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中國(guó)信通院人工智能所聯(lián)合發(fā)布《科研智能：人工智能賦能工業(yè)仿真研究報(bào)告（2025年）》
2025年10月21日 09:07:57來(lái)源：中國(guó)信通院CAICT點(diǎn)擊量：38324
導(dǎo)讀數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的代理模型完全依賴觀測(cè)數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，無(wú)需顯式物理方程，即可在短時(shí)間內(nèi)響應(yīng)新的設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真結(jié)果的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。
　　【智慧城市網(wǎng) 企業(yè)關(guān)注】工業(yè)仿真承載產(chǎn)品創(chuàng)新迭代、降本增效的核心使命。隨著智能化轉(zhuǎn)型的深入，傳統(tǒng)仿真技術(shù)面臨計(jì)算效率瓶頸、多物理場(chǎng)耦合復(fù)雜性劇增、全流程協(xié)同不足等挑戰(zhàn)，難以滿足科學(xué)研究領(lǐng)域?qū)?shí)時(shí)性和精準(zhǔn)性的高階要求。人工智能技術(shù)(Artificial Intelligence，AI)的突破性發(fā)展，尤其是大模型、物理信息機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)算子、生成式AI等方向的演進(jìn)，正為工業(yè)仿真注入全新動(dòng)能。通過(guò)構(gòu)建“數(shù)據(jù)+物理”雙驅(qū)動(dòng)的智能仿真范式，AI不僅能夠提升仿真效率，更能在多目標(biāo)優(yōu)化、虛實(shí)交互決策等場(chǎng)景開辟新路徑，推動(dòng)仿真從“事后驗(yàn)證工具”向“全生命周期決策中樞”躍遷。
 
　　2025年10月16日，中國(guó)信息通信研究院(簡(jiǎn)稱“中國(guó)信通院”)人工智能研究所、中國(guó)人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟和全國(guó)智能計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化工作組在全國(guó)智能計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化工作組2025年度全體會(huì)議上發(fā)布《科研智能：人工智能賦能工業(yè)仿真研究報(bào)告(2025年)》。
 
　　報(bào)告全面梳理了AI賦能工業(yè)仿真的技術(shù)路徑與實(shí)踐脈絡(luò)。一是探討人工智能賦能工業(yè)仿真的必然性及其應(yīng)用價(jià)值。二是聚焦計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design，CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程(Computer Aided Engineering，CAE)兩大核心領(lǐng)域，對(duì)比分析國(guó)內(nèi)外技術(shù)路線與應(yīng)用現(xiàn)狀。三是在關(guān)鍵技術(shù)層面，解析數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、物理驅(qū)動(dòng)及融合驅(qū)動(dòng)這三類AI仿真方法的本質(zhì)區(qū)別與適用場(chǎng)景。四是通過(guò)軌道交通、航空航天、輕工業(yè)、汽車工業(yè)及工程建筑等領(lǐng)域的實(shí)踐案例，驗(yàn)證AI仿真的規(guī)模化應(yīng)用潛力及應(yīng)用前景。五是分析AI仿真面臨的核心挑戰(zhàn)，并對(duì)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。
 
　　報(bào)告核心觀點(diǎn)
 
　　1. 人工智能賦能工業(yè)仿真應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展
 
　　工業(yè)設(shè)計(jì)方面，人工智能正推動(dòng)工業(yè)設(shè)計(jì)范式的創(chuàng)新變革。人工智能技術(shù)可以基于設(shè)計(jì)約束條件，自動(dòng)探索廣闊的設(shè)計(jì)空間，提出突破傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ降膭?chuàng)新方案。建模仿真方面，人工智能為復(fù)雜場(chǎng)景的建模仿真提供新方案。對(duì)于多物理場(chǎng)耦合(如電磁-熱-力耦合)、跨尺度問(wèn)題(如從微觀材料特性到宏觀結(jié)構(gòu)響應(yīng))等高度非線性、難以通過(guò)解析方程精確建模的復(fù)雜工程問(wèn)題，AI展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
 
　　2. 人工智能賦能工業(yè)仿真實(shí)現(xiàn)質(zhì)效雙升
 
　　CAD方面，人工智能主要用于自動(dòng)化設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)優(yōu)化。借助AI技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品外形的自動(dòng)生成設(shè)計(jì)，在減少設(shè)計(jì)師負(fù)擔(dān)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)。同時(shí)AI可以基于海量數(shù)據(jù)幫助設(shè)計(jì)師優(yōu)化CAD模型，提高模型的質(zhì)量和效率。CAE方面，人工智能主要應(yīng)用于逆向設(shè)計(jì)與優(yōu)化和設(shè)計(jì)驗(yàn)證。人工智能賦能CAE的核心本質(zhì)是對(duì)物理場(chǎng)合設(shè)計(jì)空間的建模。AI技術(shù)通過(guò)分析海量CAE歷史數(shù)據(jù)，可以快速識(shí)別關(guān)鍵特征和實(shí)時(shí)仿真，在前處理、求解與優(yōu)化、后處理階段實(shí)現(xiàn)一站式設(shè)計(jì)探索。
 
　　3. 生成式AI實(shí)現(xiàn)CAD自動(dòng)化生成
 
　　生成式設(shè)計(jì)，根據(jù)用戶設(shè)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)與約束條件，通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的自動(dòng)生成，如汽車座椅設(shè)計(jì)場(chǎng)景，通過(guò)輸入載荷、約束和材料等參數(shù)，可快速生成多個(gè)設(shè)計(jì)方案。語(yǔ)義驅(qū)動(dòng)參數(shù)化建模，通過(guò)自然語(yǔ)言處理解析設(shè)計(jì)意圖，實(shí)現(xiàn)“語(yǔ)言指令—三維模型”的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，如地理場(chǎng)景建模場(chǎng)景，利用大語(yǔ)言模型和知識(shí)圖譜，通過(guò)漸進(jìn)式知識(shí)圖譜，將地理實(shí)體的語(yǔ)義信息轉(zhuǎn)化為建模參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)更智能的三維地理場(chǎng)景建模。
 
　　4. 數(shù)據(jù)、物理、融合驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)CAE全流程智能化仿真
 
　　數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的代理模型完全依賴觀測(cè)數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，無(wú)需顯式物理方程，即可在短時(shí)間內(nèi)響應(yīng)新的設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真結(jié)果的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。物理驅(qū)動(dòng)的仿真方法深度融合已知的物理定律與方程來(lái)構(gòu)建模型框架，實(shí)現(xiàn)在保持較高預(yù)測(cè)精度的同時(shí)，提供對(duì)復(fù)雜物理現(xiàn)象的可解釋性洞察。融合AI修正傳統(tǒng)求解器方法將傳統(tǒng)求解器作為基礎(chǔ)計(jì)算引擎，在其關(guān)鍵環(huán)節(jié)嵌入輕量化AI模塊，形成“物理計(jì)算-AI修正”的反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)AI與傳統(tǒng)求解器協(xié)同工作，在保證求解精度的同時(shí)有效提升求解效率。
關(guān)鍵詞 人工智能新型工業(yè)化
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