鏘鏘鏘鏘！2024年開年，集團的第一件大事，想必大家都已經知道了。

沒錯，就是雷總為小米工程師們頒發的“百萬美金技術大獎”，獎勵在重大技術創新項目中做出關鍵突破工程師！而今年的百萬美金大獎，更是花開兩家。

今天，我們邀請到了榮獲桂冠之一的“一體化大壓鑄技術”團隊的工程師們，和大家聊一聊，被稱為“工業巨獸”的“一體化大壓鑄技術”和其研發故事。

01 化繁為簡，全棧自研大壓鑄

主持人：Hi~ 各位老師們好。首先祝賀大家拿下了開年大獎！去年年底，小米的第一款車小米SU7正式亮相，全自研“一體化大壓鑄技術”更是抓人眼球。可以再全面地講講，讓我們更了解它嗎？

大壓鑄團隊：你好，很開心能在這里和大家去分享“一體化大壓鑄技術”。眾所周知，在2020年底，特斯拉開創了“一體化大壓鑄技術”，在學術界和工程界都引起了激烈反響和爭議，有贊同的有反對的，當時甚至反對者居多。當時小米已決定要做車，大壓鑄技術的出現，也讓小米在思考，我們要不要研發大壓鑄技術？可取之處又在哪里？

當時我們判斷大壓鑄會是趨勢，效率特別高，但是投資大，難度高，而且成本比傳統工藝更是貴上不少。深思熟慮后覺得，小米手機就是從傳統機到智能機的方向發展著的，手機的零部件也經歷了“化繁為簡”的過程。而現在車的硬件發展趨勢也是往高度集成化的路線走，可以說和一體化大壓鑄技術“高效集成化、高性能化”的發展理念不謀而合。最終，我們下決心自己建廠自己研發“一體化大壓鑄”技術。為了確保萬無一失，我們團隊一次性定制了三套方案，大壓鑄AB組，再加一套傳統沖壓方案，三套同時做，來保證交付。

大壓鑄團隊：在確定走這個方向后，就開始構思整體的設計方向、制造方向。這是一條無人指引、從0到1的探索之路。隨之而來的問題是：怎么設計產品？什么樣的材料能滿足產品需求？這樣的材料需要什么樣的工藝去實現？什么樣的裝備能保證這樣的工藝穩定生產？一系列的未知困擾著我們，怎么辦？

02 一百天，兩百萬驗證大壓鑄方法論

主持人：汽車，于小米而言意義重大，那這條充滿挑戰的造車之路我們該怎么走呢？

大壓鑄團隊：有一個很現實的問題，我們沒有設計理論指引、沒有可用的材料在手。所以，一步一腳印、踏踏實實地正向自研才是最合適的道路。

要知道，一體化大壓鑄件最大特點就是大，急需解決的問題是，在面對零件巨大，材料流動長度長的情況下，設計材料工藝裝備的核心技術點是什么？基于此背景下，我們團隊決定在開始正式試驗之前，先規劃一個“小”試驗。并創新性地研究出了一套超長流程的“材料-結構-工藝-性能”的試驗方法。正向閉環的開發邏輯指的是什么？其實就是從0到1，用第一性原理，回歸事件本質，從技術的底層邏輯拆解和推導。

為了驗證該方法是否可執行，我們還做了一個長達100多天的探索性試驗研究，期間費用投入達200多萬去驗證這個邏輯和方法論是否正確。當時正值病毒爆發的高峰時期，很多區域都被封控。為保證項目順利推進，大家都選擇住在試驗工廠。也得益于公司對底層技術研發的大力支持，我們通過縝密的試驗方法摸清楚了一體大壓鑄件的“材料-結構-工藝-性能”的基礎技術特點和變化規律。

這套科學的方法論，有效地指導后續大壓鑄件的結構設計、材料自研和制造工藝及設備開發。值得一提的是，該項方法論在科技成果鑒定中獲得國際領先，也被一些高校和車企所學習。我也相信在公司對底層技術研發的大力支持下，能讓預研、發掘技術路線，專項研究等，有了落地到實際場景中的更多可能性。

