全球進(jìn)入空前的創(chuàng)新密集和產(chǎn)業(yè)變革時(shí)代，科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生革命性突破的先兆愈加明顯。信息技術(shù)向其它領(lǐng)域加速滲透和向深度應(yīng)用發(fā)展，將引發(fā)以智能、泛在、融合為特征的新一輪信息產(chǎn)業(yè)變革，引領(lǐng)機(jī)械產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。增長(zhǎng)模式深度調(diào)整的巨大壓力，將促進(jìn)新型環(huán)保節(jié)能技術(shù)、新能源技術(shù)加速突破和廣泛應(yīng)用，推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品綠色化發(fā)展。同時(shí)，重大技術(shù)創(chuàng)新將更多地出現(xiàn)在學(xué)科交叉領(lǐng)域，各類技術(shù)之間的相互融合也將更加頻繁，將會(huì)產(chǎn)生新的技術(shù)系統(tǒng)變革、重大學(xué)科突破以及新一輪科技革命及產(chǎn)業(yè)革命?？梢灶A(yù)計(jì)，在今后的5～20年，這些技術(shù)將發(fā)生重大創(chuàng)新突破，并將有可能引發(fā)機(jī)械工程技術(shù)的巨大變革，推動(dòng)機(jī)械工業(yè)向綠色化、智能化、服務(wù)化方向發(fā)展。

　　未來20年是我國(guó)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)由大變強(qiáng)，確立在世界領(lǐng)先地位的關(guān)鍵歷史時(shí)期，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)組織編寫了《中國(guó)機(jī)械工程技術(shù)路線圖》，不僅提出11個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)路線圖，而且在其基礎(chǔ)上凝練出若干能影響到機(jī)械工業(yè)，以至制造業(yè)發(fā)展進(jìn)程的重大、前沿性、標(biāo)志性的8大技術(shù)問題。

　　1 復(fù)雜系統(tǒng)的創(chuàng)意、建模、優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

　　建模、仿真、優(yōu)化及協(xié)同管理是機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)不變的核心和關(guān)鍵。復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)擁有復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)，組成復(fù)雜系統(tǒng)的各分系統(tǒng)、子系統(tǒng)與元素之間既相對(duì)獨(dú)立，又相關(guān)聯(lián)，上級(jí)系統(tǒng)擁有下級(jí)系統(tǒng)不具備的屬性和功能。復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)往往是機(jī)、電、液、控等多領(lǐng)域物理與信息技術(shù)的高度融合，具有多層次、多目標(biāo)、多時(shí)空、高維度、非線性、不確定性、開放性等特征。隨著計(jì)算、通信、感知、控制等技術(shù)的相互融合，復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)將進(jìn)一步呈現(xiàn)出智能化、網(wǎng)絡(luò)化、復(fù)合化、分布式和嵌入式等技術(shù)特征。

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來，復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品所要滿足的需求層次越來越豐富和多樣，如何有效地將用戶的文化與情感需求融入到復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的創(chuàng)意設(shè)計(jì)之中，是需要人們繼續(xù)探求的課題。歐美日韓等國(guó)制定了符合地域文化與情感的設(shè)計(jì)發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)集群模式，美國(guó)建立了以技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)文化為代表的硅谷、歐洲研發(fā)了現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)品牌文化相融合的產(chǎn)品。融入文化與情感的創(chuàng)意設(shè)計(jì)技術(shù)屬于多學(xué)科交叉結(jié)合的新技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)主要有：創(chuàng)意認(rèn)知與協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)，情感表達(dá)與評(píng)價(jià)技術(shù)，文化品牌、文化構(gòu)成及多元文化融合設(shè)計(jì)技術(shù)等。

　　航空航天設(shè)備、大型交通運(yùn)輸工具、精密制造和加工設(shè)備、成套物料處理過程設(shè)備、工程機(jī)械、微納機(jī)械、光電通訊設(shè)備都是復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)，掌握復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)創(chuàng)意、建模、仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，必將大幅提升我國(guó)重大裝備的自主設(shè)計(jì)能力和我國(guó)機(jī)械工業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力。

