數(shù)智化浪潮下，工業(yè)設計軟件邁向“一體化、智能化、協(xié)同化”

在新型工業(yè)化戰(zhàn)略引領下，我國制造業(yè)數(shù)字化轉型步伐加快，成效顯著，為培育新質生產力、建設制造強國奠定了堅實基礎。

根據(jù)《制造業(yè)數(shù)字化轉型能力水平（2025）》報告顯示，我國制造業(yè)數(shù)字化轉型已進入快速推進階段。截至2025年6月底，超過60%的企業(yè)基本實現(xiàn)全業(yè)務流程數(shù)字化，研發(fā)設計、生產制造等關鍵環(huán)節(jié)的數(shù)字化普及率均超過60%，標志著我國制造業(yè)數(shù)字化轉型正由中等水平向中高級階段邁進，成為產業(yè)結構優(yōu)化和新質生產力培育的重要驅動力。

然而，在取得積極進展的同時，也應清醒認識到，我國制造業(yè)仍面臨外部環(huán)境復雜多變和內部結構性矛盾交織的雙重挑戰(zhàn)。也正因此，加快產業(yè)結構優(yōu)化升級已成為一項“迫在眉睫”的任務，而夯實軟件基礎，聚焦基礎軟件與工業(yè)軟件兩大領域，正是提升產業(yè)鏈韌性與競爭力的關鍵突破口。其中，基礎軟件作為數(shù)字經濟的關鍵基礎設施，其發(fā)展水平直接關系國家與產業(yè)安全；工業(yè)軟件作為工業(yè)制造的“大腦”與“神經”，是實現(xiàn)新型工業(yè)化、建設制造強國不可或缺的核心支撐。

事實上，工信部印發(fā)的《信息化和工業(yè)化融合2025年工作要點》明確提出，將編制制造業(yè)人工智能應用指南，深化AI技術在工業(yè)領域的創(chuàng)新應用，通過“人工智能+制造”專項行動，推動AI在研發(fā)、生產、管理等場景規(guī)?；涞?，制造業(yè)正迎來智能化轉型的重要機遇。

在此趨勢下，新一代工業(yè)軟件特別是工業(yè)設計軟件的升級方向日益清晰，亟需向“一體化、智能化、協(xié)同化”方向發(fā)展。具體來看，“一體化”強調從概念設計到仿真驗證的全流程整合；“智能化”體現(xiàn)為融合AI，實現(xiàn)參數(shù)自動優(yōu)化與生成式設計；“協(xié)同化”則需支持跨地域多角色實時協(xié)作與數(shù)據(jù)貫通。這些能力的系統(tǒng)提升，將助力制造業(yè)高效創(chuàng)新與敏捷響應，為現(xiàn)代化產業(yè)體系構建提供支撐。

那么，是否有軟件能將這一藍圖轉化為現(xiàn)實成效呢？答案是肯定的，以AVEVA E3D Design為代表的新一代工業(yè)設計軟件，正成為新趨勢的探索者和實踐者，該軟件通過一體化設計平臺、全球協(xié)同、自動化設計規(guī)則、實時數(shù)據(jù)同步及激光掃描集成等核心功能，實現(xiàn)了設計流程的整合，全面提升了協(xié)作效率，在降低人工干預與誤差的同時，也有效縮短了項目周期與成本，已成為助推我國工業(yè)高質量發(fā)展的重要工具平臺。

01.

一體化：全流程貫通，重塑數(shù)字化交付標準

眾所周知，現(xiàn)代大型工業(yè)項目，如大型化工廠、浮式風電平臺或LNG接收站，其復雜性呈指數(shù)級上升，挑戰(zhàn)已超越單一技術或管理范疇，成為涉及多專業(yè)、多維度的系統(tǒng)性工程博弈，具體表現(xiàn)在：

多專業(yè)深度交叉與空間協(xié)同難度大。機械、管道、電氣、儀表等十余個專業(yè)需在有限空間內精密配合，傳統(tǒng)“串行設計”難以滿足高密度、高并行需求，制約項目精度與效率；海量數(shù)據(jù)交互對一致性要求極高。TB級項目數(shù)據(jù)在跨專業(yè)、跨階段傳遞中，易出現(xiàn)圖紙與模型沖突、材料清單錯誤等問題，這不僅可能導致采購失誤和施工返工，甚至可能引發(fā)安全風險；另外，全球分布式協(xié)同對實時性與一致性也構成挑戰(zhàn)。設計、制造、施工等單位分布各地，跨時區(qū)團隊需實現(xiàn)“同室協(xié)作”式高效協(xié)同，信息延遲或版本沖突將放大為顯著的時間與經濟成本。

