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1、 2 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 指導顧問 鐘志華 中國工程院院士、車輛工程專家、中國工程院副院長 李克強 中國工程院院士、汽車智能化專家 陳十一 中國科學院院士、東方理工高等研究院院長 何積豐 中國科學院院士、計算機軟件專家 總編 王 耀 中國汽車工業協會 秘書長助理、技術部部長 副總編 韓 昭 中國汽車工業協會 技術部總監 尤 強 中國汽車工業協會 技術部副主任、軟件分會執行副秘書長 王衛瑛 中國汽車工業協會 軟件分會副秘書長 李成蹊 上海汽車工業軟件創新中心 3 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 參編人員 蔡勇、陳曉、陳援軍、陳志楊、崔向陽、董魯軍、杜兵兵、方文華、高建華、郭海斌、何彥
2、田、侯覓、胡晨輝、黃嵩、惠滿慶、姜博文、姜添泰、姜艷超、蔣超軍、金鈺、敬偉峰、冷韋韋、李建軍、李建勛、梁浩、梁永、林管、劉矗、陸申榮、莫莽、聶春文、秦保栓、秦民、屈亞寧、唐凱、唐現瓊、萬建華、王松濱、王躍建、肖紅雨、熊凱、楊曄、楊一峰、尹可杰、于清蓮、張軍、張實展、張永生、張淵、鄭茂寬、周政海、莊天然(按照拼音首字排序)編寫單位 國家工業信息安全發展研究中心 上海智能汽車軟件園 國汽(北京)智能網聯汽車研究院有限公司 中國第一汽車集團有限公司 中汽創智科技有限公司 山東山大華天軟件有限公司 武漢天喻軟件有限公司 4 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 上海新迪數字技術有限公司 上海適途科技軟件有限
3、公司 上海浦東軟件平臺有限公司 上海同星智能科技有限公司 北京科思誠科技有限公司 芯華章科技股份有限公司 參研單位 普華基礎軟件股份有限公司 大唐融合通信股份有限公司 上海仆勾山科技有限公司 湖南邁曦軟件有限責任公司 武漢工學智聯科技有限公司 依柯力信息科技(上海)股份有限公司 上海流程智造科技創新研究院有限公司 北京圜暉科技有限公司 上海庭田信息科技有限公司 倍睿軟件(上海)有限公司 戴西(上海)軟件有限公司 深圳十灃科技有限公司 5 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 目錄 第 1 章 汽車工業軟件概述.10 1.1 汽車工業軟件定義.11 1.2 汽車工業軟件主要分類.11 1.2.1 研發
4、設計類.12 1.2.2 生產制造類.31 1.2.3 測試驗證類.37 1.2.4 運維服務類.43 1.2.5 經營管理類.49 1.2.6 其他.56 1.3 汽車工業軟件的重要意義.72 1.3.1.汽車工業軟件保證汽車工業的經濟和安全穩健.72 1.3.2.汽車工業軟件賦能汽車工業的發展和創新蓬勃.73 1.3.3.汽車工業軟件促進汽車工業的數字化和智能化高效.73 第 2 章 汽車工業軟件現狀及其生態環境.75 2.1 政策生態環境:汽車工業軟件相關政策.75 2.1.1 國家發展戰略.75 2.1.2 國家智能網聯汽車政策.76 2.1.3 國家工業軟件相關政策.78 2.2 產
5、業生態環境:汽車“新四化”帶來新機遇.79 2.2.1 汽車自動駕駛仿真測試.80 2.2.2 基于數字孿生的汽車產品全生命周期管理.82 2.2.3 汽車全域仿真測試驗證.83 6 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 2.2.4 基于新 EE 架構的汽車電子仿真測試.84 2.2.5 基于 AIGC 的自動代碼生成和自動測試用例生成.85 2.3 汽車工業軟件現狀.85 2.3.1 研發設計類.85 2.3.2 生產制造類.93 2.3.3 測試驗證類.94 2.3.4 運維服務類.96 2.3.5 經營管理類.97 2.4 汽車工業軟件工具鏈分析.98 2.4.1 汽車機械結構工具鏈.98 2
6、.4.2 汽車電子電氣工具鏈.100 2.4.3 汽車軟件工具鏈.102 第 3 章 中國汽車工業軟件面臨的痛難點問題.104 3.1 汽車行業工業軟件需求側痛難點問題.104 3.1.1 標準不統一、集成復雜度高.106 3.1.2 現有工業軟件工程化嚴重,易用性差.107 3.1.3 主流工具多來自國外企業、容易出現卡脖子情況.107 3.1.4 主流工業軟件定制能力差.107 3.2 汽車行業工業軟件供給側痛難點.108 3.2.1 國產高端工業軟件產品能力差.108 3.2.2 沒有真實場景的用戶使用,產品難以打磨成熟.109 3.2.3 工業軟件產業生態生態不健全.109 3.2.4
7、 汽車行業工業軟件人才培養體系不健全.110 3.3 汽車工業軟件亟需解決的問題.110 7 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 3.3.1 工具鏈缺口的補鏈,降低汽車工業軟件供應鏈風險.110 3.3.2 工具鏈功能的強化,提高汽車工業軟件的競爭力.112 3.3.3 工具鏈接口標準化,促進汽車工業軟件生態建設.113 3.3.4 工具鏈整合云化平臺化,實現汽車工業全域數字孿生.114 第 4 章中國汽車工業軟件產業發展整體思路及發展路徑.116 4.1 汽車工業軟件產業發展整體思路.116 4.1.1 制定戰略規劃.116 4.1.2 推動技術創新.116 4.1.3 加強產學研合作.117
8、4.1.4 培養專業人才.117 4.1.5 加強標準和規范建設.117 4.1.6 推動產業協同發展.118 4.2 汽車工業軟件產業發展路徑.118 4.2.1 汽車工業軟件發展步驟.118 4.2.2 汽車工業軟件關注要素.122 4.2.3 汽車工業軟件側重面.123 4.3 汽車工業軟件生態建設思路.125 4.3.1 政府構建汽車工業軟件生態.127 4.3.2 構建汽車工業軟件供需生態.128 4.3.3 構建汽車工業軟件人才生態.128 4.3.4 構建汽車工業軟件平臺生態.130 4.3.5 構建汽車工業軟件應用生態.130 4.3.6 構建汽車工業軟件上下游生態.131 4
9、.3.7 構建汽車工業軟件投融資生態.131 8 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 4.3.8 構建汽車工業軟件國際標準與合作生態.132 第 5 章 中國汽車工業軟件未來發展建議.134 5.1 強化政策導向,多方協作推動產業發展.134 5.2 加強標準引領,達成共識建立行業規范.135 5.3 加快場景應用,串珠成鏈構建自主生態.135 5.4 重視人才培養,校企聯動夯實發展根基.136 附錄 1 縮略語對照表.138 附錄 2 汽車特色工業軟件工具鏈分類.140 附錄 3 名錄案例.145 1.國內工業軟件廠商名錄.145 2.國內工業軟件產品及應用案例.146 2.1 上海新迪數字技術
10、有限公司.146 2.2 山東山大華天軟件有限公司.148 2.3 湖南邁曦軟件有限責任公司.151 2.4 工禾工業軟件(上海)有限公司.155 2.5 上海仆勾山科技有限公司.157 2.6 芯華章科技股份有限公司.160 2.7 上海適途科技軟件有限公司.163 2.8 北京科思誠科技有限公司.165 2.9 武漢天喻軟件有限公司.168 2.10 中汽創智科技有限公司.171 2.11 北京圜暉科技有限公司.174 2.12 上海同星智能科技有限公司.177 2.13 戴西(上海)軟件有限公司.180 9 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 2.14 深圳十灃科技有限公司.184 2.15
11、 依柯力信息科技(上海)股份有限公司.186 2.16 普華基礎軟件股份有限公司.190 10 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 第 1 章 汽車工業軟件概述 工業軟件(Industrial Software)是專門應用于工業領域的軟件,是推動我國智能制造高質量發展的核心要素和重要支撐,其主要目的是促進工業企業智能化發展和提高生產效率。工業軟件在現代工業領域扮演著關鍵角色,代表新一代信息技術的核心,并構成國民經濟和社會全面發展的基礎性、戰略性產業。隨著云計算、物聯網、數字孿生、大數據、人工智能等前沿技術融合,工業軟件正塑造著我們對工業領域的嶄新認知。汽車工業軟件是工業軟件的重要分支,其巧妙地將工
12、業技術數字化與汽車工業的獨特特質融為一體,涵蓋汽車制造業各個關鍵環節。汽車工業軟件既是研究汽車產業產品的關鍵工具和生產要素,也是驅動汽車產業創新和更新迭代的關鍵要素。汽車工業軟件持續為汽車產業提供新的功能和解決方案,從而推動汽車產業“新四化”的蓬勃發展。汽車工業軟件通過優化研發設計、測試驗證和生產經營等環節,汽車制造商進一步提高產品質量、降低成本,從而在市場競爭中占據優勢。發展汽車工業軟件,既是我國汽車產業走向智能化、網聯化的重要推力,也是我國汽車產業提高國際競爭力的重要抓手,是確保我國汽車工業產業鏈安全與韌性的根本所在。11 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 1.1 汽車工業軟件定義汽車工業軟
13、件定義 本白皮書對汽車工業軟件的簡明定義是:汽車工業軟件是對汽車設計、制造、運營和管理等領域的技術、流程的程序化封裝和復用,用于汽車研發制造的各個方面。更全面的描述是:汽車工業軟件是專門針對汽車制造業而開發的軟件,承載汽車工程領域的專業技術、流程和最佳實踐,以數字化方式定義和管理汽車的全流程,包括設計、質量控制、生產計劃、車輛性能和安全等,推動汽車制造企業提高生產效率與降低生產成本,是現代汽車制造工業的“靈魂”。汽車工業軟件的關鍵特點在于:一是實際內容汽車工業軟件是汽車領域工業技術/知識和信息技術的結合體;二是最終作用軟件直接為汽車工業過程和產品增值。1.2 汽車工業軟件主要分類汽車工業軟件主
14、要分類 就汽車工業軟件本身而言,由于涉及交叉工業門類復雜,汽車工業軟件種類繁多,分類維度和方式一直呈現多樣化趨勢,目前國內外均沒有公認、適用的統一分類方式。在汽車特定領域的工具型軟件已從狹義概念向工具鏈上下游和端到端的全生命周期軟件方向演進,進而發展到汽車智能智造軟件平臺。本白皮書認為,分類越簡明越有利于理解和傳播,分類越細致越有利于各類軟件發展??傮w上,在編寫本白皮書過程中兼顧以上兩者,從汽車產品全生命周期特性和電動化、12 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 網聯化、智能化、共享化新發展的角度,再分為研發設計類、生產制造類、運維服務類、經營管理類的基礎上,結合汽車產品對質量、安全的極高要求,獨
15、立引出測試驗證類,并順應汽車工業新背景和新時代發展的工業軟件需求,新增新型架構類、基礎支撐類和人工智能算法類。需要說明的是,采用上述的分類方法,并不是這種分類多么準確和科學,而恰恰是因為目前找不到非常準確和科學的分類方法,但是本白皮書的內容又要求必須使用分類來進行內容闡述,不得已而按照如下原則詞語相對簡明,內涵容易理解,業界經常使用而采用的。1.2.1 研發設計類研發設計類 研發設計類的汽車工業軟件是指用于汽車制造企業在研發和設計階段進行車輛設計、模擬、分析、優化和管理的各類軟件工具和平臺。這些軟件旨在幫助汽車制造企業和工程師進行車輛設計、模擬、分析、優化和管理。這些軟件的功能覆蓋了汽車研發的
16、各個方面,包括設計、工程分析、動力學仿真、制造過程模擬、聲學和振動分析等。研發設計類的汽車工業軟件在汽車設計制造過程中起到至關重要的作用。這些軟件提供了豐富的功能,使工程師能夠更高效地進行車輛設計研發工作,從而縮短研發周期和上市時間。通過使用軟件進行設計評估、結構仿真、動力學分析等,工程師可以優化車輛的性能。除此之外,軟件中的 13 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 分析工具可以幫助工程師進行碰撞仿真、流體力學分析等,從而預測和解決潛在問題,提高車輛質量和安全性。軟件也提供了強大的建模和可視化工具,使設計師能夠實現創新的設計理念,定制和優化車輛的外觀和內部布局。研發設計類的汽車工業軟件可以分為系
17、統設計軟件、結構設計軟件、工業仿真軟件、電氣設計軟件、電子設計軟件、軟件開發工具、多學科聯合仿真優化、產品生命周期管理軟件等。系統設計軟件(系統設計軟件(MBSE)MBSE 的全稱是“基于模型的系統工程(Model-Based Systems Engineering)”。系統設計指的是從利益攸關者需求到具體專業領域設計之間的設計活動,主要包括利益攸關者需求的捕獲、分析、定義和驗證確認,功能架構、邏輯架構和物理架構的建立,以及在此過程中各領域的分析設計,比如通用質量特性,經濟性和技術管理等方面。汽車行業的系統設計既有通用系統設計的特點,也有汽車行業的獨特性,主要是從客戶和市場需求出發,到具體的軟
18、件、結構和電子電氣設計之前的所有設計活動的總和。在過去汽車整體架構非常穩定的情況下面,汽車的系統設計主要就是需求工程的工作,創新架構的活動幾乎不需要,因此系統設計的架構設計被簡化和忽略。系統設計軟件按照使用場景來看,主要包含以下幾個應用方向:14 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 需求管理需求管理:需求管理軟件可以幫助團隊收集和整理各種需求,包括用戶需求、業務需求、技術需求等。提供一個集中的平臺,方便團隊成員提交和查看需求。需求管理軟件可以幫助團隊對需求進行分析和評估,包括需求的可行性、優先級、風險等方面。提供一些分析工具和模型,幫助團隊進行需求評估和決策。需求管理軟件可以幫助團隊追蹤需求的狀態
19、和進展情況,包括需求的完成情況、變更歷史等。提供一些跟蹤和管理功能,幫助團隊及時了解需求的變化和影響。需求管理軟件提供一個共享和溝通的平臺,方便團隊成員之間交流和討論需求。提供一些協作和通知功能,幫助團隊成員及時了解和參與需求的討論和決策。需求管理軟件可以幫助團隊生成和維護需求文檔和報告,包括需求規格、需求變更記錄、需求跟蹤報告等。提供一些文檔和報告模板,幫助團隊規范和統一需求的文檔輸出。功能分析功能分析:功能分析幫助團隊明確系統的功能需求,即系統需要實現的功能和特性。通過對需求進行分解和細化,可以確保團隊對系統的功能需求有清晰的理解,并避免需求的模糊和不明確。幫助識別和確定系統中的關鍵功能,
20、即對系統成功至關重要的功能。通過對關鍵功能的分析和評估,可以優先考慮和保證這些功能的實現,從而降低系統風險并提高系統的成功率。幫助分析和理解不同功能之間的依賴關系和交互關系。通過對功能之間的關聯和依賴進行分析,可以幫助團隊更好地規劃和設計系統架構,確保功能之間的協 15 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 調和一致性。幫助評估各個功能的優先級,確定功能的實現順序和重要性。通過對功能的優先級進行評估,可以合理分配資源和時間,確保系統按照最重要的功能進行開發和交付。提供了對系統設計和驗證的支持。通過對功能的分析和評估,可以幫助制定系統設計方案,并驗證系統是否滿足功能需求。這有助于減少設計錯誤和風險,并
21、提高系統的可靠性和性能。架構設計架構設計:幫助團隊對系統進行全面的理解和把握。通過建立系統的結構和組成部分之間的關系,架構設計提供了一個清晰的系統視圖,使團隊成員能夠共享和理解系統的組成和功能。架構設計幫助團隊將系統的功能分配給不同的組成部分,并定義它們之間的接口和交互。通過合理的功能分配和接口定義,架構設計支持系統的模塊化和分工,提高系統的可維護性和可擴展性。架構設計提供了對系統設計和開發的決策支持。通過對不同的設計方案和決策進行建模和分析,架構設計可以幫助團隊評估不同方案的優劣,從而做出合理的決策和選擇。架構設計幫助團隊管理和跟蹤系統的需求。通過將需求與系統的結構和組成部分進行關聯,架構設
22、計可以確保系統的設計和實現滿足需求,并支持需求的變更管理和追蹤。結構設計軟件(結構設計軟件(MCAD)MCAD 的全稱是“機械計算機輔助設計(Mechanical Computer Aided Design)”。在汽車的結構設計環節,MCAD軟件是應用最廣泛也是最重要的結構設計工業軟件,其主要 16 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 承擔汽車概念設計、工程設計階段的設計建模、工程標注、運動仿真等具體的設計工作。汽車研發設計 CAD 軟件一般可劃分為二維 CAD 和三維 CAD,三維 CAD 主要用于汽車的實體及特征造型,承擔整車布置、零部件設計、大裝配設計、工程圖輸出等工作,二維 CAD 則主要
23、用于特定場景下的汽車工程制圖和看圖。整體上,我國的汽車研發設計已基本實現了全三維化,以三維 CAD 軟件應用為主。在汽車研發設計的不同階段需要使用不同類別的 CAD軟件來進行輔助設計,以下為各階段具體的應用場景。汽車概念設計階段:草圖與概念:草圖與概念:此項工作要求設計師輸出汽車新產品的一系列外觀草圖,包括形象草圖、概念草圖、彩色效果圖等。過去,許多設計師直接用筆在紙上構思、速繪草圖來記錄靈感,但隨著汽車 CAD 軟件的出現,大部分設計師會選擇專用 CAD 軟件來進行汽車外觀的概念草繪和三維轉換。造型設計造型設計:此項工作要求設計師基于概念草圖,輸出汽車新產品的三維造型設計數模,包括外形造型和
24、內飾造型兩個部分,用于后續制作汽車新產品的小比例和全尺寸油泥模型。仿真驅動概念設計仿真驅動概念設計:隨著優化設計技術在汽車行業應用的不斷擴展,仿真驅動設計的理念也從詳細設計階段向前延伸到了概念設計階段。在汽車新產品開發的早期,部分具備條件(人才、技術)的車企會應用“隱式參數化建模技術”來 17 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 進行汽車白車身結構或更大汽車結構的多學科仿真優化,在短時間內自動構建大量概念設計的幾何變體模型來進行功能對比,從而快速得到一種最優拓撲結構、幾何形狀的輕量化方案。建模與可視化建模與可視化:此項工作要求設計師對汽車新產品的三維造型設計數模進行可視化處理(動畫、特效、渲染等)
25、,明確車漆材質、渲染角度、燈光布局等內容,輸出高清渲染的圖片或動畫 CG,支持后續的汽車產品設計、市場營銷等工作。汽車工程設計階段汽車工程設計階段:二維設計二維設計:汽車行業在工程設計階段所應用的二維設計主要作用是對三維 CAD 軟件輸出的工程圖進行二次標注,部分數字化水平較低的整車廠(改裝車、專用車等)會直接使用二維CAD軟件進行產品結構設計甚至是電氣設計工作。這種情況的出現通常是因為該類整車廠主要面向訂單進行非標設計(底盤、發動機等為外購),但非標部分的改動又比較小,使用二維 CAD 反而更加方便快捷。三維設計三維設計:整車廠在研發新車型時,通常按照不同專業方向分工開展詳細三維結構設計工作
26、,如整車設計、傳動設計、動力設計、車身設計、電控設計等方向;部分整車廠還存在與供應商進行聯合研發的情況,還會涉及模具設計方向。校核分析校核分析:在汽車新產品的詳細結構設計過程中,時常需要對研發設計的結果提前進行校核分析,以驗證設計方案 18 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 的可制造性,避免到了樣車試制階段才發現問題從而浪費時間和成本。這類校核分析工作包括整車/部件運動校核分析、整車/部件尺寸公差分析、人機工程分析等,可能需要在多個設計環節多次重復開展,對相應的計算機輔助校核分析工具十分依賴。設計資源庫設計資源庫:汽車行業的產品通常具備較高的標準化、模塊化、系列化水平,各大汽車廠商均會搭建相應的
27、產品平臺和技術平臺,支持基于標桿產品的系列化車型開發。相應的,研發設計人員需要在產品平臺上搭建相應的標準件、通用件、采購件等零部件的三維設計資源庫,以獨立軟件形式存在,通過三維 CAD 軟件集成調用,也可直接以插件形式嵌入到三維 CAD 軟件中。工業仿真軟件(工業仿真軟件(CAE)工業仿真 CAE 軟件指的是用于工業仿真的計算機輔助工程軟件,其中,CAE 即(Computer Aided Engineering)計算機輔助工程的縮寫,是指利用計算機和數值模擬方法來解決工程問題的技術。工業仿真 CAE 軟件可以進行各種仿真和分析,包括結構強度分析、流體流動分析、熱傳導分析、振動分析、優化設計等,
