TL;DR:
中国中车正通过与百度飞桨文心深度合作,将人工智能全面融入高铁研发与运维,以工业大模型显著提升了CR450气动仿真效率30倍、故障检测准确率10%,不仅加速了“中国速度”迈入400公里时代,更预示着装备制造业的智能化范式转型,驱动“新质生产力”的崛起。
在人类追求速度与效率的征途上,高速铁路无疑是现代文明的标志性成就之一。当中国高铁即将迈入“400公里时代”之际,其背后的驱动力已不再局限于传统的机械与材料科学,而是与人工智能的深度融合,开启了智能制造的新篇章。中国中车(CRRC)携手百度飞桨文心,正以一种系统性、前瞻性的方式,重塑着这一国之重器的研发、运维乃至整个产业生态。这不仅是中国装备制造业的里程碑,更是全球工业AI发展的一个缩影和重要参照。
技术突破洞察:AI驱动下的“速度”与“安全”革新
CR450动车组样车在2024年底的发布,标志着中国高铁运营时速达到400公里,试验时速更高达450公里,这一“中国速度”的再次突破,核心离不开AI技术的深度赋能。中车与飞桨文心的合作,尤其在气动仿真和智能运维两大核心领域,展现了AI对传统工业难题的颠覆性解决能力。
气动仿真:从经验驱动到数据智能的范式转变
高速列车的速度提升,空气阻力及其带来的能耗与安全挑战成倍增加。传统的气动外形设计高度依赖计算流体力学(CFD)仿真,然而其计算周期长、资源消耗大是行业痼疾。例如,面对数百种复杂工况和亿级网格模型,车辆定型往往耗时数月甚至数年,严重制约了创新迭代效率。
中车斫轮·风驰空气动力学仿真大模型的出现,正是一场技术革命。该模型以中车既有的海量仿真与试验数据为基础,依托百度飞桨产业级深度学习平台及PaddleCFD套件,创新性地优化了_几何信息神经算子_和_傅里叶神经算子_等大模型核心算法。其结果是惊人的:
- 仿真效率提升30倍以上:传统超算资源的天级计算,被缩短至单机显卡的10秒级。
- 结果误差小于5%:在大幅提速的同时,保持了极高的精度。
这一突破将高速列车外形设计从“经验驱动”彻底转向“数据驱动”与“智能优选”,极大地加速了CR450乃至未来高速列车的研发进程。它不仅是速度的提升,更是研发哲学的转变,意味着未来产品创新周期将被指数级压缩。1
智能运维:虚拟传感器构建安全屏障
在轨道交通行业,“安全保障第一”是永恒的铁律。传统的列车状态监测依赖物理传感器,部署成本高、周期长。中车研究院与百度飞桨合作构建的_国内首个虚拟传感器模型_,在智能运维领域取得了显著进展。
该模型能从现有数据中学习并生成与物理传感器同等有效的“虚拟数据”,极大地缩短了从搭建到部署的周期——从传统所需的2-3年缩短至数月。实验室测试与铁路环线验证表明,通过算法优化,故障检测准确率整体提升了10%。更具前瞻性的是,该虚拟传感器模型已加载于中车自研的积木式设备物联与计算平台,未来将拓展至高铁、动车、地铁,甚至风力发电机、电动大巴等更广泛的工业场景,构筑一个无处不在的数字安全屏障。1
工业大模型体系:从单点赋能到全链条智造的战略跃迁
中车与飞桨文心的合作,并非停留在单一技术应用的层面,而是上升到系统性构建工业大模型体系的战略高度。中车集团正围绕“业务全流程、管理全覆盖、客户全周期、产业全领域、行业全生态”的愿景,打造“斫轮”行业大模型体系。
这个体系是国内首个通过国家网信办备案的央企装备制造业行业大模型,已孵化出“斫轮·风驰”(气动仿真)、“九章”、“轩构”、“轩知”、“轩鉴”等一系列专业场景模型。这表明中车意图通过AI,实现对轨道装备全生命周期的智能化升级,包括智能行车、智能服务、智能运维等,从而实现从局部优化到整体协同的质变。这不仅是技术集成,更是产业思维的重构,将AI深度融入装备制造的“人、机、料、法、环”工业全要素。1
商业与产业生态:新质生产力的孵化场与全球竞争力
