推动工业产品绿色设计,是全面贯彻党的二十大和二十届历次全会精神,深入贯彻习近平生态文明思想,落实国务院办公厅《制造业绿色低碳发展行动方案(2025—2027年)》的关键举措。近日,工业和信息化部等部门联合印发《工业产品绿色设计指南(2026年版)》(以下简称《指南》)。《指南》规划了未来工业产品绿色设计的重点方向、应用实施及组织保障举措,是推广工业产品绿色设计、支撑工业绿色低碳发展提质增效、高质量推进新型工业化的重要指引。当前我国“人工智能+”行动加快推进,为工业产品绿色设计创新发展创造了新机遇。下一步,需要重点关注工业产品绿色设计基础数据库和知识库建设,强化人工智能、数字孪生等技术在产品全生命周期绿色设计中的深度应用,挖掘“人工智能+绿色设计”典型应用场景,探索前沿技术在工业产品绿色设计中的融合创新,高效推进人工智能赋能工业产品绿色设计。

一、夯实发展基础,强化基础数据和知识建设

《指南》明确提出,建立产品全生命周期数据库和绿色设计知识库。当前人工智能赋能工业产品绿色设计的首要瓶颈在于数据与知识的缺失,工业主体普遍面临绿色材料参数不全、碳排放因子模糊、设计经验难以沉淀等问题,导致绿色设计决策缺乏科学依据。构建高质量、系统化的绿色设计数据库和知识库,是实现人工智能技术高效支撑工业产品绿色设计的关键前提。高质量构建工业产品绿色设计数据库和知识库,一是需要统一数据标准,围绕材料成分、碳足迹、可回收性能等核心指标,建立绿色数据采集规范,强化数据可信性、可比性和可追溯性;二是需要采集多元数据,基于公开数据库和法规标准、产品绿色设计方案、企业生产工艺等,构建覆盖产品全生命周期的多维度绿色数据体系;三是需要构建知识图谱,运用自然语言处理等技术抽取学术文献、专利、标准中的绿色设计知识,构建关联产品设计参数与绿色低碳属性的知识库,支持设计人员快速检索与智能推荐。

二、强化数实协同,实现全生命周期模拟优化

《指南》强调,鼓励企业运用三维建模、模拟仿真、数字孪生等技术,模拟产品在制造、使用、拆解等重点环节的资源能源利用及环境影响。工业产品绿色设计存在多变量、多环节复杂耦合的特征,传统产品设计思路难以在设计阶段精准评估全生命周期不同环节的环境影响,仅针对单一环节进行绿色化改造可能会影响其他环节的绿色化水平。以人工智能和数字孪生技术驱动的工业产品绿色设计模式,可以在虚拟环境构建工业产品“数字镜像”,模拟预测不同设计方案下产品全生命周期的环境影响,驱动工业产品绿色设计从“事后治理”向“事前优化”转型升级,实现产品全生命周期绿色化水平提升。人工智能、数字孪生等技术同工业产品绿色设计融合应用,需构建人工智能驱动的数字孪生模型,将产品几何特征、材料属性、工艺参数等质量性能指标数据与碳足迹、能耗、资源消耗等绿色指标数据相关联,自主建立全生命周期环境影响预测模型;需强化多场景仿真推演能力,实现对原材料获取、生产制造、使用运维、废弃回收等产品生命周期各环节环境影响进行实时仿真;需关注多目标智能优化,将绿色指标与传统性能指标共同作为优化目标,形成兼顾质量性能和绿色化属性的最优设计方案。

三、聚焦重点产品,支持产品节能设计创新

《指南》针对氢能装备、家用电器等重点产品,提出利用人工智能技术支持节能设计的相关举措。产品使用阶段是能源使用和碳排放的重点环节之一,传统产品设计通常基于静态工况,对复杂多变工况的自适应能力较弱,无法根据实时工况自主调节运行策略。在产品设计中融入人工智能硬件与算法,使产品具备使用阶段的用能自主优化能力,是实现产品节能设计的关键举措。针对重点工业用能产品,需要在产品设计中预置边缘计算模块,使产品具备本地化实时推理与决策能力。同时在产品设计过程中部署端侧人工智能算法,分析产品在不同工况下的运行数据,实现产品运行参数的自主调节以及用能效率的自主优化。

四、探索前沿技术,打造产品绿色设计智能体

《指南》提出,研发具备绿色设计适配能力与实用价值的行业智能体,实现工业产品绿色设计从经验驱动向智能驱动转型。工业产品绿色设计涉及多目标权衡、跨学科知识融合等多方面挑战,当前产品设计工具大多为被动式辅助工具,通常依赖设计人员专业知识和主动操作,难以应对工业产品绿色设计的复杂性。随着人工智能大模型、智能体等前沿技术的快速发展,绿色设计将迎来从“工具辅助”向“自主智能”跨越的窗口期。通过开发工业产品绿色设计智能体,能够实现绿色设计意图自主理解、设计优化方案自主生成、数据和知识自主调用等能力,大幅提升绿色设计效率。打造工业产品绿色设计智能体,一是需要构建绿色设计垂直领域知识库,基于重点行业绿色设计知识、法规标准、案例数据等多元化数据和知识,结合各行业产品绿色设计主要特征和实际需求,推进垂直领域知识库建设;二是需要开发智能体核心功能,使智能体具备自然语言交互、设计意图识别、多工具调用和设计方案自主生成能力;三是需要开展典型场景先行先试,遴选绿色设计需求迫切、智能体开发复杂程度适中的应用场景,试点开发工业产品绿色设计智能体,验证效果后逐步向复杂产品推广,形成可复制智能体开发模式。

本次《指南》的发布,构建了以数据和知识资源建设为发展基础、以“人工智能+数字孪生”产品全生命周期绿色优化为关键举措、以重点产品为主要场景、以智能体研发创新为探索方向的人工智能赋能工业产品绿色设计发展范式,以人工智能技术创新支撑工业绿色产品设计提质增效,对推动绿色制造、实现新型工业化具有重要意义。

(作者:中国信息通信研究院副院长  敖立)