对话郄永军：三一集团数字仿真实践

       2024年10月，意大利米兰理工大学举行的第四届数字孪生国际会议上，三一重工作为全球工程机械行业唯一代表，荣膺“数字孪生创新应用奖”。这一荣誉标志着三一集团在数字孪生技术开发与应用方面走在了行业前沿。

       三一在数字孪生领域的亮眼成就背后，有一位关键推动者——三一集团副总经理、数字孪生研究院院长郄永军。从航空工业的数字化深耕，到云计算与AI领域的跨界探索，再到如今扎根工程机械行业，郄永军的职业经历恰好与三一数字化转型的关键节点同频。正是这份跨领域的技术积淀与行业洞察，让他带领团队推动三一数字仿真体系建设，为数字仿真与数字孪生技术在工程机械领域的体系化、规模化应用蹚出了一条可行路径。

       近日，e-works在2025 Ansys全球仿真大会上专访了郄永军院长，深入探讨了三一在仿真体系建设、数字孪生应用及AI技术融合等领域的实践与思考，郄院长的诸多洞察为行业发展提供了极具价值的参考。
 
三重角色，认识三一数字孪生研究院

       作为国内首家营收破千亿的工程机械企业、福布斯全球500强成员，三一集团在混凝土机械（全球第一）、挖掘机械（产量世界第一）、大吨位起重机械（中国第一）等领域的领先地位，与其在数字化领域的深度布局密不可分。

       2021年1月，三一集团数字孪生研究院正式成立，郄永军以研究院“一号员工”的身份担起重任，推动着三一从碎片化仿真技术应用转向体系化仿真能力建设。在他看来，数字孪生是比仿真更复杂的技术体系，需融合物理建模、仿真、IoT、大数据与算法、可视化（AR/VR/MR）等多项技术；而仿真技术是数字孪生构建的关键支撑——数字孪生体需依托仿真的机理模型，实现对物理实体的虚拟验证、状态推演与分析优化。

       从推动仿真技术应用的角度来看，三一数字孪生研究院自诞生起就不是单一的技术研发部门，而是精准匹配三一集团研发数智化战略落地的重要一环，首先是全集团仿真体系的“规划者”，它需要站在集团层面，统筹制定数字仿真技术的整体架构与能力提升路径，小到仿真能力成熟度评价标准，大到全集团仿真体系建设，都需形成可落地的方案；其次是共性仿真技术的“攻关者与系统建设者”，面对跨事业部关键重难点仿真难题——比如大型结构件焊缝疲劳、整机级性能样机、电磁兼容等行业都棘手的仿真课题，孪生院都需要牵头突破，同时自主研发各类仿真APP，让仿真成果能够快速复用；其三是新兴事业部的“赋能者”，考虑到三一新兴业务初期仿真能力相对薄弱，孪生院通过仿真能力共建，助力新兴业务快速提升仿真能力。

       4年时间里，三一数字孪生研究院已攻克30余项重难点仿真技术，每一项突破均贴合工程机械研发的核心需求，也让三一的数字仿真能力实现了从仿真辅助设计到仿真驱动设计的转变。

仿真能力进阶，从工具到体系的跨越

       当前，仍有不少企业的仿真建设停留在用好工具的阶段——能熟练操作某款仿真软件、完成单个部件关键性能的虚拟验证，却很难向体系化驱动研发的深层阶段突破。要么是仿真与研发流程脱节，沦为碎片化应用，设计缺陷逃逸风险大；要么是仿真技术分散在各部门，难以形成可复用、可迭代的整体能力，这也成了很多企业研发数字化转型难以跨越的门槛。

       而三一集团推进的数字仿真体系建设，恰好提供了破局思路。从具体实践来看，三一构建了一套“六位一体数字仿真体系”（流程、方法、工具、人才、知识、环境）。谈及数字仿真体系的建设，郄永军认为：“最大的难点不是技术攻关，而是如何把仿真深度融入研发流程，让它从可有可无的可选项变成不可或缺的必选项。”

       这意味着，仿真体系建设不是简单的工具升级或技术叠加，而是从产品正向研发流程出发搭建的完整体系——既覆盖仿真流程、仿真方法、仿真工具、仿真人才等核心维度，又能贴合工程机械作业工况复杂、研发周期短、可靠性要求高的行业特性。

       郄永军介绍：为更好地推进仿真体系建设，三一落地了一套可量化、可执行的五级仿真能力评估模型。这套模型完全针对三一自身业务特点定制——从初期的仿真辅助设计，到仿真驱动设计，再到仿真引领设计，每个等级都明确了仿真战略、仿真流程、仿真方法、仿真工具、仿真人才、仿真数据等维度的具体标准。通过仿真能力成熟度评估，助力三一各事业部精准识别能力短板，针对性制定仿真能力提升举措。

       为推动各事业部跟上集团仿真体系建设节奏，三一采取了“一拉一推”的策略。“拉”靠集团顶层发力：以仿真能力成熟度评估模型为依据，为不同事业部设定差异化目标——譬如较成熟的重机、重起、泵路等事业部需向高等级仿真能力冲刺，新兴事业部则需要先夯实仿真基础能力，健全仿真方法与仿真人才队伍；“推”则依赖数字孪生研究院的主动赋能，各事业部缺什么仿真能力，孪生院便快速补位，通过技术培训、联合技术攻关、项目合作等手段助力各事业部快速提升仿真能力，同时通过仿真技术货架，实现共性仿真方法与仿真APP在全集团的快速推广与应用，避免重复造轮子造成的仿真资源浪费。