28、并且通過提供用戶友好的圖形界面,以便工程師可以通過輸入模型參數、設定邊界條件和加載條件等,進行仿真分析,并獲得結果和可視化展示。工業仿真 CAE 軟件在汽車行業中有廣泛的應用。通過工業仿真 CAE 軟件,汽車制造商和研發機構可以進行虛擬 19 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 驗證和優化設計,減少物理實驗和成本,縮短開發周期,并提高汽車的安全性、性能和品質。這有助于加速創新、提高競爭力,并滿足日益嚴格的法規和客戶需求。工業仿真 CAE 軟件在汽車中的主要應用方向總結如下:結構分析結構分析:工業仿真 CAE 軟件可以進行結構仿真和分析,評估汽車組件和車身結構的強度、剛度和耐久性。這有助于優化設計、
29、減輕重量、提高安全性和降低材料成本。碰撞仿真碰撞仿真:工業仿真 CAE 軟件可用于模擬和分析車輛在碰撞和撞擊情況下的動態響應和破壞行為。這對于評估車輛的安全性能、優化車身結構和碰撞安全特性至關重要??諝鈩恿W設計:空氣動力學設計:工業仿真 CAE 軟件可以對汽車外形進行氣動性能分析,優化車輛的空氣動力學特性、減小空氣阻力、提高燃油經濟性和穩定性。振動和噪音控制振動和噪音控制:工業仿真 CAE 軟件可用于模擬和分析車輛的振動行為和噪音傳播,找到引起噪音和振動問題的原因,并優化車輛的設計、隔音和減振措施。動力總成仿真動力總成仿真:使用工業仿真 CAE 軟件中的系統仿真軟件,可以對整車動力總成進行建
30、模和仿真,包括發動機、傳動系統、懸掛系統等。這有助于優化動力總成的性能、燃油經濟性和排放。電池系統仿真電池系統仿真:CAE 軟件可以用于模擬新能源汽車電池的電化學性能、熱管理、電池壽命等方面的分析,以優化電池設計和管理策略。20 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 電動機和電力傳動系統仿真電動機和電力傳動系統仿真:CAE 軟件可以用于模擬新能源汽車驅動電動機的性能、效率和熱特性,以及電力傳動系統的能量轉換和傳輸過程。充電和儲能系統模擬充電和儲能系統模擬:CAE 軟件可以模擬新能源汽車和充電過程、儲能系統的容量和效率,以及充電基礎設施的規劃和布局。能量管理和優化能量管理和優化:CAE 軟件可以幫助模
31、擬和優化新能源汽車的能量流、能量回收和能量分配策略,以實現更高的能源利用率和行駛里程。三維尺寸鏈計算與公差分析三維尺寸鏈計算與公差分析:以汽車產品各類幾何精度為目標,在方案階段、設計階段以及投產階段,綜合考慮零件公差、裝配順序、裝配方法以及裝配夾具等對裝配偏差影響的綜合因素,通過仿真產品的制造和裝配過程,分析評估零部件的制造和工藝偏差,合理進行公差分配,明確測量要求,評估零件過程控制能力。除此之外,部分特定的場景可能需要特定的專業仿真軟件,它們被用于模擬和分析各種汽車系統和組件的行為,包括車輛動力系統、懸掛系統、制動系統、控制系統、車身結構、空氣動力學等,其強大的功能和分析能力幫助工程師們進行
32、設計、優化和驗證。電氣設計軟件(電氣設計軟件(ECAD)ECAD 的全稱是“電氣計算機輔助設計(Mechanical Computer Aided Design)”。ECAD 是電氣工程師用來對未來 21 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 的系統進行建模、文檔化和評估,或者在遵守行業標準的同時重新組織當前的系統。還可創建和優化電氣控制系統,軟件包含完備的符號庫和工具,能夠實現電氣設計任務的自動化,提高生產效率,減少錯誤并遵從行業標準。涵蓋電氣原理圖設計、線束設計、自動布線、PCB 設計、PLC 編程等功能模塊。電氣系統布置設計電氣系統布置設計:在電氣系統布置設計中,設計師需要考慮電氣設備的布置位
33、置和安裝方式。這包括確定設備的最佳位置,以確保其能夠有效運行并滿足安全和操作要求。此外,還需要考慮電纜走向,以確保電纜的正確布置和連接。電氣線路設計電氣線路設計:在電氣線路設計中,設計師需要確定電氣線路的拓撲結構和電纜規格。這包括確定電氣設備之間的連接關系,選擇適當的電纜類型和規格,以滿足電流、電壓和功率要求。此外,還需要設計保護裝置,如斷路器、保險絲等,以確保電氣系統的安全和可靠運行??刂葡到y設計控制系統設計:在控制系統設計中,設計師需要設計控制邏輯和編寫程序,以實現對電氣系統的控制和監控。這包括確定控制策略、選擇控制設備(如 PLC、DCS 等),編寫控制程序,并進行調試和測試??刂葡到y設
34、計旨在實現對電氣系統的自動化控制,提高系統的效率和可靠性。電氣設備選型電氣設備選型:在電氣設備選型中,設計師需要根據項目需求選擇合適的電氣設備。這包括變壓器、發電機、開關設備等。設計師需要考慮電氣設備的容量、效率、可靠性和 22 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 成本等因素,以確保選型的設備能夠滿足項目要求。電氣安全設計:電氣安全設計:在電氣安全設計中,設計師需要考慮電氣設備的安全性。這包括接地設計,以確保電氣設備的安全接地和防止電擊風險。此外,還需要考慮過電壓保護,以保護設備免受過電壓的損害。電氣安全設計旨在確保電氣系統的安全運行,減少事故和損壞的風險。電子設計軟件(電子設計軟件(EDA)ED
35、A 全稱電子設計自動化(Electronic design automation)是指利用計算機輔助設計(CAD)軟件,來完成超大規模集成電路(VLSI)芯片的功能設計、綜合、驗證、物理設計(包括布局、布線、版圖、設計規則檢查等)等流程的設計方式。在車載數字芯片的設計和開發過程中,通常會使用多種 EDA 軟件來完成不同的任務。EDA 工具在車載芯片中可以發揮芯片的設計和芯片仿真兩大功能,其中芯片設計流程中通??梢苑譃槿齻€主要階段:前端設計、中端設計和后端設計。每個階段都有特定的任務和工具集合。以下是這三個階段及其相關的工具分類:前端設計(前端設計(Front-End Design):前端工具主
36、要集中在芯片設計的早期階段,從概念和規劃到高層次邏輯設計。這些工具有助于構思和定義芯片的功能以及驗證設計的準確性 工具分類:設計規劃工具設計規劃工具:這些工具幫助設計人員明確芯片的目標、23 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 規格和整體架構。設計規劃包括確定設計的目標市場、應用場景、性能要求等。邏輯設計工具邏輯設計工具:邏輯設計工具用于創建電路的高層次邏輯結構。設計人員可以繪制邏輯圖,指定邏輯門、寄存器、時鐘等元件,構建電路的基本邏輯組成。高層次綜合工具高層次綜合工具:高層次綜合工具將高級硬件描述語言(如 VHDL、Verilog)編寫的設計轉換為門級網表,為后續的物理設計和布局做準備。功能驗證
37、工具功能驗證工具:功能驗證工具用于驗證設計的功能是否符合預期。設計人員可以通過提供不同的輸入模式來模擬電路的行為,確保其功能的正確性。中端設計(中端設計(Middle-End Design):):中端設計階段位于前端和后端之間,主要涉及物理設計、布局和初步驗證,將邏輯設計映射到物理布局,進行布線,驗證物理布局和連接。這些工具在邏輯設計完成后、物理設計前使用。工具分類:物理綜合工具物理綜合工具:物理綜合工具將邏輯綜合結果映射到物理布局和布線。在此階段考慮電路的面積、時序和功耗等關鍵因素。布局工具布局工具:布局工具用于確定電路元件在芯片上的物理位置。設計人員需要根據性能和約束來安排元件的布局。布線
38、工具:布線工具:布線工具負責將電路元件連接起來,確保滿 24 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 足電路的時序、電容和電阻等約束。后端設計(后端設計(Back-End Design):):后端設計工具主要關注物理驗證、制造準備和測試等后期任務,確保設計可以順利進入生產階段后端設計階段。工具分類:物理驗證工具:物理驗證工具:檢查布局和布線是否滿足設計規范,避免潛在的物理問題。功耗和時序分析工具:功耗和時序分析工具:分析功耗、時序和時鐘特性,優化電路性能,確保電路在預定的電能消耗和時序約束內運行。測試生成工具:測試生成工具:生成用于芯片測試的測試模式 test pattern,以檢測故障,確保設計在制
39、造階段可以被準確地測試。這些工具在整個芯片設計流程中起到關鍵作用,幫助設計團隊完成不同階段的任務,從概念和規格到最終制造和測試準備。不同階段的工具都有其專門用途,幫助優化芯片的性能、功耗和可靠性。EDA 工具在汽車電子行業發揮的另外一個關鍵作用是芯片仿真,簡稱 PIL(Processor in Loop),借助 EDA 行業專屬芯片硬件仿真器,能夠在芯片沒有流片之前,提前對芯片在車輛智能化,功能化,安全化,軟件化等方面進行全方位的仿真和驗證。構建芯片公司,Tier1,主機廠之間的無縫溝通橋梁,讓現款車用上下一代芯片。創造更高的價值和服務體驗。25 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 軟件研發工具(
40、軟件研發工具(IDE)IDE 的全稱是集成開發環境(Integrated Development Environment)是用于提供程序開發環境的應用程序,一般包括代碼編輯器、編譯器、調試器和圖形用戶界面等工具。集成了代碼編寫功能、分析功能、編譯功能、調試功能等一體化的開發軟件服務套。所有具備這一特性的軟件或者軟件套(組)都可以叫集成開發環境。該程序可以獨立運行,也可以和其它程序并用。IDE 多被用于開發 HTML 應用軟件。IDE 的作用之一是提高開發效率。IDE 提供了豐富的功能和工具,如代碼自動完成、語法高亮、代碼重構、調試器等,可以幫助程序員更快地編寫和調試代碼。而且,IDE 還可以自
41、動管理代碼庫、構建工具和文檔等,從而減少手動操作的時間和錯誤。IDE 可以幫助程序員避免一些常見的編程錯誤,如語法錯誤、拼寫錯誤、類型不匹配等。此外,IDE 還可以執行靜態代碼分析和代碼重構等操作,幫助程序員優化代碼結構和邏輯,從而提高代碼質量。IDE 還可以支持多人協作開發,例如通過版本控制系統、代碼審查工具和任務管理工具等。這些工具可以幫助團隊成員協同工作,共同完成項目。而且,IDE 還可以自動執行構建和測試等任務,以確保代碼的一致性和質量。多學科聯合仿真及設計優化(多學科聯合仿真及設計優化(MDO)MDO全 稱 是“多 學 科 聯 合 仿 真 及 設 計 優 化 26 中國汽車工業軟件發
42、展建設白皮書 (Multidisciplinary Co-Simulation&Design Optimization)”。多學科聯合仿真及設計優化軟件通過采用數字技術、推理技術和優化探索技術和最新的機器學習技術,為產品設計人員提供仿真流程自動化、多目標優化的工具平臺。主要包含多學科聯合仿真和設計優化兩部分內容,總結如下:多學科聯合仿真是基于仿真任務驅動,利用體系任務仿真模型、系統工程仿真模型、專業設計仿真模型及工具,貫通體系任務仿真、系統工程仿真、專業設計仿真,從而基于多學科模型支撐精準化的體系仿真、精準化的系統模型仿真以及產品多專業聯合仿真,有效提升體系仿真、系統仿真以及設計仿真質量。多學
43、科設計優化提供了工業工程設計過程中需要的:試驗設計、近似模型、優化設計、質量工程(可靠性分析)、多方案權衡等功能,并提供與多種主流 CAD/CAE/數值分析等軟件的專有集成接口,使用戶可以在設計階段實現多個學科的聯合仿真,通過充分利用各個學科或子系統之間的相互作用所產生的協同效應,實現不同階段、不同范圍和不同復雜程度的多學科優化設計以及多方案對比分析。從而大大縮短產品的仿真、設計、評估周期,顯著提高新產品的性能,為新產品探索和已有產品改型提供嚴謹的科學依據。汽車的總體設計是一個復雜的工程系統。多學科聯合仿真優化用于汽車產品總體設計、各子系統、零部件設計、改進階段的多學科權衡和優化,詳細設計階段
44、的敏度分析、模 27 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 型標定、參數優化和質量控制等方面。產品生命周期管理(產品生命周期管理(PLM)PLM(Product Lifecycle Management,產品生命周期管理)是一種先進的產品開發管理模式和管理理念,已經逐漸成為汽車產品協同開發的新模式。PLM 以協同過程管理技術為核心,把人、過程和信息有效地結合,使產品從設計一直到報廢的整個生命周期中都能支持與產品相關聯的過程與系統,如支持 MES、ERP 等。PLM 系統以項目形式管理產品設計、工藝設計等業務,支持設計工藝一體化數據組織模式,即基于統一的模型組織設計與工藝數據,并行管理產品設計、工藝設
45、計數據,產品設計、工藝設計過程,實現了設計、工藝數據的無縫交互,使產品開發過程更加順暢、高效,同時支持產品型譜和平臺配置管理、超級 BOM 管理、FMEA 管理、需求管理、競品管理等環境的業務管理,實現產品全生命周期的數據管理。PLM 系統的核心功能模塊如下系統的核心功能模塊如下:需求管理:需求管理:支持完整的需求開發過程和需求管理過程,采用科學的需求分類和結構化的需求編制能力對產品需求進行準確的定義,通過流程化方式進行需求確認與發布,并跟蹤需求在整個生命周期中的傳遞和驗證。需求開發過程:定義需求、捕獲需求、編輯需求;拆解需求,細化需求(分析需求);需求規格化(轉化為設計規格說明書);需求的確
46、認與驗證。需求管理:需求追蹤管理、需求變更管理、需求 28 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 覆蓋分析、需求基線管理等功能。通過需求開發過程和需求管理過程的管控,確保需求的可追溯性、重用性、有效性和一致性。競品分析:競品分析:基于產品研發設計管理平臺,融入競品數據分析管理理念,實現競爭車型分析數據集中的、有效的存儲和管理,支持數據統計研究分析方法,最終實現對數據綜合應用和多層的信息知識挖掘;為產品規劃、技術設計、質量改善、市場營銷等提供建議,最終形成從需求-分析-知識-決策-結論-創新的全競品分析的閉環過程。產品型譜管理產品型譜管理:產品型譜是產品發展規劃的核心內容,其列出企業已有的和將來要發展
47、的全部產品并能滿足可預見到全部使用要求的產品系列。它是產品通用性和系列化兩種標準形式的結合與發展。它是關于資源配置、項目選擇、企業業務策略操作的方法。產品配置管理產品配置管理:以企業通用的語言表達某一產品系列的多樣性,以變量值和約束為基礎,計算出可以形成唯一產品的技術可能。在設計產品過程中,盡量考慮未來產品擴展、變化的可能性,能夠快速搭建可配置產品結構,以體現現有設計的各種設計可能?;诳膳渲卯a品結構,快速完成產品的“訂單/計劃”設計過程。如果現有產品結構變型能夠滿足訂單(客戶)需求,則不需要設計人員的完全參與。產品配置有概念配置、工程配置、生產配置、銷售配置,不同的配置方案和使用的人員是不一
48、樣的。支持超級 BOM 管理,實 29 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 現車型的快速選裝配置,并支持車型設計 BOM 到工藝 BOM轉換,實現多形態 xBOM 管理,以及產品和車型關聯輸出。提供顏色配置方案,通過顏色件和顏色方案的定義,能夠根據訂單進行顏色選配,輸出符合訂單要求的顏色件清單BOM。研發研發項目項目過程過程管理管理:支持汽車集成產品開發 IPD 全業務過程(從產品規劃、概念設計、產品開發、試制驗證直至批量生產)管理,以項目計劃信息為紐帶,基于數據驅動、過程透明、知識共享、全價值鏈協同,實現跨專業、跨部門、跨地域的協同設計,實現研發設計全過程、全要素的有效組織和管控。研發項目管理主
49、要功能有項目計劃管理、項目任務及交付物管理、項目狀態管理、項目進度執行和跟蹤監控、項目資源管理等,有助于企業合理調配人力、設備、資金等資源,提高工作的計劃性,并加強對計劃執行的監控,實現組織內的扁平化溝通,能夠大幅提高產品開發的效率,并有效推動管理的持續改進。產品設計數據管理產品設計數據管理:支持產品 3D 設計數據管理,規范設計流程,保證產品數據本身和數據更改過程的準確性、完整性和一致性。支持模塊化設計,以產品結構為中心,將企業產品設計開發過程數據和結果數據進行統一管理和有序共享,實現產品設計開發過程的優化,從而有效提升產品設計開發質量、縮短產品設計開發周期、為下游業務部門提供準確、一致的產
50、品數據、縮短生產準備周期、降低成本,使企業贏得主動權和競爭優勢。30 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 軟件管理:軟件管理:支持汽車軟件的需求、設計、編碼、測試等軟件過程管理,軟件設計和開發過程遵循 ASPICE 汽車軟件過程改進及能力評定要求,實現對軟件產品及軟件組件的分類管理。對于每個軟件產品及組件以軟件 BOM 組織進行管理,通過軟件版本及其狀態,實現軟件產品的物料化,實現軟件物料和其它物料的有機結合;軟件版本更清晰,軟件代碼按照基線進行歸檔管理;防止軟件可執行代碼包使用錯誤。工藝設計:工藝設計:支持可視化的、直觀生動的、全三維的工藝設計。對于裝配工藝設計來說,可在三維環境下定義裝配工序工
51、步,以及裝配工序配套件 BOM 的分配和資源的分配,還能自動檢測 BOM 中已分配使用的零件及數量,避免錯裝漏裝,支持三維裝配路徑及裝配精度、裝配性能等的規劃,提供三維裝配過程仿真功能,可以通過裝配過程的動畫仿真實現數字化產品的預裝配、驗證產品的裝配工藝。對于加工工藝設計來說,可在三維環境下定義加工工序工步,提供推理方案輔助選擇較優加工方案,以及典型工藝復用,提高工藝設計效率。支持 NC 代碼的輸出,并可進行加工路徑的仿真優化,可視化的加工過程提高加工藝設計的質量。工藝數據管理工藝數據管理:建立數字化制造的工藝設計和工藝部署模式,快速、準確的實現產品設計到工藝設計無縫銜接,建立工廠模型、數字化
52、工藝模型 BOP、工藝資源模型,用于結構化的工藝管理,支持沖壓、焊裝、涂裝、裝配、發動機、變速箱、車橋等七大工藝管理,支持多工廠、多工藝路線管 31 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 理等,實現工藝從設計到部署的流程化、信息化、系統化,提高工藝設計效率,縮短工藝設計周期。FEMA 的支持的支持:支持系統 FMEA、設計 FMEA、過程FMEA等的定義,融入FMEA分析“七步法”,將企業在FMEA實際落地過程中所需的團隊協作、知識管理,以及問題經驗管理等融為一體,在早期設計階段,協助選定設計替換之方法以提高產品可靠度與安全性,以便生產順利作業。知識庫知識庫的的構建構建:建立產品研發、工藝、流程規范
53、、標準、經驗教訓、FEMA 等知識庫,減少設計、工藝環節中的低水平重復設計,提高產品數據準確率、重用率,從而提高研發效率。1.2.2 生產制造類生產制造類 汽車生產制造類工業軟件是指在汽車生產、加工、裝配等各個環節所應用的工業軟件,幫助提高汽車制造的生產效率、質量控制、資源管理等整體水平。汽車整車企業目前都已開始向電動化、網聯化、智能化、共享化轉型,經過之前多年的積累,汽車整車企業的信息化、數字化建設水平,目前在制造業各行業中屬于相對較好的。一般來說,整車企業以高質量、低成本、短交期為中心,制造類工業軟件按兩個維度同步部署:縱向以少人化的數字車間為核心,圍繞沖、焊、涂、總四大車間,構建起從自動
54、化到控制層、執行層、決策層的閉環管理體系;橫向以訂單 32 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 交付和生產組織為核心,以 OTD(On-time Delivery,及時交付率)為核心拉通工藝、計劃、物料、質量、設備等業務,最終實現生產業務的全鏈接、全數字、全在線。生產制造類軟件可以通過不同業務及應用場景劃分為制造執行系統、倉儲管理系統、物流執行系統以及試制管理等系統。制造執行系統(制造執行系統(MES)制造執行系統(MES,Manufacturing Execution System),是面向制造企業車間執行層的生產信息化管理系統,是根據汽車生產的業務需求和流程而發展起來的一個關鍵應用系統。它秉持
