当前人形机器人技术正在加速演进，已成为全球科技创新与产业升级的新高地。在“人本智造”理念下，人形机器人作为具身智能的重要代表，具有广阔的发展前景。针对人形机器人技术多学科交叉、体系复杂与高度集成的特点，结合该领域的最新研究成果与发展动态，综述人形机器人的技术现状及发展趋势。首先，介绍人形机器人的定义与发展历程，从技术水平、产业格局、政策支持等方面描述国内外现状，对比总结典型技术发展特征与产品特色。重点剖析了核心零部件、环境感知与场景理解、步态控制与灵巧操作、具身智能与大模型、人机共融与交互、操作系统与工具链等关键核心技术，讨论其实现途径与当前研究进展。进而，介绍人形机器人在特殊服役环境、智能制造、家庭及社会服务等领域的典型应用，并探讨其在新兴应用领域的拓展潜力。进一步，围绕技术瓶颈和应用难题，分析当前人形机器人发展面临的主要挑战。最后，针对以人形机器人为代表的具身智能在多模态垂直大模型、高算力仿真训练平台以及安全与伦理等方面的发展趋势进行了展望。希望在总结把握人形机器人前沿技术发展动态的同时，为相关研究人士提供参考与启发，助力推动我国人形机器人技术进步与产业化发展。

受电弓滑板与接触网线滑动接触是列车在运行过程中获取电能的主要手段，其受流质量和可靠性直接关系到列车运行成本和安全。对近年来国内外围绕受电弓滑板摩擦磨损性能开展的相关研究和成果进行总结，阐述受电弓滑板的主要磨耗机理；分析相对滑动速度、接触压力、载流条件、弓网结构参数、运行环境等关键因素对磨耗的影响；列举受电弓滑板材料的演化历程，重点介绍目前广泛应用的各类铜基增强材料及其摩擦磨损性能。分析结果表明，在轨道交通高速、重载的发展趋势下，受电弓滑板磨耗成为不可忽视的重要内容，目前已经形成一定的试验研究和材料开发应用体系，但仍然面临一些问题，需要国内外学者开展进一步研究，如受电弓滑板磨耗综合评估方法、极端环境工况下受电弓滑板的磨耗行为、主动控制技术及耐磨材料的应用。

减阻表面在航空、航天、航海等众多领域因发挥着减少能耗的重要作用而受到越来越多的关注，如何实现高效减阻具有重要意义。自然界中的动植物经过上亿年的自然选择形成了许多具有低阻特性的表皮结构，模仿鲨鱼等低阻生物制备的仿生微纳结构表面为高效减阻提供了新思路。本综述系统总结了仿生微纳结构减阻表面的研究进展，梳理了鲨鱼和其他鱼类启发的减阻表面的形貌特征及减阻机制，阐述了高能束流加工技术、表面刻蚀加工技术、超精密机械加工技术、3D打印技术、生物复制成形技术等减阻表面的制造技术，并简述了现有仿生减阻表面在航天、体育赛事、管道输送等方面的实际应用情况。最后，基于研究进展、制造技术和实际应用的分析，总结了仿生微纳结构减阻表面的突出优势，并凝练了仿生微纳结构减阻表面制造技术所面临的现状和挑战。

磨料水射流作为一种“冷柔”加工技术得到越来越广泛的应用，尤其在热敏及新型材料加工领域有很好的应用前景，是解决难加工材料零件制造难题最有效的技术之一。自磨料水射流加工技术问世以来，全球学者开展了大量的研究工作，对高压和超高压磨料水射流技术背后的科学问题取得了较好的理解，也使得磨料水射流加工成为比较成熟的先进制造技术。为了促进以后的研究和研发工作，分析、讨论和总结了磨料水射流加工领域前期的研究工作，涵盖高压水射流和磨料水射流的形成原理以及流场和冲击特性、射流冲击区的流体力学特性和能量传递规律、冲蚀导致的材料微观去除机理和宏观切口形成机理，以及新技术和新工艺，从理论、技术和工艺层面为后期研究提供支持。最后，对磨料水射流技术未来的发展以及研究方向提出作者的见解。

疲劳是循环载荷作用下机械结构最常见的失效模式之一。受源自材料、载荷、尺寸等方面的多源不确定性因素影响，疲劳损伤演化往往呈现不容忽视的分散特征。尤其，当计算对输入的细微变化极其敏感时，参数在合理范围波动所导致的疲劳寿命差异可达千倍。此时，传统确定性模型耦合安全/分散系数的设计准则不再适用，亟待发展可有效量化描述疲劳行为分散性的概率模型，以面向现代结构工程领域基于可靠性的最优化设计发展趋势，满足设计冗余度检测以及检修周期、维护间隔及除役条件确定等需求。为促进概率疲劳研究发展、凸显其在疲劳可靠性设计中的重要性，概述了概率疲劳研究背景、疲劳分散性来源、疲劳行为分散特征、疲劳可靠性等基本要素及该方向研究前沿，最后结合全文内容作出总结。

