[비즈한국] 工程设计领域已摆脱沿用数十年的传统工作方式,重组为以人工智能为中心的智能生态系统。如果说过去的计算机辅助设计(CAD)是数字图纸绘制工具,那么今天的工程环境已进入“认知工程”时代,能够理解设计意图,并在物理约束条件下自主提出最优解。

目前的工程AI可分为“生成式设计(Generative Design)”与基于交互及自动化的“生成式AI”。生成式设计通过回答“在零件需承受的载荷与材料范围内,最有效的形状是什么?”这一问题,为制造业的轻量化做出贡献。另一方面,生成式AI则通过自然语言命令生成模型,或从过往设计数据中寻找并建议最优标准,从而减少设计人员的重复工作。
AI对工程设计的影响在那些投入巨大资本、要求高度精确的工业领域表现得尤为明显。造船和工厂建设(Plant)行业即是典型代表。
造船业,尤其是船舶工程领域,随着AI工具的全面引入,工作方式正在发生改变。ChatGPT或Gemini等通用生成式AI也被用于复杂的工程计算和问题解决。当设计过程中遇到瓶颈时,员工不再询问同事,而是直接向生成式AI提问。造船业从业者A某表示:“过去在进行复杂的船舶管路设计时,必须将数据和环境条件逐一输入Excel来计算管道尺寸。现在,AI能立即给出符合特定条件的最优值,工程师只需进行验证,这大大缩短了时间。”
船舶设计草案自动化也正处于引入前夕。船舶项目由于结构和设备不同,每次都需要重新设计。以往仅寻找历史数据就需要花费约一周时间,而现在,通过向与企业内部数据库联动的AI提问,一两天内即可搜索到所需的船舶参数。不仅如此,近期还有造船企业正在开发自动编写设计图草案的AI。A某表示:“设计过程中最耗时的阶段就是从空白画纸开始绘制草案,如果AI能帮忙编写设计草案,耗时将大幅减少。”
在需要结合配管、电气、仪表等诸多要素的工厂建设行业中,引入AI同样是热门话题。现代工程正以其智能技术中心和工程中心为核心,积极研发基于AI的设计自动化技术。

国内首创并已申请专利的“AI驱动工厂钢结构自动设计系统”,将通常需要3~4天的结构设计缩短至10分钟以内。该系统能预测结构的最佳形态,从而最大限度地减少施工用量,并可节约约20%的设计成本,被广泛应用于投标和实际项目执行中。
此外,结合深度学习与计算机视觉技术的“工艺流程图(P&ID)自动识别系统”改变了以往手工分析图纸的方式。该系统在自动识别主要工艺图纸P&ID后,可自动生成管路·仪表列表和CAD图纸等产出物。系统每张图纸仅需1~2分钟即可提取信息,准确率超过95%。
在生成式AI的升级方面,公司也倾注了大量心血。2024年,在“AI Ready”会议上,现代工程公开了自主研发的工厂专用LLM(大型语言模型)。通过学习165亿个工厂建设语料库和企业内部专业资料,该模型正用于开发“ChatFiles”服务,该服务可支持技术文档的问答式检索、摘要及翻译;此外,还开发了基于历史案例、法律条款、标准合同条件(FIDIC)等,对招标文件(ITB)条款进行对比分析和审查的服务。
尽管引入工程AI将带来生产力的飞跃,但一线工程师们也面临着前所未有的劳动环境变化和就业不稳定的挑战。这是因为企业在利用AI大幅压缩工作时间的同时,可能会将其视为削减人力成本的机会。
汽车行业从业者B某表示:“相比像Atlas那样的物理AI,工程设计领域是更早进入现实的未来。当一个团队需要一个月完成的工作,AI能在30分钟内提供6种草案时,企业没有理由维持原有的员工规模。”