(shè)計(jì)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的地位產(chǎn)品設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開發(fā)過程中最重151數(shù)字化(D)網(wǎng)絡(luò)化(N)敏捷化(A)現(xiàn)代設(shè)計(jì)的特點(diǎn)數(shù)字化(D)現(xiàn)代設(shè)計(jì)的特點(diǎn)152三、機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)科體系與相關(guān)學(xué)科

學(xué)科體系

領(lǐng)域產(chǎn)品設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)理論與方法對設(shè)計(jì)的支持設(shè)計(jì)環(huán)境與工具對設(shè)計(jì)的支持

相關(guān)學(xué)科

三、機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)科體系與相關(guān)學(xué)科學(xué)科體系153設(shè)計(jì)理論與方法：研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的基本規(guī)律。目的：力求產(chǎn)品的優(yōu)化與創(chuàng)新支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)的環(huán)境與工具支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)全過程的CAD系統(tǒng)（分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、造型…）支持產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)的CAD系統(tǒng)支持產(chǎn)品異地協(xié)同設(shè)計(jì)的CAD系統(tǒng)支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程管理的PDM系統(tǒng)其它機(jī)構(gòu)及其零部件設(shè)計(jì)領(lǐng)域產(chǎn)品（飛機(jī)、汽車、機(jī)床…）設(shè)計(jì)領(lǐng)域設(shè)計(jì)理論和知識專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)理論和知識，如：汽車設(shè)計(jì)理論機(jī)床設(shè)計(jì)理論飛機(jī)設(shè)計(jì)理論等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法論優(yōu)化設(shè)計(jì)智能設(shè)計(jì)數(shù)字化設(shè)計(jì)并行設(shè)計(jì)虛擬設(shè)計(jì)仿生設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)反求設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)過程的組織與管理設(shè)計(jì)過程的組織與管理模式設(shè)計(jì)過程的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程建模設(shè)計(jì)過程信息的傳遞與共享異地設(shè)計(jì)過程的組織與管理等整機(jī)設(shè)計(jì)系列設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論和知識彈塑性力學(xué)理論摩擦、磨損和潤滑理論機(jī)械運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)理論基礎(chǔ)零部件設(shè)計(jì)理論與方法學(xué)科體系設(shè)計(jì)理論與方法：研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的基本規(guī)律。目的：力求產(chǎn)品的154相關(guān)學(xué)科相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科市場學(xué)；預(yù)測學(xué)；信息工程機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)學(xué)科數(shù)據(jù)庫技術(shù)；計(jì)算機(jī)圖學(xué)相似理論；優(yōu)化技術(shù)；價(jià)值工程；摩擦學(xué)；虛擬技術(shù)；仿真技術(shù)；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度學(xué)；可靠性技術(shù)創(chuàng)造學(xué)；數(shù)學(xué)；物理學(xué)；熱力學(xué)；電子學(xué)；控制論；信息論；工程力學(xué)；機(jī)械制圖；標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)；公差技術(shù)測量；編碼技術(shù)；制造工程學(xué)機(jī)械零件；結(jié)構(gòu)分析；制造工程學(xué)；振動與噪聲；動態(tài)設(shè)計(jì)；公差技術(shù)測量；CAD技術(shù)機(jī)械運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)；機(jī)械學(xué)；仿生學(xué)；液體傳動和控制；電氣工程學(xué)；機(jī)械電子學(xué)；各種專業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)理論和方法產(chǎn)品規(guī)劃；技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)明確設(shè)計(jì)任務(wù)（規(guī)劃）結(jié)構(gòu)方案、原理方案設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)相關(guān)學(xué)科相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科市場學(xué)；預(yù)測學(xué)；機