由于制造误差、定位误差、接触变形和表面质量不一致等因素的综合影响，装配接触力呈现随机扰动现象，导致具有接触丰富特点的自动装配发生卡阻、不符合工艺要求，甚至损坏零部件。最新研究表明，在解决接触丰富的自动装配问题时，基于学习方法进行装配接触控制是最有效的途径之一。鉴于目前强化学习方法在接触丰富的机器人装配中取得了显著性进展，基于机器人自动装配领域的研究现状，对具有接触丰富特点的装配特征进行分析和统计，提出甄别接触丰富装配的判别指标。通过对相关研究领域文献的分析，将机器人自动装配过程中的接触力控制技能学习方法分为基于强化学习的接触控制方法、面向奖励工程的接触控制方法和模拟到现实的接触控制方法等三大类，并对这三大类方法分别进行综述和分析。最后，对接触丰富的机器人自动装配控制技能学习的未来发展趋势进行了分析和展望。

欧盟工业5.0赋予了智能制造新的时代内涵——以人为本，促进了人本智造(以人为本的智能制造)的快速发展。作为人本智造的核心范式之一，人机协作已成为近年来工业制造领域的研究热点。因此，对人机协作的过去和未来进行全面分析：梳理人机关系发展与演变，探讨人机协作模式的迭代与融合，归纳人机协作在多个领域的典型应用，展望人机协作未来发展愿景与技术突破方向。从工业化发展历程与人机共情程度的耦合关联中，阐述人机关系的发展与演变过程。基于人机关系及其协作特点，对制造系统人机协作模式的迭代与融合进行分析与总结。归纳人机交互、人机协同和人机共生三种人机协作典型模式在产品装配、机器人控制、自主驾驶等领域的应用，讨论不同人机协作模式在实际应用中存在的不足与挑战。展望人机协作未来愿景与发展方向，探讨未来人机协作时代需要突破的新技术、新理论，以期促进制造系统人机协作迈向人本智造新的层级。

随着电动汽车保有量的持续增长和车网互动技术的不断发展，亟需电动汽车双向充放电接口的研究与开发。凭借便捷、灵活、互动能力强等优势，双向无线电能传输系统得到了日益广泛的关注。综述了电动汽车双向无线电能传输系统的重要技术、研究现状与发展趋势。从系统的结构组成和关键技术出发，首先，总结了基于两级式和单级式功率变换的主功率拓扑的相关研究。其次，对比了主流的补偿拓扑及特性，分析了补偿网络与互操作性的关系。再次，归纳了系统建模和控制方法，梳理了效率优化策略的发展脉络，汇总了无线信号传输的相位同步技术。最后，针对现有研究的局限性，提出了技术的发展趋势和研究思路；以期促进双向无线电能传输系统在电动汽车领域的技术创新及推广应用。

齿轮传动系统是装备制造业中不可或缺的重要部件，随着海洋、航空、交通、能源等领域高端装备服役环境日益复杂，高转速、高负载、剧烈扰动等极端工况时有出现，导致齿轮传动系统振动噪声激增，直接威胁高端装备的整机可靠性、舒适性和隐蔽性。因此，齿轮传动系统的动力学性能已成为制约系统和整机运行性能的关键，迫切需要围绕齿轮传动系统的动力学性能开展设计。在广泛调研国内外研究成果的基础上，归纳了现有的齿轮传动系统动力学性能分析手段，梳理了影响系统动力学性能的若干内外激励因素，强调了多源内外激励和不确定性因素对系统动力学性能的潜在影响，总结了齿轮传动系统动力学性能指标的单目标优化设计、多目标优化设计及不确定性/稳健性优化设计方法，介绍了齿轮传动系统动力学性能分析与设计方法在船舶、航空航天、轨道交通、风电、机器人等场景下的应用现状，探讨了系统动力学性能设计的未来发展方向。有助于全面构建齿轮传动系统动力学性能设计体系，对改善齿轮传动系统振动噪声特性、提升齿轮传动系统综合性能具有借鉴意义。

随着新一代信息技术与制造技术的持续深度融合，以人为中心的智能制造范式正在重塑传统工业生产模式，人体行为识别技术作为实现人本智造的关键使能技术，主要研究人体行为语义的智能识别与理解，展现出广阔应用前景。对工业场景中人体行为识别技术的发展现状、关键挑战与应用前景进行系统探讨，有助于推动人本智造的理论发展与创新实践。首先，以人体行为识别技术的发展脉络为基础，深入分析人体感知、行为建模和行为识别等核心技术的演进过程，为人体行为识别技术的工业化应用奠定技术基础；其次，针对工业场景的特殊需求，重点讨论多模态鲁棒感知系统、多尺度行为理解框架、融合意图理解的人机协同及工业场景的优化部署等关键技术的研究现状；在此基础上，对工业场景人体行为数据集进行系统化分析和质量评估，并重点阐述人体行为识别技术在生产安全管控、生产调度优化、工艺改进和行为改善等典型应用场景的实践进展；最后，结合空间智能、生理认知融合、多模态大语言模型等新兴技术，展望工业人体行为识别技术的未来发展方向。