55、了“即時生產”(Just-in-Time,JIT)的理念,經過長期的實踐和不斷的發展而成,貫穿于整個整車制造工廠的運作。整車制造 MES 系統需要對整個生產過程進行監視控制,為制造生產線提供指令、指導,同時獲取生產實績狀況,提供必要信息給生產管制人員,以對生產過程進行決策,保證生產的信息流完整。根據業務需求,整車 MES 以生產制造為功能主線,物流配套和質量管理為業務支撐,主要劃分為生產計劃、現場物流、質量管理、生產控制、物料計劃五大業務模塊。以數據庫和現場管理模塊為核心,通過數據接口模塊和車輛數據維護模塊對訂單數據、車型數據等生產數據進行管理;通過數據采集模塊、現場設備接口模塊、流程控制模塊
56、進行生產流 33 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 程控制;以生產計劃管理模塊、耗能統計模塊、決策分析模塊等實現網絡化車間生產管理與監控。MES 具體功能包括基礎數據管理、工藝管理、計劃管理、生產管理、看板管理、試制生產管理、拉動管理、質量管理、設備管理、能源管理、報表管理等。倉儲管理系統(倉儲管理系統(WMS)倉儲管理系統(WMS,Warehouse Management System),即對倉庫及倉庫內的物資所進行管理,是倉儲機構為了充分利用所具有的倉儲資源提供高效的倉儲服務所進行的計劃、組織、控制和協調過程。具體來說,倉儲管理包括倉儲資源的獲得、倉儲商務管理、倉儲流程管理、倉儲作業管理、保
57、管管理、安全管理多種管理工作及相關的操作。當前以整車生產主機廠為代表的離散型加工裝配行業,通常具有多個倉庫,并且多個倉庫之間存在物料交互。因此在對倉儲管理時不僅僅包括倉庫本體本身的管理,還包括對倉庫與倉庫、倉庫與車間之間的物流管理。在設計汽車行業WMS 時要遵循“三定”原則,即定置、定容、定量。定置定置:不僅僅要實現按照物品進行劃區定點,還要實現定人管理,最終實現“在最短的時間內找到所需要的物品并實施下一步操作”的目標;定容定容:即指使用什么樣的器具存儲,也就是指包裝管理。而合理的包裝對倉儲面積的節約、高效的碼垛運輸、質量防護等帶來較大的收益。34 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 定量定量:指
58、供應鏈管理體系建設過程中的庫存當量設計,包含三部分:最小庫存、最大存和采購訂貨點。汽車行業 WMS 除了包含正常的出入庫、盤點等庫存管理基本功能,還需重點關注將倉儲管理與物流管理有效的融合在一起,以信息流驅動實物流,并以實物流反饋信息流的執行進度,真正將倉庫內、倉庫與倉庫之間、倉庫與車間之間的業務實現高效的統一,打造企業精益倉儲物流體系。并且通過條碼及 PDA(Personal Digital Assistant,個人數字助手/掌上電腦)等技術手段,對倉儲物流中作業動作及過程進行指導和規范,自動采集及記錄相關數據,提高作業的準確性、速度,增加倉庫管理的效率、透明度、真實度,降低倉儲管理成本,從
59、而提高企業的生產力和物流效率。汽車行業 WMS 具體功能包括基礎數據管理、到廠預約、收/發貨業務管理、盤點管理、拉動管理、倉儲作業管理、不良品管理、外檢管理等。物流執行系統(物流執行系統(LES)物流執行系統(LES,Logistics Execution System),是以物料拉動為核心,統籌考慮物料在不同倉儲單元的交互,實現物料從入庫、庫內管理、出庫、拉動、轉移到最終裝配的物流管理系統。精益智能物流模式是一種以智能化、精益化管理為核心的物流管理理念。通過結合各類信息系統和物流新技術,構建一個跨越時間和地域的高度聯通的物流系統,實現制造企 35 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 業全產業鏈、
60、產品全生命周期的物流一體化運作。物流執行系統是精益智能物流的重要體現形式,系統采用一個基于物聯網的智能管理系統平臺來對生產物流系統進行管理控制,將供應商、三方物流、配送中心、車間超市、線邊庫等倉儲單元有機整合在一起,結合條碼技術、PDA、車載終端等技術手段,對物流中作業動作及過程進行指導和規范。消除包括原材料庫存、廠內線邊庫存、成品庫存等物流各環節的浪費,最大限度的提高物料拉動和配送等物流環節的效率。汽車行業 LES 是融合推式物流、拉式物流模式的混合體。以物料拉動為核心,通過智能化物料的拉動模式,在收、發、存環節實現物流精細化、精益化管理。通過平臺分析計算和業務優化,對工廠收貨,存貨,訂貨揀
61、選,準時出貨,按序出庫,動態拉動等一系列物流過程進行智能調度與控制,將內外物流的復雜環節無縫銜接,達到提高整個工廠物流效率的目的。汽車行業 LES 具體功能包括 PFEP(為每個物料做計劃,Plan for Every Part)、入廠物流管理、物流拉動管理、轉運管理、自動立庫對接管理、自動投料管理、異常管理等。試制管理(試制管理(TMP)試制管理(TMP,Trial production management platform),是面向樣車試制過程的信息化管理系統。樣車試制是新產品從設計到正式投產的必要步驟,是汽車產品研發一個重要環節,是把產品開發方案變成為具有使用價 36 中國汽車工業軟件
62、發展建設白皮書 值的實體產品過程。汽車制造是一個復雜龐大的工程,工程樣車試制需要反復進行,少則 2-3 輪,多則 3-5 輪,樣車數量從幾十到上百輛(臺)不等,試制周期約為整個開發周期的 20-30,試制費用約占開發費用的 30-50。試制業務,其項目式的試制計劃體系、非流水線的試制車間組織、非成熟供應商配套的樣件采購等特點,它與量產模式存本質性的不同。另外,它除了對生產計劃、執行、物流倉儲、質量方面的需求外,還存在對技術準備管理方面的需求。整車試制本身是一個特殊形態下的整車生產,處于從研發到量產過渡的階段,具備研發數據管理及生產制造管理的雙重業務特性,因此整車試制在整體的業務藍圖方面與量產存
63、在類似性,從生產資源準備,到物流執行,再到生產執行,整體業務模型有較高的一致性。差別在于細節的差異,包括試制 BOM 的不確定性、試制計劃的多樣性、試制物料的唯一性、試制質量管理的工藝驗證與分析等等。汽車行業整車試制系統功能包括:基礎數據管理、試制項目管理、試制計劃管理、試制 BOM 管理、試制物料管理、試制生產管理、試制質量管理、設備管理、樣機樣件全生命周期管理、報表及看板管理。根據試制車間的實際需求不同還可以規劃,能源管理、數采平臺、人員績效管理等內容。37 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 1.2.3 測試驗證類測試驗證類 測試驗證是汽車工業中至關重要的環節,用于確保汽車的質量、性能和安全
64、性。測試驗證類軟件是指用于驗證汽車產品是否達到設計的目標,或者是否滿足客戶的使用要求的軟件。測試驗證類軟件用于對汽車整車和零部件中的軟硬件設計進行各種類型的測試和驗證,發現汽車軟硬件產品中的錯誤和缺陷,保證被測目標的功能、性能、可靠性和安全性達到設計要求。同時,測試驗證類汽車工業軟件也可以幫助汽車企業滿足相關法規和標準,提高產品的競爭力。在完成測試目的后,軟件通常支持與需求管理類軟件對接,完成從需求到驗證過程的閉環反饋,保障設計流程完整性。按照被測對象,測試驗證類軟件可以分為如下幾類:整車、電子電氣架構、零部件、自動駕駛。其中自動駕駛因其技術新,更新迭代快,系統復雜度高,故在此單列出來。整車測
65、試驗證工具整車測試驗證工具 汽車整車測試驗證項目較多,如可靠性試驗,噪聲、振動和舒適性(Noise、Vibration、Harshness,NVH),整車道路性能等。這些項目又進一步可分為實車和仿真兩種。比如評價車輛駕駛性能與操控性,可以使用特定工具配合配套軟件,測量、監控并錄制車輛的速度、加速度等 38 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 運行狀態以及發送機轉速等車輛內部零部件運行狀態,結合工具軟件內的評估體系模型得出工具給出的評價結果。而車輛仿真軟件允許工程師通過虛擬模型和仿真環境來模擬車輛的行為和性能。它可以用于研發階段的功能驗證、性能評估和優化,以及測試階段的系統集成和驗證。這些軟件通常提
66、供先進的物理和數學模型,以模擬車輛的動力學特性、懸掛系統、剎車系統、車輛穩定性等。工程師可以通過調整參數和運行不同的測試場景來評估車輛的性能、安全性和操控特性。電子電子/電氣架構測試驗證工具電氣架構測試驗證工具 汽車 EE 架構是指汽車的電氣/電子(Electric/Electronic,EE)架構,是基于多個總線通信協議連接的電子系統組成的架構,包括了汽車內部的各種電子控制單元(Electronic Control Unit,ECU)、傳感器、執行器,以及它們的連接和通信方式,用于描述車輛電子系統的整體設計。汽車 EE 架構測試驗證旨在確保車輛電子系統的穩定性、可靠性、安全性和可升級性,從測
67、試內容上可分為總線通信、診斷刷寫、網絡管理、信息安全和空中下載技術(Over The Air,OTA)測試等。這些測試內容常常通過車輛網絡模擬軟件進行。車輛網絡模擬軟件用于模擬和驗證車輛內部的網絡通信和數據傳輸?,F代汽車中存在許多不同的電子控制單元和通信總線,如控制器局域網絡(Controller Area Network,39 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 CAN)、局域互聯網絡(Local Interconnect Network,LIN)、FlexRay 等。車輛網絡模擬軟件可以模擬這些通信總線上的數據交換,并提供監測、記錄和分析功能。它可以幫助工程師檢測和解決網絡通信問題,確保車輛內
68、部的模塊之間可以正確地傳遞信息和指令??偩€通信測試,通常包括開放式系統互聯(Open System Interconnection,OSI)模型中的物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層的測試,主要用于驗證總線通信系統的電氣特性、通信報文格式、報文路由和傳輸時序以及數據內容是否符合行業規范和企業標準。診斷刷寫在現代汽車的 EE 架構中,用于給整車進行問題檢查和解決,是車輛故障排查的主要手段。其測試內容通常包括:診斷消息傳輸、消息的組包和解包、收發時間參數、會話時間參數、故障信息讀取、車輛數據讀寫、軟件刷寫、安全校驗等功能。因此,能應用于診斷刷新的測試軟件需要能夠支持多種診斷協議、解析診斷數據庫、解
69、析 ECU 軟件鏡像文件、診斷刷新客戶端仿真、自動化診斷刷新流程以及測試用例腳本等功能。在現代汽車的 EE 架構中,網絡管理負責協調車內網絡節點的通信和工作狀態,是整車網絡的主要管理者。網絡管理將網絡節點分成不同狀態管理角色(主動/被動),來實現多個 ECU 的狀態協同管理。網絡管理的測試,其目的是確認ECU 是否符合協議規范,以及能否滿足整車需要的功能要求。40 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 信息安全測試可以分為兩個大類,即正向測試和負向測試。正向測試:測試軟件或系統是否能夠按照預期的行為進行工作,即符合需求,行業規范或企業標準等。正向測試中,常常利用總線工具進行數據通信層面的測試/驗證。
70、負向測試:測試軟件或系統能夠處理無效或非預期的輸入。如進行滲透測試、模糊測試等。滲透測試通過模擬黑客進行惡意攻擊,來評估系統信息安全性的一種測試方法。模糊測試通過生成大量異常的隨機數據來作為軟件或系統輸入,監視是否出現異常來發現程序中可能存在的漏洞或缺陷。零部件測試驗證工具零部件測試驗證工具 在開發過程中,測試工具應用場景變化較大,需要多款通用測試軟件介入,例如對于關鍵 ECU 嵌入式代碼,需基于靜態/動態代碼測試工具,基于白盒/黑盒方法測試驗證代碼邏輯正確性、運行魯棒性、可移植性、運行性能、編碼規范性等;對于零部件,則需在單件、臺架和實車等不同級別,針對其功能正確性、通信一致性、環境適應性等
71、進行測試驗證。汽車行業標準對代碼質量有著明確要求。在代碼靜態測試中,可以使用靜態分析工具驗證代碼是否符合 MISRA C/C+,AutoSAR C+14 等常用編碼規范。在代碼動態測試中,可以使用動態測試工具對軟件單元模塊的可靠性和正確性進行驗證。除了車載 ECU 軟件測試,隨著汽車電動化、網聯化、智 41 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 能化發展,還引入了車載以太網等高帶寬通信技術,支持車輛域控劃分,出現了整車控制域、自動駕駛域和智能座艙域等,因此也需對應測試工具,例如各示波器廠商的物理層測試套裝,如網絡 2-7 層一致性和安全性測試套件,可以測試網絡性能、一致性,并保障信息安全。汽車 EC
72、U 軟件開發 V 模型的測試,主要是針對軟件的功能和性能,由 MIL、SIL、PIL 和 HIL 測試組成,具體介紹如下:模型在環模型在環(Model in the Loop,MIL)MIL 測試屬于 V 模型的單元測試階段,其目的是驗證控制算法模型的功能和性能是否滿足需求。這是最早期的 ECU軟件測試環節,由建模工具對 ECU 軟件模型進行功能和性能測試。該測試的特點是測試人員可在建模工具中實時暫停仿真,讀取和修改仿真數據,以進行詳細的分析和評估。一般情況下,MIL 測試實際執行時間遠小于假想的真實執行時間。軟件在環軟件在環(Software in the Loop,SIL)SIL 測試屬于
73、 ECU 軟件集成測試階段,除了驗證模型的功能和性能外,其更重要的目的在于等效性測試,即驗證算法由模型變為 C/C+代碼后,該代碼的執行是否還能和原模型一致。在此階段,ECU 算法模型已經通過代碼生成適用于測試執行計算機 CPU 架構的 C/C+代碼,而非目標硬件平臺的嵌入式代碼??赏ㄟ^計算機中的本地編譯器編譯為可執 42 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 行文件以運行測試。一般情況下,SIL 測試實際執行時間遠小于假想的真實執行時間,且支持 MIL 測試的工具通常支持將配置直接切換為 SIL 進行測試,即 SIL 測試可借用 MIL 的測試用例。處理器在環處理器在環(Processor in
74、the Loop,PIL)PIL 測試也屬于 ECU 軟件集成測試階段,目的是驗證軟件在目標 MCU 中是否也能正確運行。PIL 把 ECU 的實際處理器硬件連接在測試環中,通過向目標硬件傳遞測試數據,觸發軟件在目標 MCU 中的運行,并將實際運行結果上傳至計算機中,與 SIL 的運行結果進行比對,若兩者之差在容許范圍內,則測試通過。PIL 測試可獲得算法在目標硬件中的真實性能。其測試速度受限于上位機與嵌入式系統之間的數據交換速率。PIL 測試用例通常來自于 MIL/SIL 測試,且與SIL 測試同步進行。硬件在環硬件在環(Hardware in the Loop,HIL)HIL 測試屬于集成
75、測試階段,其目的是對被測 ECU 軟硬件整體進行全方面的系統測試。HIL 測試需要 ECU 連接實際的傳感器和執行器,收集汽車狀態的數據,并控制執行機構,使其認為自身處于真實的汽車運行環境中。與 MIL 和 SIL 相比,HIL 測試環境的仿真時間永遠是實時的,無法暫停,這是因為仿真過程依賴真實的 ECU 運行,這對測試環境的實時性提出了很高的要求,同時測試依賴眾多硬件,測試系統的搭建也更加復雜。汽車 HIL 測試需要搭建測試臺架,并 43 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 使用專業的測試工具才可實現。自動駕駛測試驗證工具自動駕駛測試驗證工具 隨 著 自 動 駕 駛 技 術 的 發 展,先 進
76、駕 駛 輔 助 系 統(Advanced Driving Assistance System,ADAS)和自動駕駛仿真軟件變得越來越重要。這些軟件用于模擬和驗證具有自動駕駛功能的車輛在各種場景和情況下的行為和決策。它們可以模擬交通環境、道路條件和其他車輛的行為,并評估自動駕駛系統的性能、安全性和可預測性。這些仿真軟件通常使用先進的算法和傳感器模型,如雷達、攝像頭和激光掃描儀等。1.2.4 運維服務類運維服務類 汽車運維服務軟件是一種專為汽車管理和維護而設計的應用程序和軟件系統,旨在幫助車主、車隊管理員和汽車維修專業人員等相關利益方更有效地監控、維護和管理汽車。汽車運維服務類工業軟件擁有豐富的功
77、能和特點,以滿足不同用戶的需求,以下是一些常見的行業用途:實時監測與診斷:實時監測與診斷:這類軟件能夠實時監測車輛的各種參數,如發動機溫度、油耗、輪胎壓力等,從而幫助用戶隨時了解車輛的狀態。一旦發現異常,軟件可以自動進行診斷,提供可能的原因和解決方案。遠程控制:遠程控制:部分軟件允許用戶通過手機應用或網絡界面對車輛進行遠程控制,如啟動引擎、解鎖/上鎖、調整座椅等。44 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 這種功能在特定情況下非常有用,比如預熱車輛或分享車輛給他人使用。維護提醒與預測:維護提醒與預測:軟件可以根據車輛數據和維護歷史,提醒用戶進行常規保養和維護。此外,基于數據分析,軟件還可以預測可能出
78、現的故障,幫助用戶采取預防措施。行駛數據分析:行駛數據分析:軟件可以記錄并分析行駛數據,如駕駛習慣、行駛距離等。這對于車主來說是一個提高駕駛效率和安全的機會,也有助于降低燃油消耗。車隊管理:車隊管理:對于企業擁有車隊的情況,軟件可以幫助管理車輛調度、維護計劃、運營成本等,提高整體效率。汽車運維服務類軟件已經在不同領域、面向不同的利益相關主體得到廣泛應用,主要的用戶對象包括:個人車主:個人車主:個人車主通過這類軟件可以隨時掌握自己的車輛狀態,合理安排維護計劃,提高駕駛安全和舒適度。汽車租賃公司:汽車租賃公司:租賃公司可以通過軟件實時監測租賃車輛的運行狀況,及時發現問題并派遣維修人員,保證租客的出
79、行體驗。物流公司:物流公司:物流公司通過車隊管理功能,可以優化車輛調度,降低運營成本,提高送貨效率。出租車公司:出租車公司:出租車公司可以利用軟件追蹤車輛位置,進行行駛數據分析,為駕駛員和乘客提供更好的服務。汽車運維服務軟件向平臺化發展,一般通過車載終端實時獲取新能源車 CAN 總線上的車輛狀況數據和故障狀態,結 45 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 合 GPS 傳感器獲取的定位信息,最后通過 GPRS/3G/4G 網絡傳輸到平臺??梢詫崿F對車輛的安全監控,同時可以為新能源汽車用戶提供充電服務、車況查詢、遠程診斷等服務。汽車運維服務平臺由公共平臺、企業平臺和車載終端三部分組成。公共平臺是國家、
80、地方政府或指定機構建立的、對管轄范圍內電動汽車進行數據采集和統一管理的平臺。企業平臺是整車企業自建或委托第三方技術單位,對服務范圍內的電動汽車和用戶進行管理,并提供安全運營服務與管理的平臺。車載終端是指安裝在電動汽車上,采集及保持整車及系統部件的關鍵狀態參數,并發送到平臺的裝置或系統。車載終端車載終端 也叫做數據采集終端,能夠與整車控制器(VCU,Vehicle Control Unit)通過 CAN 總線進行通訊,服從 VCU 的控制命令,獲取整車相關信息。車載終端采用“行程長度編碼”壓縮機制,對 CAN 數據進行數據壓縮,以減少存儲空間的占用,同時節約網絡寬帶資源與流量,加快數據傳輸速度。
81、主要功能如下:車載終端能夠利用 GPS 對車輛進行定位,并能夠準確提供時間和日期,精確到秒,與標準時間誤差 24h 內5s。車載終端能夠將大量數據(最大 8G)存儲到本地移動存儲設備 SD 卡中,經存儲的數據可由分析處理軟件讀取和分析。車載終端能夠將信息按照規定的時間和數據量,以無線 46 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 通信 GPRS 的方式發送到服務平臺。在此信息傳輸的過程中,要保證信息的正確性,并且不能將信息丟失,還需要做到信息的保密,使無線通信的信息不被他人竊取。車載終端將在本地保存車輛最近一段時間的運行數據,作為“黑匣子”提供車輛故障或事故發生前的數據信息。盲區補傳盲區補傳,車載終端
