机械制造及其自动化学科.docx

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机械制造及其自动化学科

机械制造及其自动化学科

1.学科简介

本学科的研究特色是以工程陶瓷零件结构优化及加工制造为中心课题，以工程陶瓷零件精密加工和超精密加工工艺为主要研究内容，重点解决工程陶瓷材料的应用问题。

同时，对CAD/CAM、数控技术、机器人智能控制、新能源转化及利用的有关理论和关键技术进行研究，为国家培养该学科的高层次技术人才。

该学科具有实力雄厚的教学、科研师资队伍，科研方向稳定。

该学科导师在理论和实践方面均取得了丰硕的成果，出版著作17部，其中专著6部，在国内外重要刊物上公开发表论文三百余篇。

从1990年起就及美国、日本、瑞典等国高等院校、研究所建立了学术联系。

现在正在承担的科研项目20余项，其中国家及国务院各部门项目4项，国家自然基金资助项目3项，辽宁省自然基金资助项目9项，省部级资助项目18项。

7项研究项目分别获得辽宁省、建设部科技进步奖，获发明专利共7项。

有四项研究成果通过了省科委鉴定，评语均为国际先进水平。

研究成果获得2005年国家科技进步二等奖、2003年辽宁省政府科技进步一等奖、1999年辽宁省机械厅科技进步一等奖、省政府科技进步二等奖和沈阳市科技进步二等奖，目前正在将陶瓷轴承应用到数控机床高速主轴系统以提高机床的加工精度。

其成果填补了国内空白，达到了国际先进水平。

2.研究方向简介

1）工程陶瓷零件加工制造技术

工程陶瓷是现代材料科学发展的重要成果之一，目前正以其自身特有的优良物理性能，满足计算机、航天、机械、化工等领域对各种特殊零件的需要。

工程陶瓷是典型的极难加工的脆硬材料，在绝大多数应用场合，工程陶瓷零件必须经过精密加工后才能满足使用要求。

本方向是研究工程陶瓷零件的加工机理及其制造技术，解决陶瓷零件硬脆性材料机械加工的难题，提高工程陶瓷加工质量和生产率，优化工程陶瓷精密加工工艺，加快工程陶瓷材料工业应用化进程。

本研究方向是研究陶瓷零件的加工制造技术，解决硬脆性材料机械加工的难题，提高工程陶瓷的加工质量和生产率，优化陶瓷精密加工工艺。

该课题组的学术带头人及学术骨干，曾多次作为国家公派高级访问学者，分别在日本国东北大学、美国麻省大学、美国迈阿密大学、瑞典陶瓷研究所等单位开展该方向的合作研究工作。

在国内外讲学多次。

及该领域在国际上负有盛名的学者共同发表研究文章多篇，并一直保持密切的学术联系。

研究能力居国际先进水平。

2）数字化制造技术及应用

数字化制造技术是将现代制造技术、计算机技术、现代信息技术、现代控制理论、计算机网络技术等及先进制造科学技术相结合发展起来的新兴学科方向。

数字化制造技术研究室目前主要从事数字化加工技术、基于网络的加工检测技术、工厂自动化技术和先进数控技术的研究。

具体研究内容包括：

CAD/CAPP/CAM集成技术、机械加工制造特征的识别技术、基于STEP-NC的数控系统设计、数字化设计及制造系统、STEP及STEP-NC应用技术、基于网络的远程加工信息采集及控制系统的研究等。

本研究方向所开展的关于STEP-NC理论和技术的研究重点，为新型高效的数控编程理论及应用技术，基于制造特征的优化工艺方法，采用STIX技术进行制造特征的信息提取，全生命周期的产品制造信息表达方法及实现，建立基于STEP-NC的新型数控加工理论、实验平台及其相关应用技术。

本研究方向有较强的制造信息化技术、计算机集成制造系统、智能制造技术研究基础。

近年来，本方向紧密结合国家和辽宁省的国民经济发展的需要开展研究工作，先后完成了国家外专局“基于STEP-NC的加工特征识别研究”，建设部“基于STEP-NC的产品信息建模研究”，辽宁省自然科学基金“基于STEP-NC的加工特征识别及应用技术研究”等9项省部级研究项目。