03 可循環合金材料，邁步碳中和

主持人：在探索出一套完整的正向設計的方法論后，下一步是做什么呢？

大壓鑄團隊：自研材料。我們在調研完市面上大壓鑄的主要材料后，覺得不符合想要做“碳中和”的理念，于是確定了小米的合金材料走“高強高韌可循環免熱處理”的技術多功能復合路線。這就有了一個全新的難題，當時供應商的合金都不符合我們的工程要求，而項目預留的時間甚至不到一年，該怎么辦？

小米材料團隊與國家級材料重點實驗室合作，基于計算熱/動力學及其驅動的AI學習方法進行材料開發。首先進行小米自己的熱力學相圖數據庫搭建，構建了基于目標成分的多元、高精準數據庫，解決了計算材料學基礎問題；然后進行高質量性能數據搜集，有文獻報道的，我們仔細篩選；沒有文獻報道的，我們做試驗、補充數據。

基于材料成分、工藝、組織、性能之間的隱性構效關系，通過圖像識別，小樣本學習，預訓練+微調范式等搭建等AI軟硬融合探索，最終自研了多元材料的AI仿真系統，并經多輪調試迭代趨于成熟。

在數以萬計的模擬仿真實驗中，小米強大的“AI”能力功不可沒。在成分的搜索范圍內，小米自研的“Material Expert Ensemble”模型在極短時間內，預測出1016萬種配方的性能，從而篩選出最適合小米技術路線的“小米泰坦合金”。為了早一點調配出最合適的配方，工程師哪怕是在出差途中，也得千方百計地找一個相較安靜的地方進行“加密”對話。

大壓鑄團隊：用一個網絡熱詞，可以說全員“卷王”。小米泰坦合金的順利誕生，最終也讓小米成為國內唯一擁有可量產自研合金材料的汽車廠商。

04 精密制造“工業巨獸”

主持人：有了科學的方法論和自研的材料，一體化大壓鑄制造是不是可以啟動了？

大壓鑄團隊：是的，整個壓鑄的關鍵流程可以分解成4步：

首先熔煉原材料，保持品質、溫度的情況下精確定量供應鋁液；

9100噸壓鑄機和閉環溫控設備集群，保證產品瞬間壓射成型；

100秒左右完成產品多工序、自動化處理，完成生產；

對產品進行質量檢測。

大壓鑄團隊：一體化大壓鑄技術存在很多制造難題，小米完成了大壓鑄全套流程及標準自研：包括60個設備，并能精密控制433個壓鑄工藝參數。為改善鋁液轉運過程中產生的溫降和吸氫導致的產品預結晶、氣孔、夾渣等質量問題，小米創新開發應用了鋁液全封閉自動傳輸系統，實現了鋁液品質的提升。創新性提出了產品中心、模具中心、壓鑄機中心、壓射中心、頂出中心的“五心合一”的壓鑄系統設計。它能夠解決模具漲型不均衡、設備大杠偏載、模具頂針卡死等問題，降低壓鑄機故障率、避免鎖緊系統非平衡磨損、保障大壓鑄設備的穩定運行。

保障產品質量，需要控制產品成型過程模溫動態平衡。在100秒左右的的生產節拍內，模具溫度先后經歷700℃鋁液的加熱、7℃冷卻水的降溫以及噴涂、空氣冷卻的影響，模具溫度的動態平衡、模具溫度的控制速度以及控制精度是產品成型質量的主要影響因素之一。為此，小米自研了閉環溫控設備集群，包含水溫機、油溫機、模冷站、熱成像儀、模具內參數檢測等設備，通過232個回路的精確控制和自動監測形成閉環控制，保障了產品質量的穩定性。

