2025 天津精益数字化创新大会开幕 仿真分析成制造业破局关键
9 月 26 日，“2025 精益数字化创新大会” 在天津国际会展中心拉开帷幕，这场持续三天、以 “精益数智化驱动新型工业化，共创新质生产力” 为主题的行业盛会，汇聚了全国千余名制造企业代表、科研专家与数字化服务商。现场通过主旨演讲、案例展演与闭门研讨，深入剖析精益管理与数字技术的融合路径，其中有限元分析（FEA）、CAE 仿真分析作为产品研发数字化的核心工具，凭借对研发效率的颠覆性提升，成为全场热议的焦点，更揭示出一个关键现实：在当前制造业 “毫秒级” 竞争格局下，产品研发若脱离数字化仿真分析，将直接丧失市场竞争活力。
开幕式上，国务院国资委原秘书长彭华岗的观点直指行业痛点：“新质生产力培育需以精益思想与数字技术为双轮，而有限元分析、CAE 仿真分析正是连接两者的核心纽带。传统研发依赖物理试错，单一部件测试成本可达数万元，且仅能验证表面性能，无法捕捉内部应力分布、结构形变等关键数据，这种模式在今天的市场环境下已难以为继。” 爱波瑞技术研究院院长朱钜镔进一步补充：“数字时代的精益，本质是用数据消除浪费，而仿真分析恰好实现了‘事前优化’—— 在产品设计阶段就预判问题、优化方案，这与精益‘持续改善’的内核高度契合，二者结合才能构建企业真正的竞争力壁垒。” 中国工业互联网研究院随后发布的报告，用数据印证了这一观点：截至 2025 年 2 月，我国超 230 家卓越级、1200 家先进级智能工厂中，90% 以上实现精益与数字协同，而应用有限元分析、CAE 仿真的企业，产品研发周期平均缩短 35%，研发成本降低 40%；反观未引入仿真技术的企业，新产品上市周期比同行长 40%，市场占有率增速低 25 个百分点，“无仿真不研发” 已成为行业共识。
在技术创新分论坛，多位专家以实际案例拆解有限元分析、CAE 仿真分析对制造业产品数字化的积极作用，这些案例覆盖重型机械、汽车、航空等关键领域，每一个细节都印证着仿真技术对研发逻辑的重塑。某重型机械企业曾为优化变速箱壳体结构 —— 这一直接影响设备承载能力与使用寿命的核心部件，累计制作 12 组物理样机，耗时 2 个月、投入超 80 万元，却始终无法解决高强度工况下的壳体开裂问题；而通过 ANSYS 软件建立 1:1 数字模型后，工程师在虚拟环境中模拟极端负载下的应力传递路径、温度场分布，甚至精准捕捉到壳体薄弱区域的微应变数据，仅 72 小时便锁定 “增加加强筋厚度 + 优化圆角半径” 的最优方案，最终物理样机减少至 2 组，研发成本降低 90%，且壳体强度较初始设计提升 40%。“这不仅是效率的提升，更是研发逻辑的革命。” 中国工业互联网研究院专家强调，传统 “试错迭代” 模式下，企业往往在产品成型后才发现问题，此时修改模具、调整工艺的成本是设计阶段的 10-20 倍；而仿真分析能在设计初期就暴露隐患，让研发从 “事后补救” 转向 “精准预测”，这种转变直接决定企业能否在市场竞争中抢占先机。
某汽车底盘企业的实践更具代表性，其在开发新一代悬挂系统时，核心需求是平衡 “强韧性” 与 “轻量化”—— 既要提升弹簧疲劳寿命以满足用户对可靠性的需求，又要减轻重量以降低整车能耗。若依赖传统道路测试验证疲劳寿命，需搭建不同路况的测试场地，投入至少 500 万元设备，且完成 12 万次循环测试需 6 个月，等产品上市时，竞品早已占据市场；而通过有限元分析，工程师模拟了城市路况、山路、高速等 12 种场景下的弹簧应力变化，精准计算出不同材质配比、线圈直径对应的疲劳寿命曲线，最终将弹簧疲劳寿命从 5 万次提升至 12 万次，同时重量减轻 18%，研发周期压缩至 2 个月，上市后迅速占据细分市场 35% 的份额。人工智能与仿真分析的融合更放大了技术价值，某航空零部件企业为优化发动机叶片气动性能 —— 这一直接影响发动机推力与燃油效率的关键部件，传统 CAE 分析需 48 小时才能完成一组参数迭代，且依赖工程师经验调整；而通过 AI 算法对历史仿真数据进行学习，自动生成最优参数组合，将分析时间压缩至 16 小时，预测精度达 98.7%，远超物理测试 ±5% 的误差范围，最终叶片气动效率提升 3%，每年为航空公司节省燃油成本超 2000 万元。
与此同时，“T 型架构” 落地与数据安全 “三朵云” 方案（边缘云保障核心工艺数据本地化处理、企业云承担通用管理系统运维、生态云实现上下游协同共享），为仿真分析等数据密集型技术提供了基础设施支撑。截至 2025 年 7 月，全国已有 2 万个工业虚拟专网支撑 “三朵云” 运行，97% 地级行政区实现企业专网覆盖，这意味着即便是中西部地区的中小企业，也能通过云端获取高质量的仿真算力支持，打破了过去 “只有大企业才能用得起仿真技术” 的壁垒。
