推動工業(yè)產品綠色設計,是全面貫徹黨的二十大和二十屆歷次全會精神,深入貫徹習近平生態(tài)文明思想,落實國務院辦公廳《制造業(yè)綠色低碳發(fā)展行動方案(2025—2027年)》的關鍵舉措。近日,工業(yè)和信息化部等部門聯合印發(fā)《工業(yè)產品綠色設計指南(2026年版)》(以下簡稱《指南》)?!吨改稀芬?guī)劃了未來工業(yè)產品綠色設計的重點方向、應用實施及組織保障舉措,是推廣工業(yè)產品綠色設計、支撐工業(yè)綠色低碳發(fā)展提質增效、高質量推進新型工業(yè)化的重要指引。當前我國“人工智能+”行動加快推進,為工業(yè)產品綠色設計創(chuàng)新發(fā)展創(chuàng)造了新機遇。下一步,需要重點關注工業(yè)產品綠色設計基礎數據庫和知識庫建設,強化人工智能、數字孿生等技術在產品全生命周期綠色設計中的深度應用,挖掘“人工智能+綠色設計”典型應用場景,探索前沿技術在工業(yè)產品綠色設計中的融合創(chuàng)新,高效推進人工智能賦能工業(yè)產品綠色設計。
一、夯實發(fā)展基礎,強化基礎數據和知識建設
《指南》明確提出,建立產品全生命周期數據庫和綠色設計知識庫。當前人工智能賦能工業(yè)產品綠色設計的首要瓶頸在于數據與知識的缺失,工業(yè)主體普遍面臨綠色材料參數不全、碳排放因子模糊、設計經驗難以沉淀等問題,導致綠色設計決策缺乏科學依據。構建高質量、系統化的綠色設計數據庫和知識庫,是實現人工智能技術高效支撐工業(yè)產品綠色設計的關鍵前提。高質量構建工業(yè)產品綠色設計數據庫和知識庫,一是需要統一數據標準,圍繞材料成分、碳足跡、可回收性能等核心指標,建立綠色
數據采集規(guī)范,強化數據可信性、可比性和可追溯性;二是需要采集多元數據,基于公開數據庫和法規(guī)標準、產品綠色設計方案、企業(yè)生產工藝等,構建覆蓋產品全生命周期的多維度綠色數據體系;三是需要構建知識圖譜,運用自然語言處理等技術抽取學術文獻、專利、標準中的綠色設計知識,構建關聯產品設計參數與綠色低碳屬性的知識庫,支持設計人員快速檢索與智能推薦。
二、強化數實協同,實現全生命周期模擬優(yōu)化
《指南》強調,鼓勵企業(yè)運用三維建模、模擬仿真、數字孿生等技術,模擬產品在制造、使用、拆解等重點環(huán)節(jié)的資源能源利用及環(huán)境影響。工業(yè)產品綠色設計存在多變量、多環(huán)節(jié)復雜耦合的特征,傳統產品設計思路難以在設計階段精準評估全生命周期不同環(huán)節(jié)的環(huán)境影響,僅針對單一環(huán)節(jié)進行綠色化改造可能會影響其他環(huán)節(jié)的綠色化水平。以人工智能和數字孿生技術驅動的工業(yè)產品綠色設計模式,可以在虛擬環(huán)境構建工業(yè)產品“數字鏡像”,模擬預測不同設計方案下產品全生命周期的環(huán)境影響,驅動工業(yè)產品綠色設計從“事后治理”向“事前優(yōu)化”轉型升級,實現產品全生命周期綠色化水平提升。人工智能、數字孿生等技術同工業(yè)產品綠色設計融合應用,需構建人工智能驅動的數字孿生模型,將產品幾何特征、材料屬性、工藝參數等質量性能指標數據與碳足跡、能耗、資源消耗等綠色指標數據相關聯,自主建立全生命周期環(huán)境影響預測模型;需強化多場景仿真推演能力,實現對原材料獲取、生產制造、使用運維、廢棄回收等產品生命周期各環(huán)節(jié)環(huán)境影響進行實時仿真;需關注多目標智能優(yōu)化,將綠色指標與傳統性能指標共同作為優(yōu)化目標,形成兼顧質量性能和綠色化屬性的最優(yōu)設計方案。
三、聚焦重點產品,支持產品節(jié)能設計創(chuàng)新
《指南》針對氫能裝備、家用電器等重點產品,提出利用人工智能技術支持節(jié)能設計的相關舉措。產品使用階段是能源使用和碳排放的重點環(huán)節(jié)之一,傳統產品設計通?;陟o態(tài)工況,對復雜多變工況的自適應能力較弱,無法根據實時工況自主調節(jié)運行策略。在產品設計中融入人工智能硬件與算法,使產品具備使用階段的用能自主優(yōu)化能力,是實現產品節(jié)能設計的關鍵舉措。針對重點工業(yè)用能產品,需要在產品設計中預置邊緣計算模塊,使產品具備本地化實時推理與決策能力。同時在產品設計過程中部署端側人工智能算法,分析產品在不同工況下的運行數據,實現產品運行參數的自主調節(jié)以及用能效率的自主優(yōu)化。
四、探索前沿技術,打造產品綠色設計智能體
《指南》提出,研發(fā)具備綠色設計適配能力與實用價值的行業(yè)智能體,實現工業(yè)產品綠色設計從經驗驅動向智能驅動轉型。工業(yè)產品綠色設計涉及多目標權衡、跨學科知識融合等多方面挑戰(zhàn),當前產品設計工具大多為被動式輔助工具,通常依賴設計人員專業(yè)知識和主動操作,難以應對工業(yè)產品綠色設計的復雜性。隨著人工智能大模型、智能體等前沿技術的快速發(fā)展,綠色設計將迎來從“工具輔助”向“自主智能”跨越的窗口期。通過開發(fā)工業(yè)產品綠色設計智能體,能夠實現綠色設計意圖自主理解、設計優(yōu)化方案自主生成、數據和知識自主調用等能力,大幅提升綠色設計效率。打造工業(yè)產品綠色設計智能體,一是需要構建綠色設計垂直領域知識庫,基于重點行業(yè)綠色設計知識、法規(guī)標準、案例數據等多元化數據和知識,結合各行業(yè)產品綠色設計主要特征和實際需求,推進垂直領域知識庫建設;二是需要開發(fā)智能體核心功能,使智能體具備自然語言交互、設計意圖識別、多工具調用和設計方案自主生成能力;三是需要開展典型場景先行先試,遴選綠色設計需求迫切、智能體開發(fā)復雜程度適中的應用場景,試點開發(fā)工業(yè)產品綠色設計智能體,驗證效果后逐步向復雜產品推廣,形成可復制智能體開發(fā)模式。
本次《指南》的發(fā)布,構建了以數據和知識資源建設為發(fā)展基礎、以“人工智能+數字孿生”產品全生命周期綠色優(yōu)化為關鍵舉措、以重點產品為主要場景、以智能體研發(fā)創(chuàng)新為探索方向的人工智能賦能工業(yè)產品綠色設計發(fā)展范式,以人工智能技術創(chuàng)新支撐工業(yè)綠色產品設計提質增效,對推動綠色制造、實現新型工業(yè)化具有重要意義。
(作者:中國信息通信研究院副院長 敖立)
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