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)學(xué)科數(shù)據(jù)庫技155四、機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科發(fā)展方向領(lǐng)域機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論和方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法信息集成與設(shè)計(jì)過程管理設(shè)計(jì)過程的支撐技術(shù)數(shù)字化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)四、機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科發(fā)展方向領(lǐng)域機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法機(jī)械基礎(chǔ)1561、領(lǐng)域機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法成套設(shè)備設(shè)計(jì)、大型機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論和方法微型機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法支柱產(chǎn)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法軍工機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法機(jī)器人機(jī)械學(xué)1、領(lǐng)域機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法成套設(shè)備設(shè)計(jì)、大型機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、復(fù)157成套設(shè)備設(shè)計(jì)、大型機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論和方法成套設(shè)備設(shè)計(jì)的理論和方法大型工業(yè)機(jī)械系統(tǒng)的力學(xué)行為、控制與仿真的理論和方法復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論方法復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)全局耦合機(jī)理與系統(tǒng)功能生成復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)耦合設(shè)計(jì)理論和并行設(shè)計(jì)方法復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)過程虛擬運(yùn)行與工況控制成套設(shè)備設(shè)計(jì)、大型機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論和方法158微型機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其基礎(chǔ)理論微機(jī)械設(shè)計(jì)及其基礎(chǔ)理論微機(jī)械材料微細(xì)加工微裝配和封接微系統(tǒng)控制微機(jī)械：1~10mm—微小型機(jī)械；1μm~1mm—微機(jī)械；1nm~1μm—納米機(jī)械；微機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)微小型機(jī)械與精密機(jī)械微型機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其基礎(chǔ)理論微機(jī)械設(shè)計(jì)及其基159現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)160微機(jī)械微機(jī)械161微機(jī)械是指可以批量制作的,集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通訊和電源等于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。日本慣稱之為微機(jī)械美國慣稱之為MEMS微機(jī)械微機(jī)械是指可以批量制作的,集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行162現(xiàn)代設(shè)計(jì)學(xué)163微機(jī)械分類微機(jī)械分類164毫米系統(tǒng)Milli-system微米系統(tǒng)Micro-system納米系統(tǒng)Nano-system尺寸Size0.1-1mm1-100μm1μm以下構(gòu)造Structure立體平面分子材料Material金屬、高分子硅、薄膜材料高分子（蛋白質(zhì)）加工Processing超精密加工半導(dǎo)體加工分子、原子操作裝配Assembling組裝分批自組織驅(qū)動Actuating壓電、超小型馬達(dá)、形狀記憶合金靜電、熱膨脹、超電導(dǎo)人工肌肉、靜電力輸出Forceoutput較容易困難困難研究階段Researchstage系統(tǒng)開發(fā)部件試制基礎(chǔ)研究應(yīng)用實(shí)例Applicationexample微機(jī)械手、微機(jī)器人、泵等微驅(qū)動器、微傳感器、微傳動機(jī)構(gòu)等微機(jī)械部件極限探測、分子原子操作微機(jī)械分類毫米系統(tǒng)微米系統(tǒng)納米系統(tǒng)尺寸0.1-1mm1-100μm1μ165未來微機(jī)械應(yīng)用將主要集中在IT和生物技術(shù)工程上,需要積極發(fā)展微機(jī)械與信息、生物技術(shù)的結(jié)合。