82、支持在通訊網絡不暢的情況下,自動將數據保存至采集終端 flash 存儲區域,待網絡正常后,自動/人工將數據上傳至服務平臺。自檢功能自檢功能,當檢測到 GPS 模塊、主電源等故障時,會主動上報警情至監控中心,輔助設備進行檢修。遠程升級遠程升級,支持遠程自動升級功能,自動接收來自服務平臺的升級指令完成軟件升級,必要情況下,借助車載終端可對車輛通過 CAN 協議進行軟件升級。監控平臺監控平臺 企業平臺企業平臺應與車載終端進行通信,具備車輛故障監控和安全報警功能,根據可能對車輛造成的安全隱患嚴重程度,對故障進行分級管理,并設置相應的處置措施。企業平臺定期將故障和報警的處置措施、處置進度和結果上報至公共
83、平臺。公共平臺公共平臺具備整車企業使用的信息錄入及維護功能,并對企業錄入信息進行審核。公共平臺從企業平臺獲取車輛行駛、充電等運行數據,進行相應的監管和數據分析,還具備故障報警和報警處置措施、處置進度和結果的統計與分析功 47 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 能,公共平臺之間還具備信息交換的功能。監控應用監控應用 車輛遠程監控系統實時監控車輛的運行數據信息,由客戶端根據設置的策略進行數據上傳,信息平臺將收集到的數據進行分類實時顯示。主要包括以綜合信息、整車信息、極值信息、電壓報表、溫度報表、電壓狀態圖、溫度狀態圖、總電壓電流狀態圖以及衛星定位信息等內容。綜合信息綜合信息。綜合信息是指常用監控數據
84、的集合。監控數據主要包括檔位、充放電狀態、總電壓、總電流、電池荷電狀態(SOC,State of Charge)、電池組平均溫度、電機控制器溫度、最高電壓、最低電壓、電機控制器溫度、電機電壓、電機電流、電機轉速以及運行模式等信息。整車信息整車信息。整車信息監控數據包括檔位、充放電狀態、總電壓、總電流、SOC、電池組平均溫度、電機控制器溫度、電機電壓、電機電流、電機轉速以及運行模式等內容。極值信息極值信息。極值信息監控數據主要包括最高電壓電池組序號、最高電壓單體蓄電池序號、單體電池最高電壓、最低電壓蓄電池組序號、最低電壓單體蓄電池序號、單體電池最低電壓、最高溫度蓄電池組序號、最高溫度探針序號、最
85、高溫度、最低溫度蓄電池組序號、最低溫度探針序號、最低溫度、剩余能量以及電池絕緣電阻等內容。電壓報表電壓報表。電壓報表監控數據為各組電池的實時電壓情況。48 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 溫度報表溫度報表。溫度報表監控數據為各組電池的實時溫度情況。電壓狀態圖電壓狀態圖。電壓狀態圖以實時圖形的方式展示各組電池的電壓狀態。溫度狀態圖溫度狀態圖。溫度狀態圖以實時圖形的方式展示各組電池的溫度狀態??傠妷弘娏鳡顟B圖總電壓電流狀態圖??傠妷弘娏鳡顟B圖以實時圖形的方式展示總電壓和總電流的變化趨勢。衛星定位信息衛星定位信息。衛星定位信息監控數據為車輛 GPS 衛星定位信息,主要包括經度、緯度、速度、方向、定位
86、狀態以及地圖顯示車輛當前位置等信息。歷史數據歷史數據。歷史數據提供對車輛運行歷史數據的查詢檢索,主要包括整車信息、極值信息、蓄電池電壓、蓄電池溫度以及衛星定位等歷史數據。統計圖表統計圖表。統計圖表是指根據車輛運行數據形成各類統計圖表,協助用戶進行數據比對和分析工作。主要包括電池電壓對比統計圖、電池溫度對比統計圖、電池包電壓對比統計圖、電池電壓電流對比統計圖、總電壓變化情況統計圖、總電流變化情況統計圖以及 SOC 變化情況統計圖等內容。報警信息報警信息。報警信息用來查詢車載終端上報的報警信息,包括實時報警信息監控和歷史報警信息查詢兩項內容。實時監控能夠實時在線診斷,主動識別車輛的潛在故障,向客戶
87、發出人性化保養提示。歷史報警信息能夠按指定時間段查詢 49 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 車載終端的歷史報警記錄。報警信息根據故障的嚴重程度分為警告、一般、重要和嚴重四個報警等級。1.2.5 經營管理類經營管理類 經營管理類軟件的汽車工業軟件是指用于輔助汽車制造和管理領域進行各種業務和生產活動的各類軟件工具和平臺。這些軟件旨在提高汽車制造和管理的效率、生產質量、資源利用率和綜合性能。經營管理類的汽車工業軟件與國外的差距仍然較為明顯,高端客戶服務能力與國外廠商存在差距,國產化進度較為緩慢,中低端產品約為 70%,高端產品約為 40%。當前我國側重于工業企業的全生命周期的運營管理,并且鼓勵對經營
88、管理類軟件實施高端產品突破,在本土管理運營類工業軟件已經出現代表廠商,諸如用友、金蝶、神州數碼等,這些代表廠商已經具備較大的規模和實力。經營管理類工業軟件可以分為傳統的企業資源計劃軟件、供應鏈管理軟件、企業資產管理軟件、人力資源管理軟件、客戶關系管理軟件等。企業資源計劃企業資源計劃:ERP(Enterprise Resource Planning)ERP 的全稱是“企業資源計劃(Enterprise Resource Planning)”。在汽車的運營管理環節,主要面向制造行業進行物質資源、資金資源和信息資源集成一體化管理的企業信息管理系統,是一種信息物理系統,通過集成各個企業部門 50 中國
89、汽車工業軟件發展建設白皮書 和流程的數據和功能,為企業提供全面的資源管理和業務流程支持。其目的是通過協調和整合企業的各個資源,包括人力資源、財務、物流、生產計劃和供應鏈等,以提高企業的效率、生產力和競爭力。企業資源計劃涵蓋了多個關鍵方面,包括以下幾個方面:人力資源管理人力資源管理:ERP 系統可以整合和管理企業的人力資源信息,包括員工檔案、工資和福利、績效評估、培訓等。它可以幫助企業實時跟蹤員工信息,提高人力資源管理效率。財務管理財務管理:ERP 系統能夠集成財務數據和流程,包括會計、成本控制、預算管理和財務分析。它可以實時監控企業的財務狀況,生成財務報表并支持決策制定。物流與供應鏈管理物流與
90、供應鏈管理:ERP 系統可以跟蹤和管理企業的物流和供應鏈活動,包括采購、庫存管理、銷售訂單處理和物流配送。它可以協調供應商和客戶之間的關系,優化物流運作,提高供應鏈的效率和響應能力。生產計劃與控制生產計劃與控制:ERP 系統可以幫助企業規劃和控制生產活動,包括生產計劃、工藝流程管理、生產調度、質量控制等。它可以協調不同部門之間的協作,優化生產資源利用率,提高生產效率和產品質量??蛻絷P系管理客戶關系管理:ERP 系統可以整合客戶信息和銷售流程,實現客戶關系管理。它能夠幫助企業跟蹤客戶需求、銷售機會、客戶服務等,提高客戶滿意度和保持長期關系。在市場上有多個知名的 ERP 軟件供應商,提供企業資源
91、51 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 計劃解決方案。以下是一些相關的軟件:SAP ERP:SAP 是全球領先的企業應用軟件供應商,其SAP ERP 系統具有廣泛的功能覆蓋和可定制性,適用于各種規模和行業的企業。Oracle ERP Cloud:Oracle 提供了一套云端 ERP 解決方案,支持各個模塊和業務流程的集成,具有強大的數據分析和即時報告功能。Microsoft Dynamics 365:微軟的 Dynamics 365 是一套綜合的云端 ERP 解決方案,集成了財務管理、供應鏈管理、銷售和客戶服務等功能。Infor ERP:Infor 提供了一系列專業化的 ERP 解決方案,涵蓋不
92、同行業的特定需求,包括制造業、零售業、物流和醫療行業等。NetSuite:NetSuite 是一種云端 ERP 軟件,適用于中小型企業,具有全面的財務、采購、庫存和客戶管理功能。這些軟件都有各自的特點和適用范圍,在選擇和實施ERP 系統時,企業需要綜合考慮自身業務需求、規模和預算等因素。同時,ERP 系統的成功實施也需要與企業的組織結構和流程相匹配,并進行合適的培訓和變革管理。供應鏈管理:供應鏈管理:SCM(Supply Chain Management)SCM的 全 稱 是“供 應 鏈 管 理(Supply Chain Management)”。供應鏈管理(Supply Chain Mana
93、gement,SCM)是一種涉及從原材料采購到最終產品交付的全球性業 52 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 務流程管理方法。它旨在使供應鏈中的各個環節協同工作,實現資源的高效利用、成本的最小化以及產品的快速傳遞。供應鏈管理軟件按照其功能特點來看,主要包括以下幾個應用方向:采購與供應商管理采購與供應商管理:包括選擇合適的供應商、建立良好的供應商關系、協商采購合同、跟蹤供應商績效等。計劃與預測計劃與預測:通過分析市場需求和銷售趨勢,制定合理的生產計劃和采購計劃,以最小化庫存和降低生產成本。生產與制造生產與制造:確保生產過程的高效運作,包括生產資源的合理配置、生產進度的控制和質量的管理。物流與運輸管
94、理物流與運輸管理:安排產品的運輸方式和路線,管理物流服務提供商,優化運輸網絡,確保產品能夠及時準確地到達目的地。倉儲與庫存管理倉儲與庫存管理:有效管理倉庫,確保庫存的準確性和及時交付,最小化庫存持有成本和貨物損失。售后服務與逆向物流售后服務與逆向物流:管理產品的售后服務和退貨處理,包括客戶支持、維修和退款等。供應鏈管理的優勢包括:成本優化成本優化:通過實施供應鏈管理,企業能夠更好地控制和管理供應鏈中的各個環節,從而降低成本并提高效率。資源優化:資源優化:供應鏈管理可以確保資源的合理利用,減少浪費并提高生產能力。顧客滿意度提升:顧客滿意度提升:供應鏈管理幫助企業更好地理解客戶 53 中國汽車工業
95、軟件發展建設白皮書 需求,并通過優化供應鏈流程來提供更好的產品和服務。靈活性和響應速度靈活性和響應速度:供應鏈管理使企業能夠更快地響應市場需求和變化,提供更快速、可靠的產品交付。合作伙伴關系加強合作伙伴關系加強:供應鏈管理鼓勵企業與供應商、合作伙伴之間進行密切合作和信息共享,從而提高整個供應鏈的效率和競爭力。SCM 軟件解決方案可幫助組織優化其供應鏈流程,提高可見性,并增強與供應商和合作伙伴的協作。常見的 SCM 軟件選項包括 SAP Supply Chain Management、Oracle SCM Cloud 和 JDA software。企業資產管理:企業資產管理:EAM(Enterp
96、rise Asset Management)EAM 的全稱是“企業資產管理(Enterprise Asset Management)”。EAM 軟件是一種綜合性的管理方法,旨在最大化企業資產的價值、延長其使用壽命并降低整體擁有成本。它涵蓋了對企業內部所有資產的全周期管理,包括設備、機械、設施、車輛等。在企業資產管理中,重點關注以下幾個方面:資產采購與投資決策資產采購與投資決策:根據企業的需求和戰略目標,進行資產采購規劃和決策,確保選擇最適合的資產類型和規模,從而實現最佳投資回報。資產維護與保養資產維護與保養:制定維護計劃和保養策略,定期檢查和維修資產,以確保其正常運行和延長使用壽命。這包括預防
97、性維護、計劃性維護和故障修復等。54 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 資產追蹤與管理資產追蹤與管理:建立詳細的資產臺賬和管理系統,跟蹤資產的位置、狀態、價值等信息,以便及時查找和管理資產,準確評估資產價值和使用情況。資產處置與報廢資產處置與報廢:根據資產的使用壽命、價值變動和業務需求,制定資產處置和報廢計劃,確保合規處理資產的廢棄物,同時最大化回收和再利用價值。風險管理與合規性風險管理與合規性:識別和評估資產管理中的風險,包括安全風險、法律合規性和環境影響等,采取相應的措施降低風險,并確保符合相關法規和標準。數據分析與決策支持數據分析與決策支持:利用數據分析和信息技術工具,對資產管理的各個方面
98、進行監控和分析,為決策者提供準確可靠的數據支持,優化資產管理策略和效率。EAM 軟件可幫助跟蹤和維護資產,安排預防性維護,管理工作訂單,跟蹤庫存和備件,并支持資產性能分析。常見的EAM軟件解決方案包括IBM Maximo、Infor EAM和Oracle EAM Cloud。人力資源管理:人力資源管理:HRM(Human Resource Management)HRM 的全稱是“人力資源管理(Human Resource Management)”。人力資源管理是指企業對人力資源進行規劃、招聘、培訓、發展、激勵、績效管理和福利管理等一系列活動的綜合管理過程。它旨在合理利用和發展企業內部的人力資源
99、,以支持企業的戰略目標和業務運營。人力資源管理的主要內容包括以下幾個方面:55 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 人力資源規劃人力資源規劃:根據企業的業務需求和戰略目標,進行人力資源需求的預測和規劃,確保企業在人力資源方面具備足夠的實力來實現業務目標。招聘與選拔招聘與選拔:確定招聘需求,制定招聘渠道和策略,進行招聘廣告發布、簡歷篩選、面試、背景調查等環節,最終選擇合適的候選人加入企業。培訓與發展培訓與發展:為員工提供必要的培訓和發展機會,提升其工作能力和職業素養,使其適應企業的需求和不斷變化的工作環境??冃Ч芾砜冃Ч芾恚褐贫鞔_的崗位目標和績效評估體系,跟蹤和評估員工的工作表現,進行績效考核和獎
100、勵激勵,促進員工的工作動力和發展。薪酬與福利管理薪酬與福利管理:制定薪酬體系和福利政策,確保員工的薪酬合理、公正,同時提供一系列福利待遇,如醫療保險、退休金、假期等,以提高員工的福利和滿意度。勞動關系管理勞動關系管理:維護企業與員工之間的勞動關系,包括與工會或員工代表進行溝通和協商,處理勞動糾紛和調解,確保員工的權益得到保護。員工關懷與離職管理員工關懷與離職管理:關注員工的福祉,提供員工支持和關懷,同時管理員工的離職流程,并進行離職面談和知識轉移,以保持組織文化的連續性。人力資源管理軟件解決方案支持招聘和入職、員工數據管理、績效管理、培訓和發展、工資單、福利管理和勞動力 56 中國汽車工業軟件
101、發展建設白皮書 分析等活動???戶 關 系 管 理:客 戶 關 系 管 理:CRM(Customer Relationship Management)CRM 的全稱是“客戶關系管理(Customer Relationship Management))”??蛻絷P系管理是指用于管理與客戶的互動和關系的一套實踐、策略和技術。CRM 軟件旨在通過提供客戶信息的整體視圖并實現個性化營銷、銷售和客戶服務活動來提高客戶滿意度、忠誠度和忠誠度。CRM 軟件幫助組織集中客戶數據,跟蹤客戶互動和活動,自動化銷售流程,并為客戶洞察提供分析。1.2.6 其他其他 隨著工業互聯網和人工智能的發展,在汽車工業軟件中還有一
102、些其他的工業軟件,旨在幫助汽車制造企業提高生產效率、質量和可持續性,實現數字化轉型,向智能化和數字化方向發展。比如新型架構類、基礎支撐類和人工智能算法類等。新型架構類新型架構類 新型架構類的汽車工業軟件是指用于輔助汽車制造企業向數字化、網絡化、智能化發展的基于全新架構和理念開發出來的工業 APP。新型架構類汽車工業軟件旨在幫助汽車制造企業從設計、制造到銷售和售后服務的所有相關數據、流程和操作都可以以數字化形式存在,從而提高協作效率、57 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 減少錯誤,加速開發和交付過程。這些軟件在汽車工業領域的作用也越來越明顯,可以分為許多不同的細分類型,以滿足汽車制造和運營的各種
103、需求。新型架構類工業軟件為工業軟件的研制、應用與發展提供了更好的技術路徑與應用實踐。據中國工業技術軟件化產業聯盟據統計,2020 年 12 月底,我國工業技術軟件化率達到 50%,面向特定行業、特定場景的工業互聯網 APP 培育數量超 30 萬個,繁榮工業互聯網平臺應用生態、促進工業提質增效和轉型升級的支撐作用初步顯現。新型架構類的汽車工業軟件在汽車的在汽車制造和運營中具有革命性的作用。這些軟件不僅僅是傳統功能的延伸,更是借助先進的技術和架構,推動了汽車產業的數字化轉型和創新。這些軟件使汽車變得更加軟件化和可編程化,許多功能和特性可以通過軟件更新進行升級,從而延長汽車的生命周期,提供新的功能和
104、體驗,甚至在汽車已經出售后改進性能。初次之外,通過云端連接,車輛可以與互聯網和其他車輛進行通信,提升汽車的智能化、安全性、維護效率以及用戶體驗。這種連接性為數據收集、分析和共享創造了機會,使制造商能夠更好地了解車輛性能、駕駛行為和用戶偏好,從而改進產品和服務,包括更好的維護、更智能的駕駛體驗、更高效的能源管理和更安全的駕駛。新型架構類汽車工業軟件主要可以分為以下幾個方面:車輛控制軟件:車輛控制軟件:VC(Vehicle Control)58 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 VC 的全稱是“車輛控制(Vehicle Control)”。車輛控制軟件是一類用于管理和控制車輛各種系統的應用程序,它們
105、負責監控、協調和控制車輛的各個組成部分,以確保車輛的正常運行、性能和安全性。這些軟件與車輛的機械、電子和傳感器系統緊密配合,使車輛能夠以高效、安全的方式運行。用于控制車輛的各種系統,包括發動機控制、懸掛系統、制動系統、轉向系統等。這些軟件確保車輛的安全性、性能和效率。駕駛輔助系統軟件:駕駛輔助系統軟件:DAS(Driver Assistance System)DAS 的全稱是“駕駛輔助系統(Driver Assistance System)”。駕駛輔助系統軟件是一種設計用于幫助駕駛員操控車輛、提升駕駛安全性和便利性的應用程序。這些軟件利用傳感器、攝像頭、雷達等技術來監測車輛周圍的環境和情況,并
106、根據收集到的數據提供駕駛員警告、輔助和控制功能。駕駛輔助系統軟件的目標是減少駕駛中的人為錯誤,提高駕駛的安全性和舒適性。包括自動駕駛功能、自適應巡航控制、自動泊車等。這些軟件幫助駕駛員在駕駛過程中增加安全性和便利性。車聯網軟件:車聯網軟件:V2X(Vehicle-to-Everything)V2X 的全稱是“車聯網(Vehicle-to-Everything)”。車聯網軟件是一類專門設計用于連接車輛與外部世界、實現車輛互聯和數據交換的應用程序。通過使用傳感器、通信技術和互聯網連接,車聯網軟件使車輛能夠與其他車輛、基礎設 59 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 施、云服務器以及移動設備進行通信和數
107、據交換。這樣的互聯使得車輛能夠獲得實時信息、提供服務,并且能夠更智能地適應不同的駕駛和交通情境。這些軟件支持諸如遠程診斷、實時交通信息、遠程控制等功能。車輛診斷與維護軟件:車輛診斷與維護軟件:VDM(Vehicle Diagnosis and Maintenance)VDM 的全稱是“車輛診斷與維護(Vehicle Diagnosis and Maintenance)”。VDM 軟件用于監測車輛狀態,進行故障診斷,并提供維護建議。這有助于減少停機時間并提高車輛的可靠性。車 內 娛 樂 與 信 息 系 統 軟 件:車 內 娛 樂 與 信 息 系 統 軟 件:IVI(In-Vehicle Info
108、tainment)IVI 的全稱是“車內娛樂與信息系統軟件(In-Vehicle Infotainment)”。IVI 軟件包括娛樂、導航、多媒體連接等功能。這些軟件提供了與駕駛相關的信息和娛樂體驗。電池管理系統軟件:電池管理系統軟件:BMS(Battery Management System)BMS 的全稱是“電池管理系統(Battery Management System)”。BMS 軟件用于電動和混合動力車輛的電池管理,包括充電控制、電池健康監測等。生產流程管理軟件:生產流程管理軟件:PM(Production management)PM 的全稱是“生產流程管理(PM)”。PM 軟件在汽
109、車制造過程中用于管理生產流程、質量控制、物流等。這些 60 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 軟件有助于提高生產效率和產品質量。供應鏈管理軟件:供應鏈管理軟件:SCM(Supply Chain Management)SCM的 全 稱 是“供 應 鏈 管 理(Supply Chain Management)”。SCM 軟件用于協調零部件供應商、制造商和分銷商之間的流程。這有助于確保零部件的及時供應以及整個供應鏈的順暢運作。車輛安全軟件:車輛安全軟件:VS(Vehicle Safety)VS 的全稱是“車輛安全(Vehicle Safety)”。隨著現代汽車的智能化和互聯化,車輛安全軟件變得愈發重要
