專題推進(jìn)| “工業(yè)母機(jī)—可靠性”專題研討會(huì)在長(zhǎng)春成功舉辦

機(jī)床雜志社于2025年1月1日啟動(dòng)了“工業(yè)母機(jī)”專題工作，邀請(qǐng)了我國(guó)工業(yè)母機(jī)戰(zhàn)略科學(xué)家林忠欽院士、郭東明院士、蔣莊德院士擔(dān)任榮譽(yù)主編，行業(yè)專家劉炳業(yè)、黃正華擔(dān)任名譽(yù)主編，陸續(xù)組建了16個(gè)客編團(tuán)隊(duì)，圍繞工業(yè)母機(jī)全生命周期中所涉及的技術(shù)、工藝、裝備等，致力于提升其生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本等開(kāi)展組稿工作。其中，“工業(yè)母機(jī)—可靠性”專題組由吉林大學(xué)劉志峰教授擔(dān)任客座主編，吉林大學(xué)陳傳海教授、上海交通大學(xué)沈彬教授、浙江工業(yè)大學(xué)潘柏松教授、重慶大學(xué)冉琰副教授擔(dān)任客座編輯。為更好地推進(jìn)“工業(yè)母機(jī)—可靠性”專題組的工作，在專題組的大力支持下，“工業(yè)母機(jī)—可靠性”專題研討會(huì)得以順利召開(kāi)。

2025年7月11日，由機(jī)床雜志社主辦，通用技術(shù)集團(tuán)機(jī)床工程研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱“通用技術(shù)機(jī)床研究院”）、吉林大學(xué)機(jī)械與航空航天工程學(xué)院、吉林大學(xué)數(shù)控裝備可靠性教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)生產(chǎn)工程分會(huì)承辦的“工業(yè)母機(jī)—可靠性”專題研討會(huì)在長(zhǎng)春吉林大學(xué)南嶺校區(qū)成功舉辦。

通用技術(shù)機(jī)床研究院副院長(zhǎng)樊立新，吉林大學(xué)副校長(zhǎng)張國(guó)興、吉林大學(xué)機(jī)械與航空航天工程學(xué)院院長(zhǎng)吳文征、副院長(zhǎng)陳傳海，廣東工業(yè)大學(xué)原校長(zhǎng)、粵港澳大灣區(qū)國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新中心主任陳新教授，華東理工大學(xué)校長(zhǎng)軒福貞教授，南京理工大學(xué)原黨委副書(shū)記廖文和教授，華僑大學(xué)副校長(zhǎng)黃輝教授、沈陽(yáng)化工大學(xué)原副校長(zhǎng)張義民教授、吉林大學(xué)機(jī)械與航空航天工程學(xué)院劉志峰教授等，來(lái)自高校、企業(yè)及科研院所的100余位業(yè)內(nèi)人士參加了本次專題研討會(huì)。

匯聚譜華章·領(lǐng)導(dǎo)致辭

會(huì)上，張國(guó)興、樊立新分別致辭。

吉林大學(xué)副校長(zhǎng)張國(guó)興致辭

張國(guó)興在致辭中指出，工業(yè)母機(jī)的可靠性關(guān)乎我國(guó)制造業(yè)自主可控與高質(zhì)量發(fā)展，吉林大學(xué)依托機(jī)械、汽車(chē)、仿生等學(xué)科優(yōu)勢(shì)，已建成“理論研究-技術(shù)攻關(guān)-工程驗(yàn)證”一體化科研體系，并建成高端數(shù)控裝備研發(fā)平臺(tái)。今年是吉林大學(xué)工學(xué)學(xué)科創(chuàng)建70周年，學(xué)校以“七秩傳薪·智造未來(lái)”為主題舉辦系列活動(dòng)，本次專題研討會(huì)也是展示學(xué)科成果和特色、提升工學(xué)學(xué)科影響的慶祝活動(dòng)之一。

