智能制造实验室围绕国家智能制造发展战略和粤港澳大湾区智能制造发展需要，聚焦智能加工、智能检测、智能装备、智能装配、智造系统等五个主要研究方向，建成粤港澳大湾区智能制造拔尖创新人才培养、科学研究与实验重要基地，服务粤港澳大湾区制造业智能化转型升级和产业经济发展。
研究方向
图1 主要研究方向
1. 智能加工
（1）介观尺度微细加工：主要关注微细切削刀具结构-参数-刃口一体化设计、微细切削刀具磨破损失效分析、介观尺度零件车铣集成加工原理与刀具路径规划、微细切削机床-刀具-工艺交互机理与动态演变、微细切削三维稳定性分析与颤振抑制、介观尺度零件加工表面形貌的精密测量与表征等研究。
图2 微细切削刀具结构-参数-刃口一体化设计
（2）先进磨削与刀具制造：主要关注蓝宝石单晶等光学晶体超声振动磨削、光学微纳结构微成形磨削、硬脆材料磨削SPH仿真、高强度钢齿轮精密磨削、超硬合金微细铣钻刀具与精密刃磨、微细刀具高频脉冲磁场定位强化、超声振动微细钻削/铣削、微小复杂曲面五轴加工与刀具适配性技术等研究。
图3 微细刀具磨削与检测
2. 智能检测
装配光学检测：开展了立体视觉/面结构光/线结构光等光学检测算法研究与软硬件设备自主研制、复杂场景下复杂物体智能识别与定位、机器人视觉伺服控制与人机交互、小样本图片智能生成与缺陷检测等研究，开发了基于机器视觉的管路测量技术及设备等。
图4 光学检测与智能算法
3. 智能装备
微纳光学制造装备：主要开展高精度金刚石刀具切削模压用微结构阵列模具理论与试验研究，新型模具材料磷化镍Ni-P镀层制备、特性测试与分析及其微纳加工研究。研究磷化镍Ni-P镀层材料成分调控及性能强化技术，磷化镍Ni-P有限元切削仿真模型，微切削过程极小变形区磷化镍Ni-P多相态的剪切滑移机理及其切削。开展光学透镜、菲涅尔透镜及微结构阵列等光学器件的模压成形研究，以实现高精度、高效率、低成本制备复杂结构微光学器件为目标，研究粘弹性材料高温本构建模，界面摩擦与润滑，成形件的黏接与分离等技术，以高精度高效率实现微结构的尺寸极小化与面积极大化。
图5 微结构阵列切削模具及模压成形加工出的红外微透镜及光学玻璃微金字塔阵列
4. 智能装配
（1）装配精度分析：主要关注宏观几何精度与微观接触行为耦合的装配精度分析、服役环境多物理场下的精密结构变形分析、多源因素对精密结构微变形影响机制分析、恶劣服役环境下装配精度稳定性分析、性能驱动的精密结构变形数字修正和装配工艺参数优化等研究。
图6 集成表面形貌和受力变形的装配精度分析
（2）配合面连接（两个平面直接接触连接）：开展了粗糙表面接触行为的X射线断层扫描试验观测、粗糙表面接触行为弹塑性模型构建、配合表面连接性能预测/测试/时变等研究。
图7 粗糙表面接触行为的X射线断层扫描测量方法
（3）胶接装配：开展了胶粘连接力学和胶粘剂固化动力学、胶接装配工艺多场耦合-粘弹性建模仿真、胶粘连接强度增强方法、胶接装配微变形检测方法、精密光机电产品胶接装配精度及其稳定性预测与优化、精密涂胶技术等研究。
图8 精密胶接装配研究
（4）螺纹紧固连接：开展了螺纹连接界面松动、咬死等失效机理与结构优化设计研究、管接头/法兰等密封面泄漏机理与工艺调控方法研究、基于超声的紧固连接状态检测与预紧力精确测量方法研究、连接界面应力非接触式测量方法与喷涂应力传感器研制、紧固连接力学状态对精密结构装配精度和结构动力学响应的影响分析、紧固连接智能装配方法。
图9 紧固连接装配研究
（5）虚拟装配：开展了虚拟装配工艺规划及信息管理、装配精度预分析、线缆和管路布局设计与装配过程仿真、基于物理属性的装配性能分析与运动学仿真等研究。
图10 装配精度预分析、线缆布线设计与装配仿真系统
5. 智造系统
（1）数字化车间与制造执行系统：开展了生产线重构理论与方法、生产线建模与仿真技术、基于单元化与模块化的生产线布局设计、面向多品种变批量生产的制造执行系统以及动态调度技术等研究，开发出了生产线重构/布局/仿真分析系统、快速响应制造执行系统等。
图11 生产系统三维布局规划与仿真评估以及车间作业动态调度系统
（2）装配车间数字孪生技术：开展了装配车间数字孪生、装配工艺知识图谱和数字孪生、装配制造执行系统和动态调度等技术和方法研究，开发了复杂产品装配过程管控系统、装配车间数字孪生可视化监控与仿真系统等。
图12 开发的装配车间数字孪生系统
学科建设
实验室将紧跟国际前沿，紧密结合国家及国防发展战略需求，依托粤港澳大湾区地域优势，扎实推进军民融合深度发展。围绕智能加工、智能检测、智能装备、智能装配、智造系统五大方向开展前沿技术研究与创新。重点建设智能制造相关新兴领域专业，为机械工程、智能制造技术等专业本科生及研究生教育提供支撑，打造粤港澳大湾区制造业拔尖创新人才高地。同时，实验室将以“开放融合、交叉创新”为核心理念，组织跨学科、跨地域交流与合作，为学生提供优质教育资源与学习环境，培养综合素质高、团队意识强的创新人才。
团队成员及研究成果
团队带头人：刘检华，入选国家高层次领军人才和国家高层次青年人才，北京理工大学机械与车辆学院党委书记。主要从事智能制造、精密装配与检测方向的研究，先后主持了国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划项目、国防基础科研项目、装备预先研究项目等科研项目30余项，发表学术期刊论文300余篇（其中SCI收录100余篇），授权国家发明专利80余项，获批国家软件著作权30余项，获国家教学成果二等奖1项，同时获国家科技进步二等奖1项，国防科技进步一等奖和中国机械工业科学技术发明一等奖等省部级科技奖励6项。
近年来，团队牵头承担了国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划项目、军科委173项目、装备预先研究项目和国防基础科研项目等国家重大重点项目10余项，年均到校科研经费超过3000万元。团队目前在精密装配、微纳制造、装配光学检测、车间制造执行系统、数字孪生等方面具有丰富的基础研究、软件开发与应用的经验。设计并开发了虚拟装配系统、装配车间管控系统、生产线建模与仿真系统、车间制造执行系统等自主知识软件系统，以及螺纹预紧力检测、胶接微变形检测、复杂管路多目视觉测量等硬件设备，并在航天、兵器、电子、船舶和航空等领域企业得到应用。团队公开出版著作10本，公开发表SCI/EI收录学术论文500余篇，授权国家发明专利100余项，获得国家软件著作权50余项。获国家科技进步二等奖1项，省部级一等奖3项，二等奖5项，三等奖5项等。