　　20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工程、計(jì)算機(jī)輔助制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(C3P：CAD/CAE/CAM/PDM)技術(shù)在國(guó)際工業(yè)界普及，相關(guān)軟件成了產(chǎn)品建模、仿真、優(yōu)化不可缺少的工具。近10年來，為適應(yīng)復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求，C3P發(fā)展成為M3P，即多體系統(tǒng)(Multibody System)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、多學(xué)科協(xié)同(Multi-discplines colaberative)設(shè)計(jì)、基于本構(gòu)融合的多領(lǐng)域物理建模(Multi-domain physical Modeling)及全生命周期管理(PLM)技術(shù)組成了當(dāng)今計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品建模、仿真、優(yōu)化及管理的新一代技術(shù)特征。

　　以信息物理融合為標(biāo)志的復(fù)雜技術(shù)系統(tǒng)，實(shí)際上是計(jì)算進(jìn)程與物理進(jìn)程的統(tǒng)一體，是集計(jì)算、通信與控制于一體的新一代智能系統(tǒng)。歐洲學(xué)者研發(fā)的多領(lǐng)域統(tǒng)一建模語言Modelica具有領(lǐng)域無關(guān)的通用模型描述能力，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的不同領(lǐng)域子系統(tǒng)模型間的無縫集成。以美國(guó)為首的領(lǐng)域?qū)W者提出了信息-物理系統(tǒng)融合(Cyber-Physical System，CPS)，旨在在統(tǒng)一框架下實(shí)現(xiàn)計(jì)算、通訊、測(cè)量以及物理等多領(lǐng)域裝置的統(tǒng)一建模、仿真分析與優(yōu)化。國(guó)際多領(lǐng)域物理統(tǒng)一建模協(xié)會(huì)在Modelica3.0基礎(chǔ)上，最近推出多領(lǐng)域物理表達(dá)規(guī)范Modelica3.3，力圖在此基礎(chǔ)上支持網(wǎng)絡(luò)化、分布式、嵌入式系統(tǒng)建模與仿真。我國(guó)啟動(dòng)了題為《支持工業(yè)嵌入式應(yīng)用建模與仿真的三維功能樣機(jī)設(shè)計(jì)平臺(tái)》的跟蹤性研究計(jì)劃。

　　基于CPS的復(fù)雜技術(shù)系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展和普及將大大加速汽車、航空航天、國(guó)防、工業(yè)自動(dòng)化、精密儀器、重大基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域裝備的轉(zhuǎn)型升級(jí)，不斷提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;將催生出眾多具有計(jì)算、通信、控制、協(xié)同和自治性能的功能創(chuàng)新產(chǎn)品，甚至產(chǎn)生新的行業(yè)。

　　2 零件精確成形技術(shù)

　　零件精確成形技術(shù)是指應(yīng)用先進(jìn)的成形工藝、嚴(yán)格的幾何尺寸(控形)和內(nèi)在質(zhì)量控制(控性)技術(shù)，生產(chǎn)高幾何尺寸精度、高內(nèi)在質(zhì)量的零件或零件毛坯的先進(jìn)制造技術(shù)。零件精確成形技術(shù)的先進(jìn)性體現(xiàn)在：(1)節(jié)約材料與能源：材料利用率一般較傳統(tǒng)的成形工藝提高20%-40%，冷精鍛精確成形可使材料利用率提高到98%以上，精確鑄造成形技術(shù)也可達(dá)到90%以上。精確塑性成形技術(shù)大多數(shù)是在室溫下實(shí)施的，免除了加熱工序，節(jié)約了加熱能量，大大減少了零件生產(chǎn)過程的能量消耗。(2)免除或減少成形后續(xù)加工：凈成形零件的幾何形狀與尺寸，已全部達(dá)到零件的使用要求，成形后即可使用，完全免除后續(xù)加工;近凈成形產(chǎn)品，關(guān)鍵部位已達(dá)到使用要求，不需后續(xù)加工，一般可節(jié)約加工工時(shí)50%以上;精密成形產(chǎn)品，一部分尺寸已滿足使用要求，其余部分留有較小的加工余量，一般可減少加工工時(shí)30%以上。(3)提高零件的內(nèi)在質(zhì)量：成形過程中還同時(shí)考慮通過控制溫度、壓力、流體場(chǎng)、電磁場(chǎng)等外部載荷的施加，使得最終零件達(dá)到相應(yīng)的性能。因此，發(fā)展零件精確成形技術(shù)，對(duì)機(jī)械工業(yè)節(jié)約資源、能源和環(huán)境友好，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展意義重大。

