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人工智能+工業(yè)軟件:智能仿真加速賦能產業(yè)變革

http://www.moduwu.com 2025-10-09 13:40 來源:中國工業(yè)新聞網

仿真是連接虛擬與物理世界的橋梁,亦是探索復雜系統認知、推動工程落地的核心方法——它既承載基礎科學的深度突破,也驅動新質生產力的持續(xù)躍升。當前,仿真技術正以空前的深度與廣度重塑科技創(chuàng)新范式,成為推動全球產業(yè)升級的關鍵引擎。

2025年9月20日,以“智能仿真與數據治理”為主題的2025國際仿真大會在浙江杭州舉辦。中外院士、行業(yè)專家齊聚一堂,圍繞智能仿真與數據治理、仿真+AI、汽車與運載裝備仿真、航空航天仿真技術、工業(yè)大模型與具身智能、智能制造與機器人、工業(yè)仿真軟件研發(fā)與應用、低空智能運載仿真、科學計算與仿真、電子設計與仿真、數字文娛與社會仿真、生命科學與醫(yī)療健康仿真、流體仿真創(chuàng)新發(fā)展等前沿領域開展討論,深入探討仿真技術與人工智能、大數據等技術深度融合的前景及行業(yè)應用發(fā)展路徑。

在智能制造領域,工業(yè)仿真為數字孿生與智慧工廠建設提供核心支撐;在綠色可持續(xù)發(fā)展領域,仿真技術助力優(yōu)化能源配置與碳排放減排方案;在人工智能與虛擬現實領域,仿真則為算法訓練、沉浸式體驗搭建安全可靠的虛擬環(huán)境。通過仿真技術,產品研發(fā)、生產運維等環(huán)節(jié)的試錯成本大幅降低,科研創(chuàng)新與產品迭代速度顯著加快。

亞洲仿真聯盟理事長張霖指出,建模仿真技術與人工智能的深度融合是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢,完善的數據治理體系是建模仿真技術健康發(fā)展的根本保障,而國際合作則是應對全球共性挑戰(zhàn)的重要途徑。

智能化為MBSE(基于模型的系統工程)注入新動能

在工業(yè)仿真領域,航空器、航天器、艦艇、空天系統等復雜工程,以及交通、能源領域重大裝備的研發(fā)設計與應用維護,始終是行業(yè)關注的核心。以MBSE方法論為核心,借助計算機模型與仿真技術指導并優(yōu)化系統設計,已成為復雜工程研發(fā)的首選方案。如今,人工智能正為MBSE的跨越式發(fā)展注入新動能。

中國工程院院士、中國仿真學會理事長王自力表示,針對復雜工程需求,將可靠性、安全性、測試性、維修性、保障性及環(huán)境適應性等與裝備故障缺陷防控相關的使能技術深度耦合集成,形成系統化解決方案,即為可靠性系統工程——這一體系將可靠性緊密融入裝備研發(fā)全流程,本質上可視為MBSE的重要實踐形態(tài)。

王自力進一步指出,可靠性系統工程技術體系正朝著模型化、仿真化、智能化方向演進。從工具平臺發(fā)展脈絡來看,MBSE已歷經工具化、綜合化、一體化階段,當前處于第四代模型化平臺時期,未來將邁向以人工智能與數字孿生為核心驅動的第五代智能化平臺。

例如,在MBSE體系中引入大模型底座與智能體,以敏捷智能生成式設計為目標,以方案智能生成與數字驗證互動為技術主線,可實現三大集成:基于智能協同的需求集成、基于智能生成的研制集成、基于具身智能的運維集成——這將為復雜系統健康管理帶來深遠影響。

“數字化、智能化為MBSE跨越式發(fā)展提供了前所未有的機遇,助力可靠性系統工程實現更高質量、更可持續(xù)的發(fā)展。”王自力強調,與此同時,數智時代下復雜工程的體系化、無人化、智能化特征,對安全可靠性提出了新挑戰(zhàn),也拓展了應用場景邊界,這些均是MBSE未來需攻克的關鍵課題。

人工智能推動高速列車全專業(yè)仿真融合

軌道交通裝備是典型的復雜系統,仿真試驗、模型試驗、實車試驗是其研制與運維不可或缺的技術手段,其中氣動技術、人工智能技術等共性技術的應用尤為關鍵。

當前,時速450公里高速動車組、時速600公里磁懸浮列車、新能源動車已進入研發(fā)關鍵階段,未來時速800公里、1000公里的高速交通工具研發(fā)也已提上日程。速度提升對氣動設計、仿真優(yōu)化平臺驗證,以及標準體系、規(guī)范指標的制定均帶來多重挑戰(zhàn)。

除速度突破外,智能化列車將成為未來軌道交通的里程碑式產品——其涵蓋具備自感知、自識別、自決策、自學習能力的無人駕駛系統,以及無人駕駛網絡化運行模式。這一趨勢將推動以深度學習為代表的人工智能技術,在列車設計、監(jiān)控運維、運營場景等領域實現體系化應用。

依托多年積累的海量仿真數據與試驗數據,中車于2024年12月發(fā)布自主研發(fā)的“斫輪”大模型。作為我國首個深度融合裝備制造業(yè)全鏈條、全流程場景的工業(yè)AI大模型體系,其覆蓋設計、制造、運營、維護、安全等核心環(huán)節(jié),目前已推出多款應用產品并落地實踐。

