大模型重構(gòu)工業(yè)設(shè)計(jì)：上海智慧化的核能與新能源實(shí)踐

2025年5月，上海工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域迎來里程碑式突破：核能與新能源兩大核心產(chǎn)業(yè)通過人工智能與大模型的深度融合，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式向數(shù)據(jù)智能驅(qū)動(dòng)的跨越。上海核工程研究設(shè)計(jì)院（以下簡稱“上海核工院”）推出的全球首款核能行業(yè)大模型“智匯星”，以及上海電力設(shè)計(jì)院（以下簡稱“上海院”）基于BIM+ AI的智慧新能源設(shè)計(jì)平臺(tái)，不僅大幅提升了設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量，更驗(yàn)證了工業(yè)設(shè)計(jì)在數(shù)智化時(shí)代的無限可能。

一、核能設(shè)計(jì)：從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”到“大模型賦能”

核電設(shè)計(jì)因其高度復(fù)雜性，長期依賴工程師的個(gè)體經(jīng)驗(yàn)與海量文檔審查。上海核工院研發(fā)的“智匯星”大模型（參數(shù)量達(dá)130億），通過整合55年積累的技術(shù)文檔、圖紙及國際標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了覆蓋設(shè)計(jì)全流程的智能審查系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備自主學(xué)習(xí)能力，可快速識(shí)別設(shè)計(jì)文件中的疏漏，審查效率較傳統(tǒng)人工模式提升百倍，單個(gè)項(xiàng)目節(jié)約成本超千萬元。例如，在“國和一號(hào)”核電項(xiàng)目中，“智匯星”已完成17萬份文件的智能審查，顯著降低了人為誤差風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)通過方案自動(dòng)生成功能，縮短了30%的設(shè)計(jì)周期。

這一實(shí)踐與哈佛商學(xué)院教授邁克爾·波特提出的“產(chǎn)業(yè)集群”理論高度契合——通過技術(shù)協(xié)同與數(shù)據(jù)共享，形成設(shè)計(jì)、審查、優(yōu)化的閉環(huán)生態(tài)。上海核工院牽頭制定的全球首個(gè)核能AI國際標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與全球競爭力。

二、新能源設(shè)計(jì)：BIM+AI重構(gòu)光伏工程范式

在新能源領(lǐng)域，上海院的智慧設(shè)計(jì)平臺(tái)展現(xiàn)了AI技術(shù)的顛覆性潛力。以新疆喀什300MW光伏項(xiàng)目為例，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)需1-2天完成的光伏組件布局、電器設(shè)計(jì)等流程，現(xiàn)被壓縮至幾十分鐘。平臺(tái)通過三維建模與有限元分析，生成多套優(yōu)化方案，綜合考慮地形坡度（局部達(dá)60度）、光照效率等因素，使組件安裝效率提升40%，施工成本降低25%。

該平臺(tái)的核心突破在于“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”理念的落地。通過BIM（建筑信息模型）與AI算法的結(jié)合，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為決策依據(jù)。例如，光伏組串的智能布局模塊，可自動(dòng)分析地形高程、陰影遮擋等變量，生成最優(yōu)排布方案，設(shè)計(jì)人員僅需從AI推薦的數(shù)套方案中選擇最優(yōu)解。這一模式驗(yàn)證了麻省理工學(xué)院學(xué)者埃里克·馮·希普爾提出的“用戶創(chuàng)新”理論——AI并非取代設(shè)計(jì)師，而是通過工具升級(jí)釋放其創(chuàng)造力。

三、技術(shù)底座：數(shù)據(jù)、算例與生態(tài)協(xié)同

上海的工業(yè)設(shè)計(jì)智慧化轉(zhuǎn)型，離不開底層技術(shù)生態(tài)的支撐。徐匯區(qū)打造的“模速空間”大模型創(chuàng)新社區(qū)，聚集了騰訊、商湯科技等企業(yè)，提供算力調(diào)度、開放數(shù)據(jù)與合規(guī)指導(dǎo)服務(wù)。例如，上海電信的“一跳入算”網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)接入臨港智算中心，為“智匯星”大模型訓(xùn)練提供每秒百億次浮點(diǎn)運(yùn)算能力。

此外，產(chǎn)學(xué)研合作成為技術(shù)落地的關(guān)鍵。上海核工院與科大訊飛聯(lián)合開發(fā)的數(shù)字員工“智匯星”，不僅應(yīng)用于設(shè)計(jì)審查，還嵌入會(huì)議管理、故障診斷等場景，形成|“設(shè)計(jì)-運(yùn)營-維護(hù)”全鏈條智能化。上海院則與國產(chǎn)BIM引擎企業(yè)構(gòu)力科技合作，填補(bǔ)了國內(nèi)光伏設(shè)計(jì)軟件空白 ，突破“卡脖子”的技術(shù)瓶頸。

四、從效率提升到生態(tài)重構(gòu)

盡管成果顯著，挑戰(zhàn)依然存在。數(shù)據(jù)安全與標(biāo)準(zhǔn)化是首要難題 ：核能設(shè)計(jì)涉及國家安全，需建立更嚴(yán)格的數(shù)據(jù)隔離與產(chǎn)權(quán)保護(hù)機(jī)制，新能源設(shè)計(jì)的多元異構(gòu)數(shù)據(jù)（如地形、氣象、設(shè)備參數(shù)）尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，制約跨平臺(tái)協(xié)作。人才結(jié)構(gòu)性短缺亦不容忽視——兼具AI技術(shù)與行業(yè)知識(shí)的復(fù)合型人才占比不足10%，成為制約深度創(chuàng)新的瓶頸。

未來，上海或可沿下路徑突破：

生態(tài)共建：借鑒“模速空間”模式，推動(dòng)設(shè)計(jì)工具開源化，吸引全球開發(fā)者參與工業(yè)軟件生態(tài)建設(shè)；

場景擴(kuò)展：將大模型從核能、新能源向高端裝備、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域延伸，例如利用AI優(yōu)化醫(yī)療器械的人體工學(xué)設(shè)計(jì)；

綠色融合：結(jié)合“雙碳”目標(biāo)，探索AI驅(qū)動(dòng)的低碳設(shè)計(jì)，如上海院的綠色建造技術(shù)已減少光伏項(xiàng)目碳排放27.91萬噸/年。

結(jié)語

上海的工業(yè)設(shè)計(jì)智慧化轉(zhuǎn)型，不僅是技術(shù)工具的升級(jí)，更是一場“從經(jīng)驗(yàn)依賴”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的范式革命。核能與新能源領(lǐng)域的成功實(shí)踐，印證了人工智能與垂直行業(yè)深度融合的可行性。正如經(jīng)濟(jì)學(xué)家理查德·佛羅里達(dá)所言：“創(chuàng)新的本質(zhì)是連接不同領(lǐng)域的知識(shí)?！痹谏虾＃竽Ｐ驼蔀殒溄庸I(yè)設(shè)計(jì)與數(shù)智未來的紐帶，而這座城市的探索，或?qū)⒅匦露x全球工業(yè)設(shè)計(jì)的競爭規(guī)則。