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AI+青年=？中联西北院这样解答！⑤
发布时间：
2025-12-10 22:12
来源：
中联西北工程设计研究院有限公司
部门：
第一工业院 王旭
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在深入学习贯彻党的二十届四中全会精神，奋力推进中国式现代化的新征程上，中联西北院青年工程师团队正以蓬勃的创造力，积极投身人工智能技术的应用创新浪潮。他们紧跟国家战略布局，将个人才智融入企业发展，在专业领域上大胆探索、勇于实践，涌现出一批具有代表性的创新成果，展现了新时代青年科技人才勇担使命、敢为人先的精神风貌。
为集中展示来自青年团队的智慧与力量，我们推出【青年+AI=？中联西北院这样解答！】专题报道，将持续聚焦中联西北院在AI技术应用落地中创新成果。本期一起深入了解“虚拟仿真融合AI技术驱动产线全流程优化”的创新思路与探索实践。
直击现实痛点・破解应用难题
对于工业项目来说，传统设计存在四大痛点：
①静态建模，缺乏对生产节拍、产能、设备协同、人机适配等动态过程的仿真能力，导致产线协同效率低下，投产前无法预知与规避工序冲突、设备等待等动态瓶颈；
②在市场需求快速迭代下，设计方案验证滞后，且无法集成实时数据虚拟仿真，与动态生产脱节，形成“数据孤岛”，能耗优化只能依赖后期被动的“打补丁”式改造；
③缺少模块化、参数化的行业生产线模型库，无法通过拖拽和参数驱动快速适配同领域项目的不同产能需求；
④高度依赖实体调试（高成本、长周期、高风险）。发生设计变更后需停产改造，导致生产延误，其返工费用常占项目预算10%以上。
这些问题不仅增加企业研发成本、延长产品周期，还制约设计创新的落地转化，与智能制造背景下“高效、精准、绿色”的产业升级需求严重脱节。
深耕技术创新・突破传统模式
本项目实现四大核心技术突破：
一是创新“数字孪生+实时渲染”融合技术。构建1:1高精度虚拟场景，渲染帧率高，还原材料材质、物理特性、生产工艺流程、生产节拍等，解决传统三维动态可视化不足、后续生产工序冲突、能耗优化不能前置等问题。
二是自动生成工艺优化建议。突破“设计-验证”脱节瓶颈。集成设计建模、仿真分析一体的功能模块，打破静态设计的数据壁垒。相较于传统模式，缩短设计周期和调试周期，降低生产成本和能耗，提升了方案验证准确率和总体产能。
三是实现“预测性运维”。利用虚拟仿真，通过数字孪生动态同步、AI驱动的故障预测仿真、虚拟预演等虚拟联动实现“预测性运维”，颠覆传统故障后维修”模式，大幅提升运维效率与安全性。
四是借助AI模型自动生成对应准确的Python代码。采用中文自然语言描述仿真任务（如“机械手抓取零件”），借助AI模型自动生成对应准确的Python代码，并将该代码直接导入仿真软件脚本编辑器，显著降低对专业编程技能的依赖，简化仿真建模的开发环节。
拓展多元场景・赋能实战应用
虚拟仿真凭借三维动态仿真与数字孪生能力，广泛应用于多行业核心场景。
在制造业，可模拟生产线全流程，例如汽车零部件组装线通过仿真设备布局、物料配送节奏，优化工位衔接，可减少工序等待时间，提升生产线整体效率，同时能预判设备故障对生产过程的影响，提前制定备用方案。
在物流仓储领域，可搭建仓库立体仿真模型，模拟货物入库、存储、分拣、出库全环节，优化货架布局与AGV机器人路径规划，降低货物搬运成本，提高仓库空间利用率。
从工业设计角度来讲，虚拟仿真覆盖工业设计各阶段。
在前期咨询设计阶段，通过虚拟空间快速搭建三维模型，实时调整形态、材质与色彩，快速实现方案对比；在生产模拟验证阶段，模拟产品生产环境下的工艺流程、生产节拍、能耗以及其他数据的实时监测，提前规避设计缺陷和工序冲突，实现质量、效率、成本三重领先；在生产运营场景，通过持续数据回流不断优化完善，打造企业智能制造的核心操作系统。
赋能企业发展・助力行业升级
虚拟仿真以数字孪生、3D动态仿真为核心，为客户企业提供全流程优化解决方案。通过精准模拟生产布局、物流流转、资源配置等场景，可提前预判瓶颈问题，优化物料搬运路径，减少30%运输时间，提升设备利用率20%以上。其PLC仿真与云端计算能力支持生产逻辑预演与多方案对比，无需实体改造即可降低试错成本15%-20%，同时通过数据驱动决策，缩短项目落地周期，助力企业构建“虚拟验证-实景落地” 的高效闭环，增强市场响应速度与核心竞争力。
对行业而言，虚拟仿真可推动制造业、物流等领域向智能化转型。作为工业设计核心支撑工具，其打破依赖经验决策的传统模式，以标准化仿真流程规范行业技术路径，赋能供应链协同优化、智慧工厂建设等关键场景。通过支持VR/AR集成、大数据分析等前沿应用，为行业提供数字化转型范本，带动上下游企业提升运营效率。同时，其跨行业适配性（覆盖制造、医疗、仓储等）加速扩散，推动行业整体资源利用率提升与绿色低碳发展，助力产业数字化生态构建。
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