度高，多传感器融合算法验证需满足 ISO 21448 SOTIF 预期 功能安全要求，依赖海量路测数据，标注与仿真成本占研发 预算比例高。跨部门数据孤岛阻碍协同设计，仿真/数字孪生 技术应用能力薄弱。 应用场景： 一级：车载智能传感和控制产品机械结构和电子电路的 CAD/CAE 设计仿真。企业通过 CAD/CAE 工具完成机械结 构/电子电路独立设计；使用试验台架进行物理样机测试，人 工 工记录相关测试数据，使用研发部门本地服务器存储设计数 据。 二级：基于 PDM 的车载智能传感和控制产品研发数据 规范管理。企业可引入基础多体动力学仿真（如 CarSim 车 辆模型库等），构建硬件在环测试（HIL）环境实现软硬件 初步验证。部署 PDM 系统管理产品数据，形成图纸、设计 BOM、技术变更等完整的产品设计资料管理标准，建立标准 化设计参数模板库。 三级：基于 PLM 的车载智能传感和控制产品组件的参 的车载智能传感和控制产品组件的参 数化、模块化和协同化设计。企业可建立基于模型的系统工 程架构，实现需求-设计-验证链贯通集成多物理场协同仿真 平台。部署 PLM/专用协同平台，设计阶段与工艺部门对材 料、公差和装配性等关键要素进行协同评审与优化，实现产 - 7 - 品设计与工艺设计的有效协同。核心部件能够基于产品组件 的标准库、产品设计知识库，实现产品参数化、模块化设计。 四级：基于数字孪生和

、生产制造、质 量管控与市场响应等核心环节，目前普遍面临以下业务痛点： 一是研发创新协同效率不足。随着芯片功能复杂度提升和应 用场景多元化，设计需求日趋细化且变更频繁，需架构、前端、 后端、仿真、测试等多团队高效协作。然而，当前中小企业多聚 焦于中低端芯片开发，缺乏统一的协同设计平台与项目管理系统， 导致版本混乱、沟通成本高、设计复用率低，严重拖慢研发进度 并推高开发成本。 二是供 多次返工，不仅 延长研发周期，还增加物料与时间成本；二是产品性能验证过度 依赖物理试验，难以在研发早期发现潜在问题，导致原型机迭代 次数多、开发周期长，无法适应快速变化的市场需求，亟需通过 仿真技术提前规避设计风险。 应用场景： 一级：EDA 工具辅助关键电路模块验证。企业可借助基础 EDA 工具，对电源管理单元（PMU）、存储器、简单 I/O 接口 等关键电路模块进行原型设计与功能验证，完成电路拓扑搭建、 性，缩短前期技术探索周期。 二级：芯片设计数据与版本的管理。企业可引入轻量化 EDA 协同管理系统或 PLM 平台，实现芯片设计数据与版本的规范化管 理，统一集成 IP 核、GDSII 版图、仿真报告及设计约束库，强 化版本追溯与权限控制，确保跨团队协作的设计一致性与数据安 全性。 三级：半导体 IP 与工艺数据中台建设。企业可搭建内部 IP 核共享库与工艺参数手册，集中管理通用接口

乏高端设计人才与先进研发工具，面对高频的技术迭代与复杂的 产品架构，难以突破核心技术与专利壁垒。同时，受制于资金限 制，企业在仿真分析、原型测试等环节投入有限，导致设计迭代 周期长、试错成本高，产品创新乏力。企业需引入模块化设计与 协同研发平台，降低设计复杂度，并通过仿真工具与虚拟验证减 少实物原型依赖，提升研发效率与创新成功率。 二是供应链协同效率低，设计验证周期长。元器件设计依赖 特定 （2）应用场景 一级：CAD 处理结构设计与机电集成。中小企业可以通过 CAD/CAE/EDA 工具大幅提升设计效率与精度。EDA 工具（如 Cadence、Altium）主导芯片与 PCB 设计，实现电路仿真、布局 优化及信号分析；CAD 软件（如 SolidWorks）处理结构设计与 机电集成；CAE 工具（如 ANSYS）通过热、电、力多物理场仿 真验证可靠性。AI 驱动优化、云端协同和数字孪生等新技术正 障数据跨部门实时共享与安全，提升设计效率与质量。 四级：集成仿真分析软件开展元器件产品虚拟试验验证、快 速迭代优化。企业可运用集成仿真分析软件，通过构建高精度模 型对产品外观、结构、性能进行虚拟试验验证，利用参数化设计 与优化算法实现快速迭代优化，降低物理样机成本。同时，借助 产业互联网搭建开放式数据共享平台，实现产业链上下游企业间 的需求、设计、测试数据实时交互，结合联合仿真与协同设计工 具，推动多方技术资源整合，加速产品创新，提升产业链整体响

