从特斯拉到富士康，超级AI工厂的“标配”是什么

英伟达创始人、CEO黄仁勋近日现身中国台北。他在鸿海公司的“科技日”上宣布将支持制造业巨头富士康建一座“人工智能工厂”。

富士康是全球最大的制造企业。现在，富士康希望借助英伟达的人工智能软硬件结合平台，进行智能汽车的生产。此前，特斯拉也被曝正在使用数字设计以及铸造砂型3D打印技术来提升生产效率。

达索系统（DassaultSystèmes）是全球主要的工业软件厂商之一，该公司拥有数字仿真软件平台3DExperience。“利用我们的数字模拟仿真平台，福耀玻璃加速了52000多种玻璃材料的研发，这个工作让我印象非常深刻。我们还在探讨如何利用数字孪生技术去赋能玻璃材料的创新工程设计，以确保数字化的连续性在制造业上的突破。”达索系统亚太区执行副总裁许善淞近日告诉第一财经记者。

“9天可生产1架飞机”

在航空制造领域，以波音、空客为代表的企业正在拥抱AI智能制造和3D增材技术（3D打印）。波音公司已经在构建飞机的“数字孪生”，并对制造飞机的生产系统进行模拟。

波音超级工厂位于美国华盛顿州埃弗里特市，这个工厂以高效率、高利润而闻名于世，有业内人士估算该工厂9天可生产1架飞机。

空客公司则使用增强现实AR技术来彻底改变其质量控制流程。他们的团队使用配备激光雷达（LIDAR）传感器的无人机进行飞行检查，然后无人机将数据传输给使用平板电脑和AR眼镜检查信息的人类检查员。

电动车巨头特斯拉也在借助数字仿真技术，来验证其“超级铸造”（gigacast）工艺，该工艺有望帮助特斯拉大幅削减生产成本。如果验证成功，这将成为特斯拉在汽车制造领域的又一创新突破。该创新将使其能够将电动汽车的几乎所有复杂车身底部压铸成一个整体，而不是像传统汽车中需要由数百个零件组成。

如果特斯拉真的可以对电动车的车身底部实现铸造，它将可以在18至24个月内从头研发一款汽车，这会进一步颠覆汽车的设计和制造方式，因为目前大多数竞争对手需要三到四年的时间，也将有助于推动特斯拉推出一款更低价的电动车。

以大型金属测试模具为例，设计过程中的机械加工调整一次可能会花费10万美元，如果需要完全重做模具可能会花费150万美元。平均而言，大型金属模具的整个设计过程通常需要花费约400万美元。

为了最大程度上降低成本，特斯拉希望使用铸造砂型3D打印技术，这种砂型铸造的设计验证过程的成本是目前最低的，仅为金属模具原型的3%，这意味着特斯拉可以根据需要多次调整原型。通过3D打印技术，几个小时就能重新打印出一个新的模具原型。从时间上来看，使用砂型铸造的设计验证周期仅需两到三个月，而金属模具原型一般需要六个月到一年。

将数据转化为利润的“加速器”

在黄仁勋看来，“人工智能工厂”将成为新型制造企业将数据转化为利润的“加速器”。制造工厂大规模部署英伟达GPU系统，包括HGX、GH200超级芯片等，可以为各种工业应用提供动力。

据介绍，通过这些计算芯片，可以从制造工厂部署的大量物联网传感器获取非结构化数据，并将其转化为有用的“产品”，后者可能是一台电脑或者是一辆汽车。

两年前英伟达推出了“企业元宇宙”平台Omniverse，作为可视化机器学习和传感器数据的工具，制造企业可以通过该平台创建工厂车间或仓库的数字双胞胎。英伟达已经与西门子合作，利用Omniverse平台将“数字孪生”带向制造业主流。

黄仁勋认为，Omniverse概念背后真正的价值是仿真，仿真基于的是现实的场景。英伟达表示：“端到端模拟仿真整个机器人和自动化流程，将为富士康提供一条提高运营效率并节省时间和成本的途径。”

西门子是在工业领域较早提出“数字孪生”概念的企业。“数字孪生”与仿真模拟技术密切相关。西门子每天都在帮助OEM通过仿真技术开发成千上万个新机型。

去年，西门子与英伟达合作，将英伟达的Omniverse应用到西门子的制造工厂，从而使其“数字孪生”技术更加炫酷。

西门子（中国）执行副总裁、西门子大中华区数字化工业集团总经理王海滨告诉第一财经记者：“仿真技术是在计算机环境、软件环境中，能够和真实世界看到一模一样的场景。工业界正在通过这种技术来加快创新周期，从而使产品、机器设备、产线、厂房，都能在软件环境中进行仿真。”

例如，当工厂车间布局发生变化，可以通过数字孪生系统推测工人的移动路线变化情况，判断生产安全性；同时也可以根据系统中传感器的数据，通过虚拟模型展示准确找到机器故障的来源。这种数字孪生技术还能使不同地域的团队以虚拟方式进行协作并解决问题。

为中国汽车出海打造“样板工厂”

在日前的一场面向行业的数智创新峰会上，许善淞对第一财经记者表示：“在高科技领域，很多企业都在重构它们在服务器上的技术和架构，来提升计算能力，快速的计算能力将带来竞争优势。”

生成式AI的浪潮也给软件厂商带来新的发展契机。“我们希望能够将生成式AI技术融入制造解决方案中，使整个生产流程、系统布局更加智能化。”许善淞对第一财经记者表示，“我们还通过AI技术把仿真平台与运营端数据进行整合，充分利用运营端的数据进行后续的机器学习。因为机器学习可以帮助我们完善和优化整个生产系统。生成式AI技术之所以重要，是因为它几乎融入了整个公司的知识产权（IP）。”

中国新能源汽车厂商正在积极拥抱软件技术，从而加速汽车从研发设计到生产的周期。今年8月，哪吒汽车与达索系统宣布合作，将从研发设计到生产制造全面部署基于达索系统3D体验平台解决方案DELMIAAPRISO。

“我们将在数据、协同和效率提升方面加大投入，以数据驱动和模型算法驱动，来改善工厂运营效率。”哪吒汽车首席技术官戴大力在达索系统的峰会上接受媒体采访时表示。

哪吒汽车已经宣布，到2026年要生产100万辆电动车。该公司在浙江嘉兴桐乡拥有汽车生产线，且正在扩充产能。

随着中国新能源汽车出海计划变得更加频繁，一些国内厂商的智能生产工厂也可以通过数字仿真的技术复制到国外。今年3月，哪吒汽车已经在泰国建立了一个科技工厂。

许善淞对第一财经记者表示：“中国的汽车厂商可以先在本地打造标杆项目，创造一些最佳案例，比如涉及生产模块或生产系统，然后通过虚拟孪生技术将其复制到其他国家，作为样板来扩大其影响力。”