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Cognitive Revolution

一天一千个设计:AI 原生工程如何重写百年造车逻辑

1000 Designs a Day: Neural Concept's Thomas von Tschammer on AI-Native Engineering
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一天一千个设计:AI 原生工程如何重写百年造车逻辑 插画

Neural Concept 用专用 AI 模型把汽车气动仿真从每天 50 个设计加速到 1500 个,工程正在被重新定义。

核心要点

  • 从 50 到 1500:Jaguar Land Rover 在 2026 年 3 月 Nvidia GTC 上公布,用 AI 做外部气动工作流后,每天评估的设计从高度并行优化过的 50 个跃升到生产环境下的 1500 个。
  • 分钟级替代天级:传统碰撞仿真用有限元(FEA)求解器要跑一两天且需大集群,AI 模型能在分钟内给出相近结果,把探索规模从每年百来个扩展到上千个。
  • 按公司训练:目前没有一个通用基础模型能解所有车的气动,Neural Concept 需用每家公司自有的仿真与实测数据微调模型,把企业 know-how 沉淀进模型形成飞轮。
  • 推理靠前沿模型:嘉宾认为可预见的未来里,推理由不断增强的通用 Fable 级模型提供,关键在于"配上正确的工具"——能调用 CAD 和物理感知的专用模型。
  • 中国的迭代优势:欧美车企一款新车从立项到量产要 40 到 60 个月,中国是 18 到 24 个月,差距主要在建厂与产线的敏捷度以及"没有历史包袱、敢冒险"上。
  • Formula 1 是压力测试台:F1 队伍受规则限制只能用固定的 CPU 小时数做气动仿真,且上赛季排名越靠前下赛季配额越少,用于拉平竞争;他们是工程自动化的最前沿。
  • move 37 时刻:工程师常反馈 AI 给出的设计"我绝不会这么设计、以为是败笔",但实测更优,逼他们回到 dashboard 重建直觉、向模型学习新物理。
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章节时间轴

详细内容

造车范式的三次迭代:从撞墙到分钟级仿真

嘉宾用汽车行业作主线,把过去 40 多年的造车方式拆成三段。40 年前,设计新车要真造出一个原型,然后拿去撞墙,看行人和乘客是否安全,不安全就改设计、重造原型。这个过程极其漫长,一年顶多探索五到十个原型才能投产。

大约 30 到 40 年前进入 CAD(computer assisted design)时代,可以直接在电脑上建模,再用有限元分析(FEA,finite element analysis)软件做数值仿真,在电脑里模拟撞墙效果,不必真造那么多原型。这样一年能探索约 50 到 100 个不同设计,是实质性的提速。但嘉宾强调,这些工具至今仍然非常复杂和昂贵——一次碰撞仿真要跑几天,需要很大的集群,工程师往往要等一两天才能拿到结果,这仍是迭代设计时的主要瓶颈。他特别点出:过去 30 年用的 CAD 工具和数值求解器基本没变,无论碰撞、气动、热管理还是其他物理都是如此。

如今 AI 带来第三次革命:结果不再以天计,而是以分钟计。一旦能分钟出结果,一年探索的设计就从 50 个、100 个跳到成千上万个,既大幅加速开发周期,也让工程师能探索更多选项、创新得更远。主持人 Nathan 把这称为一个在很多领域反复出现的模式——模型学会一种"直觉物理",最著名的例子是蛋白质折叠:过去要么做晶体学、要么做算力密集的仿真,现在靠足够数据和学习的魔法,把所需算力砍掉几个数量级。

多少种"直觉物理",以及模型怎么训练

主持人坦言自己缺乏直觉的地方在于:到底有多少种需要模型学习的"直觉物理"。嘉宾列举了造车涉及的主要物理领域:气动(对电动车续航尤其关键)、行人和乘客的碰撞安全、热管理(冷却电池、冷却引擎、车内通风)、电磁(造下一代电机需要)、结构动力学(底盘耐久、不同路况)。像 GM 这样的公司会仿真整车,每个部件和子装配都被评估和迭代,背后有成千上万名专攻某一物理、某一部件的领域专家工程师。