面對上述系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，工業(yè)設計軟件的“一體化”能力已從“輔助工具”躍升為現(xiàn)代工程的“關鍵支撐”，其核心價值在于構建統(tǒng)一數(shù)字環(huán)境，為所有參與方提供“唯一且實時更新的數(shù)字地圖”，從源頭杜絕因平臺割裂、數(shù)據(jù)轉換造成的信息錯漏與協(xié)作壁壘。

作為新一代工業(yè)設計平臺，AVEVA E3D Design 實現(xiàn)了關鍵突破，打通了概念設計、詳細設計、施工與運維等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)全流程數(shù)據(jù)的無縫傳遞與共享。這種深度一體化能力，從源頭避免了重復勞動、信息滯后與現(xiàn)場返工，在質量、效率和成本控制方面帶來質的提升，成為大型復雜工程項目按時、按預算、高質量交付的核心支撐。

其實踐價值已獲行業(yè)領先企業(yè)驗證。以上?；萆Ｑ蠊こ痰暮９ろ椖繛槔?，高效、精準、協(xié)同的設計流程是項目成功的關鍵。AVEVA一體化設計平臺憑借其集成化模塊與強大數(shù)據(jù)管理能力，成為此類復雜工程的重要選擇。平臺通過AVEVA Engineering、Diagrams、Instrumentation及E3D等模塊的協(xié)同，實現(xiàn)了從工藝設計到三維建模，再到施工交付的全流程數(shù)據(jù)貫通。

在AVEVA設計體系中，各模塊職責清晰、數(shù)據(jù)無縫流轉。AVEVA Engineering作為起點，定義設備參數(shù)與工藝邏輯，數(shù)據(jù)直接傳遞至AVEVA Diagrams生成帶屬性的P&ID圖紙。AVEVA Instrumentation在同一環(huán)境中完成儀表與控制邏輯設計，確保與P&ID實時一致。

關鍵的是，所有數(shù)據(jù)可傳遞至AVEVA E3D，驅動三維模型自動生成。設備尺寸等信息直接來源于已有設計，無需重復輸入，既避免錯誤，也提升建模精度。這一數(shù)據(jù)驅動機制實現(xiàn)“一處修改，全局更新”，顯著降低版本不一致導致的返工與沖突。此外，平臺支持輸出符合ISO15926等標準的結構化數(shù)據(jù)，為數(shù)字孿生與資產管理系統(tǒng)提供高質量數(shù)據(jù)基礎，構建起貫穿項目全生命周期的“數(shù)字主線”，增強數(shù)據(jù)的可追溯性與一致性。

值得關注的是，AVEVA還推出了新一代一體化工程平臺——AVEVA Unified Engineering，該平臺以統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫為核心，基于AVEVA Dabacon數(shù)據(jù)底座，將工藝模擬、工藝設計、電氣與儀表系統(tǒng)設計、三維布置設計以及新一代智能P&ID等多專業(yè)設計要素深度集成于同一環(huán)境中。這種深度融合不僅顯著簡化了設計流程，也確保了設計數(shù)據(jù)的一致性與準確性。

通過這一統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺，不同專業(yè)的工程團隊能夠在同一數(shù)據(jù)源上協(xié)同工作，實現(xiàn)信息共享與并行設計，大幅提升項目的協(xié)同性、效率與交付質量。同時，憑借其開放架構與對AI的原生支持，AVEVA Unified Engineering正在為智能化設計和未來的數(shù)字化交付探索更多可能。

由此可見，一體化已超越單純的技術迭代，引領工業(yè)設計軟件完成從“分散工具”到“統(tǒng)一平臺”的范式革命。傳統(tǒng)軟件堆砌造成的數(shù)據(jù)孤島依賴人工縫合，而一體化平臺則構建起深度融合的數(shù)字底座，驅動全鏈條的創(chuàng)新協(xié)同。從這個角度來說，工業(yè)設計軟件的角色，已從輔助設計的“手腳”，升維為賦能工業(yè)系統(tǒng)智能決策與高效運行的“數(shù)字中樞”。面對數(shù)字化轉型浪潮，擁抱一體化不再是“可選項”，而是企業(yè)構筑未來核心競爭力的“必選項”。

02.