点： 在一体化与轻量化趋势下，中小企业面临材料工艺创新 与研发协同的痛点。一体化压铸工艺要求企业具备多材料融 合能力，需同时掌握铝合金、复合材料等特性及连接技术， 但中小企业普遍缺乏多物理场仿真能力和试验验证平台，难 - 3 - 以快速迭代工艺方案。同时，整机厂要求供应商参与同步开 发，但中小企业跨专业协同能力弱，设计与工艺部门间数据 孤岛现象严重，导致研发周期长、试制成本高。 配 问题，避免在实际生产中出现错误；（2）协同设计：支持 - 7 - 协同设计，方便设计工程师、工艺工程师、质量检测人员等 在不同地点同时工作，提高设计效率和质量。 四级：仿真分析、供应链研发协同。（1）仿真分析： 通过对力学、热学、流体等性能的分析，可以评估零部件的 强度、刚度、散热性能等。可以分析零部件在不同工况下的 受力情况，从而优化零件的结构，提高其可靠性和耐久性。 （2 助工程）技术，构建覆盖结构仿真、性能预测、产品优化的 虚拟研发体系，将 CAE 深度融入设计前期与全流程决策中， 实现研发效率与产品性能的双提升。 具体举措：（1）建立标准化有限元建模体系运用应用 软件 HyperMesh 开展前处理工作，构建精准的几何模型并进 行网格划分。Abaqus Standard 和 Abaqus Explicit 用于非 - 8 - 线性分析、动态响应、碰撞仿真等。建立精细的材料属性库，

一是提升产品创新能力，破解研发滞后困局。行业向高精 度、高性能、微型化升级的趋势，与中小企业研发能力有限、 配方优化困难、开发周期长的痛点形成尖锐矛盾。数字化转型 为此提供了核心解决方案。通过引入 CAE 仿真技术与材料基因 工程理念，企业能将材料配方的“黑箱”调试过程转变为可计 算、可预测的科学实验，大幅减少物理试错次数，加速配方优 化和性能预测。同时，PLM 系统构建起企业专属的研发知识库， 方法依赖经验试错，难以满足高端应用对材料性能的精准要求。 应用场景： 一级：使用 CAD/CAE 软件完成陶瓷元件基础建模与电性 能初步仿真 企业采用基础的计算机辅助设计工具（如 CAD）和有限元 分析（CAE）软件来辅助电子陶瓷产品的建模与性能初步验证。 如对电容器、压电元件等进行简单尺寸设计与性能仿真，让工 程师更快完成外形设计迭代。 二级：引入 PLM 系统集中管理陶瓷材料参数、图纸版本 与设计变更流程 ，连同 材料性能、工艺约束等知识一起沉淀为数据库。在新产品设计 时，工程师可以匹配调用已有成熟方案作为蓝本，大幅减少重 新设计工作。 四级：应用多物理场仿真与云平台，实现微结构－电性能 协同优化与产业链协同 企业应用多物理场仿真、云协同设计等前沿技术，实现设 计优化和产业链协同创新。通过高级 CAE 软件对电子陶瓷产品 的微观结构、电性能、热性能等关键指标进行深度预测与优化。 借