在国内外重要期刊上发表学术论文125篇，被SCI、EI检索收录18篇，研究水平和成果在国内居于前列。

该方向的学术带头人毕业于英国曼彻斯特理工大学，获CAD/CAM博士学位，在英国曾参加过相关课题的研究，近年来又曾多次作为国家公派高级访问学者，到英国、美国、新西兰等国的著名大学开展相关研究工作，并一直保持合作科研关系。

3）硬脆材料加工工程

硬脆材料是一种高硬度、高耐磨性材料，具有耐高温、耐腐蚀等特性，在工业及民用建筑领域中具有广泛应用。

该研究方向具有较强的理论和实际应用价值，具备扎实的研究基础，并已取得了一定的研究成果。

近几年主持了多项国家、省部级科研课题，出版专著、著作两部，发表科研论文60多篇。

其主要研究内容有：

（1）石材加工理论：

包括石材加工破碎机理、石材切削机理研究及石材加工工艺研究；

（2）金刚石工具制造理论及工艺研究：

包括粉末冶金成型机理、金刚石工具耐用度机理及金刚石工具摩擦磨损机理研究；

（3）石材加工CAD/CAM集成系统设计、CAD软件的二次开发及CAM接口研究。

3.教学、科研设施：

本学科拥有4个实验室，占地面积2000平方米，有雄厚的加工能力和实验、分析、测试设备。

目前拥有的具有国际先进水平的设备包括：

四轴数控磨床、铣削加工中心、数控车床、PLC闭环反馈控制变速磨削装备、智能信号采集系统和燃料电池自动测试系统等实验设备多套，开展相关研究必需的各种测量仪器仪表和测试数据分析系统。

本方向的设备条件和研究能力已达到国内先进水平。

本学科还及东北大学机械工程及自动化学院、中科院上海硅酸盐研究所、中科院金属研究所、沈阳机床集团建立了稳定的协作关系，相互提供实验研究条件。

机械设计及理论学科

1.学科简介

本学科以工程机械及物流仓储设备为主要研究对象，以现代设计方法在工程机械中应用为主要研究特色，强调创新意识，寻求最优方案和参数，进行多变量最优化。

研究现代设计理论如智能化计算机辅助设计，非线性有限元分析，计算机仿真，优化设计理论在工程机械设计中的应用。

针对工程机械设计特点，研究解决问题的方法，并运用到设计中去。

从系统观点出发，通过信息传输及处理，把机械部分和电子部分有机结合，实现系统或产品整体最优化的综合技术。

在工程机械设计及更新改造中，即在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引入微电子技术和计算机技术，实现机电一体化，使产品走向智能化、电脑化，使机械及电子有机结合，实现系统或产品整体最优的综合性技术。

该学科具有稳定扎实、实力雄厚的教学、科研队伍，科研方向稳定。

该学科导师在理论和实践方面均取得了丰硕的成果，出版专著5部，在国内外发表学术论文320篇，获得国家专利6项。

目前承担着30多项国家、部省级科研课题。

7项科研成果获辽宁省政府、沈阳市政府科技进步二、三等奖。

及美国、英国、日本、德国和加拿大等国的大学及科研院所建立了联系。

2.研究方向简介

1）建筑机械现代设计理论及应用

建筑机械是工业及民用建筑中不可缺少的施工设备。

本研究方向依据现代机械动力学理论，强度理论，故障诊断及可靠性理论，对建筑机械的设计理论和方法进行全面系统的研究，为提高建筑机械科学研究水平，实现产品技术的创新奠定基础。

研究机械、结构和动力驱动在整体上最优匹配关系，实现整机系统具有性能高，生产成本低，能耗低和无污染的理想目标。

研究建筑机械故障及结构疲劳的特征和识别方法，为建筑机械的安全可靠使用提供理论基础。

通过上述研究使本方向在学术研究、产品技术开发、学术队伍建设和人才培养等方面及国际上具有先进水平的同行相适应。

研究方向的特色在于综合及集成多学科的前沿理论和技术，研究新型机械原理及技术创新，应用现代控制理论及方法，研究及开发大型、高效、节能现代化施工机械，使理论研究直接为大型建筑装配的研究及开发服务。

