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01

AI分享

从一个零件的旅程说起

讲稿备注

各位老师下午好,我是[名字],这位是我的搭档[搭档名字]。我们都是来自港大,专注于制造业的AI落地。今天很荣幸能来这里,和各位分享我们在AI+硬件研发上的一些实践和思考。

02

研发的沉默成本,我们每天都在承受

2-5 万单次模具返工直接成本

涵盖材料报废、设备机时占用及人工重制费用,这是最直观的资金损耗,直接冲击项目预算底线。

2-3 周平均项目交期延误时长

设计变更导致生产排期全面混乱,不仅错失市场最佳窗口期,更可能触发合同违约赔偿风险。

01 水面之上:显性可见的“账面损失”

这是财务报表上可直接核算的显性成本:被及时发现的设计错误修正费、模具报废的直接支出、以及因延期交付产生的违约金。

02 水面之下:被忽视的“效率黑洞”

跨部门反复沟通的时间内耗、方案推倒重来的重复劳动、设计经验的流失、潜在的合规风险,以及团队因频繁返工而逐渐消磨的士气与信任。

核心洞察:这些问题,本质上并非人的问题,而是工具与流程的系统性缺失。

讲稿备注

在开始之前,我想先问各位一个问题:过去一年,有没有因为设计规范遗漏、图纸标注错误、或者选材失误,导致过模具返工?一次返工,直接成本2到5万,交期延误2到3周。而这只是看得见的成本。水面之下,是反复沟通、重复设计、知识流失这些更大的隐性损失。我们今天要探讨的,就是怎么用AI,从源头减少这些问题。

03

环节一 · 选材——靠经验,靠竞品,凭感觉

01 模糊的自然语言需求

产品端/新国标提出“外壳耐摔、寿命延长、灭菌耐受”这类诉求,缺乏量化的工程指标,成为选材的第一道“翻译”关卡,无法直接落地。

02 依赖经验的参数转化

将“耐摔”翻译成“缺口冲击强度>xxxkJ/m²,弯曲模量>xxxMPa”,将“寿命要求”翻译成“双85 2000h”,生物相容性翻译成“通过ISO 10993-5和-10”此过程无标准工具,完全依赖工程师个人积累。

动作:反复测试验证、跨部门/供应商沟通累

多平台检索

在UL Prospector等平台逐条筛选,核对认证、物性与环保指标,平均耗时1-2小时/款。

供应商沟通

邮件/电话确认现货、MOQ及定制配色,往返沟通通常需2-3个工作日,严重拖慢进度。

部粒子库搜索

翻阅内部粒子库,确认过往项目效果与风险,易遗漏关键参数变更信息。

竞品对标

拆解竞品设备,通过燃烧/密度/红外简易判断基材,直接对标竞品材料品牌牌号

痛点警示:经验主义、数据孤岛导致拖慢交付节奏,因选型失误导致模具返工,不可避免的数据与真实脱节、直接经济损失超10万元且延误项目周期2周以上。

讲稿备注

我们先从选材说起。这是结构工程师非常熟悉的场景:拿到一个模糊需求,比如‘外壳耐摔、医疗级、白色高光’。要把这些翻译成‘缺口冲击强度、ISO 10993认证、可配色PC’,这个过程全靠个人经验。然后,还需要在多个平台之间来回搜索、比对物性表、确认法规。选完料,还要发邮件等供应商回复,确认交期、最小起订量。整个过程,快则两三天,慢则一周。而且,如果新工程师经验不足,选错了料,到试模才发现,前期设计全部推倒重来。

04

AI选材助手

减少无意义的扯皮会议、反复测验,搜索资料的时间,加快新人上手

单击可查看视频)

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新项目选材:

需求翻译为专业数据

推荐材料种类、对应牌号

多种方案对比、多种指标权衡

旧项目优化

上传物性表,选择优化方向

给出优化方案

单击可查看视频)

建立专属知识库:

沉淀老师傅经验、历史数据

支持多格式上传

风险预审

预测材料在真实工艺下的偏离

给出风险报告,评分

根据风险指导方案

单击可查看视频)

失效问题归因:

定位问题原因:材料、工艺、设计··

逐步排查,生成checklist和排查方案

指导新人排查和减少扯皮

讲稿备注

我们的想法很简单:让AI来当这个‘材料参谋’。输入自然语言需求,AI自动翻译成技术参数,跨平台搜索,秒级匹配。而且它会自动标记风险点——比如‘这个牌号模垢风险高’、‘这个不耐伽马射线’。工程师不再需要翻一下午物性表、切换五六个网站。这是我们AI选材平台的界面,目前已经跑通了20多种工程塑料的数据。远期我们还可以扩展供应商寻源、灭菌衰减曲线预测等功能,但今天我们先把核心搜索能力做扎实。选好材料之后,就进入了结构设计环节。这也是我们今天要重点聊的。

05

环节二 · CAD——3天标注,1个遗漏,3万返工

从繁琐到失控

复杂零件的2D工程图标注需耗时2-3天,涉及上百个尺寸、公差与形位公差的手动录入。从creo出图到2D尺寸标注,再到最后细致的校对审核过程,极易引发视觉疲劳,一个毫不起眼的配合尺寸漏标,便会成为下游生产的“致命断点”,直接传导至模具加工环节。

01 大量重复性工作

壁厚检查全靠经验设计缺陷后期暴露成熟设计经验难以沉淀复用

02 3D/2D不同步

修改多口头约定,3D修改后忘同步2D, 标注错漏, 两边图纸不一致,造成模具加工报废。

03 尺寸标注繁琐

关键配合尺寸、形位公差都需手动标注。需要频繁查表,容易遗漏、缺失,耗时间

04 人工校对

checklist长,校对过程繁锁技术要求与BOM不符等问题

核心痛点:人工标注效率低下,日均仅能完成1-2张复杂图纸,且极易因疲劳产生漏标、错标。

深刻教训:设计端的1%疏忽,会在制造端被放大为100%的事故。

幻灯片配图
讲稿备注

结构设计完成后,出2D工程图是每个工程师绕不开的活。一个复杂零件,3D建模可能半天就完成了,但出图标注要花2到3天。手动投影视图、逐条标注尺寸和公差、编写技术要求,这些工作重复、机械、枯燥。而且越枯燥,越容易出错。一个配合尺寸漏标,模具加工出来才发现装配干涉,模仁烧焊降面,一次返工就是几万块。这是每个工程师都不想遇到、但又很难完全避免的情况。

06

环节二 · AI + CAD

01. AI自动标注

深度学习迈瑞标准化标注规范,一键完成90%以上尺寸与形位公差的自动化生成,替代传统人工逐条绘制的重复劳动。工程师仅需约1小时进行细节校对与特殊场景微调,彻底释放设计精力,将更多时间投入到方案创新与优化中。

⚡ 标注效率提升 90% · 人工耗时缩短 80%

02. AI-DFM助手

基于企业规范库构建智能算法模型,自动扫描并识别壁厚异常、拔模角缺失、筋厚比失衡、尖角风险及装配干涉等问题。在设计评审前主动提示违规项。包含自动生成BOM、DFM报告,自动校对checklist等,提高交付进度和标准化流程

🛡️ 低级错误零遗漏 · 设计合规性 100% 预检

TEXT-TO-CAD :命令检索、知识问答、脚本辅助可落地;自然语言直接完成复杂建模尚有限

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讲稿备注

所以,我们想做一套‘AI设计质量门禁系统’,包含两个核心功能。第一,AI自动标注。它学习迈瑞的标注规范,一键完成90%的尺寸和公差标注。工程师不需要从零开始,只需要花1小时校对微调。第二,AI设计规则审查。它把企业的设计规范变成算法规则,自动检查壁厚、拔模角、筋厚比、尖角、螺丝柱R角等等所有特征,在评审前就把低级错误消灭掉。

我给大家演示一下。

(现场Demo演示)

1. 打开准备好的3D模型

2. 点击“AI自动标注”按钮,10秒内完成标注

3. 点击“AI设计规则审查”按钮,5秒内标出所有违规项(红色高亮)

4. 鼠标悬停一个红色区域,弹出说明:“螺丝柱根部R角缺失,规范要求R≥0.5mm”