110、,可以應對各種威脅,保障車輛的安全性。包括防盜系統、遠程停用引擎、車輛追蹤等功能,以提高車輛的安全性。車輛數據分析與優化軟件:車輛數據分析與優化軟件:VDAO(Vehicle Data Analysis and Optimization)VDAO 的全稱是“車輛數據分析與優化(Vehicle Data Analysis and Optimization)”。VDAO 軟件用于收集、分析和解釋車輛性能和使用數據,以優化車輛設計、制造和運營策略。是一種專門設計用于收集、處理、分析和優化車輛相關數據的應用程序。這些軟件在汽車工業中起著關鍵作用,可以提供深入的洞察,幫助制造商、車主和運營商更好地管理和
111、改善車輛性能、效率和使用體驗。這只是新型架構類汽車工業軟件細分類型的一小部分示例。隨著技術的不斷進步,這個領域將繼續發展,可能會涌現出更多的創新和細分領域。61 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 基礎支撐類基礎支撐類 基礎支撐類的汽車工業軟件指的是在汽車研發、制造以及運營過程中提供支持、管理和基礎平臺保證的的軟件或軟件系統?;A支撐類汽車工業軟件在汽車研發、制造和運營中起著重要的作用。這些軟件提供了多種功能,幫助汽車制造商和相關從業者可以更高效地設計、生產、測試、維護和管理汽車。操作系統操作系統 在汽車工業軟件領域,操作系統的定義與通用操作系統類似。操作系統是管理和控制計算機硬件與軟件資源的計算
112、機程序,是直接運行在硬件上的最基本的系統軟件。操作系統的功能包括管理計算機或嵌入式系統的硬件、軟件及數據資源,控制程序運行,為應用軟件提供支持,以及為軟件的開發提供必要的服務和相應的接口等。不同的操作系統,其設計理念和實現方式也各不相同。目前在汽車領域,操作系統主要可以分為兩類。一類是嵌入式操作系統,主要應用于自動化和控制系統,另外一類屬于桌面或服務器操作系統,主要應用于 IT 管理等。以下是一些常見的應用領域:車用控制器車用控制器:目前智能汽車中主要有三類控制器,分別為智能車控、智能座艙和智能駕駛。智能車控控制器,主要使用 CP AUTOSAR 或者 OSEK 等;智能座艙控制器上,主要使用
113、安卓和 QNX 等;智能駕駛控制器,主要使用 Linux 和 62 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 QNX 等。工廠自動化控制工廠自動化控制:作為智慧工廠的重要組成部分,操作系統主要應用在兩部分,一類是產線中各種設備上搭載的實時操作系統,如 freeRTOS、Vxworks 等;另一類是 IT 管理或控制端使用的桌面/服務器操作系統,如 Windows、Linux等。云端控制平臺云端控制平臺:主要用于汽車生產、制造等過程中的數據存儲和管理、遠程監控和控制、車聯網服務等。使用的操作系統主要有 Windows Server、Linux 等。數據庫數據庫 數據庫是存儲、管理和組織數據的系統。它是一個
114、長期存儲在計算機上的數據集合,具有一定的結構化和組織性。數據庫技術的發展對于汽車產業的發展至關重要,一方面因為它們可以提高數據管理效率、降低存儲成本、提高數據安全性并支持快速訪問和處理大量數據;另外一方面,基于大量數據的分析,可以不斷地挖掘客戶需求、提升車輛性能、通過 OTA 技術,形成數據閉環,引發技術革新。根據數據結構、架構模型、業務負載特征的不同,數據庫可劃分為不同類別。根據數據結構類型:可分為關系型數據庫、NoSQL 數據庫、NewSQL 數據庫;根據架構模型:可分為集中式數據庫、分布式數據庫;根據業務負載特性:可分為 OLAP 數據庫(分析型數據庫)、OLTP 數據庫(事務型數 據庫
115、)、HTAP 數據庫(混合型數據庫)。63 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 在汽車領域,主要應用于:整車軟件開發數據管理整車軟件開發數據管理:分為兩類:一是,整車軟件開發過程中產生的研發效率、軟件品質等相關數據。二是,車輛傳感器、導航系統等設備產生的大量數據,可用于提升車輛性能、用戶習慣分析以及訓練智能駕駛系統。車輛診斷、維修和售后服務數據管理車輛診斷、維修和售后服務數據管理:用于管理車輛故障、維修和售后服務的數據管理,可以提升維修速度和售后質量以及提升車輛品質。車輛生產和質量管理車輛生產和質量管理:作為智慧工廠的組成部分,協助整車廠實現精益管理,提升產線生產效能。車輛銷售和客戶關系管理:用于
116、管理車輛銷售和客戶信息,協助整車廠進行市場分析和銷售預測。中間件中間件 根據國標 GB/T 33847-2017信息技術 中間件術語定義,中間件(middleware)指位于系統軟件之上,用于支持分布式應用軟件,連接不同軟件實體的支撐軟件。簡單來說,中間件是對應用軟件起到支撐、連接作用的一種基礎軟件。主要功能可以用一個等式來表示:中間件=平臺+通信。按信創工委會白皮書的分類,中間件可繼續分為應用服務器、消息中間件、服務代理中間件、企業服務總線等。在汽車領域,中間件主要應用于車用控制器和 IT 管理平臺。在車用控制器領域,主要應用的中間件有 CP AUTOSAR、AP AUTOSAR、OSEK、
117、DDS 等。這些中間件主要用于連接 64 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 各控制器操作系統和應用軟件,實現各個電子控制單元之間的通訊和協調。虛擬機虛擬機 虛擬機是一種在物理服務器和操作系統之間的抽象層。虛擬機通過虛擬化技術,可以模擬一個完整的計算機系統,包括處理器、內存、硬盤和網絡接口,從而讓用戶可以在同一臺物理服務器上運行多個不同的操作系統和應用程序。在汽車領域、虛擬化技術可以應用在:車用控制器車用控制器:在域控制或中央計算平臺中,往往會使用高算力芯片。在高算力芯片上運行虛擬機,可支撐多個操作系統運行,實現座艙系統中的一機多屏、艙駕融合等功能;仿真測試仿真測試:通過虛擬機實現控制器仿真、整車
118、仿真等,從而降低測試成本,提升測試自動化程度,實現軟件品質的提高;整車軟件開發整車軟件開發:通過虛擬機在云原生技術中發展出的容器技術,實現整車軟件的多團隊協同開發,降低軟件集成難度,提升軟件開發效率和質量;此外,虛擬機技術還可以應用在服務器的快速部署和遷移、計算機資源管理和優化等方面。算力芯片算力芯片 算力芯片指的是支撐上層各級軟件運行的芯片硬件載體,它本身不屬于軟件,卻是軟件運行的最基本的支撐。車載算力芯片在汽車領域起著關鍵作用,用于支持智能駕駛、65 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 智能駕駛輔助系統以及車內娛樂等功能。以下是一些常見的車載算力芯片類型:智能駕駛芯片智能駕駛芯片:這些芯片專門
119、設計用于支持智能駕駛功能,如感知、決策和控制。它們通常包括多個處理單元,用于處理傳感器數據、生成地圖、規劃路徑等。NVIDIA 的 Drive平臺和 Mobileye 的 EyeQ 系列芯片就是智能駕駛領域的代表。視覺處理器:視覺處理器:這些芯片用于處理來自攝像頭和其他視覺傳感器的數據。它們能夠執行圖像處理、目標檢測、識別和跟蹤等任務。這對于智能駕駛的環境感知至關重要。NVIDIA的 GPU 和專門的視覺處理單元都屬于這一類。雷達信號處理器雷達信號處理器:雷達在智能駕駛中用于檢測周圍物體和障礙物。雷達信號處理器能夠處理并解釋來自雷達傳感器的數據,提供環境感知和障礙物檢測所需的信息。感知處理器感
120、知處理器:這些芯片負責處理來自多種傳感器(如攝像頭、激光雷達、毫米波雷達等)的數據,以創建車輛周圍環境的精確表示。它們可以整合不同類型的傳感器數據,從而提供全面的環境感知。通信處理器通信處理器:車輛需要高效的通信系統來與其他車輛、基礎設施和云服務器進行通信。通信處理器負責處理車輛間的通信以及與外部世界的數據傳輸。輔助駕駛處理器輔助駕駛處理器:用于支持輔助駕駛功能,如自適應巡航控制(ACC)、車道保持輔助(LKA)等。這些芯片可以 66 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 處理傳感器數據,實現車輛在車道內的自動控制。娛樂和信息處理器娛樂和信息處理器:除了駕駛功能,車載芯片還可以支持車內娛樂和信息系統
121、。這些芯片用于處理音頻、視頻、導航和互聯網連接等??偟膩碚f,車載算力芯片的種類多樣,它們的功能和應用范圍也各不相同,但都在為汽車領域的智能化和自動化提供關鍵支持。人工智能算法類人工智能算法類 人工智能(Artificial Intelligence,AI)算法類工業軟件是指輔助人工智能技術在汽車產品中部署應用的或利用人工智能技術賦能汽車產品的研發、生產、經營等活動的汽車工業軟件。人工智能是開啟汽車行業未來價值的關鍵所在。汽車依賴人工智能,可以像人類一樣思考和行動,使汽車轉變為更安全、更舒適、更智能化和人性化的交通工具,開啟汽車產業新階段。要實現這個目標,需要三個關鍵要素:傳感器數據和數據管理;
122、處理數據的嵌入式人工智能算法;執行算法的車載電控單元 ECU。而數據的訓練和優化、算法的實現、算法模型的部署乃至汽車人工智能的全生命周期都依賴各類專門的汽車工業軟件的支持。另一方面,人工智能技術也能反作用于汽車工業軟件,使其不論從開發、測試還是部署,都可以持續演化,減少維 67 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 護工作量,從而實現功能和性能的不斷突破。開發汽車工業軟件的企業也必然要采用人工智能技術以保持競爭力。人工智能的發展給汽車工業軟件的開發帶來了巨大的需求,汽車工業軟件的發展促成了人工智能在汽車中的落地。正是基于汽車領域中,人工智能與工業軟件這種密不可分、相輔相成的關系,本章節從汽車工業軟件
123、輔助人工智能應用開發和人工智能賦能汽車工業軟件兩個角度來闡述人工智能算法類的汽車工業軟件。汽車工業軟件輔助人工智能應用開發汽車工業軟件輔助人工智能應用開發 輔助人工智能技術在車載軟件中開發部署,常見的相關工具軟件可以分為數據工具、模型訓練與評測工具、車端部署工具這幾大類。數據相關的軟件包括數據庫設計、數據采集、數據清洗、數據標注、數據質檢等功能,為模型提供輸入。模型訓練與評測常常在在服務器上運行特定訓練任務,進行分布式訓練,并在云端進行評測。模型訓練結果最終需要在目標機上進行部署,往往借助工具進行模型到軟件的轉換并進行測試,從而完成車端部署。以自動駕駛為例,自動駕駛開發平臺是輔助人工智能算法在
124、自動駕駛領域應用的重要工具。自動駕駛開發平臺可以用于生成豐富的模擬數據并記錄車輛的狀態、行為和傳感器數據。這些數據可用于設計數據庫模式和定義需要存儲的數據類型和結構。在數據采集方面,自動駕駛開發平臺提供了一個基于實物或仿真環境的數據采集平臺,可以采集或模擬 68 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 不同的交通場景和道路條件。開發人員可以使用實車或仿真收集各種駕駛場景下的數據,包括圖像、視頻、激光雷達、位置等,用于進一步分析和開發自動駕駛系統。數據標注上,生成的數據通常需要進行標注,以提供監督學習、訓練模型等應用。根據生成的場景數據,可以使用自動或半自動的方式進行數據標注。例如,可以使用生成的圖像數
125、據,結合自動標注工具或半自動標注工具,為圖像中的目標物體添加標注框、類別等信息。數據質檢上,通過生成的數據,可以進行數據質檢和驗證。這包括檢查標注數據的準確性、一致性和完整性。通過自動分析和比對數據,可以發現潛在問題并進行修復和驗證,確保數據質量符合標準要求。在模型訓練的環節,工具可以根據數據對該模型的有效性來幫助構建訓練數據集,然后使用該數據集對選定的模型進行訓練,并使用驗證數據集對模型進行評估和調優。最后,使用測試數據集對最終的模型進行評測。通過將測試集數據輸入模型,并比較模型的預測結果與測試集中的真實標簽,可以評估模型在實際場景中的性能和準確性。對于全鏈路的工具,還提供仿真測試功能,提供
126、場景庫、仿真測試,以及指標的評估服務。在服務器中訓練中的模型最終需要部署在車端上,在實際場景中,對模型的性能和安全性進行持續監測和評估,以確保系統的穩定性和可靠性。人工智能賦能汽車工業軟件人工智能賦能汽車工業軟件 隨著人工智能技術的快速發展,其在汽車工業軟件的應 69 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 用也愈發廣泛?;谄囆袠I專業知識和數據的人工智能技術在研發設計、生產制造、業務管理等方面都得到了應用。研發設計研發設計 在零部件設計上,一些應用了人工智能技術的 CAD 設計軟件已經具備生成式設計的功能。這些軟件能夠基于設計目標和約束自動生成若干備選設計方案并進行評估,幫助工程師更高效的進行設計
127、。此外,也有 CAD 軟件通過采用 AI技術來預測下一條可能使用的命令,大大簡化了 CAD 系統操作的復雜性。一些設計軟件,基于人工智能技術在設計階段就可獲得模擬的反饋結果。如評估產品可持續性上,通過結合準確的3D 數據與人工智能驅動的材料推薦引擎,可以在產品初期評估環境影響。企業可以根據多種環境影響的數據集和生成的影響報告,評估和優化產品的材料選擇。此外,一些軟件在產品設計解決即具備性能預測功能,可以在設計工具中直接交付基于具體材料和滿足載荷條件的實時仿真結果。AI模型可以代替大部分重復性工作,降低軟件使用門檻,提升研發效率。比如集成開發環境借助大模型,可以實現從代碼注釋到可運行代碼的轉換,
128、自動補全代碼塊、重復的代碼、以及整個方法或函數。此外在車輛設計上,軟件還可以根據工業場景的特征,提出基于規則的小模型與大模型相結合的策略,使用大模型通過學習海量車輛數據生成近似設計,然后通過經典算法來將近似設計優化為精確的工程文件,從 70 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 而符合工業場景的制造需求。AI 模型可以在產品研發的早期階段支持測試驗證,提升產品性能和質量。比如利用豐富的現有碰撞數據和實驗數據構建了自學習和數據驅動模型,工程師可以在設計過程的早期優化碰撞性能,減少對耗時、昂貴的測試的依賴,同時使歷史輸入數據變得更加有價值。生產制造生產制造 一些軟件使用人工智能對零部件進行智能檢測,如通
129、過對零部件圖像進行分析,利用機器視覺與深度學習等技術,從而實現對零部件缺陷的判斷。比如有些零部件裝配過程中外觀(如紋理或形變)和螺栓緊固程度,傳統方式通過人工裝配完成,質檢則由人工目檢。而通過使用基于人工智能與機器視覺的檢測系統,則能夠減少檢測過程中的人工干預,提高生產效率。汽車制造廠商可以使用基于人工智能和數字孿生等技術的虛擬工廠,來為工廠和倉庫搭建 AI 虛擬環境。其使得汽車制造商進行預測性分析從而提高運營效率。工廠規劃人員也可以利用此系統,對工廠進行審查和改進。規劃人員需要調整工廠規劃時,可先在虛擬環境中修改并得到快速評估和驗證,從而提高在現實世界部署的效率。業務管理業務管理 在供應鏈軟
130、件方面,使用數字孿生與人工智能技術構建供應鏈運營的副本,從而對資產、交易、第三方供應商以及 71 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 其他運營流程進行監控,進而預測產出或提前發現問題,并快速響應。此外,工程人員能夠提前預估設備狀態,提前發現設備問題,管理人員能夠借此評估工廠效率并通過提前進行設備維護從而減少設備故障帶來的損失。人工智能還可以通過對車輛數據的分析和處理,進行智能預測和優化。例如,通過分析車輛的數據,可以預測車輛的故障和維修需要,提高車輛的可靠性和維修效率;通過分析車輛的使用數據和駕駛行為,可以優化車輛的性能和駕駛體驗,提高車輛的燃油效率和續航里程。智能網聯汽車面臨嚴重的信息安全問題,
131、為了確保智能網聯汽車的安全使用和合規運營,車企必須要組建一個功能完善、技術先進和具備快速響應能力的車聯網安全運營中心來持續監控、識別和響應車輛網絡安全威脅。軟件平臺可以整合并標準化多種數據來源,結合數字孿生和人工智能技術構建整車安全威脅全景視圖,通過機器學習模型輔與車輛基礎行為畫像,進一步分析從而發現新型威脅攻擊;可以基于機器學習的網絡流量分析可以幫助安全運營人員發現隱藏的攻擊者,這種攻擊者常常利用了 0 day 漏洞,讓傳統的邊界防御方式失效,AI 技術了減少人工的介入,為企業節省成本的同時提高檢測準確率,降低誤報率。72 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 1.3 汽車工業軟件的重要意義汽車工
132、業軟件的重要意義 1.3.1.汽車工業軟件保證汽車工業的經濟和安全穩健汽車工業軟件保證汽車工業的經濟和安全穩健 根據國家統計局數據,我國汽車產銷總量已經連續 14 年穩居全球第一,2022 年汽車產銷分別完成 2702.1 萬輛和 2686.4 萬輛;2022 年,規模以上汽車制造業工業增加值比上年增長 6.3%,完成營業收入 92899.9 億元;汽車類零售總額累計完成 45772 億元,比上年增長 0.7%,占社會消費品零售總額的 10.4%。汽車工業無疑是我國經濟的重要支柱產業,汽車工業的健康發展直接影響我國經濟的穩定發展,人民安全乃到國家安全。汽車工業軟件是汽車關鍵核心技術的載體,也是
133、汽車關鍵核心技術的不斷優化的智慧結晶,發展汽車工業軟件是汽車工業智能化的前提,是汽車工業實現要素驅動向創新驅動轉變的動力,是推動我國由汽車生產大國向汽車智能強國轉變的助推器,是提升汽車工業國際競爭力的重要抓手,是確保汽車工業產業鏈安全與韌性的根本所在。習近平總書記曾在中國科學院第二十次院士大會、中國科協第十次全國代表大佬的講話中指出:“實踐反復告訴我們,關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的。只有把關鍵核心技術掌握在自己手中,才能從根本上保障國家經濟安全、國防安全和其他安全?!痹谛滦蝿菹?,推動汽車工業高質量發展,維護國家安全,必須下苦功夫掌握關鍵核心技術。73 中國汽車工業軟件發展建設白皮書
134、全球二維和三維設計和工程軟件公司歐特克限制俄羅斯使用 AutoCAD 系列產品的案例,啟示我們如果工業軟件沒有掌握在自己手里,勢必受限于人,嚴重阻礙汽車工業的發展進程。1.3.2.汽車工業軟件賦能汽車工業的發展和創新蓬勃汽車工業軟件賦能汽車工業的發展和創新蓬勃 全球新一輪科技革命和產業變革蓬勃發展的背景下,汽車與能源、交通、信息通信等領域有關技術加速融合,電動化、網聯化、智能化成為汽車產業的發展潮流和趨勢。中國汽車工業正在邁向高質量發展的新階段,提升中國汽車品牌價值和影響力,擴大中國汽車市場份額,實現品牌向上突破,是“十四五”時期中國汽車工業發展最為緊迫的任務之一。汽車工業軟件是中國汽車工業高
135、質量發展和占領汽車工業新高地的核心。汽車工業軟件已經滲透和廣泛應用于汽車工業領域的核心環節,汽車工業軟件是現代汽車產業體系之“魂”,是汽車制造強國之重器。失去汽車工業軟件市場,將失去汽車產業發展主導權,而掌握汽車工業軟件市場,則會極大地增加中國汽車工業體系的韌性和抗打擊性,為汽車制造強國打下了堅實基礎。1.3.3.汽車工業軟件促進汽車工業的數字化和智能化高汽車工業軟件促進汽車工業的數字化和智能化高效效 汽車工業軟件在汽車工業電動化、網聯化、智能化的發展進程中朝著新型架構和汽車人工智能方向匯聚,是占領汽 74 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 車工業新高地的利器。德國大眾汽車和小鵬汽車牽手是一個具
136、有代表性的例子,2023 年 8 月德國大眾汽車和小鵬汽車達成技術合作框架協議,并以 7 億美元參股小鵬汽車,而小鵬汽車提供電動車平臺和智能座艙、智能駕駛系統軟件。智能座艙、智能駕駛系統軟件作為汽車工業軟件的一種具體形式,小鵬汽車以先進的技術平臺與軟件推動著老牌汽車廠商的發展,對于國內新能源車和智能駕駛產業的發展來說,這項合作具有重要意義,同時進一步促進中國新能源汽車技術的創新和全球推廣,在推動整個汽車產業鏈的協作和共享起到領頭作用。75 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 第 2 章 汽車工業軟件現狀及其生態環境 2.1 政策生態環境:汽車工業軟件相關政策政策生態環境:汽車工業軟件相關政策 2.
