在人工智能(AI)與機器人技術持續演進的背景下,材料研究開發正從以經驗為主導的傳統模式,向以數據為核心驅動的新模式加速轉型。圍繞實驗自動化、系統自主優化與數據閉環構建的新一代研發體系,正逐步成為材料領域的重要發展方向。
隨著材料體系復雜度不斷提升,單純依賴模擬計算的方法在實際應用中的局限逐漸顯現。基于真實實驗獲取高質量數據,并通過自動化手段實現規模化積累,成為提升材料研發效率與精度的重要路徑。在此基礎上,結合數據分析對材料與工藝進行持續優化,正在推動材料研發模式的整體演進。
在這一行業背景下,電裝圍繞材料研發自動化與自主化持續開展相關實踐,探索面向未來的研發新模式。
不同于以單一材料開發為導向的傳統路徑,相關實踐更強調研發體系能力的構建,即通過“材料研究轉型”框架,推動材料研發方式的系統性升級。通過整合分析技術、材料CAE(計算機輔助工程)與AI建模能力,以及實驗流程自動化技術,逐步形成從實驗執行到數據生成、再到模型優化的閉環體系,推動研發由“試錯驅動”向“數據驅動”轉變。
在技術路徑上,相關工作以實驗流程為核心切入點,逐步實現從實驗計劃制定、材料合成到分析評價的自動化銜接。借助機器人執行標準化操作,可穩定獲取一致性較高的數據,為后續分析與模型構建提供基礎,從而提升研發過程的可重復性與可靠性。
在具體實踐中,材料研發自動化仍面臨多重挑戰。例如,材料樣品往往具有尺寸微小、結構脆弱等特性,對操作精度提出較高要求;研究階段實驗方案頻繁調整,也對系統靈活性帶來考驗;同時,現有分析設備多基于人工操作設計,自動化適配存在一定復雜性。
針對上述問題,電裝引入集團內DENSO WAVE開發的協作機器人,通過優化末端執行結構與控制方式,實現對精細材料的穩定操作。相關設備在運行精度與穩定性方面進行了針對性優化,并支持與研究人員在同一空間內安全協同作業。

在設備適配方面,相關實踐并未依賴對既有設備進行大規模改造,而是通過軟件側實現自動化擴展。例如,通過對操作界面的程序化控制與流程封裝,使原本依賴人工的操作能夠由系統自動完成,從而在兼顧成本與效率的前提下推進實驗自動化。
在完成實驗自動化基礎能力構建后,研發正進一步向更高程度的自主化階段延伸。通過對實驗數據進行分析,系統可對后續實驗條件進行判斷與優化建議,實現實驗流程的動態調整。
隨著重復性實驗操作逐步由系統承擔,研發流程中的分工持續優化,研究人員得以將更多精力投入到研究方向設定、結果判斷及方案優化等關鍵環節,從而提升整體研發效率與決策質量。
未來,相關技術與經驗有望拓展至更多研發場景,推動不同實驗領域的自動化與自主化應用。同時,材料研發能力的提升,也將在更廣泛層面產生影響。例如,通過優化材料性能與延長使用壽命,有助于提升資源利用效率,降低全生命周期內的環境負荷,為可持續發展帶來更多實現路徑。
電裝公司簡介
電裝是世界先進的汽車零部件生產廠家之一。在美國《財富》雜志發布的2025年世界500強企業中排名第325名。一直以來電裝都專注于電動化、組合輔助駕駛、智能網聯等技術創新、致力于解決汽車行業面臨的挑戰和社會課題。目前在全球廣泛應用的二維碼就是電裝在1994年發明并無償公開的。
在中國,電裝于1994年在煙臺成立了第一家合資生產企業。作為在中國的統括公司——電裝(中國)投資有限公司,成立于2003年,目前在國內設有生產公司、銷售公司以及軟件開發公司等共計30多家關聯企業。