绳驱机器人因其惯量小、质量轻及作业范围广等优势受到了研究人员的广泛关注。然而，绳索固有的柔性和单向传力特性给绳驱机器人的精确控制带来了挑战。为实现其高效、精准的运动控制，需要从绳索张力分布、机器人动力学以及机器人控制等多方面展开深入研究。综述了绳驱机器人领域的研究进展，首先，探讨了零空间法、几何法和最小二乘法等绳驱动机器人张力计算及优化方法，并比较了这些方法的优缺点及适用范围；其次，总结了拉格朗日法、牛顿欧拉法和虚功原理等在绳驱机器人动力学建模上的研究进展，并比较了不同方法在绳驱连续型机械臂动力学建模上的优缺点；再次，总结了绳驱机器人控制的研究进展，并比较了基于模型与无模型的绳驱机器人控制策略；最后，对绳驱机器人的研究现状进行了总结，并对其未来发展趋势提出了展望。

齿轮是众多装备的关键基础零件，其加工工艺水平对提升各行业的装备性能具有重要意义。强力车齿属于新兴的齿轮加工方法，具有高效精密、绿色干切等显著优势，已成为新能源/燃油汽车变速装置、机器人减速器、行星传动装置上复杂精密齿轮加工的首选工艺。因此，从车齿加工的齿轮几何学理论出发，阐述了基于交错轴无侧隙啮合车齿理论与基于双自由度线面共轭车齿理论的区别，梳理了几种典型结构的车齿刀具设计原理与方法，分析了车齿切削机理和工艺参数对刀具使用寿命和齿面加工精度的影响，指出强力车齿技术的发展现状以及目前存在的问题，提出了车齿技术的主要研究重点。

工件表面形貌和粗糙度是磨削加工的重要衡量指标，实现其精准预测对于精密制造的智能化转型升级尤为重要。然而，磨削工件表面创成是一个具有随机性的复杂物理过程，目前基于物理机制的模型预测精度亟待提升。基于此，通过考虑磨削过程的几何学和运动学，详细综述了工件表面形貌的预测模型与方法。首先，综述了包括随机平面方法在内的6种磨粒几何建模方法，探索了磨粒表征参数对拟真性的影响规律。其次，总结磨粒在砂轮表面位姿随机分布的数学模型，探索模型参数对磨粒的突出高度等参数的影响规律，并关联总结磨粒可控排布的砂轮的制备与修整方法。随后，分析了平面磨削、超声辅助磨削等不同磨削工艺的磨粒运动学模型，讨论在不同接触形式下磨粒与工件表面之间的相互作用机理，结合动态有效磨粒模型归纳了表面粗糙度的预测模型。最后，统计分析现有粗糙度模型预测误差，误差范围4.47%～37.65%、平均误差11.59%。为磨削表面形貌和粗糙度的精准预测提供新思路，能够为磨削机理与数据分析相融合的智能预测方法提供借鉴。

新一代空天装备存在迫切的热防护需求，急需发展兼具优异热力学和抗氧化烧蚀性能的超高温陶瓷。其中，热学性能最为突出的碳化物超高温陶瓷体系存在力学和抗氧化性能短板。从碳化物超高温陶瓷的结构和性能特点出发，归纳增韧相引入和微结构仿生等强韧化设计对力学性能的增强效果；介绍调控其结构和性能的增熵化研究，涵盖阳离子固溶、阴离子修饰、高熵化设计；梳理碳化物超高温陶瓷热防护涂层的主要构筑方法，总结现有涂层的抗氧化烧蚀性能与机理；最后，从材料计算设计、强韧化和增熵化协同增强、烧蚀性能机理、大尺寸构件及涂层制备等方面对碳化物超高温陶瓷的主要发展方向进行展望。

近地高速运动物体的气动特性会显著受到地面的影响，地面效应模拟技术是研究飞行器起降过程和车辆高速行驶时气动特性的关键手段，也是空气动力学研究的主要难点之一。为研究飞行器近地飞行或起降时的气动特性，以及车辆在路面高速行驶时汽车底部的流场分布，国内外学者针对地面效应模拟机理和系统设计等问题开展了一系列研究。从地面效应技术、模拟方法、模拟系统设计以及面临的挑战和发展方向等四个方面梳理了地面效应模拟技术的核心问题，重点阐述了边界层控制技术、正负压非接触吸附技术和空气动载荷下皮带跳动抑制等核心技术，总结了现有组成地面效应模拟平台的子系统和设计方法，并对地面效应模拟技术的发展趋势和挑战进行了分析与展望，以期为空气动力学、车辆工程等相关专业的学者提供参考和对比。

