在新一代人工智能技術快速演進與制造業深度轉型的歷史交匯期，工業智能正從“局部優化”邁向“系統重構”。然而，工業場景中長期面臨數據匱乏、試錯成本高、隱性知識數字化轉化難等現實困境，AI規?；瘧闷款i亟待突破。本文以壓鑄行業CAE+AI的融合實踐為例，從行業共性痛點、CAE+AI融合技術架構、落地應用案例以及工業智能體未來展望四個方面進行闡釋，探索工業智能體系落地的關鍵路徑，以期為行業提供可參考、可復用的戰略建議。

過去數十年，我國工業系統經歷了從自動化、信息化到數字化的持續演進。隨著大模型、具身智能等新一代人工智能技術的演進，工業體系迎來全面升級、高質量發展的關鍵時期。

2026年3月，中國信息通信研究院發布《工業智能創新發展報告（2026 年）》，系統勾勒了 AI 賦能制造業發展的新圖景。報告指出，隨著人工智能技術從“判別分析”向“自主決策”躍升，制造業正加速構建“智能模型 + 數字孿生 + 智能體”的工業智能體系，驅動生產模式從“局部提效”走向“全要素重構”。

在此背景下，一個新的技術范式逐漸清晰——“工業智能體”（Industrial Agent）。

工業智能體并非單一的軟件或模型，而是一種系統能力：工業智能體是由工業大模型驅動的、服務于工業產品全生命周期應用的自主智能系統，具備自主感知、認知、規劃、決策、演化與執行能力，能夠在物理約束下進行推理與決策，幫助客戶實現智能設計到智能生產，實現真正的虛擬、現實生產雙軌映射和AI智能中樞控制下的無人工廠，或者叫“火星”工廠。

來源：REUTERS

2026年1月，工信部等八部門聯合印發《“人工智能+制造”專項行動實施意見》，提出到2027年推出1000個工業智能體、打造100個高質量行業數據集、推廣500個應用場景。然而，面對工業生產環境的多變性、高度精確性要求以及實時性約束，當前工業界的AI落地實踐往往因缺乏對深層工業機理與工藝邏輯的深刻理解與可靠性保證，仍難以直接承擔生產工藝決策控制等核心任務。

工業智能體的落地發展，到底應該走什么樣的路？厘清AI技術落地的演進脈絡，破解規?；瘧闷款i，構建適應新質生產力發展的工業智能體產業生態已成為行業面臨的共性挑戰。

本文將以壓鑄這一典型高復雜制造場景為切入點，嘗試回答這一問題。

01 壓鑄生產的核心困局

在壓鑄行業的長期實踐中，將一個產品從“圖紙”變成“穩定的合格品”，看似只是一個工藝執行問題，而在真實生產環境下，這一過程始終面臨著“工藝窗口模糊” “質量波動大” “根因難定位” “監控能力弱” 等問題的制約。

窗口找不準

在壓鑄現場，所謂“工藝跑通”，往往意味著找到了一個勉強可生產的參數組合，而不是一個被清晰定義的工藝空間。

當一套新模具運抵壓鑄車間，工藝工程師往往憑經驗設定初始參數——壓射速度、鑄造壓力、模具溫度、冷卻時間等。隨后開模，取出鑄件，由工程師肉眼檢查外觀，如果發現冷隔就提高溫度，如果發現粘模就降低溫度……

但這個過程中，企業通常只是找到了一個“能生產”的窄窗口，知道哪個參數組合“能用”，卻并不清楚這個窗口的邊界在哪里，更不知道如何優化。

這就導致一個復雜件，往往需要數周甚至數月才能達到“勉強能生產”的狀態。試模周期被不斷拉長，試模成本居高不下，產能損失嚴重。

質量波動大

壓鑄過程并非靜態執行，而是一個持續演化的系統。隨著生產節拍不斷加快，設備狀態、模具溫度、環境溫度、原材料批次、操作工手法等因素都可能對生產質量產生影響。

試模階段確定的參數，進入連續生產后開始失效。于是，在試模階段沒有出現的問題開始暴露——縮孔、氣孔、冷隔、熱裂紋、尺寸超差……引發產品質量頻繁波動，廢品率居高不下。

