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郭东明：《高性能制造由“精度”到“性能”的跃升》
2026-05-25 09:07:49
作者：郭东明（中国工程院院士，大连理工大学机械工程学院教授）
随着应用空间的不断拓展和服役性能的不断提升，航空航天、能源动力、信息电子等领域对高端装备的需求迫切。这些高端装备以承载、传导、换能、隐身等性能的精准保证为主要制造目标，不仅性能要求高，且往往结构复杂、材料难加工、表面完整性或精度要求极高，制造难度极大。高性能制造是应对上述挑战，突破高端装备制造瓶颈的必然选择。高性能制造是基于科学建模、优化计算与设计、精准控制制造过程的科学设计与制造，注重创新提出制造新原理、新工艺，注重制造在全流程或关键环节上性能建模的系统性、完备性和精确性，强化以正确、坚实的科学原理为指导和跨学科、跨领域的系统建模仿真与集成创新，以促进制造技术的全新突破。图2展示了高性能制造需要重点探究的基础问题。
高性能制造中一些对制造敏感的关键性因素，需要在设计制造环节中给予一体化的协同考虑。高性能制造中的设计制造应是面向性能的设计、面向制造的设计与面向性能的制造的协同统一，是以性能建模为核心，设计与制造深度融合、与新理论新方法紧密结合的协同制造。以装备或零件的综合性能指标为系统级目标，以材料、结构、几何、工艺等参量的内在关联关系和一体化多学科、多领域联合仿真为手段，通过对静态、动态制造数据流的处理与利用，实现制造信息向设计信息的反馈，继而实现以减少性能偏差为目标的参量定制、调整或再设计，从而满足高性能制造要求。
高性能制造中的面向性能的制造是一种基于性能建模下的闭环制造模式，是在设计制造一体化的基础上充分认识到一些导致性能不易精确达成的关键性因素，通过由性能建模约束下制定工艺规程和求解工艺参量的反求制造，包括由性能偏差测试和工艺参量反求的定量定域定式的修正加工方法，实现零件性能的精确达成。
高端装备需求的不断增加使高性能制造在工业和经济领域中发挥了变革性的作用，标志着未来的发展方向。尽管在特定高性能组件的制造工艺和装备上取得了显著突破，但对高性能制造的基础研究仍然不足。目前，高性能制造的综合理论和技术体系仍处于起步阶段，在许多单一研究点和技术上缺乏重要突破。这种缺乏在创新制造概念和加工方法的发展中表现得尤为明显。传统制造与高端装备及其关键组件的制造之间存在深刻区别，这些区别体现在材料、结构、形状、表面完整性、精度和性能等方面。因此，探索适合高性能制造的方法对提高高端装备的制造能力和标准至关重要。
本文节选郭东明论文《High-performance manufacturing》。
作者介绍：
郭东明：中国工程院院士，大连理工大学机械工程学院教授、博士生导师，高性能精密制造全国重点实验室主任，智能制造龙城实验室首席科学家兼专家委员会主任，辽宁省科协第十届委员会主席，国家杰出青年基金获得者，新世纪百千万人才工程国家级人选。曾担任大连理工大学机械工程系副系主任、机械工程学院院长、大连理工大学副校长。郭东明院士从事精密超精密加工与测试、数字化制造工艺技术与装备方向研究。在高性能零件精密制造、难加工材料零件精密超精密加工等方面取得成就，提出高性能复杂曲面零件的性能与几何参数一体化精密加工方法，主持研究出系列化制造技术及装备。主持国家重点基础研究发展计划973项目、国家杰出青年科学基金项目、国家自然科学基金项目、国家高技术研究发展计划（863计划）项目等重要课题多项；出版专著2部、编著1部，主编国际会议文集6本；发表学术论文750余篇。研究成果获国家技术发明一等奖1项、发明二等奖1项，国家科技进步二等奖1项，省部级一等奖5项，“十一五”国家科技计划执行突出贡献奖。先后被评为辽宁省和大连市特等劳动模范、全国先进工作者、辽宁省特等劳动模范等。
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