编者按：近年来，《“十四五”智能制造发展规划》深入实施，我国智能制造发展取得显著成效。国家智能制造专家委员会特设“走进智能制造，助力产业升级”专栏，带您深入了解我国智能制造的优秀成果。在智能工厂篇中，您将看到各类智能制造示范工厂的实际案例，包括它们的项目背景、技术路线和实施效果等。这些示范工厂的成功经验将为其他企业提供宝贵的借鉴，推动整个行业的发展。
鸡蛋上雕刻二维码、毛坯原料直接加工成镜面……在北京精雕科技集团快速制造柔性数字化车间，工程师正熟练应用CAM软件和数控系统，快速制成一个个精雕产品。北京精雕的前身是1994年成立的一个小厂，当时只有10多个人，经过30年发展，如今已经发展成为走向世界的精密部件研发生产企业。
北京精雕快速制造柔性数字化车间坐落于北京门头沟石龙工业区，系本公司核心生产单元。此车间专注于提供精密零件的迅速、灵活制造方案，充分满足产品研发快速迭代的需求。为打造这一先进车间，精雕深入融合了现代管理理论、智能制造理念以及最前沿的信息化、自动化、网络通信、信息物理系统、大数据和云计算技术。依托北京精雕独立研发的数控机床与柔性制造单元等尖端智能装备，结合CAD/CAM软件、PLM、ERP、MES、WMS以及JDSoft iFactory（精雕数字化车间管理系统）等管理软件，确保车间高效运作。同时，车间还采用在机检测、虚拟加工、DNC等尖端技术，构建了基于CAD/CAM的数字化工艺库，实现了从设计、生产到仓储的全流程智能化管理。北京精雕快速制造柔性数字化车间不仅实现了工艺技术的共享与协同、数字化设计、一体化生产管控和智能化决策管理，还展现了智能化、轻量化、绿色化的鲜明特色。
图1 精雕快速制造柔性数字化车间现场图
一、管控质量提升 加工能力稳定
应用自研工业母机形成领先加工能力
精雕自主研发的精雕高速加工中心作为核心设备，构成了北京精雕快速制造柔性数字化车间的核心竞争力。该设备具备“0.1微米进给、1微米切削、纳米级表面效果”的卓越加工能力，能够精确且高效地实现“微米级精度”机械零件的加工。其产品技术能力在国际范围内处于先进水平，应用能力则位居国际领先地位，成功打破了日德企业在精密加工领域的垄断地位。如今，该设备已广泛应用于模具制造、医疗器械、精密电子、汽车部件、工具装备、光学仪器和自动化机械等行业。其中，代表机型JDMR600、JDGR200T及JDGR400T，凭借卓越的性能，成功通过了中国机械工程学会团体标准“机床装备制造成熟度”的评价，最高获得了制造成熟度九级认证。这一成果标志着北京精雕已具备了成熟的五轴高速机规模制造能力。
图2 精雕高速加工中心全景图
软硬件协同实现设备及加工工具高效管控
精雕快速制造柔性数字化车间，深度整合了我国企业多年积累的工艺知识库，依托自主研发的CAD/CAM软件（JDSoft SurfMill软件），并结合北京精雕独有的机检测技术与过程管控技术，探索并实践了以数字孪生技术为基础的虚拟制造技术。该技术将加工设备、刀具刀柄、工装夹具、毛坯等物料实现数字化，并在JDSoft SurfMill软件中构建了一个与真实加工环境高度一致的数字化环境。在此环境中，北京精雕实现了工艺规划与模拟加工验证，经过多次迭代优化，最终输出精密加工的自动化程序。
图3 基于CAD/CAM软件的工艺技术共享与协同平台原理图
基于MES系统打造一体化生产管控能力
精雕已成功构建了一套以自主研发的工业软件JDSoft MES系统为核心的柔性数字化车间。同时，JDSoft IFactory系统以及WMS仓储物流管理系统亦已上线运行。通过整合订单计划下达、生产过程监控、产品质量控制、在线监测警示、质量追溯跟踪以及生产现场指挥等环节，精雕实现了以MES系统为核心的一体化生产过程管控。
图4 数字化车间MES系统看板
特色在机检测能力确保生产加工质量稳定
精雕快速制造柔性数字化车间通过集成数控系统在CAM软件中的机检测技术，实现了机床内部工件位置误差检测与补偿、工步切削余量检测及加工路径的智能修正，确保产品连续稳定地精密加工。此举为金属零件批量加工行业带来了“制检合一”的新型生产模式。此外，通过编制过程管控程序，如在NC程序中插入针对刀具的自动对刀、规格防呆、预热暖机、磨损检查等管控宏程序，大幅减少了机床端稳定刀具切削状态的人工干预工作，实现了“一键启动”的加工模式。
图5 在机检测获取工件实际位置
二、提升工艺研发效能 确保智能制造实施效果
精雕快速制造柔性数字化车间构建了工艺技术共享与协同平台，提升工艺研发效能，确保安全、流畅的加工过程。此外，该平台支持将实践中所积累的成熟工艺经验导入软件，实现数字化工艺库的建设，保障企业宝贵工艺经验的传承与积累。数字化车间实现从研发设计、生产制造到仓储管理的全生命周期智能化管理，优化并升级产品生产过程，提升生产效率和质量，缩短精密零件的研发试制周期，有利于加速科技成果转化和科技创新步伐，推动国产高档数控机床技术发展，进而促进相关产业的发展。
精雕快速制造柔性数字化车间推动制造业与工业互联网的深度融合，实现绿色制造和快速制造，打造制造业智能制造新典范，在工业母机制造行业发挥引领作用，赋予相关产业制造效率提升的能量，形成国产智能制造的集群效应，助力我国制造业，尤其是工业母机行业的高质量发展。
