先进制造技术前沿发展与未来趋势
先进制造技术的发展现状及未来趋势分析
先进制造技术的发展现状及未来趋势分析近年来，随着科技的不断进步，先进制造技术正逐渐改变着我们的生活方式和经济格局。
先进制造技术是指利用最新的科学技术和工程方法来设计、制造和生产产品的一种方法。
它以提高产品质量、降低成本、提高生产效率为目标，涉及多个领域，如机械制造、材料工程、电子技术等。
本文将从现状及未来趋势两个维度来探讨先进制造技术的发展。
先进制造技术在现阶段的发展已经取得了显著成果。
首先是增材制造技术的飞速发展。
增材制造技术，又称三维打印技术，是一种以层叠堆积的方式构建三维物体的技术。
通过将材料逐层叠加，增材制造技术可以高效地制造出复杂形状的产品，大大提高了设计自由度和制造效率。
例如，在航空航天领域，增材制造技术已经成功应用于制造发动机部件、航天器组件等重要部件。
其次是智能制造技术的快速发展。
智能制造技术是将物联网、大数据、人工智能等先进技术与传统制造工艺相结合，实现生产过程的自动化、智能化和数字化。
智能制造技术的兴起，为企业提供了更多的生产决策依据和灵活性。
通过实时监控和数据分析，企业可以精准掌握生产过程中的关键参数，及时调整生产策略，提高生产效率和质量。
例如，工业机器人的智能化和协作化可以实现更加高效和灵活的生产线。
另外，柔性制造技术也是近年来备受关注的领域。
柔性制造技术是指能够迅速适应不同产品和生产需求的制造系统。
传统的制造系统往往需要大量的人工干预和设备调整才能实现产品线的转换，而柔性制造技术可以通过智能化的控制系统和可调节的生产设备，实现产品线的快速切换和生产工艺的灵活调整。
这种技术的应用能够显著缩短产品的上市时间，快速响应市场需求。
未来，先进制造技术将进一步深化和发展。
首先，随着人工智能和机器学习的不断进步，智能制造技术将得到更广泛的应用。
工厂将更加智能化，从而能够实现自动的计划、调度和优化，进一步提高生产效率和质量。
其次，生物制造技术有望成为未来的热点领域。
生物制造技术是利用生物学原理和工程方法来制造产品的一种技术。
先进制造业技术的发展与趋势
先进制造业技术的发展与趋势随着信息技术的不断发展，先进制造业技术也在快速地发展与创新，成为推动经济发展的新动力。
先进制造业技术在文化、科学和技术等多个领域都占据着重要地位，同时也对于全球经济和社会的发展起着至关重要的作用。
先进制造业技术发展的趋势和变化，对于制造业的未来发展和进步也具有深远的影响。
一、先进制造业技术的发展先进制造业技术的发展源于机器工业，随着制造业的不断发展和变革，现代制造业技术得以快速成长。
现代制造业技术从首先拓展至材料制造，随后扩展至机械制造、精密制造、电子制造、信息技术等领域。
制造业技术的发展经历了几个重要的阶段。
第一阶段：粗放制造时期。
大量人工投入，生产成本高，生产效率低，制造业内高竞争力。
第二阶段：智能制造时期。
利用电子、信息技术等创新技术实现制造业智能化和自动化，推动纵横走的过程中制造现代化。
智能制造提高了制造的生产效率和产品的质量，有助于降低生产成本和提高竞争力，在全球的制造行业中处于领先地位。
第三阶段：数字制造时期，同时也是未来发展的方向。
数字制造是指以数字化的手段设计、制造、质量检测，运输和服务，从生产的全过程实现数据化、数字化和智能化。
二、先进制造业技术的发展趋势1. 智能制造随着数字化和信息化技术的飞速发展，智能制造已成为改变传统制造业的重要趋势。
智能制造将制造系统中的各类生产设备、仪表设备、操作工种之间、企业之间和产业链条之间高度集成以实现自动化。
生产流程标准化、过程通过数据化的方式进行反馈，从而提高生产效率、质量和降低成本。
2. 现代制造业中的材料技术现代制造业中的材料技术是制造业中最重要的环节之一。
材料技术的科学和技术的发展将推动各类制造业的发展。
与传统材料相比，新型材料具有更高的强度和耐用性、更好的抗氧化性和腐蚀性、更高的环保性等优点。
创新的材料技术也将推动智能装备的发展。
3. 生产线智能化生产线智能化是科技进步的客观要求之一，通过自动化的生产流程让生产更高效、更快捷且更准确。
制造业技术创新的新趋势与前景
制造业技术创新的新趋势与前景随着科技的不断进步和全球产业结构的调整，制造业技术创新已经成为推动经济发展和提高竞争力的重要手段。
本文将探讨制造业技术创新的新趋势与前景，并讨论其带来的机遇和挑战。
一、智能制造的崛起随着人工智能、云计算、大数据和物联网等技术的快速发展，智能制造正在成为制造业技术创新的新趋势。
智能制造通过将传感器、计算机、网络和人工智能相互连接，实现设备之间的无缝协作和数据的实时分析，从而实现生产过程的自动化和智能化。
智能制造可以提高生产效率、降低成本、改善产品质量，并为制造企业创造更多商业价值。
二、虚拟现实与增强现实的应用虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术在制造业中的应用也是当前的新趋势。
通过虚拟现实技术，制造企业可以实现虚拟仿真和虚拟实验，帮助设计师和工程师更好地进行产品设计和工艺优化。
而增强现实技术可以将虚拟信息叠加在真实世界中，使操作人员能够实时获取产品信息和操作指导，提高生产效率和减少错误。
三、可持续发展和绿色制造近年来，可持续发展的概念在全球范围内得到了广泛的认可和推广。
制造业技术创新也在朝着可持续和绿色的方向发展。
一方面，制造业需要寻找替代传统能源的新能源和材料，以降低碳排放和环境污染。
另一方面，制造业需要通过技术创新来提高资源利用效率，推动循环经济和废弃物再利用。
可持续发展和绿色制造将为制造业带来新的商机和市场竞争力。
四、跨界合作的重要性制造业技术创新的新趋势还包括跨界合作。