即使經過調試改善了良率，往往又犧牲了生產節拍，多因素耦合，缺乏系統優化，難以實現“又快又好”的穩定控制機制。

極氪大型一體化壓鑄設備

根因難定位

壓鑄缺陷的形成，從來不是單一因素決定，而是多個變量耦合的結果。

在實際生產中，可觀測變量有限、數據來源分散、質量反饋滯后（如X光檢測），加之材料與環境存在波動，設備狀態也存在老化。影響因素繁多，很難快速定位根因，工程師只能通過經驗進行“反推式排查”。不僅排查效率極低，優化路徑不可復用，改進效果也嚴重依賴個體經驗。

監控預警弱

一條穩定運行產線，廢品率卻突然開始爬升，從2%到3%，再到5%，等發現時已經造成了批量報廢。工藝參數沒有變，原材料批次也沒有變。

逐項排查后發現，原來真空機在長期使用后出現了堵塞問題，導致抽真空效果不佳；或者冷卻水管內部結垢，導致實際冷卻效率下降；又或者模具表面磨損，導致脫模困難和熱傳遞效率變化。

這些問題，在工藝參數曲線上并沒有直接體現，但它們確實在“不知不覺”中蠶食著產品質量。不知道設備何時會出問題，缺乏異常監控與預防能力，就只能“壞了再修”，導致重大損失。

02 AI落地的現實約束

面對生產階段的復雜性和長期痛點，許多企業開始嘗試引入AI，希望通過數據建模來解決生產場景中的復雜問題。然而，實踐很快表明，這條路并不順暢。

簡單來講，AI想要實現快速落地，要求其場景必須滿足生成成本低、驗證成本低、重用價值高、遷移性強、迭代速度快的特點，而工業場景很難滿足以上條件，因此落地過程需要更長時間。

有效數據缺失

首先，工業場景缺乏有效可學習的數據。表面上看，工廠每天都在產生海量數據。而實際上，決定鑄件質量的諸多關鍵因子，目前尚未實現實時、量化的在線測量。同時，現有的工業傳感器精度有限，質量標簽數據（如人工X光判讀、外觀檢）存在主觀性強、標準不一致的問題，數據噪聲較大。面對“輸入端先天不完整”的問題，即使AI模型再強，也只能在不完整的觀測條件下做“有損判斷”。

試錯成本高昂

其次，工業場景的反饋滯后現象嚴重且試錯成本極高。鑄造生產中，X光探傷與尺寸檢測均存在顯著的時間滯后，往往要數小時，物理上無法形成針對“下一模次”的實時閉環反饋。強化學習等算法依賴的“試錯”機制，將直接導致廢品率上升、原材料浪費，甚至設備損傷。一個“探索”動作帶來的損失，可能高達數萬元。

隱形知識難轉化

此外，大量工業知識往往是隱性知識。老師傅對設備狀態、工藝波動和異常征兆的判斷，通常來自聽聲音、聞氣味、摸振動、看顏色、感受節奏等。然而，隱性知識并不意味著無法數字化，關鍵在于需要找到合適的轉化路徑。例如，通過高采樣麥克風、振動傳感器和專家實時標注機制，把“異常聲音—設備狀態—停機事件”之間的關聯逐步記錄下來，就有可能把原本依賴老師傅“聽聲音”的經驗判斷，轉化為可訓練的音頻或時序特征。

來源：Exito Events

03 CAE+AI 的三層架構

基于上述分析，一個關鍵問題浮出水面：工業智能，并不是一個單純的數據問題，而是一個必須同時理解“數據與物理”的問題。

單純的AI解決不了壓鑄行業的核心問題，而單純的CAE仿真也無法建立實時響應現場的智能系統。因此，實現CAE+AI的有機融合，需要構建一個三層技術架構：

機理層——CAE仿真建模

這一層是系統的“物理大腦”，負責將流動、凝固、應力等復雜現象轉化為可計算、可分析的模型，從而為后續智能決策構建一個能夠理解規劃、推演工業任務的可靠認知基座。

智鑄超云充型仿真結果

核心技術路徑和目標包括：

基于有限元法（FEM）/有限體積法（FVM）、多物理場耦合建模、計算流體動力學（CFD）熱力學模擬等關鍵技術，建立覆蓋熱-流-固多物理場耦合的高精度充型、凝固、應力仿真模型；