　　工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視零件精確成形技術(shù)的發(fā)展。上世紀(jì)90年代初，美國(guó)針對(duì)汽車車身生產(chǎn)提出了“2毫米工程”目標(biāo)，即一輛汽車車身所有覆蓋件組裝后的累積誤差不超過2毫米，顯而易見，分配到每一個(gè)工件的誤差就更小。這一工程的實(shí)施，使汽車車身制造水平上了一個(gè)新臺(tái)階。美國(guó)又提出新的目標(biāo)：到2020年，塑性成形零件加工廢屑減少90%，能耗減少25%，成本降低60%。日本、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家也提出了相應(yīng)目標(biāo)。日本、德國(guó)是零件精確成形技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家，冷溫精確成形件精度普遍達(dá)到8級(jí)精度，小型軸承環(huán)、小型傘齒輪已達(dá)到7級(jí)精度，冷溫精確成形件已占模鍛件的25%。我國(guó)冷溫精確成形件比德日兩國(guó)低一級(jí)，普遍達(dá)到9級(jí)精度，少量達(dá)到8級(jí)精度，精確成形件只占模鍛件的5%。德日兩國(guó)精確成形大多數(shù)是在全自動(dòng)生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)，而我國(guó)全自動(dòng)生產(chǎn)線鳳毛麟角，差距較大。上世紀(jì)80年代在國(guó)外發(fā)展起來的增量制造技術(shù)(也稱為快速成形技術(shù))采用CAD數(shù)據(jù)直接驅(qū)動(dòng)材料進(jìn)行累加，精確制造原型或零件，使得復(fù)雜零件的制造效率大幅度提高。國(guó)外的許多企業(yè)將增量制造技術(shù)應(yīng)用在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造上。美國(guó)通用電氣公司在采用金屬選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)雜零部件，與傳統(tǒng)加工方式相比，增量制造技術(shù)可以加工復(fù)雜零部件，且更省材料、時(shí)間和能源，因此，在航空航天、大型艦船復(fù)雜結(jié)構(gòu)零部件制造和維護(hù)方面具有優(yōu)勢(shì)。

　　精確成形技術(shù)在汽車、航天航空、大型艦船等制造業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景，發(fā)展先進(jìn)精確成形技術(shù)，對(duì)于大批量產(chǎn)品以及多品種、小批量、復(fù)雜性零部件的生產(chǎn)具有十分重要的作用，它可大大提高零件的制造水平，并且節(jié)約資源和能源。

　　3 大型結(jié)構(gòu)件成形技術(shù)

　　大型鑄、鍛、焊結(jié)構(gòu)件是大型裝備中的關(guān)鍵核心構(gòu)件，其受力繁重，工況特殊，安全可靠性與技術(shù)要求極高。大型結(jié)構(gòu)件的成形制造涉及冶金、鑄造、鍛造、焊接、熱處理等多種制造工藝，制造過程復(fù)雜，技術(shù)含量高，涉及眾多學(xué)科領(lǐng)域的集成。

　　2005年我國(guó)大型結(jié)構(gòu)件的使用量已占世界總量的60%，成為世界大型鑄鍛件使用的第一大國(guó)。我國(guó)在大型結(jié)構(gòu)件鑄造能力上已經(jīng)有了重大突破。2009年采用重560t的特大型鋼錠在160MN水壓機(jī)上成功鍛造我國(guó)首支1100MW核電發(fā)電機(jī)半速轉(zhuǎn)子，鍛造的轉(zhuǎn)子直徑2050mm,總長(zhǎng)16400mm，坯料重310噸。但從總體看，我國(guó)大型結(jié)構(gòu)件的成形技術(shù)的整體水平遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。例如：我國(guó)急需的重大裝備-超臨界汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組的高中壓轉(zhuǎn)子全部依賴進(jìn)口。發(fā)達(dá)國(guó)家的大型件生產(chǎn)制造技術(shù)對(duì)中國(guó)嚴(yán)格保密，甚至嚴(yán)格限制產(chǎn)品出口。

