华为与棣拓软件联合讲解：ICT技术在汽车行业的应用及方案

2020-12-21 11:12

　　随着ICT技术的不断发展，汽车制造各生产环节均处在数字化、智能化转型的风口浪尖。助力汽车行业产品革新，重塑产业生态，必将依靠新技术、新机遇。如今汽车行业正朝数字化、智能化高速发展，众多车企也纷纷建立自身产业生态，如何把握机遇，实现弯道超车成为重中之重。

　　12月16日，在∑co时间线上直播中，华为与棣拓软件进行了联合讲解，就当前汽车行业市场现状及发展趋势进行分析，对ICT技术在汽车行业的应用及方案进行详细讲解，并结合Fips软件深入浅出车辆仿真问题，为汽车行业变革提供无限可能。

　　华为ICT技术赋能汽车行业数字化转型

　　华为中国政企智能制造汽车行业解决方案专家姜县楼从汽车行业发展趋势、华为面向汽车行业的解决方案和成功案例三个方面进行了解读。

　　如今，汽车行业正在发生变化，如日益成熟的动力总成技术和轻量化材料、智能制造和车联网的迅速发展、出行偏好的改变和自动驾驶汽车的兴起。

　　姜县楼表示，目前25％的汽车成本是软件成本，汽车就像一个行驶在路上的计算机。因此，汽车行业将成为引领ICT技术的高科技潮头行业。这样的变化过程，影响着每一家车企，传统汽车制造商将向出行服务及产品综合供应商转型，供应链、研发设计、整车制造、销售和服务的全业务流程都将改进。

华为汽车行业解决方案全景图

　　据介绍，华为汽车行业解决方案可通过多地域协同研发、仿真设计等，大幅降低新车研发成本，缩短车辆上市周期；通过车联网、出行服务、汽车后服务等不断提升客户体验，增加客户粘性，实现车企从“单纯卖车”向“移动出行服务提供商”转型。

　　在营销管理方面，通过客户画像精准分析目标客户、采用电商商务模式，提升营销效率和汽车销量，做到汽车营销数字化。从顶层规划开始，华为通过提供数字化转型规划服务，帮助客户确定数字化蓝图和变革方向。数字化转型规划服务全部来源于华为自身的数字化转型实践。在数字化转型规划中，华为通过变革主线来确定数字化蓝图。

　　在研发方面，姜县楼为我们分享了两大解决方案，分别是高性能计算解决方案和研发云解决方案。据了解，2025年前，汽车虚拟工程对应的计算能力和软件复杂度每5年增100倍、开发成本下降25％。巨大的计算量，传统自建在未来将难以承受，HPC开始云化，ISV积极转身，将软件移植到云HPC提供商，成为SaaS应用。

　　姜县楼表示，通过华为高性能计算解决方案可以将CAE的使用从研发扩大到与大规模生产对接，涉及碰撞、CFD、NVH、通信、节能。同时，还可以制定HPC云化的策略来应对汽车虚拟化工程带动的巨大计算资源需求。

　　在研发阶段还有一个痛点就是协同问题。华为基于自身实践形成研发云，实现全球研发协同，大幅提升研发效率，加快产品TTM周期。据姜县楼介绍，从前的“烟囱式”实验室环境需要2—3个月准备周期。现在通过华为研发云可轻松实现百万级VM集中管理和调配，分钟级环境准备，资源复用率提升2．5倍，作业时间缩短50％，代码上云，加固研发安全。

　　谈到制造环节，华为汽车行业解决方案能为智能工厂提供一网多能＋物联网统一管理平台，解决了智能工厂的生产数采和仓储物流等多个环节的难题。有了数据之后，如何应用数据是接下来的关键。华为提供了工业智能体EI助力提升供应链运作效率。

　　在数字化营销方面，华为通过对话式智能服务最大化业务成效。通过售前引导增加商业机会，降低运营成本；通过售后服务提高客服效率，提升服务体验；通过智能外呼降低人力成本，提升客户满意度。

