全球進入空前的創(chuàng)新密集和產(chǎn)業(yè)變革時代，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)機械產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。增長模式深度調(diào)整的巨大壓力，將促進新型環(huán)保節(jié)能技術(shù)、新能源技術(shù)加速突破和廣泛應(yīng)用，推動機械產(chǎn)品綠色化發(fā)展。同時，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，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)機械工程技術(shù)的巨大變革，推動機械工業(yè)向綠色化、智能化、服務(wù)化方向發(fā)展。

　　未來20年是我國制造業(yè)實現(xiàn)由大變強，確立在世界領(lǐng)先地位的關(guān)鍵歷史時期，中國機械工程學(xué)會組織編寫了《中國機械工程技術(shù)路線圖》，不僅提出11個領(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械工業(yè)，以至制造業(yè)發(fā)展進程的重大、前沿性、標志性的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)計技術(shù)

　　建模、仿真、優(yōu)化及協(xié)同管理是機械設(shè)計技術(shù)不變的核心和關(guān)鍵。復(fù)雜機電系統(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)與元素之間既相對獨立，又相關(guān)聯(lián)，上級系統(tǒng)擁有下級系統(tǒng)不具備的屬性和功能。復(fù)雜機電系統(tǒng)往往是機、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、多時空、高維度、非線性、不確定性、開放性等特征。隨著計算、通信、感知、控制等技術(shù)的相互融合，復(fù)雜機電系統(tǒng)將進一步呈現(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。

　　進入21世紀以來，復(fù)雜機電產(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)雜機電產(chǎn)品的創(chuàng)意設(shè)計之中，是需要人們繼續(xù)探求的課題。歐美日韓等國制定了符合地域文化與情感的設(shè)計發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)集群模式，美國建立了以技術(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)意認知與協(xié)同設(shè)計技術(shù)，情感表達與評價技術(shù)，文化品牌、文化構(gòu)成及多元文化融合設(shè)計技術(shù)等。

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

　　20世紀90年代，計算機輔助設(shè)計、計算機輔助工程、計算機輔助制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（C3P：CAD/CAE/CAM/PDM）技術(shù)在國際工業(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)雜機電產(chǎn)品的設(shè)計需求，C3P發(fā)展成為M3P，即多體系統(tǒng)（MultibodySystem）動態(tài)設(shè)計、多學(xué)科協(xié)同（Multi-discplinescolaberative）設(shè)計、基于本構(gòu)融合的多領(lǐng)域物理建模（Multi-domainphysicalModeling）及全生命周期管理（PLM）技術(shù)組成了當今計算機輔助產(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志的復(fù)雜技術(shù)系統(tǒng)，實際上是計算進程與物理進程的統(tǒng)一體，是集計算、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。以美國為首的領(lǐng)域?qū)W者提出了信息-物理系統(tǒng)融合（Cyber-PhysicalSystem，CPS），旨在在統(tǒng)一框架下實現(xiàn)計算、通訊、測量以及物理等多領(lǐng)域裝置的統(tǒng)一建模、仿真分析與優(yōu)化。國際多領(lǐng)域物理統(tǒng)一建模協(xié)會在Modelica3.0基礎(chǔ)上，最近推出多領(lǐng)域物理表達規(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。我國啟動了題為《支持工業(yè)嵌入式應(yīng)用建模與仿真的三維功能樣機設(shè)計平臺》的跟蹤性研究計劃。

　　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、國防、工業(yè)自動化、精密儀器、重大基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域裝備的轉(zhuǎn)型升級，不斷提高其市場競爭力；將催生出眾多具有計算、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)用先進的成形工藝、嚴格的幾何尺寸（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制造技術(shù)。零件精確成形技術(shù)的先進性體現(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)也可達到90%以上。精確塑性成形技術(shù)大多數(shù)是在室溫下實施的，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)鍵部位已達到使用要求，不需后續(xù)加工，一般可節(jié)約加工工時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30％以上。（3）提高零件的內(nèi)在質(zhì)量：成形過程中還同時考慮通過控制溫度、壓力、流體場、電磁場等外部載荷的