建立施工机械完备动力学设计理论，对建筑机械结构、驱动、控制系统及它们之间的非线性耦合,采用基于机构柔性多体理论的统一状态空间建模,为完善施工机械设计理论开辟新的途径。

本研究方向瞄准国际前沿，积极参及国际学术活动，并及国外同行业进行科研合作，如及美国北卡罗来纳州立大学合作完成了美国国家自然科学基金等3项科研课题。

及德国慕尼黑工业大学合作,完成了德国教育及科学研究部的2项科研课题。

还及澳大利亚、芬兰和新西兰等一些国家的大学进行合作。

拓展了本研究方向的国际交流空间。

本方向近年来在国内外期刊上发表学术论文128篇,其中SCI、EI检索论文17篇，获得国家专利12项，其中包括国家发明专利1项。

2）施工机械控制技术及智能化

本研究方向以建筑施工机械为研究重点，研究及建筑施工机械相关的控制技术，提高施工机械的控制水平，发展智能化施工机械。

随着现代信息技术不断融入施工机械的控制系统，改变了施工机械原始的控制方式，带来了施工机械在性能上发生了本质的变化，并且为发展智能化施工机械奠定了基础。

施工机械的设计技术及系统的控制技术及相结合，实现机电液一体化设计，以求取整体系统的效率最高、能耗最低、稳定性最好，并具有良好的环保特性。

研究及智能控制相匹配的新型机构或系统，去除工作过程中不必要的能量消耗，减少或彻底避免在施工过程中机械系统对环境造成的影响，从整体上提高系统的效能比。

研究方向的特色在于融合现代信息技术于建筑施工机械的控制系统，推动智能化施工机械的发展，这也是现代施工机械发展的方向；以能耗低、环保和高性能为目标进行机-电-液一体化研究，追求整体系统的创新设计。

本研究方向对于提高我国建筑施工机械的整体技术水平，和在国际市场的竞争能力具有十分重要的意义。

目前已完成和承担的科研项目10余项，近年来在国内外学术刊物和学术会议发表学术论文107篇，其中SCI、EI检索论文13篇，获得国家专利6项。

3）物流仓储设备设计自动化

物流仓储设备是物流技术设备的主要组成部分，是实现现代物流的技术载体。

随着互联网技术及电子商务的迅猛发展，现代物流对其装备提出了越来越高的技术要求，以实现最大程度的自动化，从而追赶“电子速度”。

该方向主要研究现代设计理论，包括最优控制理论、计算机仿真技术等在物流仓储设备设计中的应用；开发自动化立体仓库堆垛机、AGV小车、提升机等计算机仿真系统，实现以最大运行速度和最高运行精度为目标的最优运行，提高物流仓储设备运作的效率，从而最大限度地满足高速信息物流的要求。

4）工程装备故障诊断

该研究方向主要研究工程装备故障诊断技术及理论，实施对工程装备的运行状态的实时监测，对可能发生的故障进行早期预报或在事故发生后进行故障分析，减少或避免现代大型复杂工程设备发生故障和产生灾难性后果。

本研究方向实用性强，涉及学科领域广泛，包括机械动力学、传感技术、信号分析、人工智能、控制理论及计算机软、硬件的理论及技术、多源信息融合技术和分型理论等，是对多学科理论及技术的综合研究及应用。

3.教学、科研设施：

本学科现有1480平方米结构实验室，包括工程机械实验室、液压伺服控制实验室、信号分析及测试实验室、提升及物流技术研究所等。

配有电液伺服加载装置、随机信号及振动分析等测试仪器、发动机故障仪、信号分析仪、PT泵等仪器。

本学科及中国建筑科学研究院建筑机械化分院、东北大学机械工程及自动化学院、辽宁省安全科学研究院、辽宁省建筑机械检测中心、辽宁省机械研究院、、沈阳建筑机械厂建立了长期合作关系，为培养研究生提供良好的科研条件。