工程师原来花3天的标注工作,现在1小时校对即可完成。原来靠经验评审才能发现的设计问题,现在一键可查。

(备用方案:如果现场网络不稳定,我们准备了截图版本。)

这就是我们一期要落地的核心能力。接下来,我们继续走完一个零件的旅程,看看后续环节还有哪些痛点,以及我们中长期的扩展方向。

07

环节三 · CAE——仿真耗时长,极费力

代理模型 -- 快速预测 仿真结果预测

基于历史成功案例库,仿真参数推荐

快速预测最大应力、位移、温度或固有频率

快速筛选几百到几千种参数组合

把最有希望的方案交给高保真求解器复核

仿真结果分析

自动生成仿真报告:审阅仿真结果,圈出所有疑似缩痕、困气、过度翘曲的高风险区域。生成初步问题清单

AI 缺陷猎手,检索历史相似失效模式,反向修正材料模型参数

幻灯片配图

前处理耗时惊人

外壳曲面复杂、特征极多。模型简化、网格修复等手工操作,计算周期极长,多方案对比时算力资源紧张。

后分析凭经验

人工效率低,易漏判。经验不足的工程师容易漏掉隐藏的困气、过保压风险点。

仿真 AI 前处理

自动识别几何缺陷和小特征、简化几何

推荐网格尺寸和局部加密区域

推荐材料、单位和典型边界条件

讲稿备注

结构设计完成后,进入CAE仿真验证。一个医疗外壳的模流分析,前处理加求解可能需要半天到一天。求解完成后,CAE工程师需要长时间盯着一堆云图,逐一判读熔接线、困气、翘曲风险。经验不足的工程师,可能漏掉一些隐藏的风险点。比如这个困气区域,非常隐蔽,人工审阅容易忽略,结果试模时出现烧焦,模具需要增加排气镶件,又是一万多的返工费。这是我们预先录好的效果:AI自动审阅仿真结果,用红圈标出所有疑似缩痕、困气、过度翘曲的高风险区域,并生成初步问题清单。未来可以直接嵌入CAE工作流。

08

环节四 · 试模环节——周期长、出错成本高,拖慢交付

依赖老师傅经验:工艺难以标准化沉淀;周期长:现场多为人工零散记录,录入繁琐易出错;历史数据分散:难以分析复用,同类缺陷反复出现

经验主义主导,新人难上手

数据孤岛,难以沉淀分析

将试模数据库沉淀,快速分析模具问题

搭建企业历史模具案例知识库:输入产品外形、材料、型腔数量,AI检索历史同类医疗模具案例,推荐水路布局、顶出方案、斜顶布置、排气方案;帮助新人规避常见设计坑。

将“老师傅经验”、数十年积累的图纸、工艺参数等知识全部数字化。

NEXT STEP

幻灯片配图
幻灯片配图
讲稿备注

CAE通过后,进入模具设计。一个复杂的医疗外壳,可能有7个倒扣、3个深腔、12个外观面。分型面怎么设计?斜顶怎么排布?水路怎么走?这些高度依赖模具老师傅的空间想象力和经验。新人根本不敢碰。而且,模具评审现在基本靠截图和手绘圈注,意见散落在邮件、微信里,和3D模型对应不上,容易遗漏。一个倒扣该不该加滑块,来回吵三天是常事。

09

环节五 · 样品检验——几百行数据逐条比对效率低

重复劳动易录错,checlist核对慢

面对CMM输出的数百行Excel原始数据,需逐行核对数值是否超公差,更需凭借空间想象力将冰冷的数字与实物特征对应,全程依赖人工视觉,极易因疲劳造成关键问题的漏判与误判。

失效根因难定位

尺寸持续偏小/偏大,是因为模具收缩补偿不足?注塑工艺压力问题?材料批次收缩率波动?模具翘曲?内应力释放变形?样品发白、微裂纹、变色;是因为原材料本身不耐化学溶剂,还是注塑产生残余内应力导致应力开裂?

