2024年10月，意大利米蘭理工大學(xué)舉行的第四屆數(shù)字孿生國(guó)際會(huì)議上，三一重工作為全球工程機(jī)械行業(yè)唯一代表，榮膺“數(shù)字孿生創(chuàng)新應(yīng)用獎(jiǎng)”。這一榮譽(yù)標(biāo)志著三一集團(tuán)在數(shù)字孿生技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用方面走在了行業(yè)前沿。

       三一在數(shù)字孿生領(lǐng)域的亮眼成就背后，有一位關(guān)鍵推動(dòng)者——三一集團(tuán)副總經(jīng)理、數(shù)字孿生研究院院長(zhǎng)郄永軍。從航空工業(yè)的數(shù)字化深耕，到云計(jì)算與AI領(lǐng)域的跨界探索，再到如今扎根工程機(jī)械行業(yè)，郄永軍的職業(yè)經(jīng)歷恰好與三一數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)同頻。正是這份跨領(lǐng)域的技術(shù)積淀與行業(yè)洞察，讓他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)推動(dòng)三一數(shù)字仿真體系建設(shè)，為數(shù)字仿真與數(shù)字孿生技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域的體系化、規(guī)?；瘧?yīng)用蹚出了一條可行路徑。

       近日，e-works在2025 Ansys全球仿真大會(huì)上專訪了郄永軍院長(zhǎng)，深入探討了三一在仿真體系建設(shè)、數(shù)字孿生應(yīng)用及AI技術(shù)融合等領(lǐng)域的實(shí)踐與思考，郄院長(zhǎng)的諸多洞察為行業(yè)發(fā)展提供了極具價(jià)值的參考。
 
三重角色，認(rèn)識(shí)三一數(shù)字孿生研究院

       作為國(guó)內(nèi)首家營(yíng)收破千億的工程機(jī)械企業(yè)、福布斯全球500強(qiáng)成員，三一集團(tuán)在混凝土機(jī)械（全球第一）、挖掘機(jī)械（產(chǎn)量世界第一）、大噸位起重機(jī)械（中國(guó)第一）等領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，與其在數(shù)字化領(lǐng)域的深度布局密不可分。

       2021年1月，三一集團(tuán)數(shù)字孿生研究院正式成立，郄永軍以研究院“一號(hào)員工”的身份擔(dān)起重任，推動(dòng)著三一從碎片化仿真技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)向體系化仿真能力建設(shè)。在他看來，數(shù)字孿生是比仿真更復(fù)雜的技術(shù)體系，需融合物理建模、仿真、IoT、大數(shù)據(jù)與算法、可視化（AR/VR/MR）等多項(xiàng)技術(shù)；而仿真技術(shù)是數(shù)字孿生構(gòu)建的關(guān)鍵支撐——數(shù)字孿生體需依托仿真的機(jī)理模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理實(shí)體的虛擬驗(yàn)證、狀態(tài)推演與分析優(yōu)化。

       從推動(dòng)仿真技術(shù)應(yīng)用的角度來看，三一數(shù)字孿生研究院自誕生起就不是單一的技術(shù)研發(fā)部門，而是精準(zhǔn)匹配三一集團(tuán)研發(fā)數(shù)智化戰(zhàn)略落地的重要一環(huán)，首先是全集團(tuán)仿真體系的“規(guī)劃者”，它需要站在集團(tuán)層面，統(tǒng)籌制定數(shù)字仿真技術(shù)的整體架構(gòu)與能力提升路徑，小到仿真能力成熟度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，大到全集團(tuán)仿真體系建設(shè)，都需形成可落地的方案；其次是共性仿真技術(shù)的“攻關(guān)者與系統(tǒng)建設(shè)者”，面對(duì)跨事業(yè)部關(guān)鍵重難點(diǎn)仿真難題——比如大型結(jié)構(gòu)件焊縫疲勞、整機(jī)級(jí)性能樣機(jī)、電磁兼容等行業(yè)都棘手的仿真課題，孿生院都需要牽頭突破，同時(shí)自主研發(fā)各類仿真APP，讓仿真成果能夠快速?gòu)?fù)用；其三是新興事業(yè)部的“賦能者”，考慮到三一新興業(yè)務(wù)初期仿真能力相對(duì)薄弱，孿生院通過仿真能力共建，助力新興業(yè)務(wù)快速提升仿真能力。

