Проанализированы этапы и концепции развития машиностроительного производства, наукоемкие технологии, новые способы изготовления изделий, структура технологических систем и процессов, а также требования рынка и экологии. Раскрыто содержание понятия "высокие технологии", выделена совокупность их признаков, определены условия реализации. Рассмотрены рабочие процессы, базирующиеся на использовании уникальных технологических возможностей сверхтвердых инструментов, вопросы реализации алгоритма создания рабочих процессов высоких технологий на примере алмазного шлифования с комплексным управлением рельефом и профилем кругов в процессе обработки сверхтвердых и других материалов. Особое внимание уделено обрабатываемости неметаллических материалов. Показано, как высокие технологии устраняют противоречие - достижение высоких требований к производительности и обеспечение качества обработки оптических полимеров. Описаны генеративные рабочие процессы высоких технологий - "бесстружечных" технологий, основанных на способах наращивания объема конкретного изделия, а не на разделении объема собственно детали и объема припуска на ее обработку.

Изложена концепция высоких интегрированных генеративных технологий макро-, микро- и наноуровней. Приведены характеристики в области преимущественного применения различных способов Rapid Prototyping, Rapid Tooling, Rapid Manufacturing, послойного нанесения и модификаций покрытий, описаны принципы их интеграции в рамках единых технологий.

Приведены результаты исследований по механической обработке волокнистых полимерных композитов и их практического применения, выполненные в Национальном техническом университете "ХПИ" и Украинской инженерно-педагогической академии. Проанализированы способы формообразования заготовок из волокнистых полимерных композитов. Описано влияние геометрических параметров режущего инструмента и режимов резания на напряженно-деформированное состояние в зоне контакта. Рассмотрены особенности процесса резания волокнистых полимерных композитов с позиций механики разрушения. Освещены высокоэффективные процессы механической обработки композитов.

С учетом генеративных способов прототипирования и изготовления предложена концепция интегрированных высоких технологий. Приведены принципы построения, функционирования и управления интегрированным производством ускоренного изготовления изделий. Рассмотрены критерии оценки эффективности функционирования данного производства. Предложены способы изготовления моделей с использованием баллистики, многофазного отвердения струи, многоструйного моделирования, формообразования с помощью лазерной инженерной сети, а также быстрого изготовления микроизделий. Рассмотрены прямые RT методы ускоренного производства оснастки.

Изложены научные основы, методология и результаты практического решения актуальной задачи разработки и создания системы поддержки принятия решений для управления процессами изготовления изделий из полимерных оптических материалов с применением методов искусственного интеллекта - продукционных правил и нейронных сетей. Уделено внимание основным стратегиям и методам искусственного интеллекта, выбору структуры технологического процесса изготовления изделий полимерной оптики, математическому описанию полимерных оптических изделий, аппроксимации и интерполяции экспериментальных зависимостей с помощью нейронных сетей, критериям оптимальности процесса лезвийной обработки оптического полимера.

Раскрыты вопросы стандартизации изделий и технологических процессов. Приведены сведения о научной организации работ по стандартизации, функциональном анализе изделий, стандартизации изделий и их технологической конструкции. Рассмотрены системы стандартизации технологической подготовки производства.

Представлены сведения о системном подходе при проектировании и производстве изделий, даны общие понятия о методах оптимизации, в том числе структурной и параметрической оптимизации технологических процессов. Изложен подход к выбору методов формообразования изделий. Приведены примеры решения задач с помощью сетевых графиков, развернутой функции качества и методов линейной оптимизации.

Рассмотрены особенности механики резания как базового раздела теории резания материалов. Представлены основные направления, которые сформировались в области механики резания в американской школе. Показаны примеры использования механистических моделей для изучения процесса резания оптических полимеров, субмикро- и нанокристаллических металлов, а также моделирование процесса стружкообразования в условиях наростообразования.

Даны рекомендации по разработке элементов структуры технологической системы высокоэффективной механической обработки волокнистых полимерных композитов, включая целевой принцип создания оборудования (для обработки крупногабаритных изделий с высокими скоростями резания) и режущего инструмента (осевой инструмент с новой формой зуба и лезвийно-абразивный инструмент), а также по условиям и режимам обработки. Изложены комплексные технологические рекомендации получения широкой гаммы полимерных оптических изделий, которые охватывают основные операции механической обработки: резка, фрезерование (в том числе алмазное), полирование. Предложен выбор оборудования, инструментов, приспособлений, режимов резания для выполнения этих операций.