关于训练数据,嘉宾澄清模型既能用仿真数据,也能用实测/实验数据训练。因为即使今天,仍有一些现象传统求解器无法很准确地仿真——这种情况下就在风洞或实验室里测量,采集数据来训练模型,把低保真的仿真和实测结合起来。

嘉宾明确了一个重要边界:今天 AI 并没有完全替代仿真,就像仿真从未完全替代原型一样。行业今天仍在造原型,只是更少、更晚。数值仿真也不会被完全替代,而是会在最成熟的开发阶段被更聪明地使用。AI 的作用是在开发早期让工程师探索更丰富的空间、筛出正确候选,再收窄到真正要仿真验证、然后做原型的那几个。他强调当前不存在一个能解所有车气动的通用基础模型,Neural Concept 是用每家公司自己的数据和数值仿真来(重新)训练模型的——因为每家有自己的 know-how 和最佳实践,且模型会随新数据不断再训练、越来越准,这本身也是企业留存知识的方式。

从验证到共驾:AI co-pilot 不是黑盒

主持人指出前面聊的都偏"验证"侧,并回忆父亲当年在三维空间里画小形状、操纵点云、凭人类直觉根据测试结果去打磨设计、还要兼顾各种相互绑定的约束——这些操作当年非常手工。他想知道 AI co-pilot 让这个体验如何改变、自动化到什么程度。

嘉宾强调今天的 AI 驱动工程工作流不是黑盒,而是工程师的助手,让工程师能基于数据做出正确的设计决策。不是把 spec sheet 扔给 AI、等它像黑盒一样返回最优解,而是 AI 摄入 spec sheet、理解需求、搭建基础模型,但这个过程会和工程师交互,由工程师沿途验证并引导模型。原因在于工程是一个永远没有单一答案的复杂空间,总是在学科、成本、设计、性能之间做权衡,所以需要领域专家在环中拍板。范式从"凭直觉手动试"转向"AI 提供一个解空间,工程师在其中探索并决定推进哪个设计"。这个过程中 AI 能与各种工具交互:把几何送进 CAD、把设计送去高保真仿真求解器验证,全部自动化。

关于谁来做 co-pilot,嘉宾引用黄仁勋提到的"AI 五层蛋糕",最顶层是应用层、也是他认为最重要的一层。行业里很多公司专门为特定应用构建应用层,即把通用的 Fable 级预训练模型配上正确的领域专用能力,让它们在复杂环境里产生价值。Neural Concept 正是在工程领域做这件事:用最先进的通用模型,但给它们正确的工具(能处理三维几何、能生成新几何)和正确的技能(懂铣削、注塑的设计要求,懂做某个部件要优化什么)。他直言:只用一个 plain 的语言模型走不远,因为它们没有准确的 3D 分辨率——视频渲染越来越逼真,但离真正求解气动的流体动力学方程还差得很远。主持人据此总结出嘉宾押注的范式:能力越来越强的通用推理器 + 正确的工具。

公司起源、规格问题与软件的类比

嘉宾回顾 Neural Concept 的历史:2019 年起步,最早基于计算机视觉构建第一代 AI 模型架构,能直接摄入几何、从物理中学习,直接把 CAD 几何作为输入预测气动、变形、温度等——当时不是 LLM,是另一种架构。这些专用物理感知模型至今仍是工作流的一部分,需要 agent 能调用它们来加速整体设计。

主持人抛出一个关于"规格(spec)"的假设:软件里我们常想着"以后再打补丁",但工程有硬约束(散热、强度),所以规格是不是应该比软件更严谨、更明确,从而让 AI 更好办?嘉宾的回答出人意料——恰恰相反。汽车行业的 RFQ(request for quotation)和规格至今没有完全标准化或自动化,OEM 在推标准但总有人为解释。尤其汽车是一个维度和约束近乎无穷的复杂问题:改一个引擎盖下某个部件的厚度,可能影响整个引擎块,很多约束彼此绑定,所以远没有想象中那么确定性(deterministic),这也是这类问题极难求解的原因。因此它不像软件工程那样"黑盒化",因为问题维度更广、权衡更多、没有唯一解——这也是为什么它短期内不会替代工程师,而是赋能他们、消除低附加值的任务(手动搭建仿真、手动在 CAD 上画新设计),但拍板设计决策这件事永远留给工程师。