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)在今后20年里繼續(xù)快速增長(zhǎng)，能源、冶金、石化、船舶、航空航天等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)大型結(jié)構(gòu)件成形技術(shù)的發(fā)展帶來了更為廣闊的前景，提出了更高的要求。如發(fā)展不銹鋼鑄件鑄造成形技術(shù)，高溫合金單晶葉片定向凝固技術(shù)，復(fù)雜結(jié)構(gòu)件精密體積成形技術(shù)，大型焊接結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化、智能化焊接技術(shù)。

　　4 高速精密加工技術(shù)

　　機(jī)械工業(yè)，特別是汽車工業(yè)的發(fā)展對(duì)生產(chǎn)效率提出了更高的要求，提高效率的一條重要途徑是提高加工的速度，實(shí)現(xiàn)高速化。同時(shí)，航空航天等領(lǐng)域某些特殊難加工材料也必須采用高速加工才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。國(guó)際上，金屬切削機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)到20000r/min、進(jìn)給速度最高可達(dá)100m/min、加速度1g。

　　高速精密加工具有生產(chǎn)效率高、加工精度高、表面質(zhì)量高和生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。高速切削刀具的發(fā)展改變了加工工藝，“以切代磨”使加工后的表面質(zhì)量提高，可直接加工硬度達(dá)50-60HRC的淬硬材料。另一方面，強(qiáng)力成型磨削工藝可實(shí)現(xiàn)“以磨代切”，一次磨削25～32mm，比普通磨床要快數(shù)百倍。高速精密加工正成為機(jī)械工業(yè)應(yīng)用最廣泛的加工方法之一，在航空航天、汽車及零部件、模具等行業(yè)發(fā)展迅速，高速高精密數(shù)控機(jī)床在這些行業(yè)中將逐漸占主導(dǎo)地位。與此同時(shí)，新型刀具如超硬刀具、新型涂層刀具層出不窮，使得高速高效切削條件下刀具壽命顯著增長(zhǎng)，將進(jìn)一步拓展高速精密切削技術(shù)的應(yīng)用范圍。

　　高速精密加工技術(shù)主要應(yīng)用在宏觀尺度零件加工和部分微細(xì)零件加工，提高加工速度、幾何精度和降低表面粗糙度，以保證實(shí)現(xiàn)所構(gòu)成機(jī)器部件配合的可靠性，運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)的的精準(zhǔn)性，長(zhǎng)壽命、低能耗和低運(yùn)行費(fèi)用。傳統(tǒng)的精密加工將會(huì)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，創(chuàng)造新一代高速、高精度加工新技術(shù)。預(yù)計(jì)到2020年，1--10μm精密加工級(jí)高速加工，表面粗糙度可達(dá)0.02-0.4μm，用于鋼鐵的銑削速度達(dá)到400-500m/min。預(yù)計(jì)到2030年，0.5--1μm超精密加工級(jí)高速加工，表面粗糙度可達(dá)0.01-0.2μm，用于鋼鐵的銑削速度達(dá)到1500-2500m/min，并為深亞微米精度級(jí)高速加工技術(shù)(精度優(yōu)于0.3μm)提供技術(shù)支持。

　　5 微納器件與系統(tǒng)(MEMS)

　　微納器件與系統(tǒng)是利用微納和精密加工技術(shù)，集約電子、機(jī)械、材料、控制等新技術(shù)發(fā)展，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、生物、醫(yī)療、汽車、機(jī)械制造等產(chǎn)業(yè)的需求，研制能夠解決傳感、測(cè)量、驅(qū)動(dòng)、能源等問題的器件、部件和系統(tǒng)。目標(biāo)是以批量制造技術(shù)生產(chǎn)低成本、高精度、高可靠性的微納器件，拓展終端產(chǎn)品功能，提高終端產(chǎn)品性能，降低終端產(chǎn)品功耗和成本。

　　微納器件與系統(tǒng)的主要特征是：微型化。器件特征結(jié)構(gòu)尺寸范圍0.1mm-1mm。集成化。集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、直至接口、通訊和電源等于一體。高性能。體積小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時(shí)間短、性能穩(wěn)定。批量化。有利于大批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本。

