人工智能赋能高速列车全专业仿真技术融合

   2026-03-04 工业品商城4
核心提示:轨道交通装备作为复杂系统集成体,其研发与运维高度依赖仿真试验、模型试验与实车试验三大技术支柱。其中,空气动力学与人工智能等共性技术的融合应用,正成为推动行业突破的关键力量。随着新一代交通工具——时速450公里高速动车组、时速600公里磁悬浮列车及新能源动车相继进入研发攻关阶段,面向更高时速(如800公里、100

 轨道交通装备作为复杂系统集成体,其研发与运维高度依赖仿真试验、模型试验与实车试验三大技术支柱。其中,空气动力学与人工智能等共性技术的融合应用,正成为推动行业突破的关键力量。

 随着新一代交通工具——时速450公里高速动车组、时速600公里磁悬浮列车及新能源动车相继进入研发攻关阶段,面向更高时速(如800公里、1000公里)的下一代高速运载工具的预研也已启动。速度的持续提升对列车气动外形设计、仿真验证平台的精度与效率,以及相应标准体系的建立提出了前所未有的挑战。

 智能化是轨道交通发展的另一主要方向。未来的智能列车将集成具备环境感知、自主决策与持续学习能力的无人驾驶系统,并实现基于车路协同的网络化智能运行。这一趋势将深度推动以深度学习为代表的人工智能技术,系统化融入列车设计、状态监控、运维管理与运营调度等全生命周期场景。

 凭借在轨道交通领域长期积累的庞大仿真与试验数据,相关领先企业于近期发布了自主研发的“斫轮”工业大模型。作为业内首个深度融合装备制造全链条、全流程场景的工业人工智能模型体系,它覆盖了设计、制造、运营、维护和安全等核心业务环节,并已孵化出多款应用产品投入实际使用。

 企业技术负责人表示,未来的目标是构建一个智能化的技术平台,通过“斫轮”大模型的能力赋能全体工程师。“仿真技术能够实现全场景、全工况的虚拟再现。我们计划将大模型的能力延伸至全场景仿真,深度融合并覆盖包括高速列车空气动力学在内的各专业仿真领域。”他同时指出,人工智能在工业领域的深入应用仍需一个过程,当前的核心挑战在于如何有效打通不同专业领域之间的技术壁垒。

人工智能与工业软件融合:开辟产业升级新路径

 “万物皆可仿真”的理念正逐步成为现实。在近期举办的一场国际仿真技术大会上,某全球领先的工业软件公司展示了其历时12年研发的“数字心脏”仿真模型。该项目汇聚了全球超过370家科研机构、医疗器械企业、软件开发商、监管机构及临床中心的共同参与。

 “数字心脏”是一个参数化、可变形的高精度模型,能够针对不同患者的特定心脏疾病构建个性化的仿真模型。基于此模型进行医疗器械植入模拟,不仅有助于企业更高效地研发更安全、有效的医疗设备,还能辅助临床医生为患者制定更精准的手术方案。

 该公司技术专家表示,“数字心脏”模型标志着虚拟人体建模仿真技术向医疗各领域的拓展迈出了关键一步,其最终目标体现在三个方面:显著降低医疗器械的研发成本、加快创新产品上市速度、降低患者手术风险并提升治疗效果,从而真正惠及患者。

 人工智能不仅深度融入仿真分析过程,也在重塑仿真软件本身。在大型工业领域,利用数据资产构建新型生产力,并以人工智能赋能仿真技术,正在形成“智能仿真”的新模式,驱动着工业软件的代际升级。同时,高端工业装备的创新发展,也对仿真软件提出了“精益化、高效能、敏捷化”的迫切需求。

 在此次大会上,国内一家顶尖航空科研机构发布了其全新升级的大型自主结构分析CAE软件SABRE 2025。该产品从创新理念、计算效能和人机交互三大维度进行全面升级,实现了人工智能与CAE技术的深度融合与创新应用。其六大核心功能与三大交互功能均获得整体提升,例如在自动化模型处理方面,能够实现复杂工况分析的自动操作,极大提升了设计效率。

 该机构技术负责人介绍,SABRE系统已被纳入国家关键软件自主可控名录,目前已在航空、航天、船舶等多个高端装备制造行业得到应用,支撑了数十项重大装备的自主研发。

 在计算流体动力学(CFD)领域,国产工业软件也取得了突破性进展。由上海桓领信息科技有限公司自主研发的国产流体仿真软件ASO,其快速前处理功能将整车仿真的效率从传统的“按月计算”提升至“按小时计算”,有效解决了行业长期面临的效率瓶颈。ASO是一款集前处理、求解器和后处理于一体的成熟商业软件,能帮助客户规避仿真流程中可能涉及的知识产权风险,助力实现CFD仿真的全流程国产化替代。

 据悉,桓领科技凭借ASO软件成功打破了国外同类产品的市场垄断,其总效率指标据称达到国外领先软件的十倍。目前该软件已在汽车行业展现出强大竞争力,获得了包括上汽通用五菱、长安汽车等在内的数十家整车企业订单,同时在船舶、航空航天等领域也有成功应用。

推动仿真技术协同发展,服务全球产业进步

 仿真技术正深刻地改变着人类生活与产业形态,重塑着高端制造、生物医药、人工智能等多个领域的发展模式。未来,仿真技术将进一步与人工智能、大数据、量子计算等前沿技术深度融合,不断拓展跨学科、跨行业的应用场景,为应对全球性可持续发展挑战提供关键技术支撑。

 大会期间,亚洲仿真联盟主持发布了《建模仿真塑造世界数字化宣言》,倡议全球各界协同推进仿真技术创新、构建完善的技术治理体系,强调技术发展应致力于服务人类的和平与发展,并呼吁深化国际合作、加强人才培养,共同应对数字鸿沟等全球性挑战。

 据了解,本次大会的主办方亚洲仿真联盟,是由中国仿真学会联合日本、韩国、新加坡等国相关学术组织共同发起成立的国际性科技组织,与国际建模仿真学会、欧洲仿真联盟并列为全球仿真领域三大国际组织。

 联盟负责人指出,建模仿真技术在推动全球数字化转型进程中扮演着关键角色。当前,实现仿真技术与人工智能的深度融合,以及构建全面的数据治理体系,已成为行业发展的明确方向和紧迫任务。

 作为建模仿真领域的国际知名学者,该负责人率先在国际上提出了“面向模型全生命周期的模型工程”思想,该思想现已融入国际建模仿真的知识体系核心。同时,他曾作为首席科学家主持国家级重点研发计划“复杂产品建模仿真系统”项目,并牵头负责了多项国家标准及行业标准的起草制定工作。


 
 
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