未來(lái)，期待工業(yè)母機(jī)領(lǐng)域的企業(yè)、專家與吉林大學(xué)開(kāi)展更多合作，推動(dòng)可靠性基礎(chǔ)理論研究與關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)的協(xié)同發(fā)展，助力我國(guó)工業(yè)母機(jī)實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)突破和工程化的應(yīng)用落地。吉林大學(xué)將以更加開(kāi)放、協(xié)同、務(wù)實(shí)的姿態(tài)，與各位同仁一道，在可靠、可控、可持續(xù)的制造領(lǐng)域持續(xù)深耕，不斷探索，共同推動(dòng)我國(guó)裝備制造技術(shù)邁向更高水平。

通用技術(shù)機(jī)床研究院副院長(zhǎng)

樊立新致辭

樊立新在致辭中提到，工業(yè)母機(jī)是“制造之基、國(guó)之重器”。當(dāng)前，全球制造業(yè)已進(jìn)入“精微之戰(zhàn)”。我國(guó)工業(yè)母機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有、從小到大的進(jìn)步，但從“可用”到“可靠”、從“跟跑”到“自主”，仍有一段艱苦的爬坡之路要走。通用技術(shù)集團(tuán)自2018以來(lái)，聚焦三大主業(yè)，在先進(jìn)制造與技術(shù)服務(wù)板塊，先后戰(zhàn)略重組國(guó)內(nèi)骨干機(jī)床企業(yè)，在天津成立了通用技術(shù)集團(tuán)機(jī)床公司，在北京組建了通用技術(shù)機(jī)床研究院，構(gòu)建了完整的產(chǎn)業(yè)布局。

近年來(lái)，我們高度重視與高校和科研機(jī)構(gòu)的合作，積極構(gòu)建穩(wěn)固的創(chuàng)新聯(lián)合體網(wǎng)絡(luò)，以推動(dòng)工業(yè)母機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新與人才培養(yǎng)。從2022年起，通用技術(shù)集團(tuán)出資與國(guó)自然基金委一起設(shè)立了數(shù)控技術(shù)聯(lián)合基金，借高校的優(yōu)勢(shì)科研力量，助力機(jī)床領(lǐng)域的核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。2025年，通用技術(shù)集團(tuán)與吉林大學(xué)簽訂了戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，通用技術(shù)機(jī)床研究院為落實(shí)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，目前正在推進(jìn)聯(lián)合研究院的組建，圍繞數(shù)控技術(shù)的前瞻性、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和精度保持性，加強(qiáng)基礎(chǔ)性、前沿性、原創(chuàng)性關(guān)鍵技術(shù)的協(xié)同攻關(guān)。此次研討會(huì)聚焦“工業(yè)母機(jī)可靠性”這一核心議題，契合產(chǎn)業(yè)發(fā)展迫切需求。期待各位專家凝聚創(chuàng)新共識(shí)，共同為我國(guó)工業(yè)母機(jī)產(chǎn)業(yè)邁向“高質(zhì)量、高可靠、高安全”發(fā)展新階段提供智力支撐。

專題研討會(huì)由吳文征教授、陳傳海教授、沈彬教授分段主持。

吳文征

陳傳海

沈彬

啟幕論可靠·主題報(bào)告

《高速高精芯片封裝裝備的優(yōu)化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)研究》

廣東工業(yè)大學(xué)原校長(zhǎng) 陳新 教授

陳新教授在報(bào)告中系統(tǒng)地介紹了全球電子制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，講述了高速高精芯片封裝制造技術(shù)與裝備對(duì)我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性。報(bào)告以“速度-精度-效率”協(xié)同提升為主線，提出并驗(yàn)證了三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：

（1）高速結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化與芯片鍵合機(jī)（固晶/焊線）研制，采用時(shí)空融合的高速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論等，將加速度提升至20g、定位精度控制在亞微米級(jí)，實(shí)現(xiàn)±3μm、效率大于30000次/小時(shí)的高速往復(fù)-精密操作。