　　從上世紀(jì)80年代以來，以美國(guó)、日本、西歐為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家特別注重發(fā)展MEMS技術(shù)。我國(guó)微納器件和系統(tǒng)的發(fā)展起源于上世紀(jì)90年代，從“九五”起，經(jīng)過三個(gè)五年計(jì)劃的支持，已經(jīng)在制造平臺(tái)建設(shè)和工藝研究、以慣性器件為主的器件研究、便攜式儀器研究、微流體器件和系統(tǒng)、以微納衛(wèi)星為代表的集成微系統(tǒng)等方面取得了一系列突破。目前在整體技術(shù)水平上與國(guó)外尚有明顯差距，但在個(gè)別領(lǐng)域，已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)甚至領(lǐng)先水平。

　　未來20年，微納器件和系統(tǒng)將取得突破性的進(jìn)展，朝著微納結(jié)合、集成化、儀器化、智能化的方向迅速發(fā)展。NEMS器件占微納傳感器件的份額將提高到50%以上;黑硅材料成為光伏器件的主流，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到50%以上;將有望用MEMS技術(shù)解決復(fù)明、復(fù)聰?shù)葐栴}。

　　6 智能制造裝備

　　20世紀(jì)50年代誕生的數(shù)控技術(shù)、以及隨后出現(xiàn)的機(jī)器人技術(shù)和CAD技術(shù)，開創(chuàng)了數(shù)字制造的先河，加速了制造技術(shù)與信息技術(shù)的融合，從此，信息技術(shù)成為制造技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力之一。智能制造是研究制造活動(dòng)中的信息感知與分析、知識(shí)表示與學(xué)習(xí)、智能決策與執(zhí)行的一門綜合交叉技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)知識(shí)屬性和功能的必然手段。智能制造技術(shù)推動(dòng)了機(jī)械制造、航空航天、電子制造、化工冶金等行業(yè)的智能化進(jìn)程，孕育和促進(jìn)以制造資源軟件中間件、制造資源模型庫(kù)、材料及工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、制造知識(shí)庫(kù)、智能物流管理與配送等為主要產(chǎn)品、為制造企業(yè)提供咨詢、分析、設(shè)計(jì)、維護(hù)和生產(chǎn)服務(wù)的現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)。智能制造技術(shù)主要包括制造智能技術(shù)、智能制造裝備技術(shù)、智能制造系統(tǒng)技術(shù)、智能制造服務(wù)技術(shù)。

　　智能制造裝備是注入了數(shù)字化技術(shù)和智能化技術(shù)的制造設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)智能制造的核心載體，其主要特征是：對(duì)制造過程狀況(工況或環(huán)境)實(shí)時(shí)感知、處理和分析能力;實(shí)時(shí)辨識(shí)和預(yù)測(cè)制造過程狀況變化的能力;根據(jù)制造過程狀況變化的自適應(yīng)規(guī)劃、控制和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償能力;對(duì)自身故障自診斷、自修復(fù)能力;對(duì)自身性能劣化的主動(dòng)分析和維護(hù)能力;具有參與網(wǎng)絡(luò)集成和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的能力。智能制造裝備是制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及智能化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合體，是實(shí)現(xiàn)高效、高品質(zhì)、安全可靠的成形加工和生產(chǎn)的新一代制造裝備。

　　未來智能制造的產(chǎn)品主要是：智能機(jī)床/智能加工中心;智能機(jī)器人;智能成形設(shè)備;特種智能制造裝備。

　　7 智能化集成化傳動(dòng)技術(shù)

　　智能化集成化傳動(dòng)技術(shù)是指將傳統(tǒng)的動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)與數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、總線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合，實(shí)現(xiàn)液壓/氣動(dòng)/密封、齒輪、軸承等傳動(dòng)件在線實(shí)時(shí)控制、在線監(jiān)測(cè)、自我診斷、自我修復(fù)及多種元件與功能的集成。智能化集成化傳動(dòng)將提高產(chǎn)品性能、簡(jiǎn)化系統(tǒng)、提高系統(tǒng)柔性，提升傳動(dòng)效率、產(chǎn)品安全性、可靠性，是機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)和傳動(dòng)件發(fā)展的重要方向。

