科普 | 从“算一次”到持续生成和运行不同世界:工业世界模型改变了什么?

过去几十年,"把现实问题搬进计算机"是工业数字化的一条清晰主线。

面对设备够不够结实、管路里液体怎么流、锅炉内温度如何分布等问题,工程师通常会建模型、设边界条件、运行计算,最后得到结果。

这套方法现在依然很实用,是现代工业运行的重要基础。

但随着工业系统越来越复杂,新的需求正在出现:工业需要的不再只是"把问题算一次",而是不断生成不同条件下的工业世界,并让这些世界持续运行起来。

这也是"工业世界模型"概念受关注的原因之一。

一、从一个答案到多种可能

传统工程分析通常围绕一个明确问题。比如,一架无人机在某种风速下能否稳定飞行,一个结构在某种载荷下会不会失效,一台设备当前是否存在异常。

但真实工业世界不是静止的。风速会变化,载荷会变化,设备状态会变化,人的操作和控制策略也会变化。对于正在运行的工业系统,甚至连下一小时会发生什么,都可能存在多种结果。

因此,越来越多的工业问题逐渐变成:

"如果采取一种操作,会出现什么结果?"

"如果换一种结构,还会不会更好?"

"如果出现极端工况,系统能不能扛得住?"

天洑工业世界模型的核心思路,就是把工业对象从一次性计算的场景,变成一个可以不断生成、校准和运行的"工业世界"。

以无人机控制为例,同一架飞机可以进入不同风场、承受不同载荷、处于不同初始姿态,甚至传感器误差也不同。这每一种组合,都可以看成一个具体的"控制世界"。

机器人抓取也类似,物体质量、摩擦系数、刚度、初始位置一变,机器人面对的就是另一个训练环境。

工业世界模型真正要描述的,是工业对象可以怎样变化,以及按照什么规律运行。

二、在生成的基础上持续运行

工业世界模型关键的一步,是让生成的工业世界运行起来。

天洑工业AI底座TFIIF特别强调模型持续运行,强调与DCS、SCADA、PLC等工业控制系统连接,最终用于工业系统的预警、诊断、运行优化和控制。

在天洑已有的案例中,智能系统已能实现7×24小时不间断扫描设备状态,通过数据模型和机理模型持续评估异常征兆。

这也是工业世界模型与数字孪生的差别,它必须遵循物理规律、理解系统状态、输出优化行为,还要随时间实时演化。

之所以强调实时演化,是因为第一批工业世界运行结束后,往往会暴露新的问题。机器人可能在某一类接触条件下频繁失败,无人机可能在某种阵风下失稳,结构可能在某种载荷下出现局部高应力,某台设备也可能在特殊工况下出现异常。

这些结果又会告诉系统:下一轮应该重点生成什么样的世界。

于是就形成了一个循环:生成世界---运行世界---发现薄弱区域---生成新的世界---再运行。

这和过去"建立模型、计算、看结果"的方式明显不同,工业世界模型更像是一套可以持续进行数字试验的基础设施。

三、物理AI和工业AI是世界模型根基

工业世界要想真正运行起来,离不开对物理规律和工业规律的理解,这也是天洑技术积累与工业世界模型概念之间的连接点。

其AICFD、AIFEM、AIPOD等物理AI能力覆盖流体、传热、结构、振动和优化等领域,用于描述和计算工业对象如何按照物理规律变化。

工业AI底座TFIIF和智能数据建模软件DTEmpower积累的工业AI能力,则更多从设备数据、工艺数据和专家经验中学习工业规律。

物理AI和工业AI的结合,确保工业世界模型能实际按工业规律运行。

当人工智能可以在工业世界中训练、试错、推演和优化时,它才能真正从处理工业信息,走向理解并作用于工业世界。

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