微機(jī)械在IT、生物醫(yī)療和工業(yè)等領(lǐng)域里的潛在應(yīng)用有:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)激光計(jì)算機(jī)DDS(數(shù)據(jù)電視數(shù)字服務(wù))系統(tǒng)微工廠納米級的微機(jī)器人的研制微機(jī)械應(yīng)用未來微機(jī)械應(yīng)用將主要集中在IT和生物技術(shù)工程上,需要積166微機(jī)械的研究內(nèi)容微機(jī)械的研究內(nèi)容167微機(jī)械的研究進(jìn)展------國外微機(jī)械的研究進(jìn)展------國外168微機(jī)械的研究進(jìn)展------國內(nèi)微機(jī)械的研究進(jìn)展------國內(nèi)169微機(jī)械的研究方向微機(jī)械的研究方向170微機(jī)械的研究方向微機(jī)械的研究方向171微機(jī)械的研究方向微機(jī)械的研究方向172隨著微機(jī)械的發(fā)展,目前將微機(jī)械零部件、光學(xué)元件以及控制電路集成在同一芯片上的制作方法將受到挑戰(zhàn):功能部件由不同的材料組成;微機(jī)械內(nèi)部形成空腔;微機(jī)械部件由不相容過程組成.這就限制了傳統(tǒng)的集成在同一芯片上的方法制成復(fù)雜的微機(jī)械部件或微機(jī)械系統(tǒng).為了更靈活地制作復(fù)雜的微機(jī)械系統(tǒng),微機(jī)械的組裝是必不可少的.微機(jī)械的組裝隨著微機(jī)械的發(fā)展,目前將微機(jī)械零部件、光學(xué)元件以及控制電路173微機(jī)械的部件組裝屬于微操作,具有很高的精度,難度很大;而且,部件材料輕、薄、脆,極易損壞;因而,提高實(shí)際組裝成功率就十分重要.虛擬環(huán)境為操作者提供了一個操作預(yù)演的環(huán)境,操作者可以通過虛擬環(huán)境中擬實(shí)組裝增加操作經(jīng)驗(yàn),從而,提高實(shí)際操作的成功率.虛擬環(huán)境下的擬實(shí)組裝微機(jī)械的部件組裝屬于微操作,具有很高的精度,難度很大;174微機(jī)械的組裝包括互相獨(dú)立的3個步驟:微機(jī)械部件的制作,部件的對準(zhǔn)(Alignment)和部件的焊接(Bonding).對準(zhǔn)過程是擬實(shí)組裝的中心問題.擬實(shí)組裝從微機(jī)械部件設(shè)計(jì)完成開始,到焊接成功結(jié)束虛擬環(huán)境中擬實(shí)組裝操作具體步驟微機(jī)械的組裝包括互相獨(dú)立的3個步驟:虛擬環(huán)境中擬實(shí)組裝操175機(jī)器人機(jī)械學(xué)特種機(jī)器人：工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、自行式智能機(jī)器人、等的設(shè)計(jì)理論和方法機(jī)器人運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)及控制現(xiàn)代先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)：冗余度空間機(jī)器人多臂協(xié)調(diào)；可重構(gòu)模塊化機(jī)器人技術(shù)；微操作機(jī)器人技術(shù)；機(jī)器人智能化及其應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的智能化及其工程應(yīng)用微機(jī)器人及應(yīng)用機(jī)器人機(jī)械學(xué)特種機(jī)器人：工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、176微機(jī)器人系統(tǒng)由四大部分組成,即驅(qū)動裝置、控制系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)和操作器。根據(jù)目前微機(jī)器人移動形式和所處的環(huán)境大致可以分為三大類:行走型機(jī)器人、管道機(jī)器人、人體管道醫(yī)療機(jī)械微機(jī)器人的組成微機(jī)器人系統(tǒng)由四大部分組成,即驅(qū)動裝置、控制系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)177行走機(jī)器人主要有輪式和足式二種瑞士制造的輪式微機(jī)器人,尺寸為22×20×19mm,通過二個微馬達(dá)驅(qū)動輪子來行走美國麻省理工學(xué)院研制的足式微機(jī)器人,有6條相同的腿,每條腿有兩個驅(qū)動器,一臺馬達(dá)控制升降,另一臺馬達(dá)控制前進(jìn)和后退行走機(jī)器人主要有輪式和足式二種瑞士制造的輪式微機(jī)器人,尺寸178日本Denso公司研制的管道機(jī)器人可以在Φ10mm以下的管道內(nèi)爬行和垂直運(yùn)動。在我國,上海大學(xué)研制的電磁式移動微機(jī)器人,尺寸為Φ15×30mm,可以在Φ20mm的管道內(nèi)移動微型管道機(jī)器人日本Denso公司研制的管道機(jī)器人可以在Φ10mm以下179微型機(jī)器人在農(nóng)業(yè)、核工業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事和航空等領(lǐng)域里有著廣泛的應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)上,可以用來殺滅害蟲,定點(diǎn)灑農(nóng)藥。在核工業(yè)上,可以用來處理核電站事故、進(jìn)行設(shè)備維修以及對核燃料進(jìn)行處理。在醫(yī)學(xué)上,醫(yī)用微型機(jī)器人的研究正在不斷取得展,瑞典科學(xué)家初步研制出一種新的超微型機(jī)械人,尺寸只有0.5×0.25mm,將來有可能放入人體的血管運(yùn)行,幫助抽出不正常的細(xì)胞或檢視細(xì)菌。在軍事上,可以用于軍事要地的報(bào)警,防衛(wèi)戰(zhàn)略要地等;可以攻擊敵人的重要設(shè)施,實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)爆破;可以深入敵后獲取重要的軍事情報(bào)。在航天上,發(fā)射微型衛(wèi)星可以大大降低衛(wèi)星的成本和發(fā)射費(fèi)用微型機(jī)器人的應(yīng)用微型機(jī)器人在農(nóng)業(yè)、核工業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事和航空等領(lǐng)域里有著廣泛的180超微型機(jī)械人超微型機(jī)械人181微型機(jī)器人的研究趨勢：(a)無纜化方向的發(fā)展:微型機(jī)器人的能源供給有兩種形式:一種是有纜,一種是無纜?，F(xiàn)在研究的微型機(jī)器人大多是通過有纜控制的,這種能源供給方式比較簡單、方便,但限制了微機(jī)器人的移動距離和行走路徑;