137、1.1 國家發展戰略國家發展戰略 國務院于 2015 年 5 月印發了全面推進實施制造強國的戰略文件中國制造 2025,中國制造 2025是中國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領。如圖 1 所示“節能與新能源汽車”是“中國制造 2025”的十大領域之一。智能制造工程是五大工程之一,智能制造涉及到工業軟件,與汽車工業軟件息息相關。圖 1 中國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領 76 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 2.1.2 國家智能網聯汽車政策國家智能網聯汽車政策 近年來,從中央到地方,智能網聯汽車創新、測試、準入、使用等方面的法律、法規、規范、標準不斷出臺,智能網聯汽車產品監管體系逐漸完
138、善,中國自動駕駛層級治理框架初步建立。智能網聯汽車政策促進了中國汽車行業的發展,也給汽車工業軟件帶來新機遇。在中央層面上,強化自動駕駛頂層設計,先后出臺了 車聯網(智能網聯汽車)產業發展行動計劃 智能汽車創新發展戰略 關于促進道路交通自動駕駛技術發展和應用的指導意見等文件,推動自動駕駛技術發展和應用;陸續發布了自動駕駛封閉測試場地建設技術指南(暫行)智能網聯汽車道路測試與示范應用管理規范(試行)關于加強智能網聯汽車生產企業及產品準入管理的意見等文件,規范自動駕駛汽車測試與應用。2022-09-16 征求對 國家車聯網產業標準體系建設指南(智能網聯汽車)(2022 年版)(征求意見稿)的意見。到
139、2025 年,系統形成能夠支撐組合駕駛輔助和自動駕駛通用功能的智能網聯汽車標準體系。制修訂 100 項以上智能網聯汽車相關標準,涵蓋組合駕駛輔助、自動駕駛關鍵系統、網聯基礎功能及操作系統、高性能計算芯片及數據應用等標準,滿足智能網聯汽車技術、產業發展和政府管理對標準化的需求。2022-03-07 車聯網網絡安全和數據安全標準體系建設 77 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 指南。到 2023 年底,初步構建起車聯網網絡安全和數據安全標準體系。重點研究基礎共性、終端與設施網絡安全、網聯通信安全、數據安全、應用服務安全、安全保障與支撐等標準,完成 50 項以上急需標準的研制。到 2025 年,形成較
140、為完善的車聯網網絡安全和數據安全標準體系。完成 100 項以上標準的研制,提升標準對細分領域的覆蓋程度,加強標準服務能力,提高標準應用水平,支撐車聯網產業安全健康發展。2021-09-16 關于加強車聯網網絡安全和數據安全工作的通知。加強車聯網網絡安全和數據安全管理工作。2021-07-27 關于印發 智能網聯汽車道路測試與示范應用管理規范(試行)的通知。加快制造強國、科技強國、網絡強國、交通強國建設,推動汽車智能化、網聯化技術發展和產業應用,推進交通運輸轉型升級創新發展,規范智能網聯汽車道路測試管理。2021-03-17 關于印發 國家車聯網產業標準體系建設指南(智能交通相關)的通知。發揮標
141、準在車聯網產業生態環境構建中的引領和規范作用,加快制造強國、網絡強國和交通強國建設步伐。2020-10-20 關于印發新能源汽車產業發展規劃(20212035 年)的通知。推進智能化技術在新能源汽車研發設計、生產制造、倉儲物流、經營管理、售后服務等關鍵環節的深度應用。加快新能源汽車智能制造仿真、管理、控制等核心 78 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 工業軟件開發和集成,開展智能工廠、數字化車間應用示范。加快產品全生命周期協同管理系統推廣應用,支持設計、制造、服務一體化示范平臺建設,提升新能源汽車全產業鏈智能化水平。2.1.3 國家工業軟件相關政策國家工業軟件相關政策 工業軟件在“八五”及“九五
142、”期間,主要以引進先進技術及開發符合國際標準的基礎軟件和應用軟件為主?!笆濉钡健笆濉睍r期,工業軟件政策較少,主要還是集中在大力發展軟件產業、高端軟件方面?!笆濉睍r期是我國工業軟件相關政策密集出臺的時期,其中提到需重點突破高端工業和大型管理軟件。到“十四五”時期,根據“十四五”規劃和 2035年遠景目標綱要,積極穩妥發展工業互聯網、加快補齊基礎軟件等瓶頸短板成為“十四五”時期的主要任務之一。十四五規劃綱要中明確規定,要積極穩妥發展工業互聯網、加快補齊基礎軟件等瓶頸短板,這無疑為工業軟件的進一步發展和應用賦予了新動能?!笆奈濉币巹澲袑I軟件行業的具體要求主要集中加強產業基礎能力建設、
143、加強關鍵數字技術創新應用和加快推動數字產業化三個方面。2020 年末工信部發布了 工業互聯網創新發展行動計劃(2021-2023 年),在該規劃中,對工業互聯網、工業軟件的發展做出了更為具體的規劃。其中提到應進一步提升平臺技術供給質量,突破研發、生產、管理等基礎工業軟件。同時 79 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 以新技術帶動工業短板提升突破,加強新技術對工業軟件的帶動提升。在該規劃的影響下,工業軟件的產品種類將進一步增加,同時工業軟件的技術將得到進一步的發展。近五年,國家工業軟件相關政策如表 1 所示。表 1 國家工業軟件相關政策 發布時間發布時間 發布部門發布部門 政策名稱政策名稱 201
144、7 年 11 月 國務院 關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見 2018 年 5 月 工信部 工業互聯網 APP 培育工程實施方案(2018-2020 年)2018 年 5 月 工信部 工業互聯網發展行動計劃(2018-2020 年)2018 年 9 月 國務院 關于推動創新創業高質量發展打造“雙創”升級版的意見 2019 年 8 月 工信部等十部門 加強工業互聯網安全工作的指導意見 2020 年 8 月 國務院 新時期促時集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策 2020 年 12 月 工信部 工業互聯網創新發展行動計劃(2021-2023年)2021 年 3 月 發改委
145、 中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要 2021 年 11 月 工信部“十四五”工業綠色發展規劃 2.2 產業生態環境:汽車“新四化”帶來新機遇產業生態環境:汽車“新四化”帶來新機遇 汽車行業正在經歷快速的變化和發展,汽車行業正往著電動化、網聯化、智能化、共享化的“新四化”發展:自動駕駛技術自動駕駛技術:隨著自動駕駛技術的不斷發展,汽車行業正面臨著技術革命。未來的汽車將不再是簡單的交通工具,而是需要具備高度智能化、自動化和安全性的高科技產品。80 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 汽車制造商需要研發和生產自動駕駛汽車,以滿足消費者對安全、舒適和便利性的需求
146、。共享出行共享出行:共享經濟模式的不斷發展,正在改變人們的出行方式。汽車制造商需要適應這一趨勢,提供共享出行服務,包括共享汽車、網約車、公共交通等。同時,汽車制造商還需要與共享出行平臺合作,提供汽車租賃、分時租賃等服務,以滿足不同用戶的需求。電動化趨勢電動化趨勢:隨著環保意識的不斷提高和能源結構的調整,電動汽車市場正在迅速發展。汽車制造商需要加大在電動汽車領域的研發和生產力度,推出更加節能、環保的電動汽車產品,以滿足市場需求。智能網聯智能網聯:智能網聯技術的發展,將使汽車成為互聯網的一個重要節點。汽車制造商需要研發和生產具備智能網聯功能的汽車,以滿足消費者對智能、互聯和個性化的需求。汽車“新四
147、化”對汽車工業軟件提出新需求,帶來了新的發展機遇。特別是新技術的應用,帶來了汽車工業軟件的新賽道,如:汽車自動駕駛仿真測試、基于數字孿生的汽車產品全生命周期管理、汽車結構的全域仿真驗證、基于新 EE架構的汽車電子仿真測試、基于 AIGC 的自動代碼生成和自動測試用例生成等。2.2.1 汽車自動駕駛仿真測試汽車自動駕駛仿真測試 自動駕駛技術的發展為汽車行業帶來了全新的賽道和 81 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 機遇。汽車制造商需要緊跟技術發展趨勢,不斷進行技術創新和業務模式探索,以適應市場的變化和滿足消費者的需求。同時,也帶來了自動駕駛仿真測試的新需求。自動駕駛系統需要能夠在各種道路和交通條件
148、下運行,同時保證安全、高效和舒適;需要處理復雜的感知、決策和控制任務,這需要高效的仿真環境來測試和驗證其性能。這些要求仿真工具能夠提供復雜場景仿真、高精度傳感器模擬、大量數據回放和分析、動力學模型、交通流模型、安全性和道德規范、多智能體仿真和實時性、準確性等功能。這將有助于提高自動駕駛系統的性能和安全性,推動自動駕駛技術的發展。以下是自動駕駛發展帶來開發仿真新需求的幾個方面:復雜場景仿真復雜場景仿真:自動駕駛系統需要處理復雜的交通場景,包括各種道路類型、交通規則、行人和其他車輛的交互等。這需要仿真工具能夠提供復雜場景的構建和測試功能,以便測試自動駕駛系統的各種性能。高精度傳感器模擬高精度傳感器
149、模擬:自動駕駛系統依賴于多種傳感器(如攝像頭、雷達、激光雷達等)來獲取環境信息。仿真工具需要能夠模擬這些傳感器的行為,提供高精度的傳感器數據,以便測試和驗證自動駕駛系統的感知模塊。大量數據回放和分析大量數據回放和分析:自動駕駛系統需要處理大量的數據,包括傳感器數據、地圖數據、交通規則等。仿真工具需要提供數據回放和分析功能,以便測試和驗證自動駕駛系統 82 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 的數據處理模塊。動力學模型動力學模型:自動駕駛系統需要能夠模擬汽車的動力學行為,包括加速、制動、轉向等。仿真工具需要能夠提供精確的動力學模型,以便測試和驗證自動駕駛系統的控制模塊。交通流模型交通流模型:自動駕駛
150、系統需要與其他的車輛和行人進行交互。仿真工具需要能夠模擬交通流的行為,包括車輛的行駛速度、密度、交通信號等等,以便測試和驗證自動駕駛系統的決策和控制模塊。安全性和道德規范安全性和道德規范:自動駕駛系統需要遵守各種安全性和道德規范,如不撞人、不闖紅燈等。仿真工具需要能夠模擬這些規范,以便測試和驗證自動駕駛系統的安全性和道德規范。多智能體仿真多智能體仿真:自動駕駛系統需要與其他車輛、行人和其他交通參與者進行交互。這需要仿真工具能夠支持多智能體仿真,以便測試和驗證自動駕駛系統的決策和控制模塊。實時性和準確性實時性和準確性:自動駕駛系統需要在各種情況下做出快速和準確的反應。這要求仿真工具具有高實時性和
151、高準確性,以便測試和驗證自動駕駛系統的實時性和準確性。2.2.2 基于數字孿生的汽車產品全生命周期管理基于數字孿生的汽車產品全生命周期管理 汽車數字孿生可以幫助汽車制造商和供應商在產品開發、制造、測試和運維等各個環節中,進行汽車產品全生命周期管理,包括對零部件溯源進行質量管理,利用數字孿生 83 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 指導汽車維修,對汽車進行仿真、分析和優化。2.2.3 汽車全域仿真測試驗證汽車全域仿真測試驗證 新車上市周期的縮短促進仿真測試驗證發展隨著汽車市場的發展,新車上市周期不斷縮短,這給汽車仿真測試驗證帶來了新的機遇和挑戰。一方面,縮短的新車上市周期要求汽車制造商在更短的時間
152、內完成產品的研發和測試,這給仿真測試驗證提供了更緊迫的需求。另一方面,縮短的新車上市周期也要求汽車制造商在產品研發階段更快地發現和解決問題,這給仿真測試驗證提出了更高的要求。為了應對這些挑戰,汽車制造商需要不斷改進和創新仿真測試驗證技術。例如,利用更先進的仿真軟件和測試設備,可以提高仿真測試的精度和效率。同時,采用更高效的測試方法,例如利用云上模擬測試來取代部分的實物測試,可以縮短測試周期并降低成本。此外,隨著汽車電動化、智能化和網聯化等新技術的不斷發展,汽車產品的復雜度不斷增加,這也給仿真測試驗證提出了新的挑戰。例如,對于電動汽車的電池管理系統,需要建立更復雜的仿真模型來進行測試驗證,以確保
153、產品的安全性和可靠性。對于智能網聯汽車,需要進行更全面的網絡仿真測試,以確保其網絡安全性。因此,汽車制造商需要不斷創新和完善仿真測試驗證技術,以適應市場的變化和滿足消費者的需求。同時,也需要加強與高校、科研機構等的合作,共同研發更先進、更高效 84 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 的仿真測試驗證技術,以推動汽車行業的發展。2.2.4 基于新基于新 EE 架構的汽車電子仿真測試架構的汽車電子仿真測試 汽車 EE 架構的變化帶來了設計仿真工具的新需求。隨著汽車電子化程度的不斷提高,EE 架構變得越來越復雜,這也給設計仿真工具帶來了新的挑戰和需求,要求設計仿真工具提供更高的仿真精度、更快的仿真速度、
154、更好的協同性和更好的敏捷性。這將有助于提高汽車開發效率和開發質量,滿足日益增長的市場需求。以下是汽車 EE 架構變化帶來設計仿真工具新需求的幾個方面:更高的仿真精度更高的仿真精度:隨著汽車 EE 架構的復雜度不斷提高,對仿真精度的要求也越來越高。設計仿真工具需要能夠提供更精確的仿真結果,以便更好地預測和驗證汽車在實際運行中的性能和可靠性。更快的仿真速度更快的仿真速度:汽車 EE 架構的復雜度增加,導致仿真計算量的大幅增加。設計仿真工具需要提供更快的仿真速度,以縮短開發周期,提高開發效率。支持多領域仿真:汽車 EE 架構的變化不僅涉及硬件設計,還涉及到軟件、通信、電源等多個領域。設計仿真工具需要
155、支持多領域仿真,以便更好地模擬汽車在實際運行中的各種情況和性能。更好的協同性更好的協同性:汽車 EE 架構的變化涉及到多個領域和多個團隊,各團隊之間的協同性要求越來越高。設計仿真工 85 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 具需要提供更好的協同性功能,以便各團隊之間更好地協作和交流。支持敏捷開發支持敏捷開發:汽車 EE 架構的變化要求開發流程更加靈活和敏捷,設計仿真工具需要支持敏捷開發流程,以便更好地適應快速變化的需求和市場變化。2.2.5 基于基于 AIGC 的自動代碼生成和自動測試用例生成的自動代碼生成和自動測試用例生成 自動代碼生成和自動測試用例生成。未來的汽車工業軟件將使用神經網絡等人工智
156、能技術,根據高層設計自動生成部分系統代碼。并使用強化學習等方法自動生成測試案例,覆蓋各種復雜的場景,使用正向工程驗證安全性。2.3 汽車工業軟件現狀汽車工業軟件現狀 2.3.1 研發設計類研發設計類 汽車結構設計汽車結構設計 CAD 軟件軟件 在汽車行業,主流的 CAD 軟件包括 CATIA、AutoCAD、NX、Creo、SolidWorks 和 SolidEdge。國內 CAD 產品包括中望 CAD、中望 ZW3D、華天 CrownCAD、浩辰 CAD、CAXA、新迪天工云 CAD、數碼大方 CAXA3D、圓方、天喻、華途、艾克斯特、堯創、桂能等。國內 CAD 與國外 CAD 相比,有以下
157、優勢:價格相對較低價格相對較低:國內 CAD 軟件的價格相對較低,對于一些預算有限的用戶而言,更具有吸引力。86 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 更好的本地化支持更好的本地化支持:國內 CAD 軟件通常能夠更好地滿足國內用戶的需求,比如在界面、操作習慣、文件格式等方面更加貼近用戶,同時也更能夠適應國內的網絡環境和硬件配置。更好的售后服務更好的售后服務:國內 CAD 軟件通常能夠提供更好的售后服務,比如技術支持、培訓等方面,能夠更好地解決用戶在使用過程中遇到的問題。然而,國內 CAD 與國外 CAD 相比也存在一些劣勢:技術成熟度較低技術成熟度較低:國內 CAD 軟件的技術成熟度相對較低,與國外
158、軟件相比還存在一定的差距。功能完善度不足功能完善度不足:國內 CAD 軟件在功能完善度方面相對不足,一些高級功能或者特殊功能可能還沒有得到很好的支持。市場份額較小市場份額較?。簢鴥?CAD 軟件的市場份額相對較小,用戶數量和用戶黏性都相對較低??傮w而言,國內 CAD 軟件在價格、本地化支持和售后服務等方面具有相對優勢,但在技術成熟度、功能完善度和市場份額等方面存在一定的劣勢。汽車結構仿真分析汽車結構仿真分析 CAE 軟件軟件 在汽車行業應用的主流 CAE 軟件包括 NASTRAN、Abaqus、Ls-Dyna、Ncode、Hyperworks 等。這些軟件具有強大的工程仿真和分析功能,可以用于
159、汽車結構的剛強度分析、振動分析、非線性分析、接觸碰撞分析、耐久性分析等。87 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 國內 CAE 軟件主要有邁曦軟件的 MxSim、十灃科技的TF 等。與國外主流 CAE 軟件相比,國內 CAE 軟件在算法開發、軟件開發平臺、數值計算方法等方面存在一定差距。同時,國內 CAE 軟件在應用范圍和可靠性方面也存在不足。但是,國內 CAE 軟件具有本土化優勢,能夠根據國內市場需求和工程實際進行開發和優化,具有更好的適用性。汽車裝配尺寸鏈計算與分析汽車裝配尺寸鏈計算與分析 CAE 軟件軟件 汽車三維裝配尺寸鏈計算與分析軟件主要功能包含:CAD 模型導入及識別、裝配功能特征定義
160、、基準特征定義、尺寸及公差定義、裝配操作定義、測量操作定義、基于蒙特卡洛的裝配偏差仿真分析、可視化仿真結果等。TolSim:北京科思誠科技有限公司自主開發的具有完全自主知識產權的一款三維尺寸鏈計算與公差分析軟件。VisVSA:西門子公司的一款尺寸鏈計算與公差分析工業軟件。3DCS:美國 Dimensional Control Systems 公司的一款三維公差分析軟件。多學科聯合仿真及設計優化多學科聯合仿真及設計優化 MDO 軟件軟件 多學科聯合仿真及設計優化軟件功能主要包括:優化流程設計、常用 CAD/CAE/應用程序集成專用組件,通用集成(支持所有仿真計算程序的集成)、試驗設計、近似模型、
161、優化設計、可靠性設計、蒙特卡洛模擬、穩健性設計、多方案評估、運行監控和后處理、多學科優化策略模 88 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 板(CO、CSSO、BLISS)快速構建、分布式并行計算、MBSE 工具集成插件等。MOSIM:MOSIM 是北京科思誠公司完全自主可控的多學科聯合仿真和設計優化工具,集成主流的 CAD 和 CAE 工具,進行多學科協同設計優化。MxDesign:MxDesign 是湖南邁曦軟件完全自主開發的以工作流為導向的多學科優化設計軟件,支持在線和離線方式實現多學科協同設計優化。Isight:達索系統公司的 Isight 是一個仿真分析流程自動化和多學科多目標優化工具。H
162、eeds:HEEDS 是西門子的一款優化軟件,它可以集成主流 CAD 與 CAE 軟件進行多學科協同優化仿真,可以自動執行和加快工程設計空間探索流程。ModelCenter:是一個集成化的工程設計和分析軟件。它可以自動化執行多個工具和模型,并提供高效的工作流程管理和數據管理。汽車動力學仿真汽車動力學仿真 CAE 軟件軟件 主流的汽車動力學仿真軟件有 Mechanical Simulation Corporation 的 Adams、CarSim、TruckSim、Bikesim。這些軟件在汽車行業得到了廣泛應用,具有強大的仿真功能和精確的模型庫,能夠模擬汽車在不同工況下的運動狀態,為汽車設計和
163、研發提供重要的支持和幫助。國內汽車動力學仿真軟件的發展相對較晚,但也有一些 89 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 軟件在汽車行業得到了應用。國內汽車動力學仿真軟件有湖南湖大艾盛科技有限公司的 HDSim 車輛動力學仿真軟件、北京宇航時代科技有限公司的 VTD 車輛動力學仿真軟件等。這些國內汽車動力學仿真軟件在功能和性能方面與國外主流軟件存在一定差距,但也在不斷發展和提升。它們在汽車行業的應用主要集中在汽車設計、研發和測試等方面,為汽車制造商和供應商提供重要的支持和幫助。汽車氣動仿真汽車氣動仿真 CAE 軟件軟件 國外汽車氣動仿真軟件有 AVEVA 公司的 AMESim、ANSYS 公司的 Fl
164、uent、CD-adapco 公司的 STAR-CCM+、Bentley 公司的 Flowmaster 等。開源汽車氣動仿真軟件有微軟公司開發的 AirSim、Udacity 公司開發的 Udacity 等。這些軟件在汽車行業得到了廣泛應用,能夠模擬汽車在空氣動力學方面的性能,為汽車制造商和設計師提供重要的支持和幫助。國內氣動仿真軟件較少應用到汽車氣動仿真,有中國空氣動力研究與發展中心計算空氣動力研究所的 NNW-FlowStar、邁曦軟件的 MxCFD、熙流數字科技有限公司的氣動咖(Aerocae)等。汽車聲學仿真汽車聲學仿真 CAE 軟件軟件 主流的汽車聲學仿真軟件有 Bayerische
165、 Motoren Werke AG(寶馬公司)和 Chalmers University of Technology 共同開發的 AUTOSEA 和 LMS International 的 LMS Virtual Lab,90 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 具備聲學建模、噪聲預測、多目標優化、流固耦合分析等功能,能幫助汽車制造商進行車輛的聲學性能優化和設計。國外汽車聲學仿真軟件還有 CFD、Fraunhofer Institute for Digital Media Technology 的 FEMM 等。國內暫未找到汽車聲學仿真軟件。汽車電氣設計汽車電氣設計 CAD 軟件軟件 汽車電氣設計