　　關(guān)鍵基礎(chǔ)件是現(xiàn)代裝備發(fā)展的基礎(chǔ)，特別是高效、節(jié)能、長(zhǎng)壽命、高安全性、高可靠性、高精度、高功率密度、適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境苛刻要求的傳動(dòng)件是未來需要大力發(fā)展的產(chǎn)品?，F(xiàn)代重大裝備裝機(jī)功率越來越大，工作環(huán)境越來越嚴(yán)酷，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的平穩(wěn)性、準(zhǔn)確性、位置、速度、柔性等技術(shù)要求越來越高，智能化、集成化的傳動(dòng)技術(shù)和傳動(dòng)元件能適應(yīng)這些發(fā)展的要求，是裝備制造業(yè)的關(guān)鍵核心技術(shù)，對(duì)提升我國(guó)關(guān)鍵基礎(chǔ)件自主創(chuàng)新能力，突破重大裝備自主化發(fā)展瓶頸起著重要作用。

　　智能化集成化傳動(dòng)的特點(diǎn)：(1)具有在線監(jiān)測(cè)、自診斷、自維護(hù)功能;(2)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)控制;(3)是多種元器件(包括傳感器、傳動(dòng)件、控制元件、執(zhí)行元件、軟件或數(shù)據(jù)庫(kù))的集成和多種功能的集成;(4)即插即用。是指快速簡(jiǎn)易安裝傳動(dòng)組件即可投入使用，而不需安裝驅(qū)動(dòng)程序或重新配置系統(tǒng)。

　　近幾年，智能化集成化新型傳動(dòng)件或組件相繼問世，是傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展的前沿。具有模塊設(shè)計(jì)、數(shù)字電氣接口、高層次通訊功能、自由組合、智能接合、方便集成功能的元件和系統(tǒng)是未來工業(yè)智能化的基礎(chǔ)，新型模塊化智能化電-液、電-氣復(fù)合機(jī)電系統(tǒng)將廣泛應(yīng)用。

　　智能化集成化一體化液壓傳動(dòng)。液壓元件與、內(nèi)嵌式傳感器和微處理器一體化提高了系統(tǒng)的集成度和緊湊性;采用更高層次總線通訊技術(shù)和無線傳輸技術(shù)，提高了分布式智能電液控制系統(tǒng)的性能;在智能控制器中采用傳感器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控、檢測(cè)摩擦磨損和泄漏狀態(tài)，用于系統(tǒng)故障診斷、預(yù)測(cè)、排除與維護(hù)，提高了系統(tǒng)的品質(zhì)和可靠性。

　　智能化集成化模塊化氣動(dòng)元件和組件。具有有線或無線聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障預(yù)測(cè)及自我診斷等功能的智能化模塊化氣動(dòng)元件、組件、閥島已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。工業(yè)自動(dòng)化人機(jī)界面技術(shù)及產(chǎn)品推動(dòng)氣動(dòng)元件與傳感器、智能視覺系統(tǒng)的結(jié)合，以滿足智能工業(yè)遠(yuǎn)程檢測(cè)、診斷及控制的要求。

　　智能化密封。根據(jù)密封件使用狀況，調(diào)整密封能力、監(jiān)測(cè)密封水平、預(yù)測(cè)密封壽命，可大幅度提高密封的可靠性與壽命及安全性與可維修性，減少泄漏、停機(jī)維修成本和能源消耗。

　　智能化齒輪傳動(dòng)。汽車用電子控制自動(dòng)變速器是齒輪傳動(dòng)向智能化發(fā)展一個(gè)典型例子，它通過各種傳感器，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速、輪轂軸承運(yùn)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、自動(dòng)變速器液壓油溫等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，并輸入電子控制器中，控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。大型火電機(jī)組用齒輪調(diào)速裝置則是齒輪傳動(dòng)與液力傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)集成的典型產(chǎn)品，具有無級(jí)調(diào)速、節(jié)能、安全保護(hù)等功能。