（2）高速精密運(yùn)動(dòng)模組與點(diǎn)位操作裝備研制，創(chuàng)建了多點(diǎn)急啟急停、跨運(yùn)動(dòng)周期、定位振動(dòng)抑制的優(yōu)化控制新方法，整定時(shí)間約縮短70%，保障高動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。

（3）針對(duì)多芯片高密度互連微細(xì)制造及裝備，發(fā)明了互連基板海量差異孔群、高精高效精細(xì)加工新技術(shù)等，開(kāi)創(chuàng)了第三代半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的可控加工新領(lǐng)域，并介紹了相關(guān)技術(shù)應(yīng)用成效。

同時(shí)，他介紹了所在實(shí)驗(yàn)室在研項(xiàng)目的相關(guān)研究進(jìn)展等。并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了“工藝-裝備-數(shù)據(jù)”閉環(huán)是保障封裝可靠性的核心。

《機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性預(yù)測(cè)的哲學(xué)思考—從還原論到數(shù)據(jù)科學(xué)》

華東理工大學(xué)校長(zhǎng) 軒福貞 教授

軒福貞教授從科學(xué)哲學(xué)視角剖析傳統(tǒng)“還原論”在復(fù)雜裝備壽命預(yù)測(cè)中的局限，簡(jiǎn)要介紹了大數(shù)據(jù)背景下結(jié)構(gòu)壽命與可靠性預(yù)測(cè)研究進(jìn)展，特別是基于人工智能的系統(tǒng)論和數(shù)據(jù)科學(xué)為可靠性預(yù)測(cè)提供了新的解決思路和路徑。他認(rèn)為，“整體≠部分之和”導(dǎo)致了認(rèn)知鴻溝，提出“數(shù)據(jù)-物理雙驅(qū)動(dòng)”新范式：一方面構(gòu)建面向機(jī)床的多模態(tài)大模型，將振動(dòng)、溫度、電流等10類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與材料本構(gòu)、熱-力耦合方程嵌入統(tǒng)一框架，實(shí)現(xiàn)小樣本遷移學(xué)習(xí)；另一方面開(kāi)發(fā)“提示-微調(diào)”機(jī)制，解決專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)嵌入難題，使大模型預(yù)測(cè)誤差由傳統(tǒng)回歸的28%降至7%。

他還展示了基于Transformer-CNN混合架構(gòu)的壽命預(yù)測(cè)系統(tǒng)，可在200h內(nèi)完成過(guò)去需2000h的疲勞試驗(yàn)外推；提出“數(shù)字孿生+符號(hào)回歸”白箱模型，將黑箱輸出轉(zhuǎn)化為可解釋的失效物理量，支持維修決策。

最后，他呼吁建立“機(jī)理-數(shù)據(jù)-知識(shí)”三元協(xié)同的可靠性科學(xué)新體系，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜裝備壽命預(yù)測(cè)的可解釋、可遷移和可進(jìn)化。

《三維結(jié)構(gòu)電路一體化制造技術(shù)與裝備》

南京理工大學(xué)原黨委副書(shū)記 廖文和 教授

廖文和教授系統(tǒng)地介紹了三維結(jié)構(gòu)電路一體化制造技術(shù)與裝備面臨的挑戰(zhàn)、進(jìn)展和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。他指出，該技術(shù)在高端電子裝備領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，但也面臨著四大技術(shù)難題，即承載結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)韌難、電路的高致密固結(jié)難、電路三維立體成形難以及裝備高精度協(xié)同難等。為攻克這些難題，廖教授及其團(tuán)隊(duì)取得了一系列創(chuàng)新成果。

首先，他們研發(fā)了適應(yīng)空間環(huán)境的短玻纖增強(qiáng)聚醚醚酮（SGF/PEEK）材料配方，通過(guò)短纖維與連續(xù)纖維的結(jié)合，顯著提升了PEEK改性材料的韌性。

