嘉宾博客:生动地展示了汽车发展的进步

汽车开发计划可能是一个漫长而昂贵的过程，但多年来汽车行业在提高效率方面取得了巨大进步。最大的突破之一是模拟和相关的数字革命，它减少了所需的物理原型数量和项目的持续时间。

但研发部门并没有停止努力改进，并考虑在数字时代汽车开发的可能性。将基于场景的开发引入虚拟环境，同时保留硬件在环(HIL)功能的核心竞争力，这是一个巨大的机会。当所需的物理测试数量超过可用的时间和人员时，这种情况特别有利。

一个具体的例子是自动驾驶汽车，数以百万计的驾驶场景需要工程师把一千辆汽车放在路上，每辆车行驶一百万英里，然后对它们进行验证——显然这是一项不可能完成的任务。因此，在这种情况下，测试转移到虚拟领域，在那里模拟可以以比实时快得多的速度运行。

从近期来看，ADAS功能与车辆驾驶性能的联合模拟是汽车开发新方法的另一个好处。这样的校准水平将使ADAS技术的动力学，舒适性和效率的改进能够更快，更容易地完成。

使用经验数字双胞胎

基于场景的模拟的关键要素是使用经验数字双胞胎;这种技术使各种模型和硬件能够实时数字连接在一起。它之所以被称为“经验数字双胞胎”，是因为它是由实验室测量构建的。实际上，一种特殊类型的测试计划被专门设计来捕获所考虑的单元的行为。生成的数据随后被转化为经验数字双胞胎。

在最近的一项合作研究中，通过在动力系统测功机上运行瞬态循环并测量输出，创建了福特PHEV动力系统的经验数字孪生体。该数据训练集被输入到HORIBA专有的神经网络机器学习算法中，以创建一个数字双胞胎，其中输入与实际动力总成的输出相匹配。该模型对排放、燃料消耗和电池充电状态(相对于踏板位置等输入)具有高度准确的响应。然后，这个经验数字双胞胎与车辆模拟并行运行，其中包括环境模拟。

结果呢?运行场景的能力比实时测试快得多——实际上快了50倍。因此，90分钟的路测通常需要大约两天的准备和处理时间，而现在可以在90秒内完成。生成的数字也与实际道路测试的结果高度相关。

不”我忘记了原型

但说联合模拟将消除所有物理测试，那将是一个勇敢的人。除此之外，型式认证和监管机构要求进行实际测试，所以在他们接受数字工程输出之前，一切都不会改变。然而，这种方法所做的是使硬件消除，例如减少50%的初始原型的数量。

对于使用联合模拟的飞行器项目来说，最大的收获是消除了一个阶段。通常，会有一个概念阶段——原型的体系结构被定义——然后是主要的开发原型阶段，然后是生产验证阶段。中间阶段可能会使用数字工程来完成。这意味着工程团队可以直接从概念阶段进入生产阶段，因为他们有足够的信心满足所有车辆属性，这要归功于在数字领域完成的所有工作。有些硬件可能是HIL所需要的，所以这是一个很好的混合，但主要是，由于联合模拟，这个大的开发过程真的消失了。

可以获得很大的优势

这种方法的好处确实因具体的项目和OEM而异。从广义上讲，研究表明，仅通过在联合模拟方法下删除车辆原型，就可以在开发项目上节省500万至1500万欧元。

在节省时间方面，HORIBA MIRA进行了一些研究，使用我们的数字孪生方法进行验证需要15天。即使你有一个完美的(非常不现实的)测试计划——包括将车辆传送到测试设施——最少需要45天的时间来进行90次道路测试评估。在这种情况下，联合模拟可以节省70%的时间，但它更有可能节省95%的时间。

经验数字孪生的另一个优势是能够探索操作设计领域的所有领域。例如，在发布时，欧盟7州的道路测试可能包含“任何成分”。这种在道路测试中的灵活性对于测试和工程团队来说是一把双刃剑。一方面，物理道路测试将变得更容易，因为任何驱动将是有效的。然而，汽车制造商必须确保车型在操作设计领域的所有部分都低于排放阈值。经验数字双胞胎提供了一种方便的方法，可以快速自信地探索数千种可能的测试排列。

ViVID项目(虚拟汽车集成与开发)是一项特别的研究，得出了积极的结论。这项由HORIBA MIRA、英国福特汽车公司、IPG汽车公司、拉夫堡大学和数字工程研究所(IDE)共同开展的合作研究，由先进推进中心资助，最终形成了一份白皮书，概述了数字汽车发展的机遇。

在汽车市场之外，这种数字工程方法可以很容易地复制到各种行业:航空航天、铁路、无人机和任何形式的运输。甚至像洗衣机这样的家用电器也可以用这种方法开发。它也可以用于制造业，因为你可以模拟生产线，创建一个复杂工厂建筑的数字双胞胎。

有关跨v模型的联合仿真技术应用的更多信息，请参见点击这里阅读“生动计划”白皮书。