机械电子工程学科

1.学科简介

本学科是将机械学、电子学、信息技术、计算机技术、控制技术等有机融合而形成的一门综合性学科。

有较强的制造信息化技术、计算机集成制造系统、特种加工方法技术、智能制造技术研究基础。

以机电系统控制及自动化和机器人智能控制技术为主要研究对象，在建筑机械主功能、动力功能、信息处理功能、控制功能和机器人智能控制技术上，引入电子技术和计算机技术，实现机电一体化，使产品制造走向智能化、信息化。

促进机械及电子技术的有机结合，实现系统或产品制造整体最优化。

为国家培养高层次的机电复合型人才。

该学科具有稳定扎实、实力雄厚的教学、科研师资队伍，科研方向稳定。

该学科导师在理论和实践方面均取得了丰硕的成果，出版专著6部，在国内外发表学术论文260余篇。

获得多项科研成果及奖励。

及美国、日本、英国、新西兰等国高等院校、研究所的保持密切学术联系。

现在正在承担的科研项目21项，其中国家及国务院各部门项目4项，国家自然基金资助项目3项，辽宁省自然基金资助项目2项，省部级资助项目12项。

2.研究方向简介

1）数控机床关键部件系统及控制

数控机床是国民经济的重要基础装备，主轴系统作为机床最关键的核心部件，是决定机床高速化和高精度的关键部分，始终是机床技术发展的基础。

目前世界上生产金属切削加工设备的多数机床制造商，基本上都采用电主轴产品。

电主轴是高度机电一体化的功能部件，具有结构紧凑、重量轻、惯性小、动态特性好等优点，可实现机床主轴系统“零传动”，已在机械、电子、航空航天、冶金和化工等领域内显示旺盛的生命力。

本研究方向课题组成员在高速主轴系统方面做过较深入研究工作并取得了显著的成果，主要研究成果“陶瓷轴承为支承的大功率数控机床主轴关键技术及数控机床高性能全陶瓷电主轴单元系统研究”，在辽宁装备制造业发展方面具有不可替代的重要作用。

我国在电主轴系统的研究方面起步较晚，差距较大。

国产中、高档数控机床满足不了国内的需要，更无力在国际市场上竞争，又难买到的高速高精度数控机床。

因此，数控机床零部件的关键制造技术研究必须走自主创新的道路。

陶瓷轴承电主轴系统的出现，使数控机床的产品档次明显提高。

如何在此基础上进一步提高机床主轴系统的精度、转速和功率，赶超世界先进水平，是发展我国机床工业的当务之急。

本方向的研究工作，将为研制高速高效数控机床和自动化生产系统提供核心的关键部件，为提高我国数控机床的整体制造水平奠定重要基础。

本研究方向以电主轴单元的设计制造技术为主要内容，重点研究高速数控机床电主轴单元的设计方法、驱动控制技术、制造工艺及使用性能。

先后完成了和承担项目10余项。

发表相关论文157篇，被三大检索收录31篇，出版专著1部。

研究成果“高速数控机床大功率电主轴单元技术”获得2005年辽宁省政府科技进步二等奖，在国内同行业具有重要地位。

2）机器人及智能控制

机器人及建筑设备控制是当今国内外学术界研究的热点问题之一，智能控制技术是解决这一问题的有效途径。

本研究方向主要对机器人顺应作业力学习控制机制、神经网络控制、模糊自适应控制、移动机器人导航控制、电梯群控系统控制、建筑设备智能控制等问题进行系统研究，其特点是研究智能控制的最新方法，并将技术成果应用于机器人系统、电梯群控系统、建筑设备控制系统，解决机器人应用中的关键性技术难题，以及电梯群控系统、建筑设备控制系统的优化控制等问题。

本方向的研究对于建筑设备控制和机器人技术的发展，对于建筑智能化技术进步具有重要的意义。

不仅可以促进智能控制理论的发展，而且将智能控制理论有效地应用在机器人控制、电梯系统控制、建筑设备控制中，提高了机器人系统的智能控制水平，拓宽机器人的应用领域；电梯控制系统和建筑设备控制系统引入了智能控制技术、群控技术，提高了系统的可靠性、运行稳定性和运行效率，节约能源、提高自动化水平，对东北老工业基地振兴和先进装备制造基地建设具有十分重要的意义。