融合海量異構多模態工業數據、復雜工業場景特征以及高保真工業世界模型，在虛擬環境中模擬不同參數組合對缺陷形成的影響；

預判鑄件中容易產生氣孔、縮孔、熱裂等缺陷的“高風險區域”，從而實現高保真仿真、“理想工藝窗口”預計算、缺陷敏感區域預識別以及“理想狀態”下的數據基準生成。

數據層——工業數據采集與同化

由于工業現場從來不是理想狀態的復現，設備老化、材料波動、環境變化，都會讓實際生產逐漸偏離仿真模型，僅有機理模型，并不足以支撐真實決策。因此，系統必須將現場數據與仿真模型打通，并持續修正模型。

Supreium-DPB 數據處理界面

這一層可依托的關鍵技術包括：

依托時序數據對齊與融合、數據清洗與異常檢測、卡爾曼濾波/貝葉斯推斷以及參數辨識與反問題求解等技術，對分散在不同系統中的數據進行采集與治理，建立統一的時間軸和語義口徑，形成“工藝-設備-質量”全鏈條數據集；

對于當前“看不見”的關鍵變量，引入高精度流量計、振動傳感器、溫度傳感器等進行傳感器升級，以填補數據缺口；

利用現場實測數據對CAE仿真模型的邊界條件進行修正，讓模型不斷逼近生產的真實狀態。

經過這一層的數據治理與同化，CAE模型得以轉變為融合物理機理與現場數據校準的“數字孿生模型”。

智能層——AI模型與知識庫

在這一層中，AI智能體作為連接數字域與物理域的中樞，負責從數據中學習模式、提供診斷建議，承載核心AI推理與優化決策能力。

通過機器學習（XGBoost、隨機森林、圖神經網絡），系統得以在這一層完成對工藝-質量關聯圖譜的構建，當質量異常發生時，系統能夠快速匹配歷史數據中的相似案例，給出可能的原因線索。與此同時，知識被納入系統之中，過去分散在文檔、報告以及工程師經驗中的信息，被統一整理并向量化，構建為可檢索的知識庫。由此，利用大模型（RAG架構）實現人機交互智能問答。

Supreium-DPB 工藝知識庫

通過CAE+AI的融合，形成了“1+1>2”的協同效應。CAE為AI提供物理約束，通過仿真明確哪些工藝參數組合可行，從而限制AI的搜索空間，避免其學習到偏離物理規律的“偽相關”。同時，AI反向賦能CAE，借助現場傳感器數據對仿真模型進行數據同化，不斷修正邊界條件，使數字孿生模型不斷貼近真實生產過程，實現加工精度的極致控制。此外，CAE還為AI提供了低成本甚至“零成本”試驗環境，彌補工業場景樣本不足的問題。

二者相互增強，使系統從單一的機理驅動或數據驅動，升級為“機理+數據”融合驅動，不僅提升了預測精度與響應效率，也增強了結果的可解釋性與工程可落地性。

04 CAE+AI 融合落地實踐

——我國汽車零部件制造企業壓鑄產線

當前，歐美工業界已開始嘗試將多智能體系統應用于制造單元調度或設備故障診斷。我國工業界的實踐雖多局限于“智能體+固定工作流”的初級階段，但也涌現出部分前沿應用探索。

企業背景

國內一家大型汽車零部件制造企業，擁有多條高壓鑄造生產線，覆蓋從中小型結構件到一體化大壓鑄產品的制造，年產規模達到數百萬件。該企業較早完成了以SCADA、MES為代表的信息化系統部署，沉淀了海量生產數據。然而，當行業邁向智能化深水區時，這家“數據基礎扎實”的企業，依然遭遇了智能化轉型的瓶頸。