非侵入式脑机接口(Brain-computer interface, BCI)技术作为一种新兴的人机交互方式，在机器人控制领域展现了广阔的应用前景。首先概述其发展背景与重要性，并深入探讨脑电信号的生理基础，阐明脑电图(Electroencephalography, EEG)以其无创性和便捷性成为BCI系统的常用测量手段。随后，分析了典型BCI范式的优劣特点和适用场景——包括主动式如运动想象、反应式如稳态视觉诱发电位(Steady-state visual evoked potential, SSVEP)、事件相关电位P300，以及结合多种范式优势的混合范式，展示了这些范式如何实现复杂且高效的机器人控制任务。此外，系统地介绍了EEG信号采集、预处理及模式识别的关键步骤，强调了深度学习在提高解码精度方面的作用，同时也指出了其面临的挑战，如数据量需求大和模型解释性差。最后，总结了BCI技术的发展趋势和研究挑战，提出了推动非侵入式BCI技术在实际机器人控制应用中进一步发展的方向。综上所述，不仅对非侵入式BCI技术在机器人控制领域应用进行了探讨，还强调了该技术在未来可能带来的变革性影响，为后续研究提供参考和启发。

对钢轨波磨的检测原理进行系统梳理，总结其优缺点与适用范围，阐述依据不同检测原理的检测方法，综述常见的波磨静态和动态检测装置及新一代检测、监测装置的研发进展，并展望波磨检测的研究方向。研究结果表明：钢轨波磨检测原理可分为弦测法、惯性基准法、信号重构法、机器视觉法与时序建模法五类。弦测法具有传递函数不为1的固有缺陷，波长越短幅值振荡越剧烈，可使用组合弦模型测量波磨。惯性基准法依据惯性原理，传感器可安装在轴箱、构架及车体等多个位置，低速下惯性传感器的响应越来越小，噪声与趋势项成分逐渐占据主导。信号重构法利用数字信号处理技术分解轴箱加速度、构架加速度、轮轨噪声及车内噪声信号等多源数据，从中提取关于波磨的有效信息。机器视觉法基于图像处理和模式识别技术，使计算机能够感知、理解和解释钢轨图像中的内容，主要包括基于图像处理、基于激光摄像和基于三维点云重构三种方法测量波磨。时序建模法将波磨识别转换为分类或回归问题，通过机器学习、深度学习技术建立波磨与振动、噪声等响应的映射关系，从而实现对波磨的检测。钢轨波磨的检测、监测装置朝着智能化、集成化和小型化的便携测量方向发展。

针对交通运输、航空航天、能源国防等高端装备制造领域复杂构件表面缺陷高效高品质修复加工重大需求，对近年来以机器人为制造装备执行体的机器人修复加工技术的研究进展进行了综述。具体围绕机器人修复所涉及的缺陷视觉测量、路径决策规划、加工质量控制等关键技术，系统分析了国内外已公开发表的相关文献，并以汽车车身、高铁车身与发动机叶片为例，阐述了机器人缺陷修复工程应用。最后从多机器人协同、在线信息交互、动态性能监控、混合加工工艺等方面对该领域未来研究方向进行了展望。

新一代高推重比航空发动机对压气机叶片的抗疲劳制造技术提出了更高要求。切削加工作为叶片减材制造的重要手段，在保证叶片几何精度的同时直接影响叶片表面完整性。大量研究表明叶片表面完整性与其疲劳性能紧密相关。当前叶片的主要金属材料为轻质高强的钛合金和高温合金，但由于钛合金和高温合金是典型的受力热影响显著的材料，加之切削加工过程中存在十分复杂的力-热能场，其耦合作用对叶片表面完整性的影响十分巨大。因此，为探明压气机叶片高性能切削加工技术的发展方向，首先分析了压气机叶片型面的发展历程和切削加工叶片疲劳失效的原因；其次，分别针对光滑表面叶片和仿生表面叶片对高性能切削加工技术的国内外研究现状进行了调研和梳理；最后，总结了叶片高性能切削加工中存在的问题，并对压气机叶片高性能切削加工研究的未来发展趋势进行了展望。为实现面向抗疲劳性能优化的航空发动机压气机叶片切削加工提供了一定的发展趋势参考。

为实现难加工材料微小零件或表面功能微结构的几何和性能一体化高性能制造，多种能场辅助微细加工新原理、新方法迭出不穷。然而，能场耦合作用对于微结构加工表面创成机制尚不明确，难以为其工业化应用提供精准指导。首先分析了微小零件和表面功能微结构加工现存技术瓶颈，再讨论了电化学、激光、超声等多种能场对改善材料可加工性、提升加工效率与质量等方面的协同作用机理。并以典型能场辅助微细磨削技术为例，对能场辅助微细磨削技术工艺原理、应用特点及现存难题展开综述。展望微小零件或表面功能微结构的高性能制造在能场协同方法创新、工艺装备开发等方面的未来工作，以期为学术和工业界提供理论指导与技术支持。

