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隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車的研發(fā)周期也在不斷的縮短，借助建模和仿真技術(shù)，很多車企現(xiàn)如今的新車研發(fā)周期已經(jīng)大大的縮短，同時由于數(shù)據(jù)質(zhì)量的提高，試制零部件減少，錯誤損耗降低，研發(fā)成本也在大幅度下降。在汽車行業(yè)數(shù)字化的進(jìn)程中，汽車制造的各個環(huán)節(jié)都在進(jìn)行著技術(shù)更新。

在激烈的行業(yè)競爭下，建模仿真技術(shù)在應(yīng)用中飛速發(fā)展。

全生命周期下的仿真技術(shù)

新車的生產(chǎn)過程從最開始的幾何建模開始，構(gòu)建形狀結(jié)構(gòu)、尺寸、外觀等幾何屬性，解決幾何設(shè)計問題，逐漸發(fā)展成為物理建模，通過構(gòu)建運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)的物理屬性與產(chǎn)品相同或相近的數(shù)字樣機(jī)的物理模型，解決數(shù)字樣機(jī)在各種工況下運(yùn)動、受力等物理仿真問題。

使用仿真技術(shù)之后，產(chǎn)品的開發(fā)周期縮短，應(yīng)用仿真技術(shù)以后需要的樣品相較于傳統(tǒng)的做法，減少到原有的三分之一。而仿真技術(shù)在車身輕量化設(shè)計的過程中，在環(huán)保需求、安全法規(guī)、信息技術(shù)和人工智能的綜合推動下，仿真技術(shù)大量運(yùn)用于汽車安全領(lǐng)域，在汽車碰撞測試中，運(yùn)用仿真技術(shù)再現(xiàn)碰撞過程，不僅僅是不再需要高昂的費(fèi)用來支撐碰撞車輛的報廢，同時也能夠在仿真過程中，找到解決問題的關(guān)鍵點(diǎn)。在動力電池制造階段，電池性能的評估和預(yù)測，可以通過一次性仿真來完成，基于電池制造過程的一致性仿真研究是實(shí)現(xiàn)動力電池數(shù)字化的關(guān)鍵。

仿真技術(shù)在汽車領(lǐng)域的運(yùn)用已經(jīng)從單一的階段性設(shè)計性能模擬發(fā)展到產(chǎn)品的全生命周期。

汽車行業(yè)的數(shù)字孿生

數(shù)字孿生這個概念在提出的時候，給人的感覺更像是像是傳統(tǒng)仿真技術(shù)的升級版，實(shí)際上就是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程。

通過數(shù)字孿生技術(shù)可以打破固有設(shè)計導(dǎo)入傳統(tǒng)，快速完成設(shè)計，并在不同的應(yīng)用場景下對虛擬數(shù)字孿生進(jìn)行測試。這相當(dāng)于將常用于軟件的敏捷開發(fā)推廣到整個汽車研發(fā)。傳統(tǒng)的CAD已經(jīng)可以在設(shè)計階段將車上的所有零部件進(jìn)行組裝，然后作空氣動力學(xué)仿真和模態(tài)分析等，數(shù)字孿生技術(shù)在這基礎(chǔ)上更進(jìn)一層，具有外觀光學(xué)、機(jī)械動力、硬件電路和軟件算法等特征，供各個部門共同打造。同時數(shù)字孿生除了產(chǎn)品本體的虛擬映射外，還能提供虛擬的多維度的測試環(huán)境，以便設(shè)計人員更快速準(zhǔn)確地做出各種設(shè)計決策。運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)甚至可以將簡單的三維建模深化為針對ADAS屬性的數(shù)字場景，dSpace、ADTF和Siemens的傳感器仿真模型的已經(jīng)有了相應(yīng)的解決方案。

數(shù)字孿生不僅僅可以運(yùn)用在汽車設(shè)計的過程中，同時也可以制造過程中建立制造車間的數(shù)字模型，實(shí)時同步數(shù)據(jù)，高效快速地完成調(diào)整，進(jìn)行監(jiān)控，有效的提高生產(chǎn)效率。特斯拉超級工廠就有對數(shù)字孿生的應(yīng)用，規(guī)劃和改造制造流程。而在汽車運(yùn)營過程中，數(shù)字孿生也貫穿全過程，在查看汽車配置、模擬行駛和應(yīng)用場景中給人以最直觀的感受，同時在維修過程中也可以通過虛擬調(diào)試，更直觀的查看各部件的裝配關(guān)系、尺寸等，減少迭代過程中試錯產(chǎn)生的實(shí)體制造次數(shù)、時間和成本，提高效率。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，建模仿真也在不斷改變著形態(tài)，與傳統(tǒng)模式相結(jié)合，解決汽車從制造到后期的各種難題，促進(jìn)汽車行業(yè)的全面發(fā)展。相信隨著時間的推移，以數(shù)字建模為基礎(chǔ)的完整技術(shù)體系，將改變汽車制造的方向。