制造业不再是一个独立的领域，而是与其他行业密切相关。
例如，在汽车制造领域，智能驾驶技术、互联网和电子商务等技术的应用已经成为汽车制造业的新方向。
制造企业需要与科技企业、研发机构和设计团队等进行合作，共同研发和应用新技术，以满足市场需求和提高竞争力。
制造业技术创新的新趋势为制造企业带来了巨大的机遇，同时也面临着一些挑战。
首先，制造企业需要不断加强技术研发和创新投入，提高研发能力和创新能力。
其次，制造企业还需要培养和吸引高素质的人才，以适应新时代的技术需求。
先进制造技术的发展趋势及应用
先进制造技术的发展趋势及应用随着科技的不断发展和进步，先进制造技术的应用越来越广泛。
在制造业成为国家经济核心的今天，先进制造技术不仅成为制造业的必需品，而且也成为制造业转型升级的必需品。
先进制造技术的发展趋势1. 智能制造技术的发展随着物联网、云计算、人工智能等技术的不断发展，智能制造技术已经成为制造业转型升级的重要手段。
智能制造技术通过实现设备之间的自动化协作、生产过程的数据分析与处理等方式，实现了数字化、网络化和智能化的目标。
2. 大数据和云计算技术的应用大数据和云计算技术的应用将为制造业提供更强大的支持。
大数据的使用可以帮助企业分析市场需求、产品质量和生产情况等方面的数据，了解客户的需求并制定出更加合理的生产计划。
同时，云计算技术的使用可以帮助企业减少IT成本，提高IT资源的利用率。
3. 3D打印技术的普及3D打印技术的发展将使制造业更加灵活和快速。
3D打印技术通过建立三维模型并逐层制造，实现了快速制造的目标。
同时，3D打印技术的使用也可以帮助企业减少原材料的浪费和生产成本，提高生产效率和产品质量。
先进制造技术的应用1. 智能制造技术在制造业中的应用智能制造技术的应用可以帮助企业实现生产过程的自动化和智能化，从而提高生产效率和产品质量。
企业可以通过在生产过程中使用传感器、物联网和人工智能等技术，实现对生产过程的实时监控和优化。
同时，智能制造技术的应用也可以帮助企业提高生产计划的精度和适应性，更好地满足客户需求。
2. 3D打印技术在制造业中的应用3D打印技术的应用可以帮助企业快速制造产品，并减少原材料的浪费和生产成本。
企业可以通过使用3D打印技术，进行快速的产品设计和生产，从而提高生产效率和产品质量。
同时，3D打印技术的应用也可以帮助企业实现生产过程的灵活化和快速响应市场需求。
3. 大数据和云计算技术在制造业中的应用大数据和云计算技术的应用可以帮助企业了解市场的需求和产品的质量，从而制定更加合理的生产计划。
先进制造技术发展现状及趋势分析
先进制造技术发展现状及趋势分析在当今日益竞争激烈的全球化经济环境下，制造业的发展对于国家经济的繁荣至关重要。
为了保持竞争力和提高效率，企业不断探索采用先进的制造技术。
本文将对当前先进制造技术的发展现状进行分析，并探讨其未来的发展趋势。
一、先进制造技术的发展现状1. 3D打印技术3D打印技术作为一种快速制造工艺被广泛应用于制造业。
它能够将数字模型直接转化为实际产品，大大缩短了传统制造流程。
3D打印技术不仅可以加速产品开发周期，还可以降低制造成本。
目前，3D打印技术已经应用于汽车、航空航天、医疗器械等多个领域，并且不断取得突破性的进展。
2. 人工智能技术人工智能技术在制造业中的应用越来越广泛。
通过人工智能技术，制造企业可以实现自动化生产、智能物流和智能供应链管理。
例如，机器人可以代替人工完成繁重、危险的工作，提高生产效率和产品质量。
此外，智能物联网技术也为制造业带来了新的机遇和挑战。
3. 物联网技术物联网技术通过将传感器和设备连接到互联网上，实现了设备之间的无缝通信和数据共享。
在制造业中，物联网技术被用于实现智能工厂和智能供应链管理。
通过自动化和数据分析，企业可以更好地控制和管理生产过程，提高生产效率和产品质量。
二、先进制造技术的发展趋势1. 智能制造的推广随着人工智能和物联网技术的不断发展，智能制造将成为制造业的重要趋势。
智能制造是利用现代信息技术实现制造过程全面自动化和智能化的理念。
通过智能制造，企业可以更加灵活地响应市场需求，降低生产成本，提高产品质量。
2. 高效制造的追求制造业对于效率的追求是不断推动技术发展的动力之一。
未来，制造企业将进一步发展高效制造技术，包括快速原型制造、自动化生产线和智能物流系统等。
这些技术的应用将提高企业的生产效率，降低资源浪费。
3. 绿色制造的重视环境保护和可持续发展已经成为全球关注的重要议题。
在制造业中，绿色制造成为一种重要的发展趋势。
企业将更加注重减少环境污染、降低能源消耗和优化资源利用。
国内外先进制造技术的新发展现状和趋势
国内外先进制造技术的新发展现状和趋势目前，先进制造技术正受到越来越多的关注，它不仅可以提高制造业的生产效率和质量，而且在其中一种程度上改变了传统制造业的模式。
国内外先进制造技术的新发展现状和趋势如下：
首先，自动化技术在先进制造中起着重要作用。
今天，自动化已经不再是高端制造业的封闭领域，而是逐渐演变成一种低成本、高效率的生产方式，通过自动化技术来实现工作流程的自动化，提高制造效率，减少成本。
其次，信息技术的发展也改变了先进制造的技术特征，信息技术在先进制造中发挥着重要作用，让先进制造更加智能，更加高效。
例如，云计算、物联网、大数据等信息技术，可以使各种信息的采集、处理和传输效率得到提高，加速制造业的自动化发展进程。
再次，智能制造技术的发展也影响着先进制造的技术特征，智能制造技术集成了自动化、信息化、模块化等技术，可以实现制造工艺的智能化优化，实现实时控制，提高制造精度、效率和质量，节省能耗。
此外，虚拟仿真技术、3D打印技术也在先进制造中得到了广泛的应用，更好地满足制造业的需求。