       4年時(shí)間里，三一數(shù)字孿生研究院已攻克30余項(xiàng)重難點(diǎn)仿真技術(shù)，每一項(xiàng)突破均貼合工程機(jī)械研發(fā)的核心需求，也讓三一的數(shù)字仿真能力實(shí)現(xiàn)了從仿真輔助設(shè)計(jì)到仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變。

仿真能力進(jìn)階，從工具到體系的跨越

       當(dāng)前，仍有不少企業(yè)的仿真建設(shè)停留在用好工具的階段——能熟練操作某款仿真軟件、完成單個(gè)部件關(guān)鍵性能的虛擬驗(yàn)證，卻很難向體系化驅(qū)動(dòng)研發(fā)的深層階段突破。要么是仿真與研發(fā)流程脫節(jié)，淪為碎片化應(yīng)用，設(shè)計(jì)缺陷逃逸風(fēng)險(xiǎn)大；要么是仿真技術(shù)分散在各部門，難以形成可復(fù)用、可迭代的整體能力，這也成了很多企業(yè)研發(fā)數(shù)字化轉(zhuǎn)型難以跨越的門檻。

       而三一集團(tuán)推進(jìn)的數(shù)字仿真體系建設(shè)，恰好提供了破局思路。從具體實(shí)踐來看，三一構(gòu)建了一套“六位一體數(shù)字仿真體系”（流程、方法、工具、人才、知識(shí)、環(huán)境）。談及數(shù)字仿真體系的建設(shè)，郄永軍認(rèn)為：“最大的難點(diǎn)不是技術(shù)攻關(guān)，而是如何把仿真深度融入研發(fā)流程，讓它從可有可無的可選項(xiàng)變成不可或缺的必選項(xiàng)。”

       這意味著，仿真體系建設(shè)不是簡(jiǎn)單的工具升級(jí)或技術(shù)疊加，而是從產(chǎn)品正向研發(fā)流程出發(fā)搭建的完整體系——既覆蓋仿真流程、仿真方法、仿真工具、仿真人才等核心維度，又能貼合工程機(jī)械作業(yè)工況復(fù)雜、研發(fā)周期短、可靠性要求高的行業(yè)特性。

       郄永軍介紹：為更好地推進(jìn)仿真體系建設(shè)，三一落地了一套可量化、可執(zhí)行的五級(jí)仿真能力評(píng)估模型。這套模型完全針對(duì)三一自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)定制——從初期的仿真輔助設(shè)計(jì)，到仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，再到仿真引領(lǐng)設(shè)計(jì)，每個(gè)等級(jí)都明確了仿真戰(zhàn)略、仿真流程、仿真方法、仿真工具、仿真人才、仿真數(shù)據(jù)等維度的具體標(biāo)準(zhǔn)。通過仿真能力成熟度評(píng)估，助力三一各事業(yè)部精準(zhǔn)識(shí)別能力短板，針對(duì)性制定仿真能力提升舉措。

       為推動(dòng)各事業(yè)部跟上集團(tuán)仿真體系建設(shè)節(jié)奏，三一采取了“一拉一推”的策略。“拉”靠集團(tuán)頂層發(fā)力：以仿真能力成熟度評(píng)估模型為依據(jù)，為不同事業(yè)部設(shè)定差異化目標(biāo)——譬如較成熟的重機(jī)、重起、泵路等事業(yè)部需向高等級(jí)仿真能力沖刺，新興事業(yè)部則需要先夯實(shí)仿真基礎(chǔ)能力，健全仿真方法與仿真人才隊(duì)伍；“推”則依賴數(shù)字孿生研究院的主動(dòng)賦能，各事業(yè)部缺什么仿真能力，孿生院便快速補(bǔ)位，通過技術(shù)培訓(xùn)、聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)、項(xiàng)目合作等手段助力各事業(yè)部快速提升仿真能力，同時(shí)通過仿真技術(shù)貨架，實(shí)現(xiàn)共性仿真方法與仿真APP在全集團(tuán)的快速推廣與應(yīng)用，避免重復(fù)造輪子造成的仿真資源浪費(fèi)。

