成功案例丨开发时间从 1 小时缩短到 3 分钟：如何利用历史数据训练 AI 模型，预测设计性能？

案例简介

Altair® PhysicsAI™ 助力 HERO MOTOCORP 实现设计效率提升 99%

印度领先的跨国摩托车和踏板车制造商 Hero MotoCorp Ltd. （以下简称 Hero）致力于通过将人工智能（AI）和机器学习技术融入有限元分析（FEA）流程，以加速产品开发周期。

在其首个 AI 驱动项目——摩托车把手设计优化中，Hero 采用了 Altair® PhysicsAI™几何深度学习解决方案，利用历史数据训练 AI 模型并预测设计性能。AI 生成的预测结果与传统 FEA 结果的偏差小于 3%，这表明 PhysicsAI 能够在传统方法所需时间的一小部分内提供高度精确的仿真结果。

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客户介绍

Hero MotoCorp Ltd. 是一家总部位于印度德里的跨国摩托车和踏板车制造商，业务遍及全球 45 多个国家，为数百万客户提供服务。作为全球最大的摩托车制造商之一，Hero 在印度两轮车市场占据近 31%的份额，并与 Zero Motorcycles 和传奇品牌哈雷戴维森（Harley-Davidson）等全球知名企业建立了合作伙伴关系。

Hero 致力于通过运用顶尖技术和最新仿真方法（包括人工智能和机器学习）来优化产品研发。

面临的挑战

多年来，仿真技术一直是 Hero 产品研发的核心环节；传统的有限元分析（FEA）使 Hero 的开发团队能够高效评估零部件设计并提供深入的设计洞察。然而，为了突破开发瓶颈并加速决策流程，Hero 决定超越传统 FEA 方法，引入人工智能（AI）和机器学习技术。为了帮助其 CAE 工程师在日常工作流中顺利应用 AI 和机器学习，Hero 需要高效、强大且用户友好的工具支持。

Hero 的首个 AI 驱动项目聚焦于摩托车把手的设计优化。作为摩托车的核心部件，把手的设计直接影响人机工程学、骑手姿势以及车辆的操控性、平衡性、舒适性和整体风格。由于其重要性，团队通常需要投入大量时间进行把手的设计与优化。为了实现目标并缩短设计周期，Hero 选择了 Altair 的 AI 驱动技术。

Altair 解决方案

Hero 选择了 Altair® PhysicsAI™，这是一项强大的几何深度学习技术，能够利用历史数据训练 AI 模型，并在传统 FEA 方法所需时间的一小部分内生成物理预测结果。PhysicsAI 的工作流程已无缝集成到仿真与设计平台 Altair® HyperWorks®中，这使得 Hero 的所有用户，无论技能水平如何，都能轻松将这一解决方案融入现有流程。

为了充分利用 PhysicsAI，Hero 首先将现有数据分为训练集和测试集：训练集用于基于历史仿真数据训练机器学习模型，测试集则用于评估和量化 AI 模型的预测准确性。由于 Hero 的产品线涵盖多种车型（如运动型摩托车、探险摩托车、通勤摩托车和巡航车等），团队使用了多样化的把手数据集，以确保 AI 模型能够生成准确的结果。

数据分割和模型训练是 AI 驱动工程流程中的关键步骤。Hero 采用了典型的 80/20 数据分割方式，即 80%的数据用于模型训练，20%的数据用于预测评估。项目团队从 24 个数据集中选择了 30 种把手变体进行训练。训练完成后，他们使用剩余的 6 个把手数据集对 AI 模型进行了测试，并通过将传统 FEA 结果与 AI 生成的预测结果进行对比来评估准确性。对比显示，两者的偏差仅为 3%，这证明了 PhysicsAI 能够在极短时间内提供与传统 FEA 相媲美的精确预测。

传统有限元分析方法得出的车把应力结果

Altair physicsAI 与传统有限元分析法的应力结果对比

在另一项仿真测试中，团队导入了一个未包含在训练集或测试集中的把手数据集，以预测新设计把手的应力分布。利用新训练的 PhysicsAI 模型，团队仅需点击一次即可获得应力预测结果。他们将 PhysicsAI 预测的应力数据与传统 FEA 生成的应力图进行对比，结果显示偏差再次低于 3%。这种高度一致性使工程师对 AI 生成的新设计概念结果充满信心。此外，这一方法还大幅节省了时间：传统 FEA 需要一小时才能完成分析，而 PhysicsAI 仅需三分钟。

关键结果

PhysicsAI 为 Hero 带来了显著的优势。最引人注目的是时间效率的大幅提升——从传统方法的一小时缩短至仅需几分钟。此外，PhysicsAI 的仿真结果极为精确，与传统 FEA 分析结果的偏差仅为 3%。通过应用 AI 驱动的工程流程，Hero 不仅缩短了产品开发周期，还提升了团队的技术能力，并加速了设计探索的进程。基于这一成功经验，Hero 计划进一步扩展 AI 技术的应用范围，将其用于设计其他复杂部件，以实现更高的效率、精度和决策速度。

关于 Altair RapidMiner

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