先进制造技术及其发展趋势
先进制造技术及其发展趋势
一、先进制造技术
先进制造技术（AMT）是一种采用最前沿的技术，以改善制造和构建
产品和系统的过程。
它旨在提高制造质量，提高效率，减少成本，以及改
善产品性能。
先进制造技术的核心目标是减少任何制造过程中的等待时间，浪费和错误。
先进制造技术的目标是以有效和可行的方式实现快速，准确，可预测
的制造结果。
它将工厂中的先进自动化和机器人技术与高级的计算机技术
相结合，以进一步提高制造效率，改善制造质量和降低成本。
先进制造技
术包括虚拟仿真，计算机数值控制（CNC），3D打印，智能制造，制造执
行系统（MES），可编程序控制（PLC），计算机辅助设计（CAD），计算
机辅助制造（CAM），机器人和自动化装置，测量和检测技术，以及供应
链管理和制造流程管理。
二、发展趋势
随着智能制造技术的不断发展，先进制造技术也在不断发展。
未来几年，将看到先进制造技术的进一步发展，其中包括以下几点：（1）智能制造技术发展：由于人工智能，大数据和机器学习等新兴
技术的快速发展，智能制造将成为先进制造技术的一个重要基础。
（2）3D打印技术：目前。
国内外先进制造技术的新发展现状和趋势解读
国内外先进制造技术的新发展现状和趋势解读在当前全球经济快速发展、工业化进程加快的背景下，先进制造技术的新发展与趋势备受关注。
以中国为例，近年来，中国制造业紧跟国际先进制造技术的发展趋势，加大技术研发投入，不断推动制造业转型升级。
国内外先进制造技术的新发展现状和趋势主要体现在以下几方面。
首先，数字化制造与智能制造的融合是未来发展的趋势。
数字化制造是指利用信息技术手段对制造过程进行数字化建模、仿真分析和控制，并实现多样化、个性化生产。
智能制造则是指将智能感知、智能控制与制造过程相结合，实现智能化控制和协同化生产。
这两个概念的结合，将进一步提升制造业的效率和质量，并实现制造过程的灵活性和可定制化。
目前，国内外已有许多先进制造企业开始实施数字化制造和智能制造转型，如德国的“工业4.0”、美国的“制造业再兴计划”等。
其次，先进制造技术的绿色化和可持续发展将成为发展的新方向。
随着全球气候变化问题的愈发严重，各国开始重视生态环境保护和资源的可持续利用。
在制造过程中，绿色技术的应用将成为一种必然趋势。
绿色技术包括清洁能源利用、节能减排、废物再利用等。
同时，国内外先进制造技术也在积极探索绿色制造，如水基涂料替代有机溶剂、生物可降解材料的研发等。
绿色制造不仅可以减少对环境的污染，还可以提高资源利用效率，进而降低生产成本。
第三，自动化和机器人技术的广泛应用是发展的重要方向。
自动化技术具有提高生产效率、降低生产成本、改善工作环境等优势，被视为现代制造业的核心技术之一、目前，全球范围内自动化技术的发展日趋成熟，包括传感器技术、控制系统技术、机器视觉技术等。
同时，机器人技术也得到了广泛应用，如工业机器人、服务机器人等。
机器人的智能化、柔性化成为发展的新趋势，能够应对不同场景、不同任务的需要。
此外，新材料和新工艺技术在先进制造中扮演着重要角色。
新材料的发展将有助于实现制造产品的轻量化、高强度和高性能化。
比如碳纤维材料在航空航天、汽车等领域的应用，能够使产品同时具备轻量性和高强度。
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《先进加工制造技术》论文学院：核技术与自动化工程专业：机械工程及自动化姓名：***学号：************目录1．当前制造科学要解决的问题2．现代制造工程的前沿科学2.1 制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学2.2 微机械及其制造技术研究2.3 材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础2.4 机械仿生制造3．现代制造业的先进生产模式4．先进制造技术的发展趋势5．我国存在的差距与可实施策略现代制造技术前沿发展与未来趋势摘要：本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景，最后提出我国制造技术要跨入世界先进行列可行的实施策略。
随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。
改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，对先进制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，实现我国机械制造业跨入世界先进行列之梦想。
关键词：制造科学；先进制造技术；机械制造；发展趋势制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。
在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。
专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。
其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。
随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。
1 当前制造科学要解决的问题当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面：（1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。
