面向数控装备关键材料、器件、部件与整机可靠性与服役性能测试方面的国家重大需求和国际前沿热点，特别是东北老工业基地在装备制造领域的区域经济社会发展需要，数控装备可靠性教育部重点实验室将以机械工程学科为主干学科，交叉覆盖力学、控制工程、通信工程、工业工程和材料等学科专业，着力建设数控装备可靠性广义设计技术、数控装备及其关键部件的可靠性试验技术与装备、关键材料服役性能测试技术与装备、数控装备可靠性制造保障技术四个特色研究方向，形成以数控装备可靠性为主线的“关键材料性能测试、器件/部件性能测评、整机可靠性测评、数控装备可靠性设计、关键材料/部件性能保障提升”完整的理论与技术体系。各方向及主要研究内容分述如下：

1、研究方向一：数控装备可靠性广义设计技术

本方向主要研究内容包括：

（1）数控装备可靠性广义设计理论与技术

主要包括数控装备可靠性建模与分析技术，数控装备可靠性分配设计、可靠性预计理论及可靠性核检技术。在已有的可靠性广义设计的基础上，继续修改和完善可靠性设计理论与技术，开发具有数控装备产品特色的可靠性广义设计理论与技术，并在数控装备产品设计阶段就通过可靠性设计开始实施可靠性增长技术。

（2）数控装备故障机理分析

   通过典型数控装备及其关键部件现场运行试验，分类、持续、完整地收集和积累数控装备及其部件的载荷数据、故障数据和维修数据；在此基础上，建立各类型数控装备及其关键部件的可靠性动态数据库，开展故障机理分析，为各类数控装备的可靠性评价、可靠性设计和可靠性增长提供数据支持，为相关部门的决策和规划提供重要的参考依据。

（3）数控装备运行可靠性理论与技术

   通过上述技术的开发，构建一套包括管理机构和人员设置、技术保障和规范的落实、岗位责任和责任追究机制、故障信息反馈和数据积累、试验能力和条件建设等方面的在企业适用的数控装备可靠性管理体系和可靠性技术体系，指导和协助企业制定并实施从设计理念、设计制造、外购外协、安装调试和早期试验一直到用户指导和维修服务的产品全寿命周期的可靠性保障制度。

2、研究方向二：数控装备及其关键部件的可靠性试验技术与装备

本方向主要研究内容包括：

（1）关键功能部件可靠性加速试验理论与技术

   依据关键功能部件的结构特点和服役工况，开发现有可靠性试验装备的功能扩展技术，开发具有可靠性、定位精度、重复定位精度、噪声、轴径向跳动等测试功能的综合性能试验装备，提高试验系统的耐久性，使其具备可靠性加速试验的能力；研发具有模拟真实工况能力的光栅尺、光栅编码器等光电数控部件的可靠性试验系统；形成完善的关键部件可靠性试验能力，通过现场试验和实验室加速试验，建立关键部件故障数据库，为数控装备可靠性保障提供基础数据。

（2）数控装备网络协同环境下的可靠性保障理论与技术

   开发网络协同环境下的数控装备可靠性数据、工况载荷数据和基于状态参量的性能退化数据的采集、存储与分析理论与技术，实现数控装备的远程健康评估、故障预警、故障诊断和预防性维护。研究数控装备的维修性建模与维修决策理论与技术，形成备件供应及管理规程，制定完善、规范的数控装备随机软资料条目体系，保障产品的运行可用性和人因可靠性。

3、研究方向三：数控装备关键材料服役性能测试技术与装备

本方向主要研究内容包括：

（1）复杂静动态机械载荷作用下关键材料力学性能测试技术与装备

   研究拉伸-弯曲-扭转-交变载荷等静动态载荷复合加载、力热耦合加载和多参量协同控制与并行检测技术，材料力学行为和变形损伤原位监测技术，数据分析处理等理论与关键技术；研发复杂静动态机械载荷作用下材料力学性能原位测试仪器，开发配套分析处理软件，实现对拉伸-弯曲-扭转静态载荷、交变载荷与高温交互耦合作用下材料力学行为与服役性能的精准原位测量，建立关键材料服役性能数据库；开发工程化技术，推进产业化实施。

（2）力热电磁多物理场耦合下材料服役性能测试技术与装备

   研究力热电磁多物理场耦合加载、多物理场耦合参量协同控制与并行检测、材料力学行为与组织结构演化原位测试、多物理场耦合加载与解耦、仪器质量控制与可靠性保障等基础理论与关键技术，开发多载荷加载模块、多物理场加载模块、原位测试模块等关键部件，通过系统集成和工程化开发，研制力电热磁多物理场耦合下材料服役性能测试仪器，为高端装备核心功能器件与功能材料服役性能测试提供新技术，形成自主知识产权专利池，实现推广应用。

（3）超常规工况下材料服役性能测试技术与装备

   面向复杂机电装备关键材料服役性能测试的重大需求和国际前沿，重点研究超高温、极低温、强磁场、强电场和大电流发生技术与装备，高温、低温、强磁、强电与复杂静动态机械载荷耦合作用的超常工况下材料服役性能测试理论与技术，多重极端环境下材料/器件服役性能测试技术与装备，研究仪器系统集成调试与精度校准技术，开展工程化开发和产业化实施，为我国高端装备制造、航空航天和国防军工领域关键材料服役性能测试保障提供重要支撑。

4、研究方向四：高端装备轻量化、安全性、可靠性设计与制造

本方向主要研究内容包括：

（1）复杂结构动态设计与轻量化

   针对汽车、工程机械、航天器等领域，主要致力于静动强度分析、模态分析、冲击响应分析、随机振动分析、稳定性分析、优化设计分析（轻量化）、热分析、热致振动分析、流固耦合分析等方面的研究。

（2）高端工程机械数字化设计与智能化控制

   致力于高端工程机械智能化作业及故障诊断和数字化维护理论研究及核心技术开发。研究内容主要包括工程装备数字化设计、工程装备智能诊断与可靠性、新能源工程机械、流体传动与电液控制、液力机械传动理论与智能化控制、实体安防技术与装备、无人平台与无人驾驶、车辆被动安全等。

（3）制造过程质量控制

   主要研究产品制造过程的复杂性分析评价与递减策略，数据挖掘/机器学习，数据驱动的维修决策，工效学/Ergonomics，信息加工理论，制造过程质量控制方法，装配可靠性分析。应用领域主要涉及工厂的运营与维保、制造过程产品质量的管控等。

（4）智能精密制造

   针对车辆、航空航天、精密仪器设备等领域，致力于难加工材料去除、宏微复杂几何特征创成、机器人协同加工等方面的研究。研究内容主要包括：材料去除与形状创成新原理、新方法，材料去除与形状创成加工质量控制以及工艺系统精度保持性，机器人协同加工质量控制等。