本研究方向及英国、美国、香港等国家和地区的著名大学及科研机构始终保持着密切的科研合作关系，紧密跟踪国内外最新的研究进展。

近年来，在国家自然基金、中英合作项目，以及省部基金资助下，本方向研究成员对电梯群控系统的优化控制、建筑设备控制、机器人顺应作业环境建模、力学习控制、模糊学习控制、移动机器人导航等问题进行了深入的研究，取得重要理论及应用研究成果。

在国内外重要学术期刊发表相关学术论文132篇，被三大检索收录20篇，出版专著3部，完成了国家级项目1项，省部级项目7项，获奖3项，目前主要承担省部级科研项目有5项。

3）机电系统控制及自动化

本研究方向主要是在建筑机械制造及控制方面进行全面系统创造性的研究，即在建筑机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引入微电子技术和计算机技术，实现机电一体化，使产品走向智能化、电脑化，使机械、电子有机结合，实现系统或产品整体最优化。

提高建筑机械化及施工水平，推动建筑施工领域的技术进步，提高施工机械的智能水平。

它的理论研究成果及应用技术研究可以用于指导相关领域的发展，而技术研究的成果可以直接用于完善或提高建筑施工技术，实现建筑机械机电一体化，提高设备的智能水平，促使建筑机械产品日益向精密化、高效化、自动化及高技术集成化方向发展。

对于开发高性能的建筑机械产品，均具有十分重要的理论及应用意义。

该研究方向的学术带头人及学术骨干，曾多次作为国家公派高级访问学者分别在日本、美国等大专院校及科研院所开展该领域的合作研究工作。

在国内外讲学多次。

及该领域在国际上负有盛名的学者共同发表研究文章多篇，并一直保持密切的学术联系。

研究能力居国际先进水平。

其主要研究内容有：

（1）运动控制系统设计及集成技术；

（2）现代测控系统中信息采集及集成技术；

（3）石材加工CAD/CAM集成系统设计、接口技术研究；

3.教学、科研设施：

本学科现有实验室面积总共1790平方米。

其中包括机电一体化实验室、机械电子工程实验室、机械制造实验室等。

目前拥有的具有国际先进水平的设备包括：

数控加工中心、数控车床、高速精密磨床等填补空白的实验设备多套，配有自行研制的PLC控制的多信号数据采集系统、信号分析仪、随机信号及振动分析等测试仪器。

本学科及东北大学机械工程及自动化学院、沈阳机床集团、辽宁省机械研究院、建设部建筑机械综合研究所、沈阳建筑机械厂建立了长期合作关系和稳定的协作关系，相互提供实验研究条件。

为培养研究生提供良好的科研条件。

车辆工程学科

1.学科简介

车辆工程学科是机械工程一级学科下的二级学科，2007年获得硕士学位授予权。

本学科主要涉及车辆、动力、控制、信息、能源等学科领域，具有多学科交叉的特点。

本学科主要从事汽车理论及设计方法、故障诊断及新能源技术等研究，培养从事车辆设计理论及开发、生产制造、质量检测及控制的高级工程技术人才。

车辆工程学科依托机械电子工程重点实验室，设有底盘牵引、发动机、燃料电池等实验室，为车辆工程学科研究提供了基础条件。

本学科致力于研究建筑工程车辆综合动力学分析、仿真和智能优化算法、燃料电池设计及在交通运输工具上的应用，将机器人智能控制引入建筑工程车辆，基于模糊推理和人工神经网络辨识的智能化技术对建筑工程车辆的作业状态进行系统研究。

车辆工程学科具有稳定扎实、结构合理的教学、科研队伍。

该学科导师在理论和实践方面均取得了较多的成果，在国内外发表学术论文二百余篇，获得国家专利6项，目前承担着十多项国家、部省级科研课题，5项科研成果获辽宁省政府、沈阳市政府科技进步二、三等奖。