166、軟件可以幫助設計師和工程師更有效地規劃和設計汽車電氣架構、電氣線路。常見的汽車電氣設計軟件有德國 Aquintos 公司的 PREEvision、Catia、SolidWorks Electrical、西門子的 SystemWeaver、Catelectre、Capital 等。國內的汽車電氣設計軟件有浙江中望軟件有限公司的ZWCAD Electrical、芯神匠架構設計軟件。這些工具各有特點,選擇適合的工具需要根據具體需求和項目規模來評估。汽車電機設計軟件汽車電機設計軟件 用于電機設計的軟件有很多種,常見的軟件有 Ansys、Maxwell、Flux、JMAG、開源軟件 Elmer 等。國內
167、有機電博士、電機行、電機設計大師、湖南科益科技有限公司的MyPMCAD 等。電機電磁場專業計算軟件有 Maxwell、Jmag、MotorXP、Speed、Emdtool、Motorsolve、Femag、Motorwizard、Opera、Fluxmotor、QuickField、Motor-cad、Rmxpert 等。此外,還有Feko、Coventor、Comsol 等商業電磁場仿真軟件,以及開源的有限元分析軟件 Femlab 等可以用于電磁場仿真。這些軟 91 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 件的功能和特點各有不同,可以根據具體的需求選擇合適的軟件進行電磁場仿真。汽車汽車電子自動化設計
168、電子自動化設計 EDA 軟件軟件 電子自動化設計 EDA 軟件是指用于電子系統設計、分析和仿真的工具軟件。常見的國際EDA軟件主要是Synopsys、Cadence、西門子 EDA 等。國內有華大九天、芯華章、概倫電子、芯和半導體等。這些國產電子設計 EDA 軟件在電路設計、仿真、驗證等方面都有一定的功能和應用,但與國際主流的 EDA 軟件相比,還存在一定的差距。不過,隨著國內半導體產業的發展,這些國產電子設計 EDA 軟件也在不斷進步和完善。此外,還有SPICE、EWB 等電子設計軟件,可以根據具體需求選擇合適的軟件進行電子系統設計、分析和仿真。汽車電子電氣仿真軟件汽車電子電氣仿真軟件 汽車
169、電子電氣仿真工具可以用于設計和分析汽車電子電氣系統,包括電機、電池、充電系統、電氣線路等。常用的汽車電子電氣仿真工具有 Ansys、SkyEye、dSPACE、MATLAB/Simulink 等。汽車軟件需求分析工具汽車軟件需求分析工具 常用的汽車軟件需求分析工具有IBM Requisite Pro、IBM的 DOORS、Siemens 的 Polarion、PTC Integrity、Axure RP、開源的 StarUML 等。國內的汽車軟件需求分析工具廠商有愛碼科技、碼特軟件科技、上海帆軟軟件等。92 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 這些工具在功能、使用方式和適用場景等方面各有不同,用戶
170、可以根據具體需求進行選擇。此外,還有一些針對汽車軟件需求分析的開源工具和自定義開發工具,用戶可以根據實際情況進行選擇或開發。汽車軟件建模汽車軟件建模 MBSE 工具工具 主流的 MBSE 工具有 Enterprise Architect、Modelio、I-Logix公司的MagicDraw、MathWorks公司的Matlab/Simulink。國產的 MBSE 工具有迪捷軟件的 SkyEye、廣州智睿思維科技有限公司的 MBSES 軟件,國產 MBSE 工具在功能和使用上與國際主流的工具類似,而且更加符合中國的應用需求。他們提供了一種有效的方法來建立和可視化復雜系統的模型,有助于更好地理解
171、和控制系統的設計和行為。汽車軟件集成開發環境汽車軟件集成開發環境 汽車軟件集成開發環境(IDE)是一種專為汽車電子控制系統設計的開發環境,它支持從硬件抽象層到應用層的開發過程。IDE 可以集成多種開發工具,如編譯器、代碼編輯器、調試器、仿真器等,以提供全面的開發支持。主流的軟件集成開發環境(IDE)有開源的 Eclipse、微軟的 Microsoft Visual Studio、飛思卡爾公司的 CodeWarrior。國產的軟件集成開發環境(IDE)有華為 CodeArts IDE、統信UOS Studio、麒麟信安 Kylin Cloud Studio、華為 HarmonyOS Dev Ec
172、o。93 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 2.3.2 生產制造類生產制造類 注塑成型仿真注塑成型仿真 CAE 軟件軟件 注塑成型仿真軟件是用于模擬注塑成型過程和預測注塑產品性能的工具。常用的注塑成型仿真軟件有 Moldflow、Autodesk Moldflow Insight、SYSWELD、SolidWorks Simulation Altair 公司的 Inspire Mold 等,國產有華中科技大學的 HsCAE。這些軟件通?;谟邢拊治龇椒?,能夠模擬塑料熔體的流動、傳熱和相變過程,以及模具的應力、應變和熱響應等。通過這些軟件的模擬分析,可以減少試模次數,縮短生產周期,提高產品質量和
173、生產效率。汽車結構制造汽車結構制造 CAM 軟件軟件 CAM(Computer Aided Manufacturing,計算機輔助制造)是一種利用計算機技術對制造過程進行管理和控制的系統。它主要用于生產制造過程中,通過與 CAD(計算機輔助設計)數據的集成,生成制造指令,如 NC(數控)代碼,以控制機床和工具的自動化操作。國外有 Autodesk 的 CAM 軟件、Mastercam、NX CAM、CATIA CAM 以及 Work NX 等。國內有金益數控、領航數控、德高數控、新代數控等。國外汽車 CAM 軟件在全球市場占據主導地位,很多 CAM 可以無縫與 CAD 軟件對接。汽車生產過程控
174、制軟件汽車生產過程控制軟件 汽車生產過程控制軟件是用于管理和監控汽車制造過程的軟件系統。這類軟件可以協助制造商跟蹤和控制生產流 94 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 程的各個方面,包括計劃、調度、資源分配、質量控制等。汽車生產過程控制軟件通常與 CAD 軟件、CAM 軟件、CAE軟件和 PLM 軟件等其他汽車軟件開發工具集成,以實現全面的汽車生產管理和控制。這些軟件可以幫助汽車制造商提高生產效率、降低成本、優化流程,并確保產品質量。國外有 SAP、Oracle、西門子、Plex、Oracle JD Edwards等。國內有華大基因 MES 系統、思邁特 MES 系統等。2.3.3 測試驗證類測
175、試驗證類 汽車碰撞仿真汽車碰撞仿真 CAE 軟件軟件 主流的碰撞模擬軟件有 AM-CRASH 和 ANSYS LS-DYNA。國 外 汽 車 碰 撞 仿 真 軟 件 還 有 Altair 公 司 的HyperWorks、ESI 集團的 AM-CRASH、李斯特公司的 AVL-CRUISE、MDC Tech 公司的 crash MDC-CRTL、Mechanical Simulation Corporation 的 Carsim。SIL 測試驗證工具測試驗證工具 SIL 測試是一種用于驗證軟件代碼在安全關鍵系統中的正確性的測試。常用的 SIL 測試驗證工具有 VectorCAST、Parasof
176、t 等。國內有同星智能的 TSMaster SIL 工具箱等。PIL 測試驗證工具測試驗證工具 PIL(Processor in Loop)處理器在環仿真,透過對芯片級別的虛擬仿真,幫助主機廠無需拿到芯片公司樣片,同步開發軟件生態,關注功能安全機制,進行 HIL、SIL 等同步 95 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 測試。同時反向輸入測試激勵給到芯片設計公司優化設計,調整算法,共創最具有性價比的系統級芯片解決方案。美國EDA 公司 Synopsys 在 2023 年 8 月 23 日宣布對德國 PikeTec公司進行收購,就是為了完善這一解決方案的閉環。PikeTec 公司提供的嵌入式系統測試
177、工具 TPT 可以與 PLS 公司的調試軟件 UDE(Universal Debug Engine)集成來提供 PIL 測試功能。這種集成使得 PIL 測試能夠自動化地進行,并且可以支持多種處理器的測試以及調試。中國 EDA 公司芯華章公司在 2023 年年初也同樣提出了同樣的戰略布局,并且成立了汽車電子事業部來專門完善解決方案,在中國主機廠進行項目落地。HIL 測試驗證工具測試驗證工具 國外有Vector的CANoe、vTESTstudio,NI的Veristand、dSPACE 的 TargetLink、ETAS 的 ASCET 等。國內有同星智能的TSMaster、昆易的VCAR DAS
178、、經緯恒潤的VBA、VDE、VCM 等。自動駕駛仿真測試工具自動駕駛仿真測試工具 自動駕駛仿真測試工具有百度的 AADS、騰訊的TADSim、阿里的混合式仿真測試平臺、華為的 Octopus、天行健的PanoSim、五一視界的51Sim-One、津發科技的ANSYS、芯驛電子的 ADStationW100、中電金信的自動駕駛虛擬仿真測試平臺、德國 Simens 的 PreScan、德國 IPG 的 Carmaker、德國 VIRES 的 VTD、美國 Mechanical Simulation 的 CarSim、96 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 美國Waymo的Carcraft、西班牙巴塞
179、羅那自治大學的CARLA、德國 PTV:PTVVissim、德國國家宇航中心的 SUMO、德國沛岱(上海)的 Pilot-DGaiA、美國 NVIDIA 的 NVIDIA Drive Constellation、美國微軟研究院的 AirSim、韓國 LG 的硅谷實驗室的 LGSVL Simulator。自動駕駛仿真軟件企業有傳統仿真軟件企業、初創企業兩大類。傳統仿真軟件企業由于技術積累比較深厚,進入自動駕駛仿真具有先天優勢,而且合作伙伴較多,二次開發具有優勢。初創企業由于起步晚,技術積累較弱,但依靠雄厚的資金和人才集聚力,創業公司在自動駕駛仿真軟件研發方面有望迅速崛起。在全球主流自動駕駛仿真軟
180、件企業中,美國和德國占據全球企業總數一半以上。2.3.4 運維服務類運維服務類 汽車溯源管理軟件汽車溯源管理軟件 汽車溯源管理軟件是一種用于追溯汽車全生命周期信息的軟件系統。這類軟件通過采集、存儲和分析汽車生產、銷售、維修保養等各個環節的數據,幫助汽車制造商、經銷商、維修廠商等企業實現產品質量追溯、零部件溯源、銷售管理等功能。汽車溯源管理軟件通常與汽車生產過程控制軟件、汽車配件管理軟件等其他汽車軟件開發工具集成,以實現全面的汽車管理與追溯。這些軟件可以幫助汽車制造商、經銷商、97 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 維修廠商等企業提高管理水平、降低成本、提升服務質量,同時增強企業市場競爭力。國外汽
181、車溯源管理軟件有 SAP、Oracle、西門子等。國內汽車溯源管理軟件有車音智能、成都富馳、廣州艾迪迅等。汽車運維管理軟件汽車運維管理軟件 汽車運維管理軟件充分考慮汽車行業的特點和用戶需求,滿足汽車經營管理者在銷售、維修、配件、財務等多個方面的需求。這類軟件能夠提高工作效率、優化業務流程,是汽車行業用戶不可或缺的經營管理工具。國內有易卡汽車、車牛、v8、谷富帝等。國外有 MotorMate、Dealer Principal、Dealer Dynamics、F&H Solutions、Global the Car wash Group、Grove Automotive、Cox Automotiv
182、e、Autel等。2.3.5 經營管理類經營管理類 經營管理軟件經營管理軟件 在汽車經營管理中,供應鏈管理是一個重要的方面。汽車供應鏈管理軟件是一種專門針對汽車行業的供應鏈管理而設計的軟件,旨在提高供應鏈的效率、降低成本、增強靈活性。國內汽車供應鏈管理軟件市場還處于發展初期,主要有車音智能、成都富馳、廣州艾迪迅等。國外汽車供應鏈管理軟件市場相對較為成熟,主要有 SAP、Oracle、西門子等。汽車數字孿生軟件汽車數字孿生軟件 98 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 汽車數字孿生軟件幫助汽車制造商和供應商在產品開發、制造、測試和運維等各個環節中,利用數字孿生模型進行仿真、分析和優化。常見的汽車數字
183、孿生軟件有 Apriori、PTC Creo、Autodesk 系列軟件工具、Dassault Syst mes。國內研發的汽車數字孿生軟件有山海鯨可視化、翔翎、漢唐數字孿生等。這些國內研發的汽車數字孿生軟件在功能和使用上與國外同類產品類似,能夠提供全面的數字孿生解決方案,幫助汽車制造企業提高生產效率和降低成本。2.4 汽車工業軟件工具鏈分析汽車工業軟件工具鏈分析 汽車工業軟件涉及種類繁多,如何梳理它們之間的關系,更好地分析汽車工業軟件現狀,對標國外找差距,打造汽車工業軟件產業鏈,培育汽車行業信創工業軟件生態圈。本章節從產業或企業發展的關注核心點和技術角度梳理、細分汽車工業軟件產業鏈,并進行分
184、析。汽車產品力是汽車研發制造的技術能力,是汽車產品的價值體現,表現為汽車的使用價值、性能和質量,涉及汽車的研發、生產制造、仿真檢測等過程。從技術特點角度,產品力體現在機械結構、電子電氣、汽車軟件三方面,仿真檢測保障產品的質量,對應的細分工業軟件工具鏈分別為汽車機械結構工具鏈、汽車電子電氣工具鏈、汽車軟件工具鏈。2.4.1 汽車機械結構工具鏈汽車機械結構工具鏈 汽車機械結構工具鏈情況如表 2 所示。在汽車結構設計 99 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 CAD 軟件方面,國產比較多;在汽車聲學仿真 CAE 軟件、汽車碰撞仿真 CAE 軟件方面,未查到相關的國產軟件。表 2 汽車機械結構工具鏈情況
185、序號序號 類別類別 類型類型 國內產品國內產品/廠商廠商 國外產品國外產品 1 研發設計 汽車結構設計 CAD 軟件 中望 CAD 浩辰 CAD CrowCAD 云 CAD CAXA 新迪天工云 CAD 圓方 天喻 華途 艾克斯特 堯創 桂能 AutoCAD CATIA Pro/E SolidWorks SolidEdge UG 2 汽車結構仿真分析CAE 軟件 邁曦軟件 MxSim 十灃科技 TF NASTRAN Abaqus Ls-DYNA Hyperworks 3 汽車裝配尺寸鏈計算與分析 CAE 軟件 科思誠 TolSim VisVSA 3DCS 4 多學科聯合仿真及設計優化 MDO
186、軟件 科思誠 MOSIM 邁曦軟件 MxDesign Isight Heeds ModelCenter 5 汽車動力學仿真 CAE 軟件 湖大艾盛 HDSim 宇航時代 VTD Adams CarSim TruckSim Bikesim 6 汽車氣動仿真 CAE 軟件 NNW-FlowStar 邁曦軟件 MxCFD 熙流數字 Aerocae AMESim Fluent STAR-CCM+100 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 序號序號 類別類別 類型類型 國內產品國內產品/廠商廠商 國外產品國外產品 Flowmaster AirSim Udacity 7 汽車聲學仿真 CAE 軟件 AUTOS
187、EA LMS Virtual Lab CFD FEMM 8 生產制造 注塑成型仿真 CAE 軟件 華中科技 HsCAE Moldflow Autodesk Moldflow Insight SYSWELD 9Inspire Mold 9 汽車結構制造 CAM 軟件 金益數控 領航數控 德高數控 新代數控 SAP Oracle 西門子 Plex Oracle JD Edwards 10 汽車生產過程 控制軟件 華大基因 MES 系統 思邁特 MES 系統 SAP Oracle 西門子 Plex Oracle JD Edwards 11 測試驗證 汽車碰撞仿真 CAE 軟件 AM-CRASH AN
188、SYS LS-DYNA HyperWorks AM-CRASH AVL-CRUISE Crash MDC-CRTL Carsim 2.4.2 汽車電子電氣工具鏈汽車電子電氣工具鏈 汽車電子電氣工具鏈情況如表 3 所示。在電子電氣的 101 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 生產制造、測試驗證環節,未查到相關的工業軟件;在汽車電子電氣仿真軟件方面,未查到相關的國產軟件。表 3 汽車電子電氣工具鏈情況 序序號號 類別類別 類型類型 國內產品國內產品 國外產品國外產品 1 研發設計 汽車電氣設計 CAD 軟件 ZWCAD Electrical 芯神匠架構設計軟件 PREEvision Catia So
189、lidWorks Electrical 西門子的SystemWeaver Catelectre Capital 2 汽車電機設計軟件 機電博士 電機行 電機設計大師 科益 MyPMCAD Ansys Maxwell Flux JMAG 開源軟件 Elmer 3 汽車電子設計 EDA 軟件 華大九天 芯華章 概倫電子 芯和半導體 Synopsys Cadence 西門子 EDA 4 汽車電子電氣仿真軟件 Ansys SkyEye dSPACE MATLAB/Simulink 5 生產制造 6 測試驗證 102 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 2.4.3 汽車軟件工具鏈汽車軟件工具鏈 汽車軟件工具
190、鏈情況如表 4 所示。在自動駕駛仿真測試工具方面,國內比較多廠商介入;在 SIL 測試驗證工具、PIL測試驗證工具方面,未查到應用到汽車軟件的相關國產軟件。表 4 汽車軟件工具鏈情況 序序號號 類別類別 類型類型 國內產品國內產品 國外產品國外產品 1 研發設計 汽車軟件需求分析工具 愛碼科技 碼特軟件 帆軟軟件 IBM Requisite Pro DOORS Polarion PTC Integrity Axure RP StarUML 2 汽車軟件建模 MBSE 工具 迪捷 SkyEye 智睿思維 MBSES Enterprise Architect Modelio MagicDraw M
191、atlab/Simulink 3 汽車軟件 集成開發環境 華為 CodeArts IDE 統信 UOS Studio 麒麟信安 Kylin Cloud Studio 華為 HarmonyOS Dev Eco 開源 Eclipse Microsoft Visual Studio CodeWarrior 4 生產制造 5 測試驗證 SIL 測試驗證工具 同星智能 TSMaster SIL 工具箱 VectorCAST Parasoft 6 PIL 測試驗證工具 芯華章 Synopsys+Piketec 7 HIL 測試驗證工具 同星智能 TSMaster 昆易 VCAR DAS 經緯恒潤CANoe
192、 vTESTstudio Veristand 103 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 VBA/VDE/VCM TargetLink ASCET 8 自動駕駛仿真測試工具 百度 AADS 騰訊 TADSim 阿里的混合式仿真測試平臺 華為 Octopus 天行健 PanoSim 五一視界 51Sim-One 芯驛電子ADStationW100 PreScan Carmaker VTD CarSim Carcraft CARLA PTVVissim Pilot-DGaiA AirSim LGSVL Simulator 104 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 第 3 章 中國汽車工業軟件面臨的痛難點
193、問題 汽車工業軟件是汽車工業的“大腦”,是實現汽車行業新型工業化的核心要素,是我國汽車工業數字化轉型升級的關鍵支撐。在新一輪科技革命和產業變革迅猛發展、國際力量對比深刻調整的世界大變局下,推進中國汽車工業軟件的發展迫在眉睫。從供給側來看,目前國產高端工業軟件尤其是研發設計類軟件(三維 CAD、CAE、EDA 等)產品能力差,尚不成熟,與國外同類產品相比落后 15-20 年以上。希望通過大量企業實際應用和反饋,幫助國產軟件不斷成熟起來。從需求側來看,工業軟件國產替代就像給高速公路上奔跑的汽車換輪子。車子已經在高速公路上行駛,也即企業己經在其研發體系中使用國際一流的高端工業軟件;在國產替代過程中,
194、要求業務不能停、質效不能降、成本還不能高。要真正實現國產替代,企業需要能用、好用的國產高端工業軟件。3.1 汽車行業工業軟件需求側痛難點問題汽車行業工業軟件需求側痛難點問題 從汽車的從汽車的行業趨勢行業趨勢來看來看:汽車,是現代人們旅行、出行不可缺少的交通工具。它的誕生,改變了人們的移動方式,極大地方便了人們的生活?,F如今,汽車已經演變為一種極為智能、科技化的機器,擁有一系列高科技的功能,在“軟件定義汽車”發展趨勢下,汽車整體供應鏈生態模式進行了新的變革,由 105 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 傳統的以零部件為核心的“供應鏈”升級為以軟件服務為核心的全生命周期“生態圈”,原有供應鏈模式導致