中車青島四方機車車輛股份有限公司副總工程師、國家高速動車組總成工程中心主任丁叁叁表示,中車的未來目標是構建智能化平臺,依托“斫輪”大模型普惠全體工程師。“仿真技術可實現全場景、全工況模擬,我們計劃將大模型延伸至全場景仿真,覆蓋高速列車空氣動力學等各專業(yè)仿真領域。”他同時指出,工業(yè)領域人工智能的深度應用仍需時日,核心挑戰(zhàn)在于跨越不同專業(yè)間的技術鴻溝。

人工智能+工業(yè)軟件:開啟產業(yè)升級新賽道

“萬物皆可仿真”的理念正加速落地。在2025國際仿真大會上,達索系統發(fā)布最新仿真成果——“數字心臟”模型。該項目歷經12年持續(xù)研發(fā),全球參與主體達370余家,涵蓋科研院所、醫(yī)療器械企業(yè)、軟件開發(fā)商、監(jiān)管機構及臨床機構。

“數字心臟”是一款參數化可變形模型,可針對不同患者的特定心臟疾病構建個性化仿真模型。基于該模型開展醫(yī)療器械植入模擬,不僅能幫助企業(yè)更快研發(fā)出更安全、高效的醫(yī)療器械,還能輔助醫(yī)生為患者制定精準手術方案。

達索系統中國區(qū)仿真高級技術顧問王贇潔表示,通過“數字心臟”模型,虛擬人體建模仿真技術將逐步拓展至醫(yī)療各領域,最終實現三大目標:降低醫(yī)療器械研發(fā)成本、加快產品上市速度、降低患者手術風險并提升治療有效性,切實惠及廣大患者。

人工智能不僅與仿真過程深度融合,更在重塑仿真工具形態(tài)。在大工業(yè)領域,以數據資產構建新質生產力、以人工智能賦能仿真技術,正形成“智能仿真”新模式,驅動工業(yè)軟件迭代升級;同時,工業(yè)裝備的創(chuàng)新研制需求,也對軟件提出“精益仿真、卓越效能、敏捷設計”的迫切要求。

大會現場,中國飛機強度研究所發(fā)布大型自主結構分析CAE軟件SABRE2025。該產品從新理念、新效能、新交互三大維度出發(fā),實現AI+CAE三大創(chuàng)新實踐,六大核心功能與三大交互功能均實現整體提升。例如,在自動化模型處理方面,其可完成復雜工況分析操作的自動處理,大幅提升設計效率。

中國飛機強度研究所副總設計師聶小華介紹,SABRE系統已納入國家自主可控目錄,目前已在航空、航天、船舶、兵器等多個行業(yè)落地應用,支撐了數十項重大裝備的創(chuàng)新研制。

在CFD(計算流體動力學)領域,國產工業(yè)軟件也實現突破性進展。上海桓領信息科技有限公司推出的國產流體仿真軟件ASO,其快速前處理功能將整車仿真效率從“按月計算”提升至“按小時計算”,解決了行業(yè)長期痛點。ASO也是一款集前處理、求解器和后處理一體化的成熟軟件,幫助客戶解決仿真流程中所涉及的全部知識產權風險,為CFD仿真的全流程國產化助力。

據悉,桓領科技憑借自主研發(fā)的ASO成功打破國外壟斷,特別是總效率指標,10倍于國外軟件。目前該軟件已經在汽車行業(yè)展現出了硬核實力,獲得了包括上汽通用五菱、長安汽車、江鈴汽車、福田汽車等幾十家企業(yè)訂單,在船舶、航空航天、軍工等領域也有建樹。

亞洲仿真聯盟:致力于全球建模仿真協同發(fā)展

仿真技術正潛移默化地改變人類生活與產業(yè)格局,重塑航空航天、智能制造、生物醫(yī)藥、人工智能等諸多領域的發(fā)展模式。未來,仿真技術將與人工智能、大數據、量子計算等深度融合,拓展跨界應用場景,為全球可持續(xù)發(fā)展提供核心支撐。

大會期間,亞洲仿真聯盟理事長張霖教授主持發(fā)布《建模仿真塑造世界數字化宣言》,倡議全球協同推進仿真技術發(fā)展、構建完善治理體系,強調技術應用需服務于人類和平與發(fā)展事業(yè),并呼吁深化國際合作、加強人才培養(yǎng),攜手應對數字鴻溝等全球性挑戰(zhàn)。

據介紹,本次大會主辦單位亞洲仿真聯盟(AsiaSimulationFederation,ASIASIM),由中國仿真學會聯合日本、韓國、新加坡、馬來西亞等國仿真學會共同發(fā)起,是國內首批依托高校建設的國際科技組織,與國際建模仿真學會、歐洲仿真聯盟并列為全球三大仿真領域國際科技組織。

張霖指出,建模仿真技術在推動全球數字化轉型中發(fā)揮關鍵作用,當前其與人工智能技術的深度融合、全面數據治理體系的構建,已成為行業(yè)發(fā)展的必要方向與緊迫任務。

作為建模仿真領域國際知名專家,張霖在國際上率先提出“面向模型全生命周期的模型工程思想”,該思想已成為國際建模仿真知識體系的核心內容之一;同時,他以首席專家身份主持國家重點研發(fā)項目“復雜產品建模仿真系統”,并牽頭多項國家標準、行業(yè)標準及團體標準的起草工作。

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