注：非該企業真實生產場景  來源：Euroguss

首先是質量“天花板”難突破，成熟產線的廢品率長期徘徊在13%左右，多年來始終難以進一步降低。其次是異常處理效率低下，每次出現質量問題，工藝工程師都需要在幾十個工藝參數和幾百個傳感器信號中逐一排查，異常定位耗時長，嚴重影響生產節奏。同時，經驗傳承也成為隱憂——隨著資深工程師逐步退休，核心工藝知識恐面臨流失，而新工程師的成長周期十分漫長。更棘手的是設備問題的“滯后暴露”，例如升液管泄漏、冷卻管路結垢等，往往要等到批量報廢后才被發現，代價高昂。

針對這些實際問題，該企業引入“Supreium-DPB 智鑄工樞”系統，分階段攻克了長期以來的智能轉型難題。

Supreium-DPB 智鑄工樞

*Supreium-DPB 智鑄工樞

這是全球首個材料加工領域的制造工藝智能體，以CAE仿真與智能傳感為基，以大模型AI算法為核，構建起一套自感知、自決策、自控制的AI原生工業數字化平臺，整合數據融合、智能控制、工藝優化、根因洞察等核心能力，成為產線的“智慧中樞”與“可靠伙伴”。

實施路徑

1.夯實數據底座

智能化改造的起點，并不是算法升級，而是重新定義數據本身，讓系統“看見”數據。

企業在關鍵工序加裝紅外測溫熱成像系統、高精度流量計等更精細的感知設備，用于監測模具溫度變化以及冷卻回路瞬時流量。同時，建立嚴格的缺陷標注標準作業流程（SOP），將X光檢測、外觀檢驗和尺寸檢測結果統一錄入系統，并通過專業培訓確保標注一致性。

在此基礎上，對企業過去兩年的SCADA、MES和質檢數據進行了系統清洗與對齊，構建起一套“工藝—設備—質量”貫通的全鏈條數據集。

Supreium-DPB 智能質檢

2. CAE 仿真先行

工業系統的復雜性決定了數據只能反映結果，而不能解釋機制。因此，在第二階段，針對企業主力產品，建立高保真CAE充型與凝固仿真模型，并結合現場紅外、傳感器等數據進行持續校準，使模型更加貼近真實生產，在虛擬環境中系統探索不同參數組合對缺陷形成的影響。

通過這一過程，不僅明確了理想工藝窗口（包括壓射速度曲線、鑄造壓力、模具溫度設定、冷卻時間等），還輸出了關鍵缺陷（如縮松）的熱節分布圖，形成可復用的數字孿生模型庫。

Supreium-DPB 智能工藝窗口推優

3. AI 介入決策

在這一階段，智鑄工樞并不是作為“獨立AI系統”出現，而是作為一個融合智能體進入企業產線。

通過大模型，將歷史上所有成功開模的“最終工藝參數”、“CAE仿真報告”、“調試記錄”等，向量化后構建專業知識庫。當新模具導入時，工程師只要輸入產品特征（如材質、壁厚分布、重量、尺寸范圍），AI將自動檢索知識庫中最相似的“歷史模具”，并推薦初始工藝參數。

面對良率波動問題，當X光檢測出內部缺陷時，AI將實時調取該模次對應的工藝曲線、模具溫度場、設備狀態，精準量化各工藝參數對質量的影響權重，快速鎖定核心問題參數，同時將當前異常模式與歷史案例庫進行匹配，結合CAE仿真的缺陷敏感區域先驗知識，自動生成診斷報告，顯著減少人工調試，輔助工程決策。

Supreium-DPB 缺陷根因分析

4. 智能系統落地

設備健康監測和預測性維護是保障產線穩定生產的關鍵，在這一階段，系統真正開始進入“控制建議—執行—反饋”的閉環。

通過隨機森林等質量預測模型，對質量趨勢與設備健康狀態進行預測預警，當關鍵參數（如模具溫度、冷卻水流量）與質量結果出現偏離趨勢時，系統將提前預警：“按照當前趨勢，預計2小時后將出現縮孔風險，建議安排檢查冷卻系統。” 同時，在保證質量的前提下，利用AI分析能耗數據，優化保溫爐設定溫度、冷卻水循環策略、待機模式等，從而在工藝優化、質量穩定和節能降耗之間尋找最優平衡。