蠕动泵是蠕动运输方式应用的典型装置，被广泛应用于各行业。蠕动泵在运作时会产生流量脉动，从而造成输出流量的不稳定，要想改善蠕动泵的脉动状况，就需要对其流量特性进行全面的研究。蠕动泵问题是一个固有的多物理场问题，软管和泵送的流体之间是强耦合的。采用试验与数值模拟结合的方法对蠕动泵展开研究，建立蠕动泵的流固耦合(Flow-solid interaction，FSI)模型，模拟了蠕动泵的工作周期，并将仿真结果与试验结果进行对比，验证了数值模型的可靠性。通过流固耦合分析得到了蠕动泵工作周期内软管内部流体的压力与速度及出口的流量，分析研究了流量脉动产生的原因。重点研究压块直径、辊子直径、软管内径等因素对蠕动泵流量及流量脉动的影响。

作为新型储能器件的代表，锂离子电池因其优异的性能表现与环保特性得到广泛应用。然而，无论是低速充电导致的漫长充电时间，还是快速充电导致的电池退化仍然是阻碍锂离子电池进一步推广与发展的关键问题。鉴于此，对锂离子电池的快速充电策略进行设计成了近年的一个研究热点。为了总结研究进展，从快速充电策略设计的核心内容充电问题描述、电池模型建立、充电方法设计三个方面对现有的研究进行了系统的综述。首先，介绍快速充电策略设计的研究背景，调查充电问题的优化目标、约束条件、设计变量的设置方式；然后，简述锂离子电池的内部机理与几种常用的电池模型，并归纳融合机器学习的建模方法；接着，重点分析现有的不同充电方法，并根据方法特点进行分类与讨论；最后，基于研究现状总结未来的可能研究方向，希望为学者提供研究思路以设计更高效、更易应用的快速充电策略。

随着工业机械装备在极端环境中对关键部件表面性能要求的提高，Ni-WC功能梯度材料(Functionally graded material，FGM)在提升关键部件表面性能方面展现出更加广泛的应用潜力。本研究采用超声辅助激光熔覆技术(Ultrasonic-assisted laser cladding，UALC)在H13钢基板上制备Ni-WC梯度复合涂层，通过控制WC颗粒与Ni60粉末的混合比例，成功构建三种不同WC含量的涂层(WC15、WC25、WC35)。超声振动的引入显著优化了涂层的微观结构，减少了内部缺陷(如：裂纹和气孔)，提升了涂层的致密性和均匀性。结果表明：梯度设计和超声辅助能有效减少涂层内部裂纹和气孔，提高涂层成形质量；超声辅助促进层间物质交换，减少应力集中和性能差异；超声辅助的梯度涂层在硬度、耐磨性和抗冲击性能方面均有提升，硬度相较于传统多层单一WC25涂层提高了约10%、磨损率降低了55.56%、冲击吸收功提升了18.7%；超声梯度涂层展现出最佳的冲击韧性，断口分析显示其具有更多的韧窝。研究结果证实了UALC技术在提升梯度涂层性能方面的有效性，为机械关键部件的表面强化提供了一种新的技术途径。

精度保持性是数控机床关键性能指标之一，描述了机床保持其原始精度的能力。精度保持性的表征与评价是衡量机床精度保持能力的重要手段，是国产数控机床精度保持性提升工程的理论基础。针对现有机床精度保持性评价方法存在的指标体系不健全、综合评价方法缺乏等问题，明确了机床固有精度保持性和服役精度保持性的内涵；构建了包含精度裕度、精度退化量、精度退化率、精度保持度和精度保持时间的精度保持性指标体系，从退化条件、退化过程和退化结果等多角度表征了机床精度保持能力；提出一种静/动态评价相结合的精度保持性绝对性综合评价方法，评价步骤包括：离散精度退化数据函数化、精度退化过程动态综合评价和精度保持能力静态综合评价。最后，结合实例验证了提出方法及模型的有效性。

新概念、长寿命、可重复使用航空航天器对传统高强铝合金薄壁构件的制造工艺和服役性能提出更高要求，如何实现该类复杂构件的高性能成形制造是当前亟待解决的难题。分析高强铝合金薄壁件整体成形技术存在的巨大挑战，在发现铝合金超低温“双增效应”的基础上，概述高强铝合金超低温成形技术的提出背景，综述分析近年来国内外学者在铝合金超低温变形双增效应与微观机制、超低温宏微观变形原位测试方法、超低温成形工艺与关键技术、超低温成形装备与典型应用等方面的研究进展，展望铝合金超低温成形技术未来的发展方向，为制造高性能航空航天器、电动汽车以及新能源储运装备等铝合金整体复杂曲面构件提供新途径。