制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。
制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。
生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。
（2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。
例如在计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-Real Space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面，存在C-空间(配置空间Configuration Space)的几何计算和几何推理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw Space)进行几何推理[1]。
制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。
（3）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。
提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。
由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。
在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。
（4）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。
一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。
制造智能还表现在：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。
这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。
这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系。
2 现代制造工程的前沿科学不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集，经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望，从而形成前沿科学。
前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。
前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。
工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。
超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域，国内外已经做了大量的研究工作，但创新的关键是机械科学问题还不明朗。
大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究，但仍有许多关键科学技术问题有待解决。
信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学，由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。
因此，与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。
2．1 制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学机电产品是信息在原材料上的物化。
许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。
因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。
信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。
人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质，另一方面对制造技术本身加以改造，以使得其适应新的信息化制造环境。
随着对制造过程和制造系统认识的加深，研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达，以进一步达到实现控制和优化的目的。
与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息，这一领域有如下主要研究方向和内容：(1) 制造信息的获取、处理、存储、传递和应用，大量制造信息向知识和决策转化。
(2) 非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。
这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物，构成了制造科学中的新分支--制造信息学。
2．2 微机械及其制造技术研究微型电子机械系统(MEMS)，是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。
MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。
MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化，成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度，大幅度地节能、节材。
它不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。
例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞；制造出3mm大小能够开动的小汽车；可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。
MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业，具有许多传统传感器无法比拟的优点，因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景[2]。
微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。
早在1959年就有科学家提出微型机械的设想，1962年第一个硅微型压力传感器问世。
1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。
微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样，在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。
近10年来，微机械的发展令人瞩目。
其特点如下：相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功，体现了其现实的和潜在的应用价值；多种微型制造技术的发展，特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术；微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍，微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域，涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。
目前对微观条件下的机械系统的运动规律，微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识，还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法，因此只能凭经验和试探的方法进行研究。
微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。
微系统的研究正处于突破的前夜，是亟待深入研究的领域。
2．3 材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础材料是人类进步的里程碑，是制造业和高技术发展的基础。
每一种重要新材料的成功制备和应用，都会推进物质文明，促进国家经济实力和军事实力的增强。
21世纪中，世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变，要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性；要求材料和零件的设计实现定量化、数字化；要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。
材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备／制造及二者一体化、集成化制造的关键。
一方面，通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节，获得最佳的工艺方案，实现材料与零件的高效优质制备／制造；另一方面，根据不同材料性能的要求，如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等，研究材料和零件的设计形式。
进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等，研究多种材料组分的复合成形工艺技术。
形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法，如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理，突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制，加工过程不需要工具或模具，能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2．4 机械仿生制造21世纪将是生命科学的世纪，机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构)，开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业，并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。