其次，團(tuán)隊(duì)研制了復(fù)合固結(jié)專用導(dǎo)電銀漿，并提出“激光+熱氣流+化學(xué)”復(fù)合固結(jié)工藝，成功實(shí)現(xiàn)了三維導(dǎo)電線路的高黏度噴射固結(jié)成形。

此外，他們自主研制了國(guó)際首臺(tái)多機(jī)器人協(xié)同三維結(jié)構(gòu)電路一體化制造裝備，開(kāi)發(fā)了基于多目標(biāo)NSGA-Ⅱ算法的協(xié)同碰撞檢測(cè)與路徑規(guī)劃方法，并構(gòu)建了上位機(jī)與下位機(jī)PLC相結(jié)合的控制體系。這些技術(shù)突破使得三維結(jié)構(gòu)電路一體化制造成為可能，不僅大幅減輕了裝備重量、縮小了體積，還提升了系統(tǒng)的集成度與可靠性。例如，某樣件減重超過(guò)35.5%，體積縮小超過(guò)36.9%。

廖教授強(qiáng)調(diào)，這些成果不僅推動(dòng)了三維結(jié)構(gòu)電路一體化制造技術(shù)的發(fā)展，還為我國(guó)重大行業(yè)裝備的研制提供了有力支持，特別是在消旋微納衛(wèi)星等高端應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大潛力。

《單晶碳化硅襯底磨粒加工關(guān)鍵技術(shù)》

華僑大學(xué)副校長(zhǎng) 黃輝 教授

黃輝教授表示半導(dǎo)體器件支撐了國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，半導(dǎo)體襯底是制造半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。磨粒加工目前仍然是把半導(dǎo)體材料變成合格襯底的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)8英寸SiC襯底“超大尺寸+原子級(jí)表面”加工難題，他提出了“線切-磨削-CMP協(xié)同”全鏈條工藝。

在線切階段：建立“線張力-切割力-材料去除”耦合模型，通過(guò)分區(qū)變張力控制使切割片彎曲度下降了約75%。此外，開(kāi)發(fā)的新型釬焊金剛石線鋸相較于傳統(tǒng)電鍍線鋸，切割力顯著下降了60%～68%，同時(shí)工具壽命提高了28%。

在磨削階段：發(fā)現(xiàn)SiC與活性金屬（Fe、Co、Ni）在摩擦誘導(dǎo)下生成金屬硅化物，硬度下降了76%，據(jù)此開(kāi)發(fā)了“金屬催化化學(xué)磨削”新工藝，相比于靜態(tài)擴(kuò)散，該工藝能夠?qū)⒎磻?yīng)溫度閾值降低63%。

在CMP（化學(xué)機(jī)械拋光）階段：發(fā)現(xiàn)水介質(zhì)能夠顯著提高塑性去除SiC的能力，他們開(kāi)發(fā)了一種具備納米切深和可降解特性的拋光砂輪，用于單晶碳化硅晶圓的減薄加工。

此外，黃輝教授還研發(fā)了一種雙工位龍門(mén)結(jié)構(gòu)加工裝備，該裝備能夠?qū)崿F(xiàn)低速進(jìn)給的穩(wěn)定性，最小進(jìn)給分辨率達(dá)到0.1μm。他提到，通過(guò)與國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)合作，成功將加工時(shí)間縮短了81%，面型誤差平均降低了72%，傳統(tǒng)加工效率提高了30%，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

《機(jī)械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)的理論與技術(shù)》

沈陽(yáng)化工大學(xué)原副校長(zhǎng) 張義民 教授

張義民教授系統(tǒng)闡述了“可靠性是設(shè)計(jì)出來(lái)的”核心理念，提出“三階段、四維度”可靠性設(shè)計(jì)框架：概念設(shè)計(jì)階段引入故障物理模型，實(shí)現(xiàn)早期失效模式預(yù)測(cè)；詳細(xì)設(shè)計(jì)階段采用“應(yīng)力-強(qiáng)度-時(shí)間”三維干涉理論，量化動(dòng)態(tài)安全系數(shù)；驗(yàn)證階段構(gòu)建“加速試驗(yàn)+數(shù)字孿生”混合評(píng)估體系。