中车实施“人工智能+”行动,深层驱动力是培育“新质生产力”,这在商业和产业层面具有深远意义。
- 降本增效与研发加速:气动仿真效率的30倍提升和虚拟传感器带来的运维成本降低,直接转化为巨大的商业价值。更快的研发周期意味着产品更快上市,抢占市场先机;更低的运维成本则提升了运营利润空间。
- 提升核心竞争力:AI技术的深度融合,使CR450不仅是速度的标杆,更是技术含量的标杆。这无疑增强了中国高铁在全球市场的竞争力,尤其在面对日益复杂的国际竞争格局时,技术自主可控成为战略核心。
- B2B技术赋能与生态合作:中车与百度飞桨文心的合作模式,是典型的“传统工业巨头 + 领先AI技术平台”的强强联合。百度作为技术提供方,将其产业级深度学习平台赋能给中车这样的垂直领域巨头,共同探索工业AI的商业化路径。这种模式为其他传统产业的数字化转型提供了可借鉴的范本。
这一合作不仅加速了中车自身的数字化进程,也在无形中推动了整个装备制造业上下游产业链的智能化升级,形成一个互利共赢的工业AI新生态。
哲学与社会影响:智能交通的未来愿景与伦理考量
中车与百度飞桨文心的合作,超越了单纯的技术和商业范畴,触及到更深层次的社会和哲学维度。
- “交通强国”、“制造强国”与“数字中国”的宏伟愿景:AI赋能高铁,是中国式现代化进程中实现这些国家战略的重要支点。它意味着更高效率、更安全的交通网络,以及一个由数据驱动、智能决策的工业未来。这体现了技术作为国家战略工具的核心价值。
- 人机协作与未来工作形态:当AI模型能够快速完成复杂仿真、虚拟传感器实现智能监控时,传统工程师的工作重心将从重复性、耗时性任务转向更高层次的创新、决策和系统优化。这要求劳动力市场的技能结构发生深刻变化,对教育体系和人才培养提出了新的挑战。
- 安全、可靠性与伦理考量:尽管AI显著提升了安全性,但工业大模型对数据的依赖、模型的泛化能力、以及在极端情况下的决策透明度,依然是需要深思熟虑的伦理挑战。如何确保AI系统的_鲁棒性_和_可解释性_,如何建立健全的监管和责任机制,将是未来智能制造发展中不可回避的重要课题。
前瞻:挑战、机遇与未来演进路径
展望未来3-5年,中车与飞桨文心的合作将开启更广阔的工业AI应用场景:
- 设计与制造的全面智能化:AI将不仅用于气动仿真,还将渗透到材料选型、结构设计、制造工艺优化、甚至智能排产等环节,实现端到端的设计-制造闭环智能化。
- 预测性维护与健康管理升级:虚拟传感器技术的普及将结合物联网、边缘计算,实现列车全生命周期的_实时健康评估和预测性维护_,将故障扼杀在萌芽状态,大幅降低运维成本和风险。
- 跨领域融合与生态拓展:中车“斫轮”体系的成功经验,将可能复制到电力、航空、船舶等更多高端装备制造领域,形成一个以AI为核心的**“智能工业操作系统”**,带动整个工业体系的升级。
然而,挑战也并存:
- 数据安全与隐私保护:工业大数据的高度敏感性,要求更严格的数据治理和安全防护措施。
- 模型泛化能力与小样本学习:在复杂多变的工业环境中,如何让大模型在有限或不平衡数据下依然保持高精度和鲁棒性,是持续研究的重点。
- 人才结构转型与技能缺口:复合型AI与工程人才的稀缺,可能成为工业智能化的瓶颈。
中车携手飞桨文心,不仅仅是技术和商业的联姻,更是一场关于如何利用AI推动一个国家级产业实现跨越式发展的深度探索。它证明了在国家战略指引下,通过技术与产业的深度融合,传统重工业能够焕发新生,为人类文明进程贡献更智慧、更高效的“中国速度”。
引用
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中车携手飞桨文心:以AI赋能高铁发展,锻造智造新标杆·InfoQ/极客邦科技·佚名 (2025/09/09)·检索日期2024/05/29 ↩︎ ↩︎ ↩︎