與Ansys協(xié)同共建，布局AI融合創(chuàng)新

       在2025 Ansys全球仿真大會(huì)上，郄永軍以“工程機(jī)械數(shù)字仿真體系建設(shè)與思考”為題，分享了三一集團(tuán)的仿真技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐?？梢哉f，仿真體系的建設(shè)不僅體現(xiàn)在對(duì)工具的深度掌握上，還在于與技術(shù)伙伴的長(zhǎng)期協(xié)同共建上。

       從實(shí)踐來看，三一與Ansys等國(guó)際領(lǐng)先仿真軟件公司建立了長(zhǎng)期合作的關(guān)系：Ansys的結(jié)構(gòu)仿真、流體仿真等仿真技術(shù)，早已融入三一仿真技術(shù)體系，助力三一仿真技術(shù)從單學(xué)科、單物理場(chǎng)仿真向多學(xué)科綜合、多物理場(chǎng)耦合仿真技術(shù)發(fā)展。這種按需引入、深度應(yīng)用的合作模式，既保證了國(guó)際先進(jìn)仿真工具與三一研發(fā)需求的匹配度，也讓仿真技術(shù)落地更具實(shí)用性。
 
       郄永軍在分享中提到，與Ansys的合作是長(zhǎng)期持續(xù)的過程，同時(shí)會(huì)密切關(guān)注其新軟件與新技術(shù)，尤其是AI與仿真融合的方向——這一點(diǎn)，恰好契合三一在技術(shù)融合上的新探索。

       2025年，是三一的“全員AI年”。對(duì)于AI在仿真領(lǐng)域的應(yīng)用，三一近年來一直在開展積極探索，通過應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)理模型驅(qū)動(dòng)與數(shù)據(jù)智能驅(qū)動(dòng)的融合發(fā)展，突破傳統(tǒng)機(jī)理仿真的效率與精度瓶頸，通過AI代理模型替代傳統(tǒng)仿真模型，大幅提升仿真效率，同時(shí)通過將物理定律作為約束條件嵌入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，確保預(yù)測(cè)結(jié)果符合物理規(guī)律，提升仿真精度。2025年，三一也在積極構(gòu)建仿真知識(shí)庫(kù)與仿真智能體，譬如基于幾萬份仿真報(bào)告與大量的仿真數(shù)據(jù)訓(xùn)練仿真智能體，形成符合自身產(chǎn)品特征的仿真智能問答系統(tǒng)，幫助工程師快速獲取仿真知識(shí)、提升仿真效率。

       現(xiàn)階段，三一還在積極推進(jìn)智能仿真技術(shù)研究與應(yīng)用。郄永軍說，未來工程機(jī)械將加速向無人化、智能化方向發(fā)展，傳統(tǒng)仿真技術(shù)需要與VLA（視覺、語言、動(dòng)作）大模型進(jìn)行協(xié)同，既為VLA大模型訓(xùn)練生成所需數(shù)據(jù)，又為VLA大模型應(yīng)用提供可視化仿真環(huán)境（涵蓋裝備本體、傳感器、作業(yè)場(chǎng)景等），降低物理試錯(cuò)成本。

       從國(guó)際領(lǐng)先仿真工具的應(yīng)用，到AI與仿真的技術(shù)融合，再到對(duì)數(shù)字樣機(jī)替代物理樣機(jī)、數(shù)字仿真替代物理試驗(yàn)的追求，三一的每一步都圍繞“讓仿真助力產(chǎn)品創(chuàng)新與爆款打造”展開。這種基于實(shí)際需求、循序漸進(jìn)的技術(shù)探索，既體現(xiàn)了對(duì)行業(yè)特性的深刻理解，也讓其在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中走得更穩(wěn)。

