1、您如何理解數字孿生技術對汽車行業數字化轉型的推進作用?
我認為推進數字化轉型企業首先必須有良好的數字化研發設計基礎。在汽車產品的設計階段,需要企業能夠利用數字孿生技術提高設計的準確性,并通過虛擬仿真試驗驗證產品在真實環節中的性能。在汽車產品虛擬驗證方面,必須要通過驗證平臺進行一系列可重復、可變參數、可加速的仿真實驗,來驗證產品在多種外部環境下的性能和表現,在設計階段就驗證產品的適應性,并通過仿真找尋缺陷,對產品的性能和表現進行不斷優化,這樣才能最大化的減少實物樣機的制作。
圖.白車身數字化模型
無論是針對產品或者是工廠的數字孿生模型,東風汽車都需要強大的平臺算力作支撐,來支撐工業虛擬仿真或數字孿生場景下三維建模處理需求,而工作站所搭配的CPU+GPU的算力組合無疑是最優的選擇。
圖.虛擬仿真分析
2、可以展開描述東風汽車在數字化工廠方面的具體建設經驗嗎?
東風汽車在制造全過程中,已經初步建立了汽車工廠的數字孿生模型,包含了生產設備、生產過程等全部的數字環境,在車間全景可視化方面,通過車間數字孿生系統來逐級展示車間、產線及單機三個層級的總信息。
在工廠三維數字孿生場景中,我們按照沖焊、焊裝、涂裝、總裝這四大工藝將生產線進行設計,這個過程會使用到一系列的設計軟件。包括:3DS MAX、Lumion、After efferc cc等軟件。從三維建模開始,先用3DS MAX對汽車廠房和生產線進行3D效果布局,然后將設計好的3D效果文件導入到Lumion軟件進行動畫漫游設計,并利用After Effects軟件進行后期處理。
圖. 三維數字化車間
在工藝建模效果得到客戶方確認后,按照建模效果進行三維工藝設計,這個過程主要利用三維CAD軟件進行三維實體建模。整個數字化工廠搭建過程中非常考驗圖形工作站的綜合計算能力、大內存和GPU渲染技術來實時編輯3D場景。
最后是工藝仿真階段,利用仿真軟件對三維模型進行仿真分析以驗證設計是否滿足生產要求。主要針對仿真三維模型的導入、仿真模型的調試及仿真運行視頻的錄制。
整個設計過程涉及到多款設計軟件應用,包括各個軟件之間的數據導入、協同處理和場景呈現,對于工作站的兼容性和穩定性提出了較高要求:一方面需要工作站能夠在處理單項應用時,發揮更高性能,快速的完成工作;另一方面,在運行多款應用時需要工作站具備較好的穩定性,不會出現宕機、藍屏等情況。
采用惠普Z系列工作站后,我們明顯感覺不僅應用軟件在使用中得到了優化,處理數據更加得心應手,更沒有出現過宕機等意外狀況。整個研發過程的體驗感得到了大幅度上升,讓我們能夠更加專注于研發創新本身,解決了后顧之憂。
3、在產品研發過程中,新能源汽車與傳統汽車之間有何差異,為您的工作帶來了哪些新的挑戰?
從產品結構維度來看,新能源汽車電子化程度遠高于傳統燃油汽車,越來越多的電子技術已經開始在汽車上使用,從而提升產品的智能化水平,如汽車的車載通信系統、ADAS系統、GPS、5G天線等。眾多電子產品的開發與應用,也給汽車行業帶來了一個不容忽視的課題那就是汽車電磁性能評估與電磁兼容研究。
在研發過程中評估研究汽車電磁性能與電磁兼容性時,我們需要用到很多專業的虛擬仿真應用,例如在車載通信天線單元及天線布局仿真 、車載雷達仿真與設計、V2X虛擬駕駛仿真、整車電磁抗干擾EMC/EMI仿真、控制系統模型化開發以及多體動力學仿真等。這些仿真技術對于圖形工作站的算力、穩定性、兼容性要求往往較高,需要較長時間的求解分析過程和精準的數據模型展現,以往我們針對整車的三維全波電磁場仿真需要3個小時以上的等待處理時間,替換成惠普Z系列工作站之后仿真時間大幅縮短,平均時間在1小時10分鐘左右,整體工作效率得到顯著的提升。
4、針對新能源汽車在智能化(ADAS)和網聯化(車聯網)方面,在研發過程中如何通過虛擬仿真來驗證其技術的可靠性?
簡單來說,智能化(ADAS)和網聯化(車聯網)是智能網聯汽車技術主要路徑。智能化是指依賴于先進駕駛輔助技術ADAS,采用車載傳感器與汽車自動控制系統相結合的方法實現汽車的自動巡航(ACC),自主泊車(APS),自動緊急剎車(AEB)等一系列功能。作為實驗的補充和替代,從汽車天線性能評估到真實的虛擬駕駛測試,最終交付滿足產品性能要求的信息結果。整個虛擬仿真計算過程對圖形工作站顯卡GPU、計算性能、計算的穩定性與可靠性需求較高,特別是工作站GPU的處理能力直接影響仿真的處理等待時間和結果呈現。借助惠普Z系列工作站搭載的英特爾至強系列高端CPU和英偉達RTX系列高性能GPU,不僅縮短了仿真處理時間,還提升了呈現效果,使仿真結果具有更加逼真的物理性質、材質乃至光照效果,為東風新能源汽車智能化(ADAS)和網聯化(車聯網)落地提供了全方位算力支持。
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原文標題:汽車行業數字孿生應用趨勢解讀
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