视频 · 点击播放

AI将历史试模数据、失效数据进行沉淀、归因

讲稿备注

T0样品打出来后,进入全尺寸测量。CMM导出的报告,通常几百行数据。工程师需要对着2D图纸,一条一条比对,找出哪些尺寸超差了。这个过程极其枯燥,而且容易看花眼。更关键的是,超差尺寸和3D模型上的位置,全靠工程师的空间想象力来对应。

(播放动图演示)

这是AI尺寸报告解读官的效果。它自动抓取CMM数据,把测量结果直接映射到3D模型上。超差尺寸红色高亮,鼠标一点就看到实测值和标准值。工程师从‘看Excel脑补’变成‘看3D模型直观判断’,5分钟就能定位所有问题点。

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环节六 · 量产——版本混乱,无从追溯

传统模式:纸质记录与本地Excel的“数据陷阱”

试模参数手写潦草难辨,Excel文件分散在个人电脑,缺乏统一归档标准。一旦产品出现质量异常需回溯时,关键工艺数据往往丢失或无法关联,形成难以逾越的“数据孤岛”,导致问题定位耗时耗力,生产效率严重受损。

⚠️ 核心痛点

数据散落 · 无法追溯人工误差 · 难以复盘

解决方案:AI驱动的注塑工艺数字化采集系统

01 拍照即采,极简操作零门槛

技术员用手机对准注塑机屏幕拍摄,系统自动识别料筒温度、模温、注射压力等关键工艺数据,无需人工手动录入,彻底消除抄录误差,提升记录效率80%以上。

02 结构化归档,扫码全链路可溯

识别后的数据自动生成标准化电子台账,与产品批次、工单信息自动绑定。后续扫码即可调取完整生产档案,实现工艺参数的永久云端留存,质量问题可一键回溯根源,避免版本混乱。

讲稿备注

最后一个环节,量产注塑。试模时的工艺参数,很多工厂还是手写记录,或者存在本地的Excel里。三个月后产品出问题,想回溯当初的验收状态,根本找不到完整数据。这就是典型的数据孤岛——数据有,但散落各处,无法追溯。

这是我们已有的注塑拍照软件。技术员用手机拍一张注塑机屏幕的照片,AI自动识别所有工艺参数,生成结构化的记录表格,并且可以绑定二维码,后续扫码就能查到这批产品的完整生产档案。这个工具已经在深圳的模厂测试过,效果非常好。

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六大环节,六重痛点,一个共同的根因

01 选材

经验主义主导

选材无量化标准,过度依赖工程师个人过往经验,缺乏数据支撑与验证。

02 设计

工作量大

经验驱动

重复劳动多,设计规范不统一,缺乏自动化工具辅助,效率与质量难兼顾。

03 CAE

仿真繁琐

参数难定

前处理耗时长,参数设置依赖经验,仿真结果与实际存在偏差,迭代慢。

04 模具

反复试模

协同弱

设计与制造信息不对称,修模次数多,跨部门沟通成本高,拖慢进度。

05 检验

人工检测低效

标准不统一,大量依赖人工测量,数据记录零散,易出错且难以追溯。

06 量产

数据孤岛严重

各环节数据割裂,生产、质检、设计数据不互通,无法形成闭环优化。

核心根因:研发质量体系过度依赖“个人经验 + 手工操作”的传统模式,缺乏标准化、数字化、智能化的底座支撑,导致知识无法有效沉淀与复用,跨环节协同效率低下,最终制约了产品质量的稳定性与研发迭代的速度。

讲稿备注

好,我们刚走完了一个零件从选材到量产的全旅程。六个环节,六重痛点。虽然表现不同,但根源一致:我们的研发质量,太依赖个人经验和手工操作了。老师傅的经验在脑子里,设计规范在手册里,历史案例在硬盘里。这些知识,没有被系统化地组织起来,变成人人都能随时调用的智能底座。