工业元宇宙是元宇宙技术在工业领域的垂直应用，重塑了工业领域生产制造模式与工业生态。随着工业5.0的兴起，以人为本的智能制造(人本智造)理念逐渐引起关注。围绕人本智造系统的工业元宇宙开发，实现了两大新兴理念的深度融合，并展现出巨大的研究价值与潜力。提出面向工业元宇宙的人本智造系统数字孪生建模与分布式虚拟协作方法，旨在解决工业元宇宙的人的数字孪生模型快速定制以及多人在虚拟制造场景高效协作的难题。建立基于元模型的人的数字孪生快速定制方法，借助机器视觉实现人与数字孪生模型的虚实映射与动态交互，融合制造系统生产要素模型奠定工业元宇宙的模型基础。提出面向元宇宙空间的多人协作方法，建立服务器-客户端分布式接入框架，实现多人的数字孪生集成与交互，为多人异地、实时在线的虚拟制造场景高效协作提供支撑。通过人本智造系统的双人协同上下料场景验证该方法的有效性。

微型共轴无人机因其独特的结构和性能优势，在各种复杂环境中表现出色，尤其是在执行高复杂度和狭小空间内的任务，例如军事侦察、灾害救援等领域。对微型高机动共轴无人机的操纵机构和飞行控制算法的研究现状与进展进行了全面综述。在操纵机构方面，介绍了倾斜盘、重心偏置、下置舵片、电机周期控制和电磁线圈驱动等操纵机构的调姿原理和设计特点，并对比了它们的尺寸参数及主要特征。在飞行控制算法方面，阐述了传统控制方法和先进控制方法的原理及应用。最后分析了微型无人机的发展特点及未来趋势，并对未来趋势进行了展望，指出多种操纵系统的融合协同工作将是未来发展方向，以满足日益多样化和复杂化的任务需求。

齿轮是新能源汽车电驱动传动系统的核心基础件，对整车性能具有重要的影响。随着新能源汽车渗透率和电驱动传动系统功率密度的快速提升，齿轮面临高转速、低噪声、抗疲劳等高服役性能挑战，实现其高效精密加工是保障高服役性能的根本途径。但目前新能源汽车齿轮高效精密加工在创成机理、关键技术、加工装备等方面还存在一些难点。为此，在概述新能源汽车齿轮高效精密加工需求的基础上，围绕蜗杆砂轮磨齿工艺、内啮合强力珩齿工艺等典型工艺的高性能齿面创成机理、高效精密加工关键技术、齿轮高效精密加工典型装备的国内外研究现状进行了系统的论述与总结，并对新能源汽车齿轮高效精密加工技术的发展趋势进行了总结和展望，为后续研究提供理论和技术指导。

数控机床作为高端制造的核心装备，其可靠制造是现代制造业发展的关键与基础。传统机床制造主要关注“功能上的可能”，即实现数控机床的基本功能。然而，随着智能制造和高端装备的迅速发展，单纯满足功能要求已无法应对复杂制造工况环境需求的挑战。因此，提出了一种全新的数控机床可靠制造范式，将关注重点从“功能上的可能”转向“性能上的可靠”。该范式基于可靠性正向设计、可靠性制造过程控制、可靠性试验体系优化、服役健康管理等全生命周期关键技术，通过建立多学科协同的创新机制，系统地提升机床的性能可靠性和稳定性,旨在为数控机床行业提供新的理论指导和技术路径，助力高端装备制造业的可持续发展。

传统的磁场传感器易受环境电磁干扰，难以应用于复杂工况条件下的磁无损检测。因此研制了一种基于Terfenol-D与光纤光栅的磁场传感器，并提出一种基于静态偏置磁场调优的传感器灵敏度提升方法。首先，基于磁致伸缩和光纤光栅传感理论，建立基于Terfenol-D的光纤光栅磁场传感器模型，分析光纤光栅波长漂移量与Terfenol-D材料所受外加磁场强度的关系。其次，引入静态偏置磁场对Terfenol-D材料进行预先磁化，调整传感器对磁场变化的检测灵敏度，理论分析与试验测试结果均表明：通过静态偏置磁场调优可有效提升传感器的磁场检测灵敏度至9.38 pm/mT，相比未优化时提升了约8.55倍。最后，将优化后的基于Terfenol-D的光纤光栅磁场传感器应用于钢板漏磁检测，不仅实现了缺陷定位和缺陷深度定量表征，还表现出比传统霍尔传感器更优异的抗电磁干扰能力。