与Ansys协同共建，布局AI融合创新

       在2025 Ansys全球仿真大会上，郄永军以“工程机械数字仿真体系建设与思考”为题，分享了三一集团的仿真技术应用实践。可以说，仿真体系的建设不仅体现在对工具的深度掌握上，还在于与技术伙伴的长期协同共建上。

       从实践来看，三一与Ansys等国际领先仿真软件公司建立了长期合作的关系：Ansys的结构仿真、流体仿真等仿真技术，早已融入三一仿真技术体系，助力三一仿真技术从单学科、单物理场仿真向多学科综合、多物理场耦合仿真技术发展。这种按需引入、深度应用的合作模式，既保证了国际先进仿真工具与三一研发需求的匹配度，也让仿真技术落地更具实用性。
 
       郄永军在分享中提到，与Ansys的合作是长期持续的过程，同时会密切关注其新软件与新技术，尤其是AI与仿真融合的方向——这一点，恰好契合三一在技术融合上的新探索。

       2025年，是三一的“全员AI年”。对于AI在仿真领域的应用，三一近年来一直在开展积极探索，通过应用神经网络技术，实现机理模型驱动与数据智能驱动的融合发展，突破传统机理仿真的效率与精度瓶颈，通过AI代理模型替代传统仿真模型，大幅提升仿真效率，同时通过将物理定律作为约束条件嵌入神经网络，确保预测结果符合物理规律，提升仿真精度。2025年，三一也在积极构建仿真知识库与仿真智能体，譬如基于几万份仿真报告与大量的仿真数据训练仿真智能体，形成符合自身产品特征的仿真智能问答系统，帮助工程师快速获取仿真知识、提升仿真效率。

       现阶段，三一还在积极推进智能仿真技术研究与应用。郄永军说，未来工程机械将加速向无人化、智能化方向发展，传统仿真技术需要与VLA（视觉、语言、动作）大模型进行协同，既为VLA大模型训练生成所需数据，又为VLA大模型应用提供可视化仿真环境（涵盖装备本体、传感器、作业场景等），降低物理试错成本。

       从国际领先仿真工具的应用，到AI与仿真的技术融合，再到对数字样机替代物理样机、数字仿真替代物理试验的追求，三一的每一步都围绕“让仿真助力产品创新与爆款打造”展开。这种基于实际需求、循序渐进的技术探索，既体现了对行业特性的深刻理解，也让其在数字化转型中走得更稳。

“真、快、全”筑基，以仿真驱动创新

       2025年5月，一本关于“数字仿真 三一集团产品创新加速器”的书籍备受业界关注。这是郄永军加入三一集团四年后，对数字仿真赋能三一产品创新的阶段性总结和凝练。

       正如三一集团党委书记、董事长，三一重工董事长向文波先生在推荐序言中所说的：数字仿真是三一研发创新的核心技术之一，是三一打造产品全球竞争力的有力工具，在三一积极践行全球化、数智化、低碳化的“三化”战略中发挥了至关重要的使能作用，留下了浓墨重彩的一笔。

       在采访中，郄永军提到编撰这本著作的出发点——希望通过系统性的梳理，让外界了解三一的仿真实践是一套有体系、有目标、有价值的方法论，比如书中明确提到“仿真不仅仅是设计的辅助，更是要驱动设计”，为更多行业和企业的仿真应用提供借鉴与参考。
 
       让记者印象颇深的，是郄永军对仿真“真、快、全”的思考。他说，这不是拍脑袋定的标准，而是吃透了工程机械研发的痛点后得出的结论：工程机械的设计周期通常只有3-6个月，且要满足全球各种复杂的作业工况，仿真若不能贴合这些实际，再先进的技术也没用。所以，三一明确“真是第一要务”：只有仿真结果贴近真实工况，才能给设计提供有效指导；“快是必要条件”：设计人员等不起几天甚至几周出结果的仿真，三一通过高性能计算环境建设、仿真在线系统与仿真自动化工具开发、AI赋能等手段，持续提升仿真效率，就是为了跟上设计节奏，满足产品研发周期要求；“全是理想目标”：要在真和快的基础上，尽可能实现产品性能的全部虚拟验证，做到应仿尽仿，但绝不为了全而牺牲真与快。

       郄永军强调，对于产品创新而言，创新的基础是模型，创新的难点是仿真，关键使能器也是仿真，通过构建整机级性能数字样机，在数字空间即可开展多方案的快速权衡，系统与零部件的快速匹配与选型，整机性能的快速验证，而无需依赖物理样机，速度快、成本低。毫无疑问，数字仿真技术的应用，对产品创新至关重要。正如亚洲仿真联盟秘书长翁敬农先生所言：“万物皆可仿真“，我们相信数字仿真技术在推动中国制造高质量发展过程中，必将发挥至关重要的数字化使能作用。