　　智能化集成化軸承組件。具有智能監(jiān)控與早期預(yù)警技術(shù)，融合主機(jī)或功能一體化、設(shè)備性能的多樣性要求的軸承技術(shù)已成為軸承產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。如集成防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的三代轎車輪轂軸承單元、具有狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與早期預(yù)警功能的高速鐵路軸承單元。

　　8 數(shù)字化工廠

　　數(shù)字化工廠是利用數(shù)字化技術(shù)，特別是泛在網(wǎng)絡(luò)(包括互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng))技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取工廠內(nèi)外相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，集成相關(guān)人員知識(shí)，智慧地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、銷售、服務(wù)的現(xiàn)代化工廠模式。目標(biāo)是使供應(yīng)鏈、工廠和加工單元的效率最高、對(duì)環(huán)境的不良影響最小、員工和用戶的滿意度最高。

　　數(shù)字化工廠的主要特征是：透明性。工廠對(duì)內(nèi)外環(huán)境、員工工作狀況及創(chuàng)新能力具有很強(qiáng)的感知能力。集成化。工廠的各種數(shù)據(jù)、信息、過程和信息系統(tǒng)高度集成，企業(yè)間密切協(xié)同。智慧型。集成全體員工的智慧，通過人機(jī)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體最優(yōu)。

　　數(shù)字化工廠將提供透明的工廠環(huán)境，使工廠管理高效和精準(zhǔn);提供大范圍高效實(shí)時(shí)的信息集成系統(tǒng)，使企業(yè)資源得到最優(yōu)配置組合，實(shí)現(xiàn)浪費(fèi)最小，效率最高;提供公平、公正、客觀、完整的員工評(píng)價(jià)機(jī)制和系統(tǒng)，充分調(diào)動(dòng)全體員工的積極性和創(chuàng)造性;提供內(nèi)嵌專業(yè)知識(shí)的整體解決方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造和管理的最優(yōu)化，降低產(chǎn)品全生命周期成本，使用戶在產(chǎn)品全生命周期中都很滿意，最大程度節(jié)約資源，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好。

　　數(shù)字化工廠適合在制造高度復(fù)雜產(chǎn)品(如大型商業(yè)飛機(jī))、超大型尺寸產(chǎn)品(如大型艦船)、超微小產(chǎn)品(如大規(guī)模集成電路)的行業(yè)，以及對(duì)人有害的作業(yè)環(huán)境(如汽車油漆生產(chǎn)線)下優(yōu)先發(fā)展。

　　數(shù)字化工廠在國(guó)際上發(fā)展非常迅速。發(fā)達(dá)國(guó)家采用數(shù)字化技術(shù)支持全球協(xié)同設(shè)計(jì)和制造;各種集成專業(yè)知識(shí)的企業(yè)數(shù)字化系統(tǒng)快速發(fā)展;面向服務(wù)的信息系統(tǒng)集成技術(shù)幫助企業(yè)集成各種信息系統(tǒng);基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧地球概念拓展到智慧企業(yè)，實(shí)現(xiàn)低碳制造;基于Web2.0的大眾協(xié)同建設(shè)技術(shù)帶來全新的發(fā)展模式;應(yīng)用服務(wù)提供(ASP)、計(jì)算網(wǎng)格和云計(jì)算為數(shù)字化工廠提供了高效、便捷的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)。

　　機(jī)械工程技術(shù)路線圖的實(shí)施需要得到政府的理解和政策環(huán)境的支持，企業(yè)積極主動(dòng)的參與和有關(guān)部門的緊密合作，良好的人才育成和技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境，一系列有力舉措和實(shí)際行動(dòng)，只有具備了創(chuàng)新、人才、體系、機(jī)制、開放等關(guān)鍵要素，路線圖的實(shí)施才能成為廣泛、深入、創(chuàng)造性的實(shí)踐，路線圖的目標(biāo)才可能實(shí)現(xiàn)。期望《中國(guó)機(jī)械工程技術(shù)路線圖》經(jīng)得起實(shí)踐檢驗(yàn)，期望中國(guó)機(jī)械工程技術(shù)取得創(chuàng)新突破，期望中國(guó)機(jī)械工業(yè)由大變強(qiáng)，期望中國(guó)盡快成為制造強(qiáng)國(guó)乃至創(chuàng)造強(qiáng)國(guó)!