面向农业生产和智能制造过程的管理科学问题，研究建模与优化理论、大数据算法理论、动态系统稳定性理论等主题，为其余三个方向提供数学理论支撑。开展智能制造过程和农业生产过程优化设计建模、优化理论和优化算法，机器学习和深度学习的算法理论，动态管理系统稳定性分析等研究。

面向农机装备智能制造全寿命周期问题，研究制造过程系统建模、过程优化与仿真、运作管理、产品服务系统等主题。以农机装备智能制造与服务系统为对象，研究产品开发与设计、生产过程数字化与智能调度、质量控制、市场运作和售后服务等全寿命周期集成管理。

以农业巨灾风险和粮食安全为对象，建立集风险监测、评估与控制、决策支持为一体的农业服务管控体系。研究农业巨灾金融衍生产品定价、风险监测与抗灾能力评价、农业巨灾风险与粮食安全的关系；长期关注粮食安全评估、粮食主权安全保障机制和农田水利设施治理等主题。

面向涉农企事业单位和政府部门的信息需求，研究大数据的采集与传输、整合与共享、挖掘与应用等，实现大数据驱动的科学管理与智能决策。研究多源异构大数据的关联分析和建模、深度挖掘与多维可视化，关注生产和服务过程中的信息技术问题，构建智能化信息服务平台及一站式数据解决方案。