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智脉——硬件研发全流程AI协同中台

智脉 · 三层协同架构体系

03 顶层应用 | 六大核心业务场景赋能

选材优化

智能设计

CAE仿真

模具开发

质量检验

02 中层引擎 | 五大AI通用能力中枢

知识引擎

视觉引擎

生成引擎

协同引擎

01 底层数据 | 统一研发数据底座支撑

标准化材料库

设计规范库

历史案例库

工艺参数库

分阶段落地实施路径

PHASE 01 · 聚焦破局:设计质量门禁系统

以设计环节为切入点,搭建AI设计质量门禁,自动校验图纸合规性与参数准确性,解决设计源头质量痛点,实现首期价值快速闭环。

PHASE 02 · 场景拓展:工程智造AI协同

将AI能力延伸至CAE仿真优化、模具智能设计及质检视觉识别,部署场景化AI助手,打通从设计到制造的工程协同链路,提升研发效率。

PHASE 03 · 全域融合:全流程智能中台

构建一体化AI协同中台,实现研发全流程数据贯通与智能决策,形成从需求到量产的全链路知识沉淀与自动迭代,打造智能化研发底座。

讲稿备注

基于这个统一的根因,我们设计了‘智脉’这套架构。底层是统一的数据底座,把材料数据、设计规范、历史案例、工艺参数全部结构化。中间层是五大AI引擎,提供知识检索、视觉识别、自动生成、协同对齐、规则校验这些通用能力。上层是六大场景应用,按需组合调用这些引擎。

但我们不打算一步到位。我们建议分三期走。一期,聚焦设计环节,做AI设计质量门禁系统。这是最独立、最能快速见效的切入点。二期,扩展到CAE、模具、检验环节。三期,贯通全流程,形成完整的数据追溯链。

13

(图示页)

幻灯片配图
讲稿备注

关于技术架构,我们采用经典的三层架构。数据层负责从各个系统抽取和处理数据;引擎层是我们的核心,包含了知识、视觉、生成等五大引擎;应用层则以CAD插件、Web和移动端的形式,无缝集成到用户的工作流中。

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数据安全方案

核心原则:私有化部署,数据不出厂 —— 构建物理级数据安全壁垒

01 私有化部署架构

AI模型与核心业务数据全量部署于客户内部服务器,实现物理层面的网络隔离。彻底消除第三方云端传输、存储带来的数据泄露风险,掌握数据主权。

02 数据绝对不出厂

全链路计算本地化闭环,模型训练、推理预测及数据处理均在客户内网环境完成。无任何原始业务数据、敏感信息向外部节点传输,合规无忧。

03 训练与推理解耦机制

在高安全隔离环境中基于脱敏数据完成模型微调;生产环境仅部署轻量级推理引擎。既保证了模型的业务适配性,又实现了极致的推理响应效率。

04 全域权限与合规管控

无缝对接客户现有的IAM身份认证体系,实现基于角色的细粒度访问控制(RBAC)。操作日志全量留存,完全符合企业级数据安全审计与合规要求。

讲稿备注

数据安全是我们的首要原则。我们承诺所有系统都将进行私有化部署,确保数据100%保留在客户内部。模型训练和推理是分离的,训练过程在隔离环境中完成,最终部署的是轻量级的推理模型,既保证了效率,也确保了安全。

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模型训练流程

01 规则数字化

将企业设计规范、检验标准转化为机器可理解的数字化逻辑,为模型训练构建标准化的规则基础。

02 特征提取

从3D模型、工程图纸及质检报告中,自动提取关键几何特征与工程参数,形成高质量结构化数据集。

03 模型训练

利用脱敏后的历史设计与质检数据,对预训练基础模型进行针对性微调,强化模型的专业理解能力。

04 验证迭代

由资深工程师对模型输出进行人工核验与反馈,基于偏差数据持续迭代优化,确保结果可靠。

05 部署上线

将成熟模型封装为CAD插件或轻量化Web服务,无缝集成至现有设计流程,实现智能化落地应用。

闭环优化机制:流程形成“规则构建→数据提取→模型训练→人工验证→迭代优化”的正向闭环,确保模型始终贴合企业实际工程需求,随着数据积累持续提升智能化水平,实现从“可用”到“好用”的进阶。

讲稿备注

(根据现场提问展开)我们的模型训练流程是一个持续迭代的闭环。首先,我们会将贵司的设计规范数字化。然后,从历史数据中提取特征来训练模型。模型初步训练后,会由资深工程师进行验证和反馈,我们根据反馈持续优化。这个过程会不断重复,直到模型达到预期的准确率标准,然后才会部署上线。