自2014年以来，在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项（以下简称“04专项”）的支持下，北京航星机器制造有限公司共牵头承担或参与了4项面向航空航天领域的课题，分别是：

1.“高马赫数飞行器复杂构件超高温成形装备及关键技术”课题（编号：2014ZX04001-141），起止时间是2014年1月至2017年6月。该课题目标是，针对我国高马赫数飞行器制造对轻质耐高温复杂构件成形装备的迫切需求，研制具有大工作台面（3000mm×2000mm）的柔性数控三工位等温预成形装备（公称力10000kN）和超塑成形装备（公称力20000kN），要求设备具有超高温（最高达1200℃）加热保温及液压、气压复合加载等集成功能；建立复杂构件等温预成形-超高温超塑成形生产单元，满足以“小批量、多品种”为特征的航天高马赫数飞行器轻质耐高温复杂构件成形制造的应用需求；实现进气道、翼舵和舱体口盖等3种以上高马赫数飞行器Ti2AlNb金属间化合物等轻质耐高温大型复杂构件在该生产单元上成形制造的示范应用。

2. “国产高档数控机床在带隔热层的大型复杂结构件加工的验证应用示范线”课题（编号：2016ZX04002-002），起止时间是2016年1月至2018年12月。该课题的目标是，面向国家科技重大专项和高新工程对带隔热层的大型结构功能一体化铝合金复杂构件高效柔性制造的迫切需求，以数字化管控系统为基础，集中示范应用高速龙门五轴加工中心、带AB轴的高速五轴加工中心以及大型高效精密数控车铣复合加工中心等5台（套）04专项前期成果装备，形成导弹结构功能一体化大型铝合金复杂构件集成制造的国产数控装备示范应用生产线和数控加工工艺技术体系，实现国产高档数控装备的规模化应用。

3. “航天飞航领域复杂弹体及发动机制造国产数控系统换脑工程”课题（编号：2017ZX04011-015），起止时间是2017年4月至2020年1月。该课题的目标是，根据航天飞航武器装备中的典型复杂结构件加工工艺需求，集成应用04专项前期开发取得的阶段性成果，包括国产数控系统开发、国产数控系统的深度研究与应用，以及国产数控机床与国产数控系统的适应性研究等04专项前期相关成果。结合航天企业对国内自主可控数控系统的需求，针对现有的五轴加工中心、龙门加工中心、立式加工中心和卧式加工中心等四大类11台套设备的数控系统，进行国产化自主可控改造，开展相关技术适用性研究，形成国产数控系统在航天典型产品加工中的系统化应用。

4. “航天飞航弹体及发射装备轻量化构件柔性制造成套装备应用示范”课题（编号：2018ZX04014-001），起止时间是2018年1月至2020年12月。该课题的目标是，围绕前期04专项成果在航天领域规模化应用的总体目标，结合航天领域多品种、变批量、高精度和柔性制造的新需求，以飞航弹体及发射装备轻量化构件为主要对象，兼顾国家重大工程产品，建立航天轻量化复杂构件国产高端成套制造装备及生产线，深入开展工艺验证与适应性考核研究，提升示范应用水平，从而拓展国产高端数控装备在航天制造领域的应用范围，实现国产成套关键装备在航天飞航弹体及发射装备轻量化构件制造中的规模化应用。

开展的研究工作及取得的进展

课题1研制出了具有大工作台面且具备超高温加热保温及液压、气压复合加载等集成功能的柔性数控三工位等温预成形装备和超塑成形装备，建立了复杂构件等温预成形-超高温超塑成形生产单元，突破了Ti2AlNb轻质耐高温材料的精确成形与性能控制技术、热态工作环境下预应力组合框架结构机身设计技术、主机装备的高精度控制技术、超塑成形装备超高温加热平台设计制造技术以及超高温超塑成形模具设计制造技术等五大关键技术，实现了进气道、翼舵和舱体口盖等3种以上高马赫数飞行器Ti2AlNb金属间化合物轻质耐高温大型复杂构件在该生产单元上成形的示范应用。目前课题成果已成功应用于多个型号产品的研制。本课题现已顺利通过技术验收和财务验收，且荣获“2016年度中国工业首台（套）重大技术装备示范项目”。

