（1）研究基於結合麵特性物理表征方法和結合部分層處理技術的裝備整機虛擬樣機設計及特性預測技術。

（2）研究裝備整機動態行為、裝備及部件動力學特性驅動的整機設計建模方法、基於動態性能監測的可靠性評估及預測技術。

（3）研究裝備整機在力場、熱場及電磁場等多場強作用非線性耦合的裝備設計理論及性能分析方法。

（4）揭示製造過程中複雜物理因素對製造裝備、工藝係統和工藝過程的作用機理以及對零件宏/微觀性能的影響規律，為製造過程中複雜物理現象的定量預測、加工過程控製以及加工參數優化的集成提供理論依據。

（5）研究刀具材料、刀具結構設計與成形、刀具塗層，發展高性能刀具技術。研究針對難加工材料的變螺旋角設計、變齒距設計等改善刀具的抗振性能；研究高速幹切削複合塗層技術及軟塗層自潤滑刀具技術。

（6）研究麵向節約資源、節能及環保的綠色化設計理論和方法；研究易拆解、易回收、易修複的設計技術以及多壽命周期設計與決策和評估方法；開發現代裝備製造過程的綠色環保加工工藝技術和方法。