智能化：以強大算法，賦能創(chuàng)新與效率躍升

隨著人工智能（AI）技術快速發(fā)展，工業(yè)設計軟件正迎來智能化變革。AI不僅提升了設計自動化水平，更在激發(fā)創(chuàng)新、支持數(shù)據(jù)驅動決策等方面發(fā)揮關鍵作用，推動行業(yè)邁向智能新階段。

可以看到，傳統(tǒng)工業(yè)設計多依賴工程師個人經驗與直覺，存在主觀性強、可重復性低等局限。AI能夠分析海量市場數(shù)據(jù)、用戶反饋、仿真結果與歷史項目，挖掘復雜規(guī)律，推動設計決策從“經驗主導”轉向“數(shù)據(jù)驅動”。

同時，在全球可持續(xù)發(fā)展共識增強的背景下，AI也為設計注入綠色基因。通過生成式設計、拓撲優(yōu)化等技術，AI在保證性能的同時實現(xiàn)材料最優(yōu)配置與用量控制，顯著降低產品全生命周期碳足跡，助力循環(huán)經濟落地。此外，AI正推動設計能力廣泛普及。過去，生成式設計、高級仿真等高階功能因門檻和成本限制，多為大型企業(yè)所用。如今，AI驅動的云化設計工具日趨成熟，中小企業(yè)得以低成本、短路徑應用先進設計能力。這種能力“下沉”，有效激發(fā)了更廣泛群體的創(chuàng)新活力，推動形成多元包容的設計生態(tài)。

同樣，在這場智能化浪潮中，AVEVA E3D Design作為行業(yè)領先工業(yè)軟件平臺，也正通過一系列AI驅動的功能升級，不斷突破傳統(tǒng)設計的效率與能力邊界。

其中，在易用性方面，通過智能自動化（如一鍵生成結構框架）和無代碼建模，降低使用門檻；在更高效方面，模型處理速度提升超10倍，并增強與點云、材料管理及多種CAD軟件的集成；此外，在豐富性方面，也強化了HVAC、管道（新增大量元件）和礦業(yè)輸送等專業(yè)模塊。

不僅如此，AVEVA還積極將 AI 助手嵌入到 E3D Design 的用戶界面中。比如，Generative Design AI，能一鍵生成多個無碰撞的管道方案，設計師省下大量建模時間；Predictive Design AI 能結合專業(yè)需求，智能預測設計要素，減少重復操作，加快設計效率；Conversational AI 則支持通過自然語言與軟件交互，進一步提升用戶體驗與操作便捷性。

通過將AI能力深度融入設計全流程，AVEVA E3D Design不僅實現(xiàn)了設計過程的智能化升級，更在協(xié)同設計、智能預測以及用戶體驗上展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，持續(xù)引領工業(yè)設計軟件向更智能、更高效的方向演進。

例如，華陸工程科技有限責任公司基于AVEVA E3D Design平臺，提出了一種基于機器學習算法的碰撞檢查新方法，該方法能夠提前識別潛在的碰撞風險，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)“事后碰撞檢查”向智能“事前風險預測”的重要跨越，顯著提高碰撞檢查效率，減少設計錯誤，為工程設計提供有力支持。

在傳統(tǒng)工作流程中，碰撞檢查通常面臨三大核心挑戰(zhàn)：檢測效率低、碰撞數(shù)量龐大以及風險識別滯后。以某大型化工項目為例，傳統(tǒng)人工檢查方法耗時超過40小時，其中誤報比例（即無需設計調整的純物理碰撞）高達90% ，嚴重拖慢項目進度，也增加了不必要的人工復核負擔。