05 AI賦能工業硬科技

主持人：2023年，小米科技戰略升級為（軟件×硬件）??，將AI技術看作一種生產力。AI 在壓鑄中是如何應用的？

大壓鑄團隊：前面有提到泰坦合金材料，在1060萬種配方中成功篩選了適合小米一體化大壓鑄的材料。大家可能會認為有數據、訓練模型就能預測了。其實不是的，在材料中的進展困難重重：

首先，計算材料是一個交叉學科，對于AI工程師來說，最大的挑戰是材料領域知識不足。我們向高校的老師請教、向小米材料專家請教，查閱文獻，大模型輔助設計，快速補齊專業知識。小米一直強調真誠、熱愛的價值觀，兩個領域的同事配合得非常融洽、高效。

其次，對于訓練AI模型來說，業務數據太少了。在材料成分之外，基于熱力學數據庫引入了很多組織、凝固過程等數據作為先驗知識。同時利用預訓練+微調的大模型方法，用數量較多、質量較低的仿真數據、文獻數據進行預訓練，用很少、但質量高的真實實驗數據進行微調。

最后，希望探索空間能更大，我們設計了外推評價體系，用多種策略和模型增強外推能力。可以說在這次的材料打磨中， AI 能力真切地賦能了生產，通過 AI 能力仿真建模，預測配方結果。最終實現了從1016萬種配方當中，研發出了“小米泰坦合金”。

大壓鑄團隊：由于一體化大壓鑄工藝相較于沖壓工藝，產品良率低。壓鑄過程完成后，需要對整個零件進行全方位檢測，在高質量標準下，需要精準識別出毫米級缺陷。人工檢測會存在個體差異性和主管判斷情況，不同檢測員對缺陷定義、標準有所不同。同時還存在長時間檢測帶來的疲勞和注意力問題。基于AI技術，通過多個專家共同對齊標準、標注樣本，通過AI技術實現缺陷檢測，能夠融合多個專家經驗、減少主觀差異、進而提升效率、效果。

目前AI采用的目標檢測技術，是從海量樣本中訓練模型，識別有固定特征的目標，且通常目標較大，比如人臉識別、人形識別等。但是將主流目標檢測技術，應用在一體化壓鑄的缺陷檢測當中存在著重重困難。比如：不同于互聯網數據，工業生產中可使用數據量少，缺陷樣本也很少；工業產品制造過程中受工藝的影響，裂紋、變形等缺陷種類多；缺陷的判定沒有明確的標準和規范，標注困難；工業缺陷檢測關系到實際生產，誤檢、漏檢都不允許發生，檢測結果要求極高。

因此，團隊采取了基于專家知識的視覺大模型標注和檢測技術，通過專家知識引導大模型進行數據預標注，突破了傳統AI模型對于大量人工標注的依賴關系，解決了缺陷數據標注難的問題；通過自研的正負樣本缺陷檢測算法，在數據量少的情況下，分別學習缺陷/非缺陷樣本特征，結合專家知識進行高效融合預測，突破了少樣本場景下模型性能瓶頸限制，實現了工業場景中誤檢和漏檢的嚴格把關。

06 持續打造汽車工業新時代的夢想之車

主持人：這次獲獎之后，對于小米汽車有什么展望嗎？

大壓鑄團隊：繼續創新迭代技術，硬剛核心技術。未來，我們也會持續打造汽車工業新時代的夢想之車，做好看、好開、舒適、安全的移動智能空間。

主持人：好的，謝謝大壓鑄團隊的精彩分享。本期訪談就到這里，我們下次再見。

百萬美金技術大獎是代表小米公司最高水平的技術大獎，今年已經是第五屆。五年來，共有包括小米澎湃OS新框架、一體化大壓鑄技術、小米×徠卡影像等七項技術問鼎這一集團最高技術榮譽。百萬美元技術大獎的初衷，就是讓這些技術的“幕后英雄”走上前臺，讓他們的努力和成果被更多人看見。“技術為本”是小米不變的鐵律。我們相信，征途漫漫，技術的創新之火一定會照亮小米的未來。