超高温超塑成形装备

三工位等温预成形装备

轻质耐高温大型复杂构件：a进气道 b舱体口盖 c翼舵

2016年度中国工业首台（套）重大技术装备示范项目

课题2开发并建立了切削数据库的工艺资源模型，设计并制造了大型高速龙门五轴联动加工中心，对国产带AB轴的高速五轴联动加工中心整机结构进行了优化设计及制造，研究了车铣复合动力主轴精密加工技术、车铣复合机械式动力主轴的精密装配技术、五轴数控机床及功能部件可靠性技术，开展了带隔热层大型复杂结构件高效加工数控系统的适应性研究、五轴联动数控机床运行可靠性试验及可靠性测评技术的研究，以及铝合金柔性体工件高速高效加工切削力预测与仿真技术的研究、滚动功能部件与主机的协同设计技术研究及大型结构功能一体化复杂结构件的刀具加工适应性研究。突破了大型结构功能一体化铝合金复杂构件高速高效加工及车铣复合数控加工工艺技术、Z轴大行程高架桥式龙门五轴数控加工中心高精度高刚度结构设计技术、高架龙门式五轴加工中心的高速切削动态性能提升技术、高复合车铣复合加工中心动力主轴动力箱研制技术等四大关键技术。目前，课题研制的龙门加工中心已应用于型号产品的生产。研制的龙门加工中心、AB轴加工中心和车铣复合加工中心，结合数字化管控系统及自动物流系统，可形成针对大型复杂结构件加工的应用示范线，大幅提升了示范应用单位北京航星机器制造有限公司某重点航天产品关键件的加工能力，实现了很好的经济效益。这些创新成果不仅可满足航空航天、汽车和发电设备等重点领域加工特殊零件的需求，也有助于打破西方国家对我国的技术封锁，提高我国高档数控机床的核心竞争力。目前存在的困难是，部分关重设备的承研单位因改制而影响了工作进度。

大型高速龙门五轴联动加工中心

带AB轴的高速五轴联动加工中心

自动化物流用AGV小车

课题3完成了对北京航星机器制造有限公司的4台四轴立式加工中心的换脑工程，统一选用华中数控HNC-818B/M系统取代了设备原配的西门子840D、海德汉TNC310、PHILIPS和FANUC等4类进口数控系统，实现了四轴三联动数控加工，并通过了机床精度和试件精度的第三方检验。此外，北京航星机器制造有限公司还联合华中科技大学开展了国产数控系统的深度开发，完成了大数据采集、机床动态误差检测与补偿、机床健康检测与故障报警、基于大数据的工艺参数优化等高端控制功能模块的开发。为确保国产数控系统与生产过程的深度融合，开展了国产数控系统的智能化应用研究；结合车间数字化管控系统的建设，编制了实施和集成方案，现正与示范基地的建设同步进行；开展了国产数控系统的三轴和四轴后置处理技术研究，实现了基于UG CAM的数控程序的自动生成，通过该技术的应用，实现了4台立式加工中心的四轴三联动加工，并成功应用于型号生产中。总之，国产数控系统良好的开放性，为感知机床运行状态和产品加工状态，以及为应用机床自适应控制等智能化制造先进技术而提供了良好的平台，为军工智造的实现打下了基础。

围绕课题4，北京航星机器制造有限公司联合各主机厂，对大功率光纤激光焊接设备、真空电子束焊接设备、大型伺服压力机、精密立式加工中心和五轴龙门加工中心等5台设备进行了方案设计，目前已完成了对5台装备技术实施方案的评审。

借助课题实现的新业务拓展

借助课题1研制的超塑成形设备，北京航星机器制造有限公司成功地研制出相似于已服务型号生产的关键成形装备，并将其推广应用到探月工程、先进轨道交通和航空等领域，累计收入超过千万，后续还可向载人航天、国产大飞机和汽车等领域推广。

在课题2中，由自动物流系统与数字化管控系统构建的示范线，为生产复杂结构件提供了新的加工方案，可大幅提高典型产品的生产效率。该示范线可推广应用到同类产品的加工之中，具有很好的市场前景。此外，针对典型产品的加工，研发了物流自动化运转及自动上下料系统，有效减少了人员的参与，初步实现了无人生产模式，大幅提高了加工自动化水平，具有显著的推广应用价值。

自主研发能力显著提高

通过承担上述课题，北京航星机器制造有限公司的整体研发能力和技术水平明显提升，主要表现在：对具有大工作台面且具备超高温加热保温及液压、气压复合加载等集成功能的柔性数控三工位等温预成形装备和超塑成形装备、高速龙门五轴联动加工中心、带AB轴的高速五轴联动加工中心、大型高效精密数控车铣复合加工中心等高端国产设备的集中示范应用，以及围绕设备开展的对国产数控系统、国产功能部件和柔性制造等瓶颈技术的突破性研究，令北京航星机器制造有限公司建立起了具有自主知识产权的航天先进制造新模式，提高了航天国防自主保障能力。