实现从概念设计到性能验证的连贯作业。基于标准库与知识库构 建参数化设计能力，在新产品开发中快速匹配引用同类零部件设 — 9 — 计方案，提升设计效率。 四级：产品设计软件与各类仿真分析工具深度融合。应用多 体动力学、空气动力学等仿真技术，模拟轨道交通产品在高速行 驶、复杂线路等工况下的性能表现，精准定位结构强度薄弱点、 信号干扰等隐患，实现设计方案快速迭代。依托株洲产业链集聚 优势，搭建多方协同设计云平台，打通上游运营企业、整车制造 痛点需求：一是经验驱动的传统工艺模式仍在持续。轨道交 通行业中小企业普遍依赖人工经验进行工艺参数设置与流程规 划，导致数据隔离与效率低下。尽管龙头企业如中车株机已实现 工艺数字化设计，但中小企业因缺乏仿真工具和数据积累，仍停 留在“试错式”工艺开发阶段。二是产业链上下游数据孤岛问题突 出。尽管株洲先进轨道交通装备产业本地配套率超过 80%，但中 小企业在工艺设计中仍面临上下游数据不互通的问题，绝大多数 生产与定 — 12 — 制化需求时易陷入效率与成本的两难境地。四是工艺设计仿真系 统缺失。工艺设计验证主要依赖人工经验，缺乏科学有效的验证 手段，因而难以保证工艺设计的可行性与可靠性。由于未开展工 艺设计验证与仿真工作，无法提前发现工艺问题，极易导致生产 中出现变更、延误，增加成本。同时，工艺设计验证与仿真结果 缺乏有效的反馈机制，难以有效指导工艺设计的改进与优化。 应用场景： 一级：应用

力弱导致利润 - 3 - 微薄，同时国内电商价格战压缩盈利空间，同时物流成本与新兴 市场开拓能力不足进一步限制了业务增长。 二、电工工具行业中小企业转型价值 一是产品创新升级。利用数字孪生仿真与 AI 需求分析技术， 可以显著缩短无刷电机、锂电池管理系统等核心技术的研发周期， 降低试错成本，推动差异化产品开发，破解同质化困境并加速高 端市场突破。 二是生产效率优化。通过智能化协同与柔性生产，提升原材 三级：应用三维模型与仿真技术进行数字样机验证。产品结 构数据管理，变更管理，产品工艺文件标准化并与数字化系统集 成应用。建立电动工具设计知识库（产品库、标准件库、部件库、 材料库），支持新产品快速匹配历史案例结构，实现设计 BOM 与 ERP 物料、MES 工艺路线技术文档的初步协同。 - 7 - 四级：实现产品智能迭代与模块化自动设计。企业应用 3D 装配仿真软件对部件装配、成品装配进行深度建模与仿真分析 装配仿真软件对部件装配、成品装配进行深度建模与仿真分析 （如装配步骤、尺寸密合度、工装适配性、设备资源），运用多 维模型图物理仿真优化外观设计与结构设计。基于云平台与客户 协同设计，共享产品结构方案、外观设计及相关试验数据，驱动 产业链创新。 典型案例：浙江托马斯工具制造有限公司全域数字化设计平台 案例背景：浙江托马斯工具制造有限公司是一家从事园林 工具、电动工具和农林机械生产的企业，产品常年出口至北美、 南美

环保符合性等更高标准。这显著延长了企业的质量文件准备与合 规认证周期，增加了质量数据管理与环境合规的管理难度与成本。 二、金属零部件加工行业中小企业转型价值 一是提高产品研发效率。通过集成三维建模、仿真分析及产 品生命周期管理系统，重构研发流程。企业可实现研发数据与生 产系统的实时互通，降低设计变更成本。虚拟调试技术能显著减 少试错环节，AI 算法辅助的拓扑优化则可提升材料利用率。数 字化 据标准不统一、版本控制混乱、技术变更同步滞后等问题，制约 中批量多品种生产的快速响应；构建工艺知识库及与 MES 集成 的需求因资源有限难以落地，导致典型工艺复用率低、试制成本 高；而高精度产品所需的仿真验证与质量－成本平衡优化，更因 缺乏三维仿真技术积累及数据模型支撑，难以实现工艺设计的迭 代优化。整体呈现"数字化工具应用浅、系统集成能力弱、知识 沉淀不足、质量成本把控难"的复合痛点，亟需低成本、易部署 的解决方案突破效率瓶颈。 7 - 与几何模型的关联，形成三维工艺模型，同时建立工序间三维工 艺模型之间的关联关系，实现工艺信息在多工序工艺模型之间的 传递。 四级：零部件仿真与智能算法驱动的优化决策。基于质量- 成本数据模型，运用三维仿真技术（如加工、热处理、装配仿真） 验证工艺设计，通过迭代优化实现质量（如 CPK 值）与成本（如 材料利用率）的平衡提升。构建多专业领域工艺知识库、工艺知 识图谱，通过特征识别，工艺知识搜索、匹配与重用。应用遗传