全生命周期价值链协同能够提升复杂产品设计、制造和运维全流程协同效率和响应速度，促进价值链企业群协同管控服务和价值效益共创。分析了复杂产品价值链协同研究发展脉络，总结其概念内涵和多维演变特征。提出了面向全生命周期的复杂产品价值链协同理论框架，阐述了以价值活动为主线的复杂产品全生命周期价值链协同的组织构成、增值机理和动态控制逻辑。基于所提框架，对价值链协同业务建模与流程融合、多维要素互联与协同决策和协同运行过程管控优化等研究方向进行了论述，分析了研究现状与不足之处。最后分析了全生命周期价值链协同在典型制造行业的应用案例，通过深入研究不同行业应用的模式特征与运行机制，总结出未来全生命周期价值链协同集成化、精益化和闭环化的发展趋势。

物料齐套是复杂产品装配过程高效有序开展的重要保障和先决条件。随着装配车间数字化网络化能力不断攀升，传统的装配过程物料齐套模式由产品级齐套向工序级齐套转变，这一转变对物料需求预测准确性提出了更高的要求。由于装配过程涉及大量人工操作，且经常出现研制型号与批产型号混流共线的情况，导致传统仿真手段难以预计工序完工时间，进而影响物料需求预测。为更好地支撑装配过程生产调度，保障多品种、小批量复杂产品装配任务有序进行，以某防空导弹复杂产品为典型对象，提出一种基于数字孪生的防空导弹产品装配物料过程齐套时间预测方法。构建面向复杂产品装配过程的数字孪生模型，为装配过程物料齐套各阶段任务耗时提供仿真环境；以齐套过程仿真结果数据为基础，结合装配任务实时生产数据，设计物料过程齐套时间预测算法模型，通过历史生产特征数据捕捉车间状态与人工效率的关系，提升待执行工序物料齐套时间的预测精度；最后，以某防空导弹装配车间为对象进行应用示范，验证所提方法的有效性。

由具有不同拉伸和压缩性能材料组成的复合材料结构在实际工程中应用广泛，然而针对这类材料所组成的拉/压结构拓扑优化设计的研究很少，亟需深入研究。提出了一种基于纯受拉、纯受压、正交异性材料和空属性材料的四相材料模型的拉/压结构拓扑优化方法，该方法采用混合应力单元离散设计域，建立了一种基于主应力值与拉/压容限的单元拉/压状态判断准则，可以更准确地识别单元的拉/压状态，以实现基于单元应力状态的材料分布。针对多工况载荷设计，构建了基于拉/压应变能差异容差限的多工况载荷下的单元拉/压状态判断方法。采用四相材料模型进行拉/压结构设计，可以获得性能更优的设计结果。通过算例验证了所提方法设计拉/压结构的有效性，以及各参数、载荷边界及多工况条件对设计结果的影响。

数字化表征模型是柔性制造车间优化分析的基础。针对基于排队论构建的数学表征模型在精度不足或过于精细时需重新构建的表征模型问题，对经典的扩展随机Petri网(Extended stochastic Petri nets，ESPN)的定义及触发规则进行了改进，并结合分层建模理论，提出一种基于ESPN的多层级柔性制造车间数字化表征模型。以某航空航天筒段柔性制造车间为例，构建车间层、加工单元层和设备层的多层级Petri网数字化表征模型，并基于蒙特卡洛方法对多层级模型进行了仿真分析。通过1 000 000次模拟仿真，从产能瓶颈分析和产能可靠性分析两个方面评估了不同层级模型的模拟性能。结果表明，各层级Petri网模型具备相似的模拟能力，因此多层级表征模型能够有效解决传统模型在低精度或高计算复杂度情况下表征模型难以重构的问题。这为柔性制造系统车间数字表征模型的构建提供了新的思路和方法，并为切换表征模型的分析层级提供了一种简便的解决方案。

为了研究带O型圈的闭式挤压油膜阻尼器在惯性力作用下的动态特性，在长轴承近似和半油膜假设下，采用能量近似法推导了考虑油膜惯性力时闭式挤压油膜阻尼器的动力特性系数。建立闭式挤压油膜阻尼器三维流体计算动力学模型，基于瞬态时间步长求解方法和动态网格技术进行了数值模拟。通过理论计算和数值模拟分析涡动频率对刚度和阻尼的影响，理论和仿真结果很好地吻合。另一方面，基于带有O型圈的闭式挤压油膜阻尼器双向激励试验对考虑两相流效应数值模拟进行试验验证，表明流体惯性和阻尼随着频率的增加而增加。以上研究为带O型圈的闭式挤压油膜阻尼器的设计和应用提供参考。