為系統(tǒng)解決上述問題，該公司基于AVEVA E3D Design構建了一套智能預測模型系統(tǒng)，實際應用結果表明，該智能預測系統(tǒng)取得了顯著成效：碰撞檢查時間由40小時縮短至20小時，效率提升約50%；誤報率從90%大幅降至30%，有效減輕人工復核壓力；設計錯誤率下降超過10%。這體現(xiàn)出預測式碰撞檢查方法不僅顯著提升了檢查效率與準確性，更有助于從源頭上減少設計沖突，為復雜工程項目的數(shù)字化與智能化轉型提供了有力支持。

與此同時，中油（新疆）石油工程有限公司基于AVEVA E3D Design軟件開發(fā)的管道標高快速對齊工具，也體現(xiàn)了自動化與智能化在詳細設計階段的深度應用。該工具通過PML（Programmable Macro Language）將復雜的管道對齊規(guī)則程序化，實現(xiàn)了高效、精準的一鍵式批量處理，其典型應用場景包括石油化工、電力能源等領域的管道布置設計。

在大型項目中，通常1處管道元件對齊操作需要 5 步以上的鼠標點擊，而站場中管道元件數(shù)量又多達成百上千個，且操作過程還受系統(tǒng)配置、操作元素數(shù)量、捕捉參照點范圍大等影響，經常出現(xiàn)操作卡頓和等待時間漫長的問題，影響設計人的工作思路和操作效率，但使用該工具，可省略檢查管道元件精確捕捉標高和反復數(shù)值運算的時間，減輕工作量80%左右，實現(xiàn)了一鍵查詢顯示管道元件標高，批量管道標高對齊，實現(xiàn)了具體對象的精準操作和局部可控。

從技術本質看，該工具體現(xiàn)了“規(guī)則驅動設計”（Rule-Based Design）的智能化理念：將重復性、規(guī)則化的設計任務轉化為算法程序，使設計人員專注于更高價值的創(chuàng)意和決策工作。此外，工具還支持自定義規(guī)則擴展，可適應不同項目標準或特殊需求，充分展現(xiàn)了AVEVA E3D Design平臺強大的自動化定制能力。

在此基礎上，今年AVEVA與昆侖工程有限公司攜手，將AVEVA E3D Design平臺與中國本土大語言模型DeepSeek進行深度集成，共同開發(fā)E3D Design輔助工具AI助手的原型。這一合作采用完全本地化部署，保證數(shù)據(jù)安全可控，為AI在工程軟件領域的創(chuàng)新應用開辟了新的落地路徑，也標志著工業(yè)設計智能化正向著更高階的認知輔助與生成式交互邁進。

不難看出，AI與工業(yè)設計的融合不僅限于工具層面的自動化，更在推動設計流程、協(xié)同機制與決策方式發(fā)生根本性變革，通過AI增強設計軟件、實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅動的預測與優(yōu)化，工業(yè)設計也將迎來更智能、高效、綠色且包容的新時代。

03.

協(xié)同化：全球協(xié)同，引領工業(yè)設計新模式

面對日趨復雜和全球化的工業(yè)項目，傳統(tǒng)線性設計流程因數(shù)據(jù)孤島、協(xié)作滯后、變更失控等問題，已難以滿足效率與質量要求。尤其在石化、船舶、電力等多專業(yè)交叉領域，軟件能否實現(xiàn)深度協(xié)同，已成為影響項目交付的關鍵。

背后的原因在于，協(xié)同化的核心在于構建基于“單一可信數(shù)據(jù)源”的統(tǒng)一數(shù)據(jù)環(huán)境，通過集成多學科工具，使所有參與方基于實時一致的數(shù)據(jù)并行協(xié)作，從源頭避免版本不一致導致的重工與錯誤。在此基礎上，協(xié)同化能有效打破地理與組織邊界。借助云端架構，全球團隊成員可實時訪問同一項目數(shù)據(jù)，顯著提升企業(yè)對全球供應鏈和外包資源的整合能力。

同時，協(xié)同平臺還能提供精細化的變更管理機制，其內置的變更追蹤功能確保每處修改可控、可溯，審計軌跡為團隊溝通與合規(guī)審查提供依據(jù)。通過集成激光掃描等技術，可將現(xiàn)場數(shù)據(jù)直接導入設計環(huán)境，實現(xiàn)實際建造與模型的快速比對，提升改造項目的準確性與效率。此外，通過開放API與第三方系統(tǒng)集成，協(xié)同范疇可從設計延伸至采購、施工、運維全生命周期。例如，采購狀態(tài)可反饋至模型屬性，施工進度驅動三維模型顏色編碼，實現(xiàn)數(shù)字孿生級的虛實聯(lián)動，重新定義工程協(xié)作的廣度與深度。