难以支持服装 行业个性化定制的设计以及开发。 一级：版式、款式、样衣辅助打样设计。在服装生产过程中 的版式设计、款式设计、布料排版、样衣打样等环节使用款式设 计、版样设计、三维（3D）仿真、面料仿真、排料打版等计算机 辅助设计工具，采用软件设计工具，提高设计师的生产效率。款 - 7 - 式设计结果能够直观可视，可以直观看到不同面料的成衣效果， 其设计结果能够用于服装的设计、打版、打样和生产环节。 配、引用或者参考；（2）打样通知：建立样衣开发信息，维护 开发款式信息，并能够推送至版房制版和打样；（3）打样进度 表：记录及汇总样衣设计以及制作各节点协同时效进度。 四级：智能款式开发、设计仿真。利用多模态大模型技术， 实现根据目标衣服图像参考信息，自动结合势和时尚发展信息， 快速生成服装款式草图和面料图案原型，极大缩短设计周期。同 时，提供趋势预测分析、海量素材智能推荐，并支持对草图进行 快速成稿以及对图案元素进行智能排列组合，协助设计师设计。 显著降低设计环节的人力与时间成本，实现小批量、按需定制的 个性化款式与图案设计。能够自动接收个性化设计数据，并使用 虚拟人 3D 仿真等技术进行人体仿真、设计效果仿真。 - 8 - 典型案例：宁波骐领数智科技基于服装 AIGC 设计大模型平 台开展设计协同 案例背景：骐领科技依托数字化平台，打造国内首家 服装数智化中央版房、服装智能快反中心，在产品设计环

等系统间数据孤立、版本混乱，设计变更常引发工艺冲突， 错误率超 15%，关键工艺参数未能直通设备，质量波动显著； 三是工艺设计仍高度依赖人工查表和工程师经验，新员工培 训周期长，缺乏数字孪生与仿真能力，实物验证导致研发周 期延长 30%，材料浪费达 25%；四是铜价实时波动下静态成 本核算偏差超 5%，边料再生利用率低，材料综合利用率仅 约 65%；五是设计与制造严重脱节，BOM 转换依赖人工， 自动转换，并初步集成 ERP 进行成本估算和物料协 调。 四级：推进电缆性能仿真与生态协同设计应用。企业引 入电磁-热力等多物理场仿真工具，实现对电缆载流量、温升 等关键性能的数字化验证与优化；基于云平台与电网公司、 设计院等外部单位协同设计，共享环境参数与拓扑数据，实 现联合创新与定制化快速响应。 典型案例：越光电缆 PLM 与仿真驱动高端特种电缆设计 案例背景：江西省越光电缆股份有限公司作为国家级专 个月）、材料成本高及性能提升难等问题。 具体举措：公司系统推进设计数字化：一是部署 PLM 系统，统一管理 CAD 图纸、BOM 及技术标准，构建企业级 知识库，支持美标、欧标等多标准快速切换与设计复用；二 是引入 CAE 仿真模块，对电缆载流量、温升及阻燃特性进 行模拟分析，减少实物试样；三是开发智能选型配置器，集 成实时铜价与材料数据，实现成本精准估算和快速报价；四 是建立“设计-工艺-制造”数据贯通机制，确保 BOM