主持人不满足于此,反复追问:"把这一长串从构思到子系统拆分、约束设定、3D 建模、搭仿真的步骤看下来,我越来越难找到 AI 做不了的环节,为什么不能让一群 Fable 直接设计下一年款的车?"嘉宾承认这些任务今天确实都能被 agent 自动化,公司也在做,但他坚持"另一层复杂度"在于问题的维度:单个产品(电池冷却板、陶瓷、碰撞)能黑盒化,但把整车所有维度叠加就不行,最终的权衡和决策要留给工程师——因为那是领域专业深植之处,也是 OEM 之间的差异化来源。明天 OEM1 和 OEM2 的区别,就在于谁能把自己的工程 know-how 更深地嵌入这些 AI 工作流。

商业模式、市场颠覆与中国速度

关于定价,主持人问是否还能维持按席位(seat-based)收费。嘉宾认为最终会转向按价值计费——价值除以价格的比值,具体因行业和应用而异,但方向是按能为公司交付的价值定价。他认为这很健康,因为价值不再绑定到个人(席位),而可能绑定到 agents,定价会相应演变。

谈到颠覆,嘉宾预测市场会有巨大颠覆,能采纳 AI 驱动 agentic 工作流的公司与不能的公司之间会出现指数级、且未来几年持续拉大的差距。老牌 OEM 的困境是过去 20 年用同样的团队、工具、方法造车,现在要让干了几十年的工程师改变思维方式,甚至改变整个公司的治理,有人拥抱得比别人快。他也认为这是硬件新入局者快速崛起的机会——很多数字原生公司(消费电子等)只造了最多十年硬件,能更快地吸收这些新工作流,一年内就实现了跨多应用的巨大提速,而更大更老的工程公司节奏更慢。

主持人接过底特律的历史:这些公司曾大到忘了要进化,如今将面对史上最严峻的挑战,和 AI 原生公司竞争可能比 70、80 年代和日本公司竞争更难。嘉宾给出关键数字:欧美 OEM 一款新车从立项到量产要 40 到 60 个月(原文亦提及一处"40 到 16 个月",应为口误),中国是 18 到 24 个月,欧美公司眼下最关心的就是如何从 60 个月压到 24 个月。当被问中国优势主要在设计侧还是制造侧时,嘉宾同意主要在后者——中国建厂更敏捷、工厂高度自动化,欧美高管都在飞去中国取经。设计侧的优势则在于中国公司没有历史包袱、能承担更多风险、用当下最好而非昨天最好的工具,流程也没有 2000 年代沉淀下来的僵化包袱。

设计优化 vs 制造约束:别把制造逼死

主持人提出一个反直觉的担忧:如果把设计优化到极致,把约束满到绝对上限,会不会导致公差极紧、制造极难?他回忆父亲职业生涯早期铅笔纸上标注、机加工公差宽松得多。

嘉宾回应说"优化设计"本就包含"为制造而优化"。造车是多学科、多目标优化,要把设计规则、制造约束尽早纳入设计。他用增材制造(3D 打印)作反例:多年前的承诺是"能打印任何东西所以能自由设计",但很快发现太贵、无法规模化量产。现实是你有一个冲压(stamping)工艺,知道能做什么不能做什么,要做的是把这些制造规则嵌进模型,让 AI 每次探索新设计时都只在"可制造、成本合理"的范围里探索。所以模型里嵌入的不只是物理,还有制造和成本约束,都要尽早引入。