大会 “精益数字化成果展” 上，多领域案例直观呈现了仿真分析与精益管理融合的转型成效，从汽车制造到家电生产，仿真技术正成为企业解决实际痛点、提升产品竞争力的关键抓手。江淮汽车尊界超级工厂在构建 5G 全链路制造体系的同时，于研发环节深度引入 CAE 仿真：在车身设计阶段，通过模拟正面碰撞、侧面碰撞等 6 种工况下的能量吸收路径，优化车架焊点布局与材料分布，不仅使车身抗扭刚度提升 25%，满足最新安全标准，还减少 12% 的焊接工序，降低制造成本；配合精益流程调度的 1800 余台智能机器人，工厂柔性定制产能较传统模式提升 3 倍，成功入选国家级智能制造标杆企业，其某款新能源车型凭借仿真优化的车身结构，上市首月销量突破 2 万辆，远超行业平均水平。
某家电企业的突破同样值得关注，其长期受冰箱 “关门异响” 问题困扰 —— 这一看似微小的细节，却导致产品不良率高达 8%，客户投诉量居高不下。起初企业尝试通过调整密封条材质、增加缓冲垫等物理方式改进，历经 5 轮试产仍未解决；而通过有限元分析模拟门铰链开关过程中的应力变化，工程师发现异响源于铰链轴与衬套的间隙过大，在关门瞬间产生振动共鸣，随后调整铰链材质硬度与安装角度，将间隙控制在 0.05mm 以内，最终产品不良率骤降至 0.3%，客户满意度提升 22%，相关改进方案还申请了 3 项实用新型专利。
即便是古井贡酒、长虹美菱等传统企业，在推进精益数字化转型时，也将仿真思维融入流程优化 —— 古井贡酒 “1510” 5G 工厂用数据可视化实现灌装全流程质量管控，通过模拟不同灌装速度下的酒液飞溅量，优化灌装阀参数，使灌装精度提升至 ±1ml；长虹美菱 “菱云” 平台通过数据分析优化供应链调度，模拟不同订单量下的生产排程，减少设备闲置时间，而这些实践的底层逻辑，与仿真分析 “用数据驱动决策” 的核心思路高度一致，都是通过数字化手段消除浪费、提升效率。
针对中小企业 “仿真技术门槛高、投入大” 的痛点，大会发布的解决方案手册提出 “仿真服务外包”“云仿真平台订阅” 等轻量化路径，让更多中小企业能够低成本享受仿真技术红利。某五金配件企业主要生产建筑用连接件，过去开发新产品时，需委托第三方机构进行强度测试，单次测试费用超 2 万元，研发周期长达 3 个月；而通过租用云端 CAE 服务，企业无需自建算力中心，仅花费 5000 元就完成了连接件在不同载荷下的强度分析，快速锁定最优结构设计，研发周期缩短至 1 个月，新产品上市后迅速打开市场，2024 年销售额同比增长 45%。
这一模式正推动中小企业加速拥抱数字化，数据显示，目前全国 87% 的 “专精特新” 中小企业已实现核心业务数字化覆盖，其中 45% 引入仿真分析工具；而那些仍依赖传统研发模式的企业，不仅面临产品迭代慢、成本高的问题，更在市场竞争中逐渐被边缘化。某机械配件厂商专注于生产农业机械齿轮，因未应用仿真技术，新产品研发需制作 5-8 组物理样机，测试周期长达 4 个月，比同行多 2 个月，2024 年市场份额同比下降 18%，订单量锐减导致生产线利用率不足 50%，最终被迫缩减 2 条生产线，裁撤 30% 的研发人员，这一案例成为大会现场 “脱离仿真则丧失活力” 的鲜活警示，不少中小企业代表表示 “看完这个案例，更坚定了引入仿真技术的决心”。
9 月 28 日大会闭幕环节，《2025 精益数字化转型白皮书》正式发布，明确将 “强化有限元分析、CAE 仿真等核心工具应用” 列为三大发展方向之一，并提出具体落地路径：建立跨行业仿真数据标准，推动汽车、装备、电子等领域 “仿真模型库” 共享，比如将汽车底盘通用部件的仿真模型模板开放给配套企业，降低企业建模难度；开发 “精益 + 仿真” 一体化平台，将仿真分析嵌入产品设计、工艺优化、质量检测全流程，实现 “数据驱动的持续改善”，例如在工艺优化阶段，通过仿真预测不同工艺参数下的产品合格率，自动推荐最优工艺方案；构建产业链级协同仿真生态，通过生态云让龙头企业向配套企业开放仿真模型模板与算力资源，带动产业链整体研发水平提升，比如某汽车集团向 10 余家零部件供应商开放车身碰撞仿真模型，使供应商新产品适配周期缩短 50%。
天津市工信局相关负责人表示，作为制造业重镇，天津将以本次大会为契机，推进 “精益数字化示范园区” 建设，计划三年内培育 50 家标杆企业，其中重点支持 20 家打造 “仿真驱动型研发体系”，为每家企业提供最高 500 万元的专项补贴，用于仿真软件采购、人才培训等；同时建设区域性云仿真服务平台，整合高校、科研机构的算力资源与技术人才，为千余家中小企业提供低成本、高效率的仿真技术支持，包括模型搭建、数据分析、方案优化等一站式服务，助力制造业从 “规模优势” 向 “创新优势” 跨越，为新型工业化发展注入强劲动能。
多位参会企业代表在闭幕环节表示，本次大会让他们深刻认识到，有限元分析、CAE 仿真分析已不是 “可选技术”，而是 “生存必需”，未来将加快推进仿真技术与产品研发的深度融合，避免在市场竞争中掉队。正如一位装备制造企业负责人所说：“过去我们觉得仿真技术太贵、太复杂，现在才明白，不投入仿真技术，付出的代价会更大 —— 失去的是市场机会，是企业的未来。”
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