针对中国制造业的第三次浪潮，高端装备的制造技术要求在逐年提高，以飞机为代表的装备制造技术研究是提升我国冷、热加工水平的有效途径。分别从切削加工技术、成形加工技术、增材制造技术阐述了西安交通大学近些年来开展的研究工作，部分研究成果为飞机零部件的加工和制造提供了良好的解决方案，最后回顾了在前沿制造领域如生物制造和微纳制造所开展的研究工作。
针对传统可靠性分析方法必须依赖大样本统计数据、利用概率统计求解设备可靠性的不足，提出两种利用运行状态信息实现小样本条件下设备运行可靠性评估的方法：基于归一化小波信息熵的可靠性评估和基于损伤定量识别的可靠性评估。基于归一化小波信息熵的可靠性评估对设备运行过程中的振动信号采用第二代小波包进行分解与重构，获得多个分解频带信号，计算分解频带信号的相对能量和归一化信息熵，根据归一化信息熵获取反映设备运行状态可靠性的重要指标——可靠度；基于损伤定量识别的可靠性评估定义了新的运行可靠性评价指标——隶属可靠度，在故障定量诊断的基础上，建立了损伤程度与运行可靠性评价指标之间的联系。在制氧压缩机运行可靠性评估和机车轮对轴承运行可靠性评估的成功应用，表明所提出的方法合理、有效，为机械设备实现缺乏大样本、非概率统计模型的可靠性评估提供了新理论与新技术。
针对纳米器件中的典型几何特征，制备了3种纳米结构，采用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等测量工具对所制备的纳米样板进行了测量、分析和表征。提出转换薄膜厚度为线宽的公称值、基于多层薄膜淀积技术制备纳米宽度结构的方法，制备出了具有名义线宽尺寸分别为20 nm、25 nm、35 nm的纳米栅线结构。用离线的图像分析算法对所制备的纳米线宽样板的线边缘粗糙度/线宽粗糙度（LER/LWR）以及栅线线宽的一致性进行了评估。实验表明所制备纳米线宽样板的栅线具有较好的一致性，LER/LWR值小，且具有垂直的侧壁。采用电子束直写技术（EBL）和感应耦合等离子体刻蚀（ICP）制备了名义高度为220 nm的硅台阶样板。实验表明刻蚀后栅线边缘LER/LWR的高频成分减少，相关长度变长，均方根偏差值（σ）增大。采用聚焦离子束（FIB）制备了纳米单台阶和多台阶结构，并对Z方向的尺度与加工能量之间的关系进行了分析。
对已有的水润滑轴承研究成果进行了总结，对影响水润滑高速主轴轴承性能的关键技术和近期国内外研究工作的主要成果进行了分析和评述；从轴承结构、热变形等方面评述了水润滑轴承的设计方法。最后，对今后水润滑高速主轴轴承研究的趋势进行了说明和展望。
随着机床高速高精度的技术发展，热问题已成为影响机床特性的重要因素。从提高机床的固有热性能出发，系统介绍了机床热特性分析、热结构优化及其冷却技术的理论和方法，以及国内外研究现状，并探讨了机床“热设计”理论与技术的最新进展和未来研究重点及趋势。
提出了一种基于“系统引擎+功能组件”的监测诊断系统平台架构，并针对机床4大功能部件模块，设计了3类（振动、功率和声发射）嵌入式监测单元，以强化底层监测信息获取的实时性和灵活性。笔者还开发了一系列机床常规监测诊断组件，并针对具有特殊监测诊断需求的数控机床功能部件，开发了相应的特殊功能组件，通过对功能组件的封装和加载实现具有特定需求的机床监测诊断系统，并在秦川磨床厂和大连机床厂进行实际应用。
针对具有复杂型面的叶片类零件检测中所面临的数字化测量问题，提出了一种复合式的测量原理与方法。分别采用接触式的电感原理和非接触式的激光三角原理测量叶片的叶根基准以及叶身型面，并基于此原理设计研制了叶片型面四坐标测量系统。研究中结合该系统的机械结构特征，对影响其测量精度的各项几何误差进行了系统的分析，并提出了基于激光干涉测量的误差提取与补偿方法。实验结果表明，应用提出的误差分析与补偿方法可有效获取叶片型面四坐标测量系统的几何误差并显著提高其测量精度。
提出并实现了一种基于工业摄影测量和数字图像的相关法，通过多种工业相机拍摄的多幅二维序列图像，快速解算出被测物体的三维坐标、变形和应变数据的方法。该方法解决了大型复杂工件生产现场快速检测难题，达到国际先进水平，可用于中小型工件和微纳米尺度工件的相关检测，以及材料性能分析，也可满足低速到高速的振动冲击和模态分析要求。在机械、材料力学等多个行业和多个学科的应用表明，该方法具有适用面广、三维全场检测、快速灵活方便的优点，取得了显著的经济和社会效益。