人才队伍建设和储备情况

针对课题1，北京航星机器制造有限公司组建了226人的专职研发团队。在课题实施过程中，新增中高级职称技术人员和技术工人16人，培养博士研究生4人、硕士研究生10人。

针对课题2，北京航星机器制造有限公司组建了25人的专职研发团队，为数控机床、数控系统等企业培养操作、编程、工艺和维修等高级技术人才20人以上。

针对课题3，通过开展国产数控系统编程、操作和维修等方面的专业培训，北京航星机器制造有限公司培养了专业技术人员10名。通过实施换脑工程以及实现国产数控系统及机床的示范应用，培养了11名具有相关专业知识的工艺技术人员。

针对课题4，北京航星机器制造有限公司将组建不少于20人的专职研发团队。

规范管理，保证课题实施

为保证课题在变更实施周期内顺利完成，北京航星机器制造有限公司制定了一系列管理措施，包括：

1. 专责管理。采用“五专责”制度，即项目管理专人负责、协调专人负责、技术专人负责、现场专人负责及考核专人负责。

2. 以会促管。通过定期召开研讨会来协调解决各种问题，基于任务节点和实际工作现状，有针对性地安排后续工作计划，并将工作计划和解决问题的措施以会议纪要形式下发各承研单位。

3. 定期自查。定期开展项目自查工作，自查内容包括：项目执行情况、关键技术研究、设备研制和工艺应用验证技术研究等。

4. 制度化管理。通过建立专项项目管理、经费支出管理等制度文件，明确项目组及公司各部门的职责与分工，保障项目批复任务合同书中配套支撑条件（人员、经费等）的及时落实。

经济效益和社会效益

上述课题成果为进一步提升用户单位的技术创新和智能制造水平奠定了基础。目前这些国产装备已应用于多型号军工武器产品的批量生产，累积直接经济效益达数千万元。

这些课题的实施，有效地突破了制约军民产业发展的瓶颈技术，全面提升了我国航天制造能力和工艺技术水平，打破了国外在高端制造装备方面对我国的技术封锁，保障了国家安全。

这些课题成果还可用于某重大科技工程、载人航天、探月工程、国产大飞机、先进轨道交通和汽车等领域，具有显著的军事及社会效益。

存在的问题和差距

通过上述课题的实施，北京航星机器制造有限公司显著改善了国产自主装备水平，极大地提高了航天装备的设计、制造与试验能力，形成了较为完善的研发和制造体系，特别是制造能力与工艺水平得到了跨数量级的提升。但是，对标世界先进制造技术及“中国制造2025”的要求，当前的制造能力与工艺水平尚存在较大差距，比如，国产高档数控机床与基础制造装备在航空航天领域的推广应用度低、运行可靠性和精度保持性差、设备配套基础薄弱以及智能化与自动化程度低。

一方面，随着新一代航天产品研制任务和规模的大幅增加，以及新材料、新结构的大量应用，对制造工艺和国产数控装备的性能提出了更高的要求。然而，相关领域内制造企业所使用的高端装备仍以进口为主，国产装备尚不能满足制造需求，急需开发自主可控类和性能提升类装备。

另一方面，针对航天装备领域还需开展生产线上的装备和高档数控机床的智能化研究，开发制造网络化、数字化车间与智能制造系统，能充分体现其智能控制系统的学习、适应和组织等功能特点，实现感知、认知和决策的智能化。经初步匡算，2025年之前可突破以上相关技术。

一些建议

围绕课题实施过程中遇到的问题，提出以下建议：

1. 项目申报及实施方面：希望精简课题批复流程，加快批复进度；资金拨付可类比国防项目，年初匡算，精细化管理；项目验收阶段，并行开展财务、技术和档案验收；由于04专项涉及的高端数控装备在研制过程中存在较大的难度和未知风险，建议适当延长课题实施周期。

2. 配套企业合作机制方面：以国家发布的重大专项管理办法为参考，建议进一步扩大牵头单位的管理权限，约束配套企业按时完成设备研制，以保证项目整体实施进度。

3. 人才培养方面：加强“传统制造技术+”的复合型人才培养，建议通过联合培养、设立成长通道等手段，为培养此类人才提供政策支持，为生产制造模式向智能化转型升级提供人才保障。