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如何在数字孪生世界中研发一款新车?

汽车知讯 2022-4-7 08:56 Au: 汽车智慧

近两年,新车的推出节奏不竭加速,依据乘联会月度传统车企新车上市统计,2021年全年乘用车市场共推出了384款新车,均匀每月就有32款之多。


如何在数字孪生世界中研发一款新车?

  日均一款新车型的疯狂,给车企的研发造成了很大的竞争压力。有数据表白,今朝一款新车的均匀研发周期已经过过去的5~7年缩短至2~3年。

  在如此“竞速”压力之下,车企在寻求一些前沿科技手段来提升车型研发阶段的效率,例如操纵模拟仿真进行产物研发及测试验证,让云上模拟测试来取代部分的实物测试,来缩短研发验证的时间并下降本钱,就是典型的应用案例。

  仿真技术如作甚新车研发降本提速

  一般来说,传统新车研发采用经验设计—试验校核的方式。但汽车结构很是复杂,在设计进程中往往无法知道局部及总体强度等是否能满足设计要求,只能靠一轮又一轮的试验来改良,这需要很长的设计周期及很高的设计试制用度,因此就很难适应市场的需求。

  而仿真技术的大范围运用,可以在产物设计早期,用根基的计较机分析模子,对所设计的产物进行强度、寿命及特性猜测,从而指导产物设计,使产物设计指标获得保证,有效地进步设计产物的可靠性, 缩短研发周期,下降研发本钱。

  上海汇众汽车制造有限公司CAE中心主任盛云曾在采访中谈到:“以前汽车企业开辟一个新底盘的时间周期约为几个月,使用仿真技术之后开辟周期缩短约1/3。汽车企业一般的开辟纪律是先仿真计较,然后再用样品去验证,若样品测试中发现问题,再回到仿真技术中去修正模子。应用仿真技术以后需要的样品大约2~3个就够了。假如没有运用仿真技术,依照传统的做法,大约需要8~10个样品。”

  今朝,仿真技术已经贯串了汽车产物的概念设计、样车试制、性能优化、以及后续的投产和市场问题反馈等各方面各环节。比如,为了保证产物平安性,新车上市前需要经过严格的碰撞测试,每次碰撞测试意味着一辆崭新的汽车完全报废,而且每次碰撞的辅助性投入也很高,对汽车企业来说,这是一笔不菲的开支。

  中国汽车技术研究中心有限公司碰撞实验所科长卜晓兵暗示:“碰撞测试是破坏性实验,通过仿真技术进行真实还原,能够保证评估更有广度和深度,比如主被动平安一体化,未来更多乘坐方式的工况等,带有生物力学假人的虚拟测评试验工况损伤更接近于真实交通事故。此外,运用仿真技术再现碰撞进程,可以低本钱快速地找到解决问题的关键点,由于一些关键点假如依照传统的方式,可能需要屡次碰撞才能发现。”

  除了结构平安之外,汽车功能平安测试也大量运用到了仿真技术,尤其是在自动驾驶的功能平安验证方面,110亿英里的测试里程,依靠实际路测不成能完成,需要依靠仿真技术才能满足需求。例如,腾讯借助三维重建、游戏引擎等技术搭建的虚拟仿真平台TAD   Sim,可以依据真实数据重建物理纪律、运行逻辑都和现实世界一致的交通场景,再借助云计较能力同时运转成百上千个测试场景,具有逐日测试1000万千米的能力,可以大大提升测试效率,下降测试本钱。

  大范围仿真运用离不开云上高性能计较

  仿真已经成为研发必不成少的手段。从本质上来说仿真可以看做是一个大范围的数据处置和计较系统,对平台的算力和性能也提出了更高的需求。它需要在虚拟世界中,通过物理模子来重现现实世界的物理运动法则,然后用来自现实世界的真实数据重现产物的全生命周期进程并快速得出成果。

  大范围仿真的运用需要多大量级的计较资源呢?汽车研发是极为复杂的系统工程,仿真进程需要处置的数据难以计数,离不开云计较、AI能力的支持。尤其是在汽车智能化的推动下,仿真的种类和复杂水平大幅度增加,仿真验证所需要的计较资源已超越人们的预计,以前只要几十个、几百个节点便可以满足需求,但如今会需要上万个计较节点和CPU  Core来完成这些工作,这给车企的传统架构带来了庞大的挑战。

  首先,大范围的数字孪生仿真展开使得虚拟工程对应的计较复杂度每5年会增长100倍。随之而来的HPC(高性能计较)集群资源需求每年都在成倍增加,但很多车企选择自建HPC集群已经无法满足今天市场对研发制造的需求,大范围和突发性的计较能力欠缺成为车企经常和必须要面临的情况。

  而随着云计较的普及,仿真业务近年来也在操纵云计较服务快速上云。车企操纵公有云每年最新算力机型,弹性的操纵模式,来进行数值仿真以辅助产物设计分析,已是越来越常见。

  例如长安就和腾讯汽车云展开了HPC项目标合作,每年获得了最新最强算力支持,而且,腾讯云在分歧场景对分歧CAE软件都做过充实的适配,满足了长安汽车多样化的研发制造需求。

  据领会,今朝腾讯高性能计较云平台HPC,已经将主频提升至3.4GHz,最新一代的RoCE  V2  100G的RDMA网络,可将延时缩短到微秒级。别的,海量弹性的计较和存储资源,可按照车企业务谷峰公道弹性伸缩,提供A100/A10GPU资源池,并配合上至100GB/s吞吐的并行文件系统,为车企进步资源操纵率,避免浪费。


如何在数字孪生世界中研发一款新车?

  腾讯HPC仿真云架构

  除了汽车的研发,云将会贯串汽车的设计、生产、制造、销售、售后全链路,为车企提供全生命周期的数字化服务。运用自动驾驶云平台,可为车企下降研发门坎,进步研发效率;运用“云+SaaS”数字营销新模式,可为车企获得更精准的触达用户方式。今朝,越来越多的车企青睐于灵活开放的云端发展模式,未来,云将会借助独占的灵活、高弹性、高容量、低本钱,为车企提供源源不竭的能量。


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