以生物检测与分子诊断技术发展为背景，总结了团队在医学诊断、疾控、食品安全、检疫检验、生物学医学科学研究等领域的分子诊断高端装备的研制情况，重点介绍了实时荧光定量聚合酶链式反应（PCR）分子诊断仪关键技术的研发及仪器工程化技术、检测性能的验证和在社会发展重点领域中的成功应用，手持式腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）生物发光法细菌快速检测仪的研发与应用，以及后续的全自动核酸定量检测与高分辨分析设备研制。
提出了高速伺服直驱式旋锻机结构，分析设计了基于摆线运动曲线的锤头轮廓曲线，采用上限法确定了旋锻机在极限工况下的最大输出载荷上限的变化规律。研究表明，随着进料角的增大，锻机负载有所降低，但同时工件需要更大的推进力，因此实际中采用的进料角的范围为5°~15°。
介绍了电动汽车关键技术发展状况，分别从电动汽车用驱动电机、动力电池及电池管理系统、电机控制及能量回收系统等方面进行了概述，并对电动汽车技术发展趋势进行了展望。在政府的支持下，随着电机、电池及电控等电动汽车关键技术逐步完善，电动汽车必将成为“零污染”的清洁交通工具。
为了解决复杂环境中移动机器人的路径规划问题，结合人工势场法计算量小的特性和人工免疫网络的自适应调节能力，提出了一种改进的路径规划免疫算法。为了提高免疫网络的搜索能力以及免疫网络的收敛性，将人工势场法的规划结果作为先验知识构建了导向权，同时将抗体命令清晰度和抗体转移后的距离变化作为变量，构建了新的抗体转移概率算子。仿真结果表明，与其他算法相比，新算法在最优规划能力和网络收敛性能方面都有明显提高。
动力装备作为复杂机电系统具有应用范围广、连续作业、点多线长、危险因素众多的突出特点，针对目前动力装备存在的全生命周期监测诊断技术缺乏、智能化水平不高、服务支持不足的问题，研究开发了智能动力装备的全生命周期监测和服务支持系统。围绕动力装备全生命周期监测诊断和全生命周期性能优化、维修备件服务构建系统平台，研究了系统中的信息采集管理，动态自适应监测，健康状态预示与评估，故障预警和快速智能诊断、转子远程及现场快速动平衡维护以及智能维修决策等关键技术，最后在用户企业构建动力装备产品全生命周期监测与服务支持的示范基地，为客户提供诊断分析、状态评估、全生命周期设备管理、维修决策支持服务。
针对机床主轴在线自动平衡控制问题，阐述了高速主轴不平衡识别方法和在线自动平衡技术国内外现状，分析了喷液式在线自动平衡装置原理，设计了喷液式平衡系统，并通过高速主轴实验对该系统的有效性进行了验证。研究结果表明，主轴经过平衡后，不平衡量振动值由1.60 mm/s降至0.34 mm/s，主轴失衡振动得到了有效抑制。
传统的定位精度与重复定位精度等指标是在准静态下评价数控机床（CNC）性能的，无法反映数控机床在运动和加工过程中的精度。首先从数控机床的数控、伺服、机械等环节在服役态下所表现出来的性能出发，提出一种对数控机床更有针对性的，以运动精度为指标的机床精度评价新方法，通过数控指令与运动轴实际位移的符合程度即运动精度来评价机床精度，然后给出了具体的评价指标，并提出了评价指标的测量方法。分析表明，这种新的机床运动精度描述评价方法能够系统、全面地评价数控机床关键性能的优劣。最后从数控、伺服和机械角度分别阐述了影响运动精度的因素。
针对油气田特殊环境要求，介绍了一种高温高压传感器芯片的设计及加工制造方法，并研发了相关的高性能数字变送系统。所设计的高温高压传感器芯片解决了传统压阻式传感器在高温高压环境下的热稳定性问题，通过数字补偿技术进一步提升了其系统的线性度与精度，并针对油气田监测环境扩展了其相关外围设备。同时，为了适应油气田管监测理要求，设计了相关无线传感网络，以确保其工业生产的高效运行和有效控制。通过具体实验测试数据，验证了该油气田监测高性能微传感器及数字化系统的高精度及高可靠性，该系统的精度达到0.2 % FS及以上，达到世界先进水平，对国内的石化工业发展有着非常重要的意义。
从理论研究和应用研究两个方面追踪了国内外关于能量有限元的发展现状，并指出能量有限元已趋向于预示越来越复杂的结构动响应；接下来介绍本课题组近年来利用能量有限元方法针对实际复杂结构及复杂载荷环境中的高频动响应问题所做的研究工作，主要包括3个部分：一是在考虑多种传递波功率流耦合的情况下，发展了圆柱壳、截锥壳等复杂结构的高频响应能量有限元方法，从而得到了此类结构的中高频局部动响应特性；二是考虑在脉动载荷、混响室等复杂环境中，利用能量有限元方法并结合能量边界元方法预示了结构的高频振动特性和声振耦合特性；三是开发了能量有限元的计算软件，为其大规模应用奠定了基础。最后指出了能量有限元方法目前存在的问题和进一步研究的方向。