此文为深圳市有限元科技有限公司 副总经理-李冬生 Tommy在2026 智能机器人博览会（ROBOTECH）《2026 具身智能产业趋势与产品能力升级论坛》上演讲分享，演讲时间10月28日，主题为《仿真自动化赋能机器人轻量化与可靠性设计》。

此次参展商有宇树机器人，智元机器人，优必选，申昊科技，乐聚机器人，云深处科技，灵心巧手等百家企业。

• 机器人轻量化的工程价值
• 一体化仿真设计链路
• AI 赋能仿真自动化
• 工程落地案例
  
  

现在机器人行业，企业都面临一个共同难题：希望机器人更轻、负载更大、能耗更低、节拍更快，但是又最怕减重之后，强度不够、共振、寿命衰减。怎么做到减重不减可靠，是很多研发团队的痛点。

很多人以为轻量化，就只是把零件做薄一点。其实真正的机器人轻量化，会带来四重级联收益。

第一，提升负载自重比。同样的驱动条件下，机器人末端可以承载更大有效负载；

第二，降低运行能耗。移动质量减小，行走与升降过程所需能量随之降低，同等任务循环耗电显著减少；

第三，提升动态响应。惯性随质量降低而减小，加减速时间缩短，轨迹跟踪误差同步收敛，节拍更快；

第四，关节与减速器寿命延长。作用于关节的负载谱幅值降低，减速器与轴承的疲劳应力下降，维护周期延长。

这里要特别区分：盲目减料和科学减重完全是两回事。

简单削薄壁厚、去掉加强筋，跳过仿真分析校核，带来的就是应力集中、刚度变差、整机寿命骤降。

真正靠谱的减重，是在强度、刚度、疲劳寿命约束之下，做等强度设计、拓扑优化，依靠仿真反复验证，实现减重不降可靠性。行业项目数据可以参考：零部件减重10%，可以带来能耗下降6‑8%，动态响应提升约 10%。

那现实研发当中，我们怎么做轻量化？

很多企业还在用传统串行模式：设计做完扔给仿真，人工假设工况，手工建模、手工处理仿真前处理。

设计、仿真信息完全割裂，迭代周期以天计算，一轮一轮返工，项目能跑十几轮迭代就已经很不容易，很难探索更多更优设计方案。

而我们提倡一套一体化仿真闭环链路：

从多体动力学MBD运动仿真开始，扫描机器人完整运动轨迹，提取急停、满载、伸展这些真实极限工况，输出准确关节力矩与载荷谱；

把载荷直接给到结构仿真，完成静强度、模态刚度、疲劳寿命三项核心校核；

再开展拓扑优化，算法生成最优传力构型。

工程师完成结构重构之后，再返回仿真重新校验，不满足要求就继续迭代，形成完整闭环。

最大的改变：不再靠经验拍脑袋定载荷，所有设计输入，都来自机器人真实运动工况。

但即便有这套链路，如果全部靠人工操作，工作量依然巨大。

这就是为什么我们要引入AI+仿真自动化。

传统仿真最大成本不是求解计算，而是大量重复的前处理工作。

通过参数化建模，我们只需要建立一次基础模型，系统就可以自动生成海量备选设计方案。AI+仿真自动化全流程自动化就形成很好的闭环。

仿真自动化：覆盖导入清理、命名校正、多类型网格、连接、材料、工况、后处理全流程

AI融合：MCP微服务+ Skill技能体系+ AI Agent自然语言驱动

任务管理平台：四类文件管理·版本追溯·分级权限·PBS 自动提交·需求审批流

仿真+AI自动化后，工程师们从“记操作”到“说需求”。大幅降低使用门槛，把工程师从重复操作中解放；仿真经验从“个人手艺”沉淀为“企业资产”。

人形机器人轻量化，减重目标≥ 15%；静强度SF ≥ 1.5。

自动化仿真平台架构，主要有三大层级，包括L1·底层的数据层、L2·计算核的仿真引擎层、L3·顶层的应用层。实现任务下发至报告归档全链路无人值守，每一步参数与版本结果全程可追溯。

迭代周期从过去按 “天” 变成按 “小时”，机器人企业不再是点状试错，而是让计算机来进行大规模探索设计空间。

这套方法我们元王已经在大量机器人项目落地验证。服务过华为、优必选、科大讯飞等众多头部企业，把这套 “多体动力学‑结构仿真‑拓扑优化‑仿真自动化” 完整方案落地。

帮助客户解决三个实际问题：

• 第一，减重同时守住强度、模态、疲劳寿命底线；

• 第二，大幅压缩研发迭代周期；

• 第三，减少样机试制次数，降低研发成本。

  
  

最后做个简单总结：机器人轻量化，不是简单把东西做轻，而是以真实工况为源头，以仿真做约束，用自动化放大研发效率，实现减重、性能、可靠性三者兼顾。

如果您企业正在做机器人本体、机械臂轻量化研发，希望提升产品性能、缩短研发周期，欢迎和我们元王（有限元科技）交流，助力企业把仿真技术真正落地到机器人产品开发当中。

如果你想要获取本次分享PPT文档，可以咨询或者添加微信沟通：13632683051。