在這方面，AVEVA E3D Design所倡導的“協(xié)同化”，則是以數(shù)據(jù)為核心、全生命周期覆蓋、全地域參與的集成化協(xié)作生態(tài)系統(tǒng)，它通過強大的平臺化和集成化能力，實現(xiàn)了從工具到生態(tài)的價值躍遷，重新定義了工程設計的協(xié)作流程。

其中，海洋石油工程（青島）有限公司在深遠海浮式風電等大型項目中，面臨設計團隊與施工團隊分布多地、跨時區(qū)協(xié)作的挑戰(zhàn)。確保各方實時訪問并操作同一套高精度、一致性模型數(shù)據(jù)，成為項目推進的關鍵。

傳統(tǒng)模式下，設計與現(xiàn)場團隊使用獨立數(shù)據(jù)副本，易引發(fā)以下問題：數(shù)據(jù)版本不一，修改無法實時同步，造成沖突與錯誤；跨地域溝通成本高，反饋周期長，決策效率低；變更歷史難追溯，權責不清；現(xiàn)場獲取最新模型滯后，影響施工準確性。

為此，公司基于AVEVA E3D Design構建異地協(xié)同平臺，通過在天津設計中心與青島現(xiàn)場部署鏡像服務器與網絡跳轉機，優(yōu)化傳輸路徑，降低延遲，實現(xiàn)大型模型的高效訪問，使分布式團隊獲得近本地操作體驗。

同時，借助AVEVA Global實現(xiàn)多地點實時數(shù)據(jù)同步，支持團隊在同一項目數(shù)據(jù)庫中并行作業(yè)，修改可及時更新至各授權端。項目以青島公司為HUB端集成部署，減少設計院端集成測試可能導致的停工，體現(xiàn)實施靈活性。此外，項目啟動前對AVEVA Marine與E3D的數(shù)據(jù)庫編號進行了系統(tǒng)重整，從源頭避免軟件差異或設計習慣引發(fā)的編號沖突，杜絕數(shù)據(jù)合并混亂。

通過上述措施，公司成功打破地域限制，實現(xiàn)“多地人員基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)協(xié)同工作”， 這一成果不僅體現(xiàn)了技術工具的有效性，更標志著項目管理理念的重要升級。

實踐也表明，在大型復雜工程項目中，通過構建集成化協(xié)同平臺，能夠全面提升設計效率、數(shù)據(jù)質量與團隊協(xié)作水平，為行業(yè)推進數(shù)字化交付與智能化管理提供了可復制的實踐經驗?？梢哉f，協(xié)同化已逐漸成為推動工程建設項目實現(xiàn)高效、精準與透明管理的必然趨勢。

總的來說，工業(yè)設計軟件向“一體化、智能化、協(xié)同化”的演進，已超越單一功能疊加，成為新型工業(yè)化戰(zhàn)略下貫穿理念、流程與生態(tài)的范式變革。

“三化”相互賦能、有機統(tǒng)一。其中，一體化是基石，構建從概念設計到運維的“數(shù)字主線”，打破信息壁壘，奠定高質量數(shù)字化交付新標準；智能化是引擎，依托AI推動設計從“人驅工具”轉向“數(shù)據(jù)算法驅動創(chuàng)新”，實現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化與生成式設計的躍遷；協(xié)同化是網絡，通過融合架構重塑全球分布式團隊的協(xié)作模式，支持多角色、跨地域的實時并行設計。

在此進程中，以AVEVA E3D Design為代表的新一代工業(yè)設計軟件，依托“三化”融合的先進架構，已在多個行業(yè)場景中展現(xiàn)出顯著的實踐價值，該平臺不僅支撐復雜工程的數(shù)字化交付，更通過技術迭代持續(xù)提升設計效率、協(xié)同能力與智能決策水平。未來，AVEVA E3D Design將繼續(xù)作為企業(yè)數(shù)字化轉型的核心引擎，助力制造業(yè)邁向高端化、智能化，為中國工業(yè)經濟高質量發(fā)展注入新動能。