　　在智能出行方面，华为智能出行服务平台支撑各类移动出行服务场景，通过华为人工智能与大数据服务，让用户出行更安全放心、高效便捷，提升用户体验。

　　综上所述，ICT基础设施已经成为数字化转型的基石，而华为的联接＋计算＋智能将成为汽车行业数字化转型的核心引擎。

　　姜县楼表示，华为通过全球实践，做车企数字化转型的使能者。在成功案例方面，姜县楼首先分享了华为混合云支撑车企集团建设数字化转型底座。华为混合云提供数字化平台，不占有数据，秉着数据是属于车企、车企客户的原则，为用户提供技术手段，助力车企打造自身品牌。

　　在高性能计算方面，华为HPC高性能计算支撑汽车仿真研发。如今，汽车碰撞测试占用大量计算平台时间，任务排队等候，导致产品开发周期长、成本高。同时，研发人数多、建模和模型上传、计算结果回传对基地到HPC集群间的网络带宽要求高。

　　华为通过独立基础架构资源池为吉利提供强隔离的HPC集群。采用多核（16核）高主频CPU，计算能力高于长安基准10％，100G Infiniband网络连接所有计算节点，网络时延＜5us，基于IB网络的Lustre分布式文件系统。

　　在物联网方面，华为物联网解决方案帮助工厂实现物料供应准时化（JIT）。华为基于NB－IoT的车位检测器，实时检测车位占用状态；基于华为云的OCR单据自动化识别，提升识别效率；泊位管理系统实现自动化调度，物流装载效率提升；基于RF－ID检测器，自动识别物料的出入库状态。华为物联网平台帮助法国标致雪铁龙集团建立全球车联网平台，实现了底层数据平台与上层车联应用分离，满足各区域灵活定制需求。

　　CFD分析软件－Fips，助力车辆空气动力学性能升级

　　棣拓Fips软件技术经理王海坤从软件介绍、亚音速空气动力学、超音速空气动力学、气动噪声、水面和水下流体动力学五大方面为我们带来了详细解读。

　　据王海坤介绍，Fips是一款流体仿真软件，其核心功能是通过求解特定的偏微分方程（PDE）来模拟流体（空气、水等）在各种情况下的行为。

　　Fips的主要特点包括：对输入几何容错性较大，大大减少用户在前处理上的时间花销；针对特定应用领域高度模板化，形成自动化分析流程，极大地提高了用户的分析效率；快速准确的求解算法，在某些领域能比同类软件快5－6倍；与优化方法深度结合，快速地为用户找到最优设计方案。

　　王海坤表示，Fips软件的优势在于对求解流程的优化。在求解压力方程方面采用非传统速度压力耦合分裂步，来维持速度与压力的强耦合从而减小segregated模式导致的拆分误差。使用的分裂步具有比传统模式更好的质量守恒特征，从而降低收敛需要的计算量。压力方程的系数是常数，因此大大提高了压力方程求解的并行效率。可以同时求解亚音速和超音速的流动问题。

　　在亚音速空气动力学仿真计算方面，主要进行阻力和升力的预测。主要功能是预测地面交通工具或者飞行器在行驶过程中受到的阻力和升力：模板化，用户只需要准备好待模拟的几何文件，随后调用模板，程序将自动完成剩余的操作；仿真结果准确度高。

　　在超音速空气动力学仿真计算方面，跨音速和超音速飞行器的激波捕捉以及激波与湍流的相互作用：全马赫高精度瞬态求解器，可仿真飞行器从低音速加速到超音速的行为。

　　在气动噪声方面，主要进行风噪预测。主要功能是预测地面交通工具或者飞行器在行驶过程中的风噪声。气动噪声也提供类似的模板化功能，程序可以准确快速的自动完成接近百分之八十的手动操作。得益于高效率的算法，计算速度比同类软件快5－6倍。

　　通过实车侧窗测点压力结果与风洞实验的对比可以看出：时间步长为1e－5s，对应最高可解析频率的理论上限为6600－8300Hz， Fips仿真结果部分测点在约7000Hz左右开始与实验值有偏差，部分测点到10000Hz仍与实验值吻合很好，充分说明了Fips求解器数值耗散误差很小，求解精度很高。

　　王海坤以某车型实际项目为例，不同后视镜仿真结果与实验结果进行对比。同一个车型，三款不同后视镜对应的车内噪声的风洞实验和Fips仿真结果。可以看出：仿真得到的噪声随频率变化的趋势与实验基本吻合；仿真对三款后视镜的噪声预测，即mirror－3最好，mirror－2次之，mirror－1最差，与实验结果一致。