及德国、美国、日本等国家大学开展合作研究工作。

2．研究方向简介

1）电动汽车动力系统

本研究方向主要针对车辆的新型设计、新能源动力系统和智能控制及操作系统。

新型能源动力系统主要解决国际石油日益枯竭、价格攀升和严重的环境污染问题。

燃料电池及蓄电池混合动力车辆是解决这些问题的重要方法之一。

这种混合动力系统是将高效（到达驱动后综合效率为34%，比内燃机的效率高12%）和清洁的特性结合在一起。

质子交换膜燃料电池本身的效率为60%左右，对环境没有污染。

在车辆启动、加速和加载时，燃料电池和蓄电池同时工作，而在匀速和下坡行驶中，燃料电池向蓄电池充电。

主要通过研究内部传热传质、结构优化和智能控制来提高质子交换膜燃料电池效率、降低成本和简化操作。

车辆的新型设计主要从空气动力学特性、人车工程特性和路行特点来设计新的车辆的外形和结构，提高车辆行驶的安全性、舒适性和对路面的适应性。

智能控制和操作系统主要研究车辆的智能控制和操作简化技术，尤其是在紧急状态下的智能控制，目的是提供车辆在运行中的安全度。

车辆操作的简化也主要体现在操作安全和简易性，推动车辆使用的大众化。

本研究方向的学术带头人一直及美国迈阿密大学、西安交通大学、上海交通大学、北京科技大学、东北大学等科研院所开展技术交流及合作研究。

多年来在本研究方向上已形成一支稳定的学术梯队。

课题组成员多年来从事车辆工程研究，尤其是新能源车辆动力系统的研究，取得了一系列的研究成果，主持或参及项目10余项。

在燃料电池陶瓷极板加工研究方面取得了国家科技进步二等奖和辽宁省科技进步一等奖。

在国内外重要期刊上发表论文126篇，其中SCI、EI收录28篇。

2）工程车辆机电液一体化技术

本研究方向是以计算机仿真技术、信息技术、优化技术以、测试技术为手段，对工程车辆的机电液一体化系统工作特性进行研究。

主要内容包括：

工程车辆各个装置机电液系统动态特性的仿真研究；工程车辆机电液系统智能控制机理研究；工程车辆机电液一体化系统运行监测及故障诊断技术研究；工程车辆机电液一体化系统相关参数最优匹配研究。

其特色在于针对现代工程车辆为机电液高度融合的一体化特征，从系统角度出发，以系统工程的观点和方法，运用机械设计理论、现代控制理论、智能控制理论、液压技术、电子和信息技术对其进行综合研究，从而为工程车辆实现高效、节能、环保、人本的设计运行理念提供科学依据。

本研究方向及辽宁海诺集团多年合作研究，完成了“系列混凝土搅拌运输车研制”、“国产底盘专用车、特种车开发”等横向课题，及德国、英国进行学术交流并保持合作科研关系。

本研究方向有深厚的理论研究积累和较强的工程应用背景，已主持完成的科研项目10余项，合作项目3项，研究成果获辽宁省科技进步二等奖1项、发明专利2项。

近年来在重要期刊上发表科研论文89篇，其中包括英文国际期刊：

MechanismandMachineTheory，AdvanceinEngineeringSoftware，德文核心期刊：

derStahlbau。

SCI、EI检索收录9篇，由德国出版论述机械完备动力学设计理论的德文专著1部。

3）建筑工程车辆现代设计理论及应用

基于机构柔性多体动力学理论，从系统角度对建筑工程车辆结构、驱动和控制系统进行机电液一体化的状态空间建模，从而实现结构-驱动-控制闭合回路的完备动力学仿真、优化，并将成果应用于建筑工程车辆的设计及改装过程。

本研究方向致力于建筑工程车辆综合动力学分析、仿真和智能优化算法研究，以解决复杂机械系统整机性能优化设计中的关键技术难题。

3．教学、科研设施

本学科现有1480平方米结构实验室，包括底盘牵引实验室、工程机械实验室、液压伺服控制实验室、燃料电池实验室、信号分析及测试实验室、提升及物流技术研究所等。

配有电液伺服加载装置、随机信号及振动分析等测试仪器、发动机故障仪、信号分析仪、PT泵等仪器。

本学科及中国建筑科学研究院建筑机械化分院、鞍山海诺集团、辽宁省安全科学研究院、辽宁省城市车辆检测中心、辽宁省机械研究院、沈阳建筑机械厂建立了长期合作关系，为培养研究生提供良好的科研条件。