Supreium-DPB 設備狀態監控

應用成效

應用智鑄工樞系統之后，產線的生產成效提升顯著。

在質量異常診斷方面，當X光檢測發現內部氣孔異常增多后，系統僅用10分鐘便分析了過去兩小時的生產數據，并結合CAE卷氣結果，精準定位問題所在——真空度下降與壓射高速段切換提前疊加，導致卷氣加劇。工程師據此調整參數，問題隨即解決。通過對設備“亞健康”狀態的提前識別，產線成功避免了3次潛在的批量報廢事故。

在質量控制方面，通過使用分階段的動態工藝控制，有效減少了熱模件等工藝廢品的數量產生，全年廢品率從13%降至10.2%，下降2.8%。按照年產約30萬件中大型結構件、單件綜合成本約500元測算，僅廢品率下降所帶來的直接經濟效益約為420萬元/年。

在效率與能耗方面，通過優化熔煉爐與模溫控制策略，企業實現了4.3%的年度能耗下降，對應約80萬元的直接收益。

更深遠的變化發生在“人”的層面。老師傅多年的調參經驗被系統化為知識圖譜，新工程師借助智能系統便可快速理解復雜工藝，培訓周期從原來的18個月縮短至6個月，經驗傳承不再依賴“口傳心授”。

Supreium-DPB 智鑄工樞

在此基礎上，智鑄工樞正朝著L5級完全自主化、無人化生產演進，通過進一步融合智能調度、能耗優化與自適應工藝更新，實現制造系統從“穩定執行”向“自主進化”的跨越，從壓鑄逐步拓展至注塑、復合材料成型等工藝領域，以及汽車輕量化部件、航空航天復雜鑄件、新能源殼體等多個高端制造場景，逐步成為覆蓋“設計—工藝—生產—檢測”全鏈路的工業智能基座。

05 未來與展望

——走向“工業智能”的終極形態

回到開篇的問題：工業智能體的落地發展，到底應該走什么樣的路？其“終極形態”又該是怎樣的呢？

如果將當前的工業智能化進程向前推演，一個更具想象力但并非遙不可及的“終極形態”大概是：未來主導工廠的將是一位超級“工業智能體數字人”——它既是超級工程師，也是系統調度者。它能夠理解工藝機理、調用仿真能力、分析實時數據、生成優化方案，并在物理約束下7*24h不間斷自主決策與執行，以實現無限大規模生產。

對未來場景的想象 來源：Google

從當前實踐來看，這一演進路徑大致可以劃分為四個階段。

第一階段，工具化智能（輔助認知）

工業智能體主要表現為基于規則的對話式輔助工具，依托數據與知識底座，完成信息查詢、知識生成、工具執行等任務，輔助信息獲取與生產提效，但不直接參與工藝決策。

第二階段，協同化智能（參與決策）。工業智能體開始參與人機協同的工程閉環，對問題進行基于數據和知識庫的分析，生成優化方案，并與工程師形成人-機流程協同。但在此階段中，關鍵判斷、異常處理和結果確認仍需人工完成。

第三階段，閉環化智能（局部自治）。在單個工藝單元內，工業智能體真正實現基于工業場景的實時信息主動感知、主動監控、智能預警，完成從“感知—預測—決策—反饋”的閉環運行，例如智能模溫控制、智能優化工藝曲線等，初步實現局部生產單元的自調度、自優化。

第四階段，系統化智能（多智能體協同）。在單智能體成熟自主的基礎上，在不同工藝單元、不同環節之間完成多智能體協同部署，打通從研發設計到生產制造再到質量檢測與供應鏈的全流程，實現復雜工業系統的全局優化與自主管理。

可以看到，這一過程不會在某一個“臨界點”突然到來，而是在無數個具體場景中的漸進式展開——從一條產線、一個痛點、一個工藝單元開始，到整個系統的協同進化。

堅信在不遠的將來，甚至可能就在未來的1-2年，每一座工廠都將擁有自己的“工業大腦”——它懂工藝、會思考、能進化；它不會取代人，而是讓人轉向更高層級的決策與創新。

而這條路的起點，就在今天。

本文轉載自適創科技