“真、快、全”筑基，以仿真驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新

       2025年5月，一本關(guān)于“數(shù)字仿真 三一集團(tuán)產(chǎn)品創(chuàng)新加速器”的書籍備受業(yè)界關(guān)注。這是郄永軍加入三一集團(tuán)四年后，對(duì)數(shù)字仿真賦能三一產(chǎn)品創(chuàng)新的階段性總結(jié)和凝練。

       正如三一集團(tuán)黨委書記、董事長(zhǎng)，三一重工董事長(zhǎng)向文波先生在推薦序言中所說的：數(shù)字仿真是三一研發(fā)創(chuàng)新的核心技術(shù)之一，是三一打造產(chǎn)品全球競(jìng)爭(zhēng)力的有力工具，在三一積極踐行全球化、數(shù)智化、低碳化的“三化”戰(zhàn)略中發(fā)揮了至關(guān)重要的使能作用，留下了濃墨重彩的一筆。

       在采訪中，郄永軍提到編撰這本著作的出發(fā)點(diǎn)——希望通過系統(tǒng)性的梳理，讓外界了解三一的仿真實(shí)踐是一套有體系、有目標(biāo)、有價(jià)值的方法論，比如書中明確提到“仿真不僅僅是設(shè)計(jì)的輔助，更是要驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”，為更多行業(yè)和企業(yè)的仿真應(yīng)用提供借鑒與參考。
 
       讓記者印象頗深的，是郄永軍對(duì)仿真“真、快、全”的思考。他說，這不是拍腦袋定的標(biāo)準(zhǔn)，而是吃透了工程機(jī)械研發(fā)的痛點(diǎn)后得出的結(jié)論：工程機(jī)械的設(shè)計(jì)周期通常只有3-6個(gè)月，且要滿足全球各種復(fù)雜的作業(yè)工況，仿真若不能貼合這些實(shí)際，再先進(jìn)的技術(shù)也沒用。所以，三一明確“真是第一要?jiǎng)?wù)”：只有仿真結(jié)果貼近真實(shí)工況，才能給設(shè)計(jì)提供有效指導(dǎo)；“快是必要條件”：設(shè)計(jì)人員等不起幾天甚至幾周出結(jié)果的仿真，三一通過高性能計(jì)算環(huán)境建設(shè)、仿真在線系統(tǒng)與仿真自動(dòng)化工具開發(fā)、AI賦能等手段，持續(xù)提升仿真效率，就是為了跟上設(shè)計(jì)節(jié)奏，滿足產(chǎn)品研發(fā)周期要求；“全是理想目標(biāo)”：要在真和快的基礎(chǔ)上，盡可能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能的全部虛擬驗(yàn)證，做到應(yīng)仿盡仿，但絕不為了全而犧牲真與快。

       郄永軍強(qiáng)調(diào)，對(duì)于產(chǎn)品創(chuàng)新而言，創(chuàng)新的基礎(chǔ)是模型，創(chuàng)新的難點(diǎn)是仿真，關(guān)鍵使能器也是仿真，通過構(gòu)建整機(jī)級(jí)性能數(shù)字樣機(jī)，在數(shù)字空間即可開展多方案的快速權(quán)衡，系統(tǒng)與零部件的快速匹配與選型，整機(jī)性能的快速驗(yàn)證，而無需依賴物理樣機(jī)，速度快、成本低。毫無疑問，數(shù)字仿真技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新至關(guān)重要。正如亞洲仿真聯(lián)盟秘書長(zhǎng)翁敬農(nóng)先生所言：“萬物皆可仿真“，我們相信數(shù)字仿真技術(shù)在推動(dòng)中國(guó)制造高質(zhì)量發(fā)展過程中，必將發(fā)揮至關(guān)重要的數(shù)字化使能作用。