（1）研究基于结合面特性物理表征方法和结合部分层处理技术的装备整机虚拟样机设计及特性预测技术。

（2）研究装备整机动态行为、装备及部件动力学特性驱动的整机设计建模方法、基于动态性能监测的可靠性评估及预测技术。

（3）研究装备整机在力场、热场及电磁场等多场强作用非线性耦合的装备设计理论及性能分析方法。

（4）揭示制造过程中复杂物理因素对制造装备、工艺系统和工艺过程的作用机理以及对零件宏/微观性能的影响规律，为制造过程中复杂物理现象的定量预测、加工过程控制以及加工参数优化的集成提供理论依据。

（5）研究刀具材料、刀具结构设计与成形、刀具涂层，发展高性能刀具技术。研究针对难加工材料的变螺旋角设计、变齿距设计等改善刀具的抗振性能；研究高速干切削复合涂层技术及软涂层自润滑刀具技术。

（6）研究面向节约资源、节能及环保的绿色化设计理论和方法；研究易拆解、易回收、易修复的设计技术以及多寿命周期设计与决策和评估方法；开发现代装备制造过程的绿色环保加工工艺技术和方法。