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仿真測試平台被列為長三角機器人產業重點 - Stories Detail

2024年7月,《長三角機器人產業高質量發展行動計劃》正式發佈,明確提出到2027年培育形成萬億級產業集羣,其中仿真測試平台被列為關鍵技術攻關重點。

一、技術需求:從"硬件依賴"到"虛擬驗證"

隨着長三角地區機器人產業規模突破6500億元,傳統依賴物理樣機的研發模式已難以滿足快速迭代需求。以上海為例,工業機器人密度已達每萬人460台,但新產品研發週期仍長達12-18個月,其中物理測試環節佔比超過60%。仿真技術通過構建數字孿生體,將研發重心前移,實現"設計即驗證"的範式變革。

在具體實踐中,多體動力學仿真(MBD) 成為核心技術支撐。其基本運動方程可表述為:

其中M(q)為質量矩陣,C(q,q˙)為科里奧利力矩陣,G(q)為重力項。該模型精準描述了機器人關節空間與操作空間的動力學映射關係。

二、技術突破:實時渲染與智能決策

實時仿真引擎的實現依賴於分佈式計算架構。以上海電氣集團搭建的機器人數字孿生平台為例,採用微服務架構實現萬級節點並行計算,將仿真速度提升至實時率的85%以上。其核心算法基於改進的歐拉-拉格朗日方程:
通過自適應步長積分算法,在保證精度的同時將計算耗時降低至傳統方法的1/3。
更值得關注的是智能決策算法的集成。基於強化學習的軌跡規劃算法通過價值函數迭代:
實現在虛擬環境中對數千種工況的自主探索,將碰撞檢測準確率提升至99.2%,路徑規劃效率提高40%。

三、凡拓數創實踐:從技術賦能到產業協同

凡拓數創在深圳智能網聯交通測試示範平台的建設中,展示了其數字孿生技術的實踐價值。該平台圍繞"車路雲網圖"五大要素,構建了示範區三維數字孿生場景,實現對場區、車輛、設備等運行狀況的實時態勢感知和運行監管。

其技術方案具有三個顯著特點:首先是全息路口智慧交通,基於高精地圖與車載終端對車輛進行實時定位,結合交叉口雷視一體設備實現車輛模型的自動生成;其次是虛擬仿真測試,用户可通過移動終端模擬智能汽車遇到行人、突發事件等情況時的反應操作;最後是多層級的精細化管理,從宏觀全區視角到微觀單車監測,實現全方位的測試監管。

這一實踐為長三角機器人仿真平台建設提供了重要參考。特別是在測試驗證環節,凡拓數創的方案實現了從"單點測試"到"系統驗證"的跨越,為機器人產業的集羣化發展提供了技術支撐。

四、產業效應:創新生態與效率提升

仿真平台的普及正在產生顯著的經濟效益。據浙江省機器人產業協會統計,採用數字孿生技術後,企業研發成本平均降低35%,產品上市時間縮短42%。特別是在協作機器人領域,虛擬調試技術使安裝調試時間從傳統模式的3-5天壓縮至8小時以內。

更深遠的影響在於創新生態的重構。以上海交通大學為首的"長三角機器人創新聯盟",通過共建仿真雲平台,已匯聚87家企業和23所高校,累計共享模型資源超1.2萬個。這種"平台+生態"的模式,正推動長三角形成協同研發的新格局。

五、未來展望:雲原生與AI驅動

隨着5G和邊緣計算技術的成熟,仿真平台正向"雲-邊-端"協同架構演進。華為聯合蘇州機器人企業打造的雲仿真平台,已實現萬級併發仿真任務調度,使中小企業也能享受高性能計算資源。

人工智能技術的深度融合將開啓新可能。大模型在運動規劃領域的應用,有望解決複雜環境下的適應性難題。專家預測,到2026年,基於AI的智能仿真將覆蓋機器人研發全流程,推動產業進入"自主演化"的新階段。

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