他強(qiáng)調(diào)，可靠性指標(biāo)必須分解到零部件級(jí)，并以機(jī)床主軸為例：通過(guò)熱-力耦合有限元分析，將軸承壽命分散度從30%減少至8%；他提出“串聯(lián)-并聯(lián)混合系統(tǒng)”可靠性分配算法，解決了傳統(tǒng)串聯(lián)模型過(guò)度保守問(wèn)題。

張義民教授還分享了與某機(jī)床企業(yè)合作的案例，表示應(yīng)用該框架后，整機(jī)MTBF提升了40%，早期故障率下降了60%。

《數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)樹(shù)》

吉林大學(xué)機(jī)械與航空航天工程學(xué)院 劉志峰 教授

報(bào)告中，劉志峰提出“設(shè)計(jì)-制造-運(yùn)維”全生命周期可靠性技術(shù)樹(shù)。

（1）設(shè)計(jì)端：建立“功能部件-整機(jī)關(guān)聯(lián)”可靠性分配模型，將MTBF指標(biāo)分解至軸承、導(dǎo)軌等200余個(gè)關(guān)鍵件；開(kāi)發(fā)基于馬爾可夫鏈的裝配工藝優(yōu)化軟件，實(shí)現(xiàn)螺栓擰緊扭矩序列自動(dòng)生成。

（2）制造端：構(gòu)建“工藝-檢測(cè)-反饋”閉環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)+激光幾何誤差補(bǔ)償，使裝配一次合格率由85%提升至98%；提出“小樣本可靠性評(píng)估”方法，單臺(tái)機(jī)床200h試驗(yàn)即可外推2000h壽命。

（3）運(yùn)維端：研制“機(jī)床健康云”平臺(tái)，集成20類傳感器數(shù)據(jù)，故障預(yù)警提前3天，誤報(bào)率＜5%；與通用技術(shù)集團(tuán)合作開(kāi)展3年跟蹤驗(yàn)證，目標(biāo)機(jī)型MTBF達(dá)1500h，客戶停機(jī)損失降低45%。

最后，劉志峰教授倡議建立行業(yè)級(jí)“可靠性醫(yī)院”，提供故障診斷、標(biāo)準(zhǔn)制定、人才培訓(xùn)一體化服務(wù)。

當(dāng)日下午，機(jī)床雜志社還組織了“工業(yè)母機(jī)—可靠性”專題組交流會(huì)。機(jī)床雜志社為專題組介紹了近況及16個(gè)“工業(yè)母機(jī)”系列專題的進(jìn)展情況。陳傳海教授、沈彬教授、冉琰副教授、劉艷強(qiáng)副教授等就如何高效可持續(xù)開(kāi)展專題組稿、如何精準(zhǔn)開(kāi)展學(xué)術(shù)服務(wù)等話題建言獻(xiàn)策，同時(shí)就下半年繼續(xù)開(kāi)展“工業(yè)母機(jī)”專題研討會(huì)做了相關(guān)討論。

此次專題研討會(huì)的召開(kāi)，為機(jī)床雜志社推進(jìn)落實(shí)16個(gè)專題組成功做了“示范”，更為工業(yè)母機(jī)可靠性研究與實(shí)踐注入了新的動(dòng)能。未來(lái)，機(jī)床雜志社將組織更多、更高水平的會(huì)議和活動(dòng)，搭建好行業(yè)交流的學(xué)術(shù)橋梁，為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)應(yīng)有力量。

會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)

演講嘉賓合影

會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)

“工業(yè)母機(jī)—可靠性”專題組交流會(huì)

實(shí)驗(yàn)室參觀

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