为改善高负荷涡轮动叶叶顶气热性能，且针对级环境复杂工况下叶顶设计参数的影响机制不清晰，提出涡轮动叶叶顶新型设计，并在级环境下开展不同叶顶构型设计的气热性能研究，同时深入分析关键构型参数对气热性能的影响机制。具体研究如下：首先，建立凹槽叶顶压力面侧垂直肩壁构型(Shelf叶顶)与倾斜肩壁构型(Incline叶顶)两种叶顶构型设计。其次，详细的气热分析表明，相较于传统的凹槽叶顶设计，Shelf叶顶的泄漏量与主流的质量流量比相对增加9.24%，气动效率下降0.106%，平均换热系数略有增大；Incline叶顶的泄漏量与主流的质量流量比相对减小6.73%，效率增加0.155%，且总平均换热系数相对降低3.90%。进一步，探究关键叶顶构型参数知，增加叶顶凹槽深度均会改善两种构型叶顶的气动性能，但对两种构型叶顶的换热性能影响不一致；而增加构型平台的宽度，仅会改善Incline构型叶顶的气热性能。综上，构建了高负荷涡轮叶顶新构型设计，揭示了新构型下凹槽深度、构型平台宽度与叶顶气热性能的交互影响机制，为改善叶顶气热性能指明了优化方向。

价值链协同是工业5.0的重要组成部分，是实现工业5.0中以人为本、可持续、弹性化生产理念的关键。数据和机理作为新一代信息技术与价值链融合的重要技术支撑，已经成为了价值链协同管理中的关键要素。然而，当前价值链协同仍存在数据孤岛和业务壁垒等问题，阻碍了价值链上企业的信息共享和价值共创，成为了当前制造业向工业5.0转型的巨大挑战。为了给数据机理融合在价值链协同的应用提供理论支撑，本文总结了价值链协同理论与数据机理融合方法的研究进展；同时探索了数据机理融合在产品设计协同、生产调度协同、制造装配协同、装备运维协同、生产服务协同等5个部分的工程应用。最后，讨论了数据机理融合在价值链协同中面临的挑战，展望了未来的发展方向。期望相关工作能为相关学者进一步开展价值链协同中的数据机理融合的理论技术研究和工程应用提供参考与启发。

相机与毫米波雷达被广泛应用于智能车感知系统，但在隧道中，由于环境的影响对相机和毫米波雷达的感知带来了挑战。隧道出入口的光线变化快、光照条件差，使得相机在观测目标特性时出现较大波动，导致目标检测失败。而隧道属于半封闭场景、噪声反射强，使得毫米波雷达难以区分直接反射回来的信号和经过多次反射后回来的信号，导致将虚假目标的信号识别为真实目标。因此，面向隧道场景，对出入口处因光照突变导致相机图像质量不佳、细节丢失等问题展开研究，提出了自适应曝光控制模型来调整相机的曝光时间。该模型通过分析图像帧中不同语义类别的特征点数量随曝光时间变化的关系，以确保相机在快速变化的光照条件下仍能清晰成像。并创建了隧道感知数据集，有效提高模型感知能力的同时，弥补了隧道类数据集的稀缺。此外，针对车载毫米波雷达在隧道场景中面临多径回波干扰所导致的虚假目标问题，通过构建多径传播理论模型，分析雷达回波中潜在虚假目标位置以及能量衰减的特点，提出多径假目标消除策略对虚假干扰目标进行消除。最后，在相机与毫米波雷达融合关联中引入运动目标的角点光流估计，以提高相机与毫米波雷达协同感知的可靠性，并搭建实车平台在隧道场景中进行试验。结果表明，提出的协同感知算法相比于其他模型在检测准确率上提高了4.8%，有效抑制了隧道出入口光照突变条件下对智能车的感知影响，并减少毫米波雷达在隧道环境中多径回波的干扰，实现传感器之间信息的互补和优势互补，为智能车在隧道环境中的安全行驶提供了重要保障。

为提高小型移动机器人在复杂环境中的适应能力，提出了一种具有被动变形车轮的新型轮腿复合机器人，继承了传统轮式机器人运动平稳和控制简捷特性，车轮变形后变径比可达2.3，依靠车轮与障碍地形之间的约束力即可实现车轮构型的被动转变。对车轮变形和复原过程进行了受力分析，并以变形能力和越障高度为目标，采用多目标优化设计方法优化了车轮结构参数。在被动变形车轮的基础上，机器人可根据车轮与地形间摩擦状态变化或通过控制前后车轮相对转速实现轮式与腿式运动模式的主被动切换。通过建立机器人越障力学模型，研究了机器人参数对越障稳定性的影响规律，并实验验证了机器人可借助车轮变形实现较高障碍的跨越。

线驱柔性机械臂作为电力机器人的一种作业工具，在电力行业关键设备运维检修领域发挥了重要作用。总结了线驱柔性机械臂在变电和以核电为主的发电领域中的应用现状，综述了电力场景下所应用的线驱柔性机械臂的关键技术，分析了线驱柔性机械臂的结构设计、建模控制、传感检测、运动规划和人机交互的研究现状与存在的问题。最后，分别从线驱柔性机械臂在电力行业和其他工业领域关键设备运维检修的发展趋势进行总结与展望。