Formula 1:算力上限规则与极致自动化

主持人对 Neural Concept 服务多支 F1 车队很感兴趣,尤其惊讶于 F1 有明确规则限制气动仿真能用的算力。嘉宾确认:F1 车队被限制能跑外部气动仿真的 CPU 小时数,更有意思的是,上一年排名(RAM key)不同,下赛季拿到的配额也不同——排名越靠前配额越少,目的是拉平各队、避免变成"谁预算大谁算力大"的军备竞赛。主持人联想到 NFL、NBA 的赛程与选秀机制,但指出 F1 是直接改变了比赛准备规则本身,更进一步。嘉宾解释:因为算力仿真能直接对应到性能——能跑更多仿真就能探索更多设计、造出更好的车,所以限制算力是平衡各队的手段。

嘉宾把 F1 工程师称为工程界的最前沿、最敏捷的团队:赛车每周都在变,外行看不出来但细节确实不同,他们必须达到极致的设计迭代自动化和速度。Neural Concept 视 F1 为所有 OEM 想趋近的目标,也是压力测试模型和工作流的绝佳场景——如果能为 F1 车队做到,就相信能为传统客户做到,并让这些车队去"逼到模型崩溃",从而发现要重点开发什么。

主持人用软件里的"token maxer"作类比,问 F1 工程师"token maxing"的一天什么样。嘉宾描述:工程师看下一场比赛的赛道特征(比如弯道更多),转成一组改进需求(比如需要在直线上更快、因为要超车),再转成工程和气动需求,然后跑 AI 驱动工作流——过夜生成成千上万个设计配置、逐一评估性能,第二天早上工程师面对一个交互式 dashboard,看着数千个数据点、不同权衡和对应设计,挑出下周六比赛要推进的那个。所谓 token maxing,就是一夜之间由 AI 全自动探索几万个设计。

move 37 时刻:向模型学习新物理,以及价值如何量化

被问到过程中有没有惊喜,嘉宾说这是工作中最令人兴奋的部分之一。工程师用 AI 过夜探索几十万个配置后,常回来说"这个 AI 想出的设计我绝不会想到会好,如果你把它单独给我看,我会说扔掉、这不可能行,但它实际比我们能想出的任何设计都好,现在我得回到 dashboard 搞清楚它为什么更好、重建我的直觉"。工程师因此能反过来向模型学习——模型探索了更丰富的空间、超越了人的直觉边界。主持人把这与 AlphaGo 的 move 37 类比,并分享自己前一天用 Fable 跑一个熟悉工作流时,模型主动跳出流程、给他提了一堆问题、甚至呈现一个网页来收集信息,而这在他跑过 50 多次、用 Opus 时从未发生。

主持人想校准这些惊喜有多"疯":是"有点意思"还是"看起来疯了但违背直觉地真能行"。嘉宾澄清一个重要边界:设计始终被物理约束(drawn in by physics),不会重新发明物理、不会得到违反物理的疯狂设计,因为一切都由物理编码。但确实有工程师认定"这世上我绝不会这么设计、以为是错误、以为是败笔"的方案,最后被证明可行——这就是工程里的 move 37,逼工程师重新思考解题方式和直觉。

关于价值量化,嘉宾说这是和客户始终在谈的关键。举例:给大 OEM 供货的电池冷却板供应商,如果能拿到更好设计、更有竞争力,一年多赢一个项目就是数千万美元;或者原本 6 个月出好设计现在 3 个月,省下的 3 个月可用来优化制造工艺降本,零件比对手便宜 10%,又能多赢几个项目、带来数亿美元。在 OEM 侧,把开发周期从 48 个月压到 24 个月也是数百万级节省——一款车从零开发通常要约 10 亿美元,哪怕省 20% 数字也很可观。

未来路线、人的抵触与万物皆 RL 循环

被问到美国车企未来一到两年该设定什么关键里程碑,嘉宾给出分阶段路线:第一年聚焦核心部门(碰撞安全、动力学、动力总成),确保每次迭代都有 AI 工作流编排各种工具,这已能带来 20%~40% 的单学科提速;第二年做跨学科编排,打破碰撞、气动、结构之间的孤岛,让 agent 在做气动优化时同时考虑安全、制造约束,打通团队和学科的对话——一旦做到,收益开始复利,能把开发周期压缩到原来的 50%~60%。他说今天还没有 OEM 在整车层面大规模做到,但已有针对特定学科的多学科自动化 AI 工作流在发生,效果巨大。

