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AI赋能工程

重新定义工程的边界。从概念到运营,AI赋予工程师智能,让他们能够以更高的信心进行设计、以更强的敏捷性进行制造、以更快的速度进行优化——贯穿整个价值链。

概要

什么是AI驱动的

AI赋能工程是将人工智能应用于整个工程生命周期的实践。其核心建立在机器学习之上,并涵盖了多种形式的人工智能——包括预测型、生成型、自主型等。它能够对真实运营数据和仿真数据进行推理,提取出人类难以察觉的复杂模式,揭示出深刻洞见,赋能工程师做出更明智的决策、推动自动化并实现持续优化。

应用领域包括:

  • AI辅助的设计探索
  • 生成式设计与优化
  • AI赋能的仿真与验证
  • 需求分析与追溯
  • 工程工作流自动化

在实践中,这意味着工程团队可以在问题变得代价高昂之前就发现它们,自信地采取行动,从容应对价值链的全部复杂性,而不是被动反应。

工程师运用AI技术进行产品开发
挑战

为什么工程团队纷纷转向AI?

现代产品开发从未面临如此之高的要求。如今的产品往往同时涵盖结构流体、热系统、电磁、电子、控制和嵌入式系统。它们越来越多地由软件定义,更多的功能、可配置性和价值存在于代码之中。而且,产品必须以更快的速度完成设计,同时满足更严格的合规要求、更严苛的可持续发展目标,并且对代价高昂的后期返工或物理样机制作容忍度更低。

所涉及的学科数量及其之间的交互,已经超出了传统工程方法所能独立应对的范围。团队被期望做到:

  • 在管理更多变量的同时加快速度
  • 更早地做出更好的决策
  • 从一开始就交付更稳健、合规且可制造的产品

而这正是AI驱动的工程所能实现的。

AIを活用したプロセスで製品開発を加速する製品エンジニア

AI赋能的工程如何支持产品生命周期

打造一款优秀的产品是一段跨越数年、充满决策、权衡与迭代的旅程。AI赋能的工程将智能注入这段旅程的每一个阶段,帮助团队加速前行、做出更优决策,并打造出在真实世界中表现出色的产品。

设计前,工程师团队正在讨论产品需求

概念与需求

在设计尚未启动时,AI就能帮助团队明确要做什么以及为什么这么做。通过把需求与下游工程数据打通,AI确保性能、成本、可持续性和可制造性这些目标从一开始就对齐,避免后期出现代价高昂的偏差。

工程师正在使用AI驱动的设计软件,探索新产品设计的各种可能性。

设计探索

AI让工程师无需局限于评估寥寥几个方案,而是能够同时探索成千上万种设计可能性。生成式设计工具能够呈现原本难以被发现的可行的备选方案,同时AI驱动的引导帮助团队在确定方向之前,就清晰理解设计参数对性能、重量、可靠性和可制造性的影响。

工程师团队正在使用AI工程仿真解决多物理场挑战。

仿真与分析

借助嵌入式AI,设计探索速度可比传统基于物理的仿真快1000倍。过去需要数天的物理预测,如今利用基于历史仿真数据训练的AI模型,几分钟内即可完成。经AI训练的仿真模型使复杂的3D设计仿真在系统层面成为可能,支持数字孪生部署、多学科分析以及实时性能评估,且无需承担高昂的计算开销。

仿真专家正在电脑前对新品设计进行验证与确认。

验证与确认

AI 通过自动识别关键测试场景、潜在故障模式和风险区域来简化测试流程,让团队少花时间找问题,多花时间解决问题。通过持续将数字孪生与现实世界数据同步,AI建立起闭环连接,使团队在制造任何一个原型之前就能降低物理测试的风险。设计错误通过与公认标准比对被及早标记,从而防止有缺陷的产品流入下游环节。

生产经理利用AI驱动的仿真来可视化产线自动化。

制造与生产

AI弥合了设计意图与生产现实之间的鸿沟。通过将制造约束条件和材料行为直接融入仿真驱动设计,团队可以尽早评估生产可行性,避免在工厂车间遭遇后期突发问题。在此基础上,AI通过智能生产计划与排程实现自适应制造,使生产线能够动态响应需求变化或运营条件波动。质量检测方面,AI 驱动的计算机视觉与异常检测彻底改变了传统模式,确保大规模生产中始终保持一致的产品标准。

工厂经理正在使用AI预测性维护系统对车间进行实时监控。

在役运行

产品投入现场后,AI 仍在持续发挥作用。预测性维护系统通过处理传感器数据,在故障发生前捕捉预示潜在失效的模式,从而减少停机时间,避免代价高昂的宕机事故。运营洞察反馈至设计与规划流程,形成一个闭环改进循环,让真实运行环境下的性能表现不断反哺并优化整个开发生命周期。

Use cases

探索AI赋能工程的真实应用场景

在汽车、航空航天、电子、能源、制造、重型设备和生命科学等行业,工程团队已在利用AI攻克最棘手的技术难题,而数据本身便是最好的证明。

一份汇集100个真实应用案例的电子书,直观展示AI赋能工程如何帮助团队加速仿真、缩短分析时间、打造更可靠的产品。仅举几例:NVH分析提速100倍,航空电子可靠性提升600%,电机设计效率提升15倍。

业务影响

AI赋能产品开发的客户成功案例

阅读利用AI辅助产品开发的案例

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如何实现 AI 赋能工程

引入AI并不一定让人手足无措。从起步到衡量成效,这份实用的路线图详细说明了如何一步步实现工程流程的现代化。

了解如何在组织内部推动AI的应用,应对其中的复杂性,并释放数据驱动工程的全新可能。内含真实案例。

寻求AI赋能工程实施方法的工程师
产品开发中的AI应用

是什么让 AI 赋能工程成为可能

预测性 AI

预测性AI分析历史和实时数据,以识别模式并预测未来结果,从而辅助人类决策而非自主行动。预测性维护系统是众多工程应用之一。

生成式 AI

生成式AI超越分析进入创造领域,能够根据现有数据生成设计、代码和仿真。如果说预测性AI预测的是“将会发生什么”,生成式AI则构想“可能发生什么”,帮助团队更快地创新。

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Physics-Informed AI将重力、热力学和流体动力学等定律作为护栏嵌入到AI模型中。这使得在有限的数据下也能进行准确预测,帮助团队对复杂系统进行建模并加速开发。

物理 AI 与 具身 AI

物理 AI 让机器感知并响应真实世界,为机器人和自动驾驶汽车提供支持。作为其子集的具身 AI,是通过传感器和执行器进行物理交互来学习,而不是依赖预编程的响应。

智能体 AI

智能体 AI 能够自主感知、推理和行动,无需逐步指导即可完成目标。与Copilots不同,它能端到端地执行任务。作为一种较新的方法,负责任的采用方式仍在不断演进。

FAQ

关于 AI-Powered 工程的相关问题

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点播研讨会|加速创新:AI赋能高级多学科设计优化

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