关于人的抵触,嘉宾把工程师比作"某种意义上的艺术家",他们享受手动迭代、用直觉、思考物理的过程,干了 30 年同样的方法,看到新工作流时会抵触、质疑能带来什么,也认为自己作为领域专家必须在环中——否则 GM 的车会和 Ford、GM(原文如此)的车一样,需要保留人的因素。另一端则是组织内的 ML 研究团队,最早采纳、最想尝试前沿模型、做基准测试。他说同一组织里同时存在这两个极端,如何整合是大组织的复杂性所在;但一旦打破孤岛、让工程师亲手用上 AI 模型,响应会完全不同——他们会明白这有多强、能让工作更好更有趣,因为不必再花时间做低价值的搭建仿真、等待计算,而能交互式查询模型、试更多 what-if 场景。

关于品牌趋同,主持人(一个底特律人)"大逆不道"地说如今产品尤其是车看起来都很像。嘉宾认为这一趋势会持续,部分源于自动驾驶——一旦自动驾驶普及,车变成商品(commodity),趋同是定义使然。但在到那一步之前,能把最佳实践和品牌编码进 AI 工作流的公司会胜出,差距会进一步拉大。主持人补充:把司机从车里拿掉会打开全新形态——无人小货车、过夜卧铺车等。嘉宾以 west coast 的一家公司 Dukes(音)为例,其标语是"这不是一辆车,是围绕你设计的机器人",从一开始就是全自动驾驶优先,因此完全不像传统车;他认为技术越成熟,新概念的空间越大。

最后关于极限,主持人设想"万物皆 RL 循环"的终局:给公司每个座位放 agent、用虚拟客户面板做市场测试、像"说出一段视频"一样"说出一个机电产品"。嘉宾说他不认为有根本障碍,能力已经具备,大公司实现的主要问题是基础设施、治理和数据流转,随前沿模型只会更快——前提是物理不会被打破,所以必须保留物理仿真求解器这类工具作为模型的"燃料"。关于机器人,他认为制造端确实需要机器人但未必是人形(human 不见得是工厂的最优形态),还需要 AI 模型(让机器人有效与物理世界交互)和硬件(手的灵巧、耐久、散热/自主性)两方面的突破。他同意主持人的判断:靠更强的通用智能和前置自动化,可以走一条"自上而下"的高效自动化路线,先解决大部分瓶颈,工厂里的机器人是下一个前沿。

金句

靠 AI,你拿结果不再以天计,而是以分钟计。一旦能分钟出结果,你一年探索的就不是 50 个设计,而是上千个不同选项。 —— Thomas von Tschammer 10:05
他们公开宣布的是,从每天评估 50 个设计,到在生产环境里每天 1500 个——你可以想象这带来了多大的提速。 —— Thomas von Tschammer 22:28
我们不会重新发明物理,这是肯定的。你不会得到违反物理的疯狂设计,因为一切都由物理编码。 —— Thomas von Tschammer 61:59
工程师会说:这个设计我绝不会想到会好,如果单独给我看我会说扔掉;但它实际比我们能想出的任何设计都好。 —— Thomas von Tschammer 59:40
明天 OEM1 和 OEM2 的差异化,将取决于谁能把自己的工程 know-how 更深地嵌入这些 AI 工作流。 —— Thomas von Tschammer 37:10
从外部看,我们没意识到这一切离我们有多近、在工程行业里已经真实发生——已经有产品是 AI 优先设计出来的。 —— Thomas von Tschammer 83:32

提到的书·产品·人物

适合谁听

关心 AI 如何在物理世界工程与制造中真实落地的产品人、工程师、投资人,以及想看"AI 富足论"具体案例的人。

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