195、的功能汽車產品同質化嚴重已無法滿足汽車產業內卷,在汽車市場消費升級的前提下,要想真正從內卷的洪流中破圈而出,從根本上還是要靠打造產品的差異化競爭力。與其關注競爭對手,天下文章一大抄,不如更多的關注用戶消費者的需求變化和使用場景的需求,最終實現千人千面的個性化需求,各大OEM 基于 SDV 重新構建 OEM 與 Tier1 的生態關系,OEM 通過深化自主開發的方式實現汽車產品的差異化定義,在此種生態模式下,OEM 完成汽車整體設計、由 Tier1 基于各自核心技術完成關鍵零部件的設計跟生產。此種模式 OEM 在工業軟件的需求僅關注零部件的基礎信息管理、結構性設計、測試驗證,同時關注整車對應的物
196、流、營銷、生產,而 Tier1在工業軟件的需求則以軟、硬相結合的全體系化需求。新的生態模式下,OEM 需要覆蓋現有 Tier1 工業軟件的需求。僅從研發體系則將覆蓋整車 V模型相關的上百種以上的各類工具。涉及到整體汽車行業最全品類的工業軟件鏈。從從企業企業的的數智化轉型趨勢數智化轉型趨勢來看來看:企業數智化轉型是當前主旋律,從宏觀上整個社會環境在變化,企業發展面臨更多的不確定性,主要特點是實體經濟增長趨緩,數字經濟方興未艾,中觀層面,行業競爭加劇,同時還面臨跨界競爭沖擊,例如近期顛覆整個汽車行業的“互聯網造車”風潮,微觀層面,用戶的需求越來越個性化、場景持續遷移、急需更高效 106 中國汽車工
197、業軟件發展建設白皮書 的溝通方式,從企業自身層面,大公司病阻礙企業發展、需要精細運營提升企業企業發展面臨更多的不確定性,企業需要運營數字化的手段和著市場的節奏,把握商機、創新突破;迫使企業思考如何從數據紅利中發現新的市場空間,找到新的變革之路;用戶的變化倒逼著企業要加快數字化進程,用數據運營的方式解決企業面臨的問題,實現降本增效,提升企業管理的精細化與智慧化程度,而汽車行業所對應的OEM 作為工業實體重要構成對數智化轉型更加迫切,數智化需要從企業管理、生產、設計、研發、營銷、物流等全領域進行覆蓋。此處必將涉及海量的各類工業軟件進行支撐?;谄囆袠I的發展趨勢以及企業數智化轉型的發展需要,各大汽
198、車企業將具備全品類的相關工具軟件,作為工業制造行業下游企業,所使用的各類工具來自多達幾百上千家企業。在此種情況下對于當前汽車行業帶來了很大的負擔,特別是全面實現數智化管理,實現數據驅動研發、數據驅動產品、數據驅動運營的總體目標。汽車行業針對汽車工業軟件的具體痛點包括如下內容:3.1.1 標準不統一、集成復雜度高標準不統一、集成復雜度高 汽車行業現存的軟件工具以及新創新的各類工具,多由整個行業經年累月積累下來的產品,采用了多種技術手段完成。在數智化管理目標的推動下,需要打破“數據孤島”。規避人為數據搬運,提升協作效率,各個工具勢必需要進行融 107 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 合打通,但非標
199、準化的接口對系統集成有很高的要求,同時存在整體集成效率低、復雜度高、個別工具仍不具備集成條件的等問題。急需建立汽車行業軟件統一的標準,提升各個工具的擴展能力。3.1.2 現有工業軟件工程化嚴重,易用性差現有工業軟件工程化嚴重,易用性差 各類汽車工業軟件多來自上個世紀設計,首選使用對象為工程開發人員,基于當時的社會背景以實用為主,而當今整個工業體系相關從業人員以及大環境整體都在變革,傳統工程化的工具在現存的使用場景無法滿足,軟件作為一個產品需要滿足易用性、擴展性、靈活性、可靠性等基礎要求,簡化學習成本,提升效率。3.1.3 主流工具多來自國外企業、容易出現卡脖子情況主流工具多來自國外企業、容易出
200、現卡脖子情況 相對于外企,國內的現有汽車企業處于后起之秀,相關體系以及經驗都學習外部企業,所對應的各類汽車工業軟件也多采用國外的成熟經驗積累演變出來的,整個汽車行業所使用的工業軟件品類豐富、覆蓋度廣、考慮到整體國際大環境的不可控性、將面臨著“缺芯少魂”的問題。同時受限于“獨家”技術,國內企業長期遭受非公平市場行為,需要進行高價購買相關工具,缺乏公正的議價權、議價空間。3.1.4 主流工業軟件定制能力差主流工業軟件定制能力差 主流汽車工業軟件依托上游外資企業的產品定位,其服 108 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 務的主體仍然以外資企業為主,對國內市場的個性化需求,受控于外資總部的產品規劃和定位
201、,無法進行靈活應對。長期出現合理的需求無法進行優化。導致國內企業因工具問題導致的各類效率、質量等問題頻發。甚至出現嚴重的經濟損失,成為企業的負擔。3.2 汽車行業工業軟件供給側痛難點汽車行業工業軟件供給側痛難點 國產汽車工業軟件與國外工業軟件相比差距比較大,主要表現在:一是自給率低,目前中國汽車研發設計軟件大多為外購,自給率極低。二是關鍵核心技術受制于人,工業軟件核心技術空心化,高端工業軟件供給被國外廠商牢牢把持。三是生態尚不健全,國內工業軟件的產品和服務供給能力不夠,大型企業習慣于購買和應用國外工業軟件,龐大的應用市場最后卻成了國外軟件發展壯大的沃土。四是缺少領軍企業,相比于達索、西門子、P
202、TC、SAP 等國際巨頭,中國工業軟件領域領軍企業相對較少,大部分都是中小型企業,在研發投入、產品性能和整體實力上無法與國際巨頭相抗衡。汽車行業工業軟件企業發展中遇到的主要問題如下:3.2.1 國產高端工業軟件產品能力差國產高端工業軟件產品能力差 中國汽車行業規模大,信息化程度高,汽車工業軟件需要滿足企業產品需求、總體設計、詳細設計、仿真、試驗、工藝、制造、維修等各種復雜應用場景的需求。但是國內廠商規模較小,而工業軟件產品投資大、周期長、見效慢,國 109 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 產廠商產品往往只能立足于部分場景和需求進行產品研發。在滿足企業完整需求場景時,需要進行較多的定制化開發和產
203、品集成。由于不同產品在使用習慣、數據接口標準等方面存在較大差異,造成定制開發難度大,用戶使用體驗不佳等問題。3.2.2 沒有真實場景的用戶使用,產品難以打磨成熟沒有真實場景的用戶使用,產品難以打磨成熟 工業軟件需要在工業企業的實踐中反復應用迭代,經過較長時間打磨,產品才能成熟、穩定、好用。而工業企業為了保障項目順利高效的完成,確保研發設計結果的可靠性,通常會考慮使用成熟穩定的國外工業軟件產品,不愿意嘗試尚不成熟的國產工業軟件產品。這就形成了一對矛盾,一方面,汽車及零部件廠商不愿意“吃螃蟹”,無法提供實際應用場景來幫助國產汽車工業軟件打磨成熟。另一方面,沒有大量企業實際應用場景的反復打磨,國產汽
204、車工業軟件難以成熟起來。3.2.3 工業軟件產業生態生態不健全工業軟件產業生態生態不健全 目前國產汽車行業工業軟件的生態建設還不健全,不能形成完整、強大的工業軟件工具鏈,不足以和國外軟件抗衡。具體表現在:國內汽車工業軟件企業多為單點建設,沒有形成合力,難以為車企提供端到端完整鏈條的解決方案;缺乏統一的軟件標準,汽車企業上下游軟件之間的集成,110 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 如數據格式、接口標準難以統一,各供給商之間難以形成合力;缺乏評估和遴選體系,市場上存在大量低水平重復建設的情況,造成資源浪費,行業地低水平內卷的情況;知識產權保護力度不夠,盜版軟件擾亂市場,淡化了用戶的付費意識,破壞了
205、工業軟件生態。3.2.4 汽車行業工業軟件人才培養體系不健全汽車行業工業軟件人才培養體系不健全 目前汽車行業(包括主機廠、零部件供應商)絕大部分都是以使用國外軟件(尤其是研發設計類),相關的教育、培育機構也是以使用對應的國外軟件為主。工業軟件專業人員是跨學科的,包括軟件、數學、機械、工藝等,培養難度大;同時,由于操作習慣沒有養成,加上軟件沒有通過反饋很好的打磨,造成了國內工業軟件不好用、沒人用、不會用、不使用的情況。3.3 汽車工業軟件亟需解決的問題汽車工業軟件亟需解決的問題 從汽車工業軟件工具鏈分析汽車工業軟件發展亟需解決的問題,通過補鏈、強鏈、標準化、平臺化等,降低汽車工業軟件供應鏈風險,
206、提高信創汽車工業軟件的競爭力,促進汽車工業軟件生態建設,實現汽車工業全域數字孿生。3.3.1 工具鏈缺口的補鏈,降低汽車工業軟件供應鏈風險工具鏈缺口的補鏈,降低汽車工業軟件供應鏈風險 為了補鏈汽車工具鏈缺口,降低汽車工業軟件供應鏈風 111 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 險,可以采取以下措施:強化供應鏈監控強化供應鏈監控:汽車制造商需要密切監控供應鏈,確保每個環節的穩定性和安全性。這包括對供應商的定期評估和審查,以及實時跟蹤和監控物流信息。通過強化供應鏈監控,可以及時發現和解決問題,降低風險。加強軟件安全防范加強軟件安全防范:汽車軟件中存在的安全風險,如使用開源組件的不安全版本、開源組件中隱
207、藏的依賴關系等,需要得到及時解決。汽車制造商需要確保軟件供應鏈實時更新,并采取必要的安全措施來防范潛在風險。推進技術研發和升級推進技術研發和升級:汽車制造商需要不斷推進技術研發和升級,以提高汽車軟件的安全性和穩定性。這包括對現有軟件進行優化和改進,以及開發新的軟件以適應不斷變化的市場需求。建立應急響應機制建立應急響應機制:在面對突發事件時,汽車制造商需要建立應急響應機制,以便快速、有效地解決問題。這包括制定應急預案、建立應急團隊、準備應急資源等。加強人才培養和團隊建設加強人才培養和團隊建設:為了滿足汽車軟件發展的需求,汽車制造商需要加強人才培養和團隊建設。這包括招聘具有相關技能和經驗的人才,提
208、供培訓和晉升機會,以及建立高效、協作的團隊文化。通過以上措施,可以補鏈汽車工具鏈缺口,降低汽車工業軟件供應鏈風險,提高汽車軟件的安全性和穩定性,為汽車行業的發展提供有力保障。112 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 3.3.2 工具鏈功能的強化,提高汽車工業軟件的競爭力工具鏈功能的強化,提高汽車工業軟件的競爭力 為了強化汽車工具鏈功能,提高汽車工業軟件的競爭力,可以采取以下措施:集成化工具鏈:集成化工具鏈:將分散的軟件工具進行集成,形成一個統一、高效的工具鏈。這可以幫助汽車制造商優化工作流程,提高生產效率。自動化和智能化:自動化和智能化:引入自動化和智能化技術,如機器學習、人工智能等,提高工具鏈
209、的智能化水平。這可以幫助汽車制造商減少人工操作,提高精度和可靠性。定制化開發:定制化開發:針對不同汽車制造商的需求,提供定制化的工具鏈解決方案。這可以幫助汽車制造商突出自身特色和優勢,提高市場競爭力。開放源代碼:開放源代碼:開放源代碼可以促進社區發展和技術共享,有利于工具鏈的持續改進和優化。同時,開放源代碼也可以提高工具鏈的可靠性和安全性,因為社區可以參與代碼的審查和改進。敏捷開發:敏捷開發:采用敏捷開發方法,快速響應市場需求和客戶需求,不斷優化和改進工具鏈。這可以幫助汽車制造商提高軟件質量,降低開發成本。強化測試和驗證:強化測試和驗證:加強軟件測試和驗證,確保工具鏈的穩定性和可靠性。這可以幫
210、助汽車制造商減少故障和錯誤,提高用戶滿意度。持續集成和持續部署(持續集成和持續部署(CI/CD):):采用持續集成和持續部 113 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 署技術,實現軟件的快速迭代和部署。這可以幫助汽車制造商提高軟件交付速度,降低開發成本。通過以上措施,可以強化汽車工具鏈功能,提高汽車工業軟件的競爭力,為汽車行業的發展提供有力支持。3.3.3 工具鏈接口標準化,促進汽車工業軟件生態建設工具鏈接口標準化,促進汽車工業軟件生態建設 為了實現汽車工具鏈接口標準化,促進汽車工業軟件生態建設,可以采取以下措施:建立標準組織建立標準組織:成立一個專門負責汽車工具鏈接口標準化的標準組織,匯集各方力
211、量,制定統一的接口標準和規范。推廣標準化的接口推廣標準化的接口:宣傳和推廣標準化的接口,鼓勵汽車制造商和軟件供應商采用標準的接口進行開發。同時,提供標準的接口開發工具和文檔,方便開發人員進行開發和集成。提供標準的接口調用方式提供標準的接口調用方式:制定標準的接口調用方式,包括接口的調用方式、參數格式、返回值等。這可以確保不同軟件工具之間的交互和數據交換的一致性和可靠性。建立公共的軟件庫建立公共的軟件庫:建立公共的軟件庫,提供標準化的組件和模塊,方便開發人員進行快速開發和集成。這可以降低開發成本,提高開發效率。建立公共的技術支持平臺建立公共的技術支持平臺:建立公共的技術支持平臺,提供在線的技術支
212、持和交流,幫助開發人員解決接口標準化過程中的問題和困難。114 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 推動開放的軟件生態推動開放的軟件生態:鼓勵汽車制造商和軟件供應商開放各自的軟件平臺和工具鏈,促進形成一個開放、共享、合作的汽車工業軟件生態。這可以吸引更多的開發者和企業參與其中,推動汽車工業軟件的發展和創新。通過以上措施,可以實現汽車工具鏈接口標準化,促進汽車工業軟件生態建設,推動汽車行業的數字化和智能化發展。3.3.4 工具鏈整合云化平臺化,實現汽車工業全域數字孿工具鏈整合云化平臺化,實現汽車工業全域數字孿生生 為了實現汽車工具鏈整合平臺化,實現汽車工業全域數字孿生,可以采取以下措施:建立平臺化的
213、整合框架建立平臺化的整合框架:建立一個平臺化的整合框架,將汽車工具鏈中的各個軟件工具集成到一個統一的平臺上。這可以提供一個全局的視角,方便開發人員進行數據交換和流程整合。工業軟件云化工業軟件云化:依托云計算、大數據、AI 等底層技術,以“基于模型”為理念,培育工業軟件新生態和工業新范式。這可以解決傳統工業軟件相對封閉、孤島和異構的問題;同時通過云工廠的新模式,可以大大提升中小企業的數字化能力和水平。開發統一的接口標準開發統一的接口標準:在平臺上開發統一的接口標準,確保各個軟件工具之間的數據交換和交互的一致性和可靠 115 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 性。這可以降低不同工具之間的耦合度,提高
214、工具鏈的靈活性和可擴展性。提供數據整合和治理工具提供數據整合和治理工具:在平臺上提供數據整合和治理工具,將各個軟件工具產生的數據進行統一管理和整合。這可以提供全面的數據視圖,方便開發人員進行數據分析和利用。提供流程整合和優化工具提供流程整合和優化工具:在平臺上提供流程整合和優化工具,將各個軟件工具之間的業務流程進行統一管理和優化。這可以提高整個工具鏈的協同效率和生產效率。提供可視化和仿真工具提供可視化和仿真工具:在平臺上提供可視化和仿真工具,將整個汽車工業流程進行虛擬化和可視化。這可以方便開發人員進行仿真和測試,提高汽車軟件的質量和可靠性。推動全域數字孿生推動全域數字孿生:通過平臺化的整合,實
215、現汽車工業的全域數字孿生。這可以對整個汽車工業流程進行全面、準確的數字化建模和仿真,提高生產效率和質量水平。通過以上措施,可以實現汽車工具鏈整合平臺化和云化,實現汽車工業全域數字孿生,提高整個汽車行業的數字化和智能化水平。116 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 第 4 章中國汽車工業軟件產業發展整體思路及發展路徑 4.1 汽車工業軟件產業發展整體汽車工業軟件產業發展整體思路思路 軟件定義汽車是指利用軟件和計算機技術對汽車進行功能和性能的定義、配置和控制、實現汽車智能化、網絡化和可編程化。在軟件定義汽車的大背景下,中國汽車工業軟件產業的發展應該注重以下幾個方面的整體思路:4.1.1 制定戰略規劃
216、制定戰略規劃 制定戰略規劃是確保中國汽車工業軟件產業在軟件定義汽車領域取得成功的關鍵步驟。這包括確定長期目標和發展方向,例如實現自動駕駛、智能交通系統等。此外,制定技術路線圖和發展階段,明確技術研發、產品推出和市場應用的時間表。同時,制定相應的政策和法規框架,以支持軟件定義汽車的研發、測試和商業化。4.1.2 推動技術創新推動技術創新 技術創新是推動中國汽車工業軟件產業發展的核心驅動力。在軟件定義汽車領域,關鍵技術包括人工智能、機器學習、感知算法、數據安全等。為了加強技術創新,需要加大對核心技術的研發投入,鼓勵企業間的合作與競爭,以促進技術的快速迭代和突破。此外,支持創新型企業和科研機構,提供
217、資金和政策支持,鼓勵他們在軟件定義汽車領域進行前沿技術研究和開發。117 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 4.1.3 加強產學研合作加強產學研合作 產學研合作是實現中國汽車工業軟件產業創新和協同發展的重要途徑。建立產學研合作平臺,可以促進企業、高校和科研院所之間的資源共享和互動。通過建立產業聯盟、研發中心和創新基地等機制,鼓勵各方共同開展軟件定義汽車相關的研究和開發工作。此外,加強知識產權保護,建立技術轉移和成果轉化機制,實現科研成果的快速應用和商業化。4.1.4 培養專業人才培養專業人才 培養專業人才是保障中國汽車工業軟件產業可持續發展的重要舉措。需要加強高校教育,開設與軟件定義汽車相關的專
218、業課程和研究方向。培養軟件工程師、數據科學家、人工智能專家等多層次、多領域的專業人才。鼓勵企業與高校合作設立實習和培訓基地,提供學生與企業實踐結合的機會,培養應用型人才。同時,組織行業培訓和技術交流活動,提升現有從業人員的技術能力和專業素養。4.1.5 加強標準和規范建設加強標準和規范建設 標準和規范的建設是確保中國汽車工業軟件產業健康發展和國際競爭力的重要保障。積極參與國際標準的制定,確保軟件定義汽車的技術與國際接軌,提高產品的競爭力和市場準入性。同時,制定適應國內發展需求的行業標準和技術規范,涵蓋軟件平臺、通信協議、數據安全等方面。加強 118 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 標準的宣傳和
219、推廣,提高企業和研發機構的標準意識和遵從性,促進產業內部的規范化和協同發展。4.1.6 推動產業協同發展推動產業協同發展 產業協同發展是實現中國汽車工業軟件產業整體競爭力提升的關鍵。政府應加大對軟件定義汽車產業的支持力度,提供資金、政策和創新環境等方面的支持,激發企業的創新活力。企業之間要加強合作,形成聯合開發、共享資源、優勢互補的合作模式,推動軟件定義汽車技術的應用和商業化進程。此外,積極引導供應商和整車廠商之間的合作,構建完整的產業生態鏈,實現資源的優化配置和產業鏈的高效運作。通過制定戰略規劃、推動技術創新、加強產學研合作、培養專業人才、加強標準和規范建設,以及推動產業協同發展,中國汽車工
220、業軟件產業能夠在軟件定義汽車領域取得突破性進展。這將不僅提升中國汽車工業軟件產業的技術水平和核心競爭力,也推動整個行業的持續創新和發展,為實現智能、安全、可持續的未來交通提供堅實支撐。4.2 汽車工業軟件產業發展汽車工業軟件產業發展路徑路徑 4.2.1 汽車工業軟件發展步驟汽車工業軟件發展步驟 要實現汽車工業軟件產業的發展,需要經過以下具體步驟:119 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 研究市場需求研究市場需求 深入了解汽車市場的需求和趨勢,包括智能化、互聯網、車聯網和電動化等方向的需求。通過市場調研和數據分析,確定適合開發的軟件應用領域和方向。研究市場需求是汽車工業軟件產業發展的關鍵步驟,其內
221、容包括:市場調研、競爭分析、用戶需求調研、追蹤新技術和趨勢、分析用戶數據和行為、考慮地區和市場差異并持續關注市場動態。通過細致研究市場需求并及時響應市場變化,可以更好地滿足用戶需求,抓住市場機會,推動汽車工業軟件產業的持續發展和創新。建立研發團隊建立研發團隊 組建專業的軟件研發團隊,包括軟件工程師、算法專家和測試人員等。確保團隊成員具備相關技術和知識,并具備對汽車行業的理解和經驗。建立研發團隊是汽車工業軟件產業發展的重要環節,其一般步驟和注意事項包括:人才招聘、多學科團隊組建、培訓與發展、激勵與團隊文化等。建立具有不同專業背景和技能的多學科研發團隊,可以促進跨領域的合作和創新,不斷更新團隊成員
222、的知識和技能,對汽車工業軟件發展起到重要作用。制定發展戰略制定發展戰略 制定明確的發展戰略,包括產品規劃、市場定位和商業模式等方面。根據市場需求和競爭情況,確定明確的發展目標和計劃。同時,制定合理的商業模式,包括軟件授權、訂 120 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 閱服務、軟件開發定制等。其一般步驟和注意事項包括:明確目標、定位和差異、業務模式、技術規劃和創新、風險管理與評估、監測和調整。建立研發團隊和制定發展戰略需要密切關注市場需求和技術趨勢,并與團隊成員保持良好的溝通與協作。通過有組織的團隊建設和明確的發展戰略,可以為汽車工業軟件產業的健康發展奠定堅實基礎。進行研發和創新進行研發和創新 根
223、據市場需求和發展戰略,進行軟件研發和創新。利用先進的技術和工具,如人工智能、大數據分析和云計算等,開發具有競爭力和差異化的軟件產品,滿足用戶需求。其一般步驟和注意事項包括:技術選型和規劃、開發團隊協作、迭代開發和快速原型、建立創新實驗室活研發中心、用戶導向的設計。進行研發和創新對于汽車工業軟件產業來說具有重要的意義,可以提升企業的商業競爭力、滿足市場需求、引領技術發展并改善用戶體驗,同時也為企業和整個行業帶來更多的機遇和發展空間。合作與生態建設合作與生態建設 與汽車制造商、零部件供應商、技術公司等建立合作關系,構建完善的軟件生態系統。共享資源、合作開發,推動軟件產業的協同發展。此外,建立合作與
224、共享平臺,促進創新和交流。其一般步驟和注意事項包括:選擇合作伙伴、建設共享平臺、建立數據共享和分析的機制、保護知識產權等等。良好的合作環境和行業生態為行業正向積極地發展營造 121 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 了良好的環境。支持與資金籌集支持與資金籌集 尋求政府政策和支持,包括資金支持、政策激勵、研發補貼等。同時,積極與投資者、風險投資機構等進行溝通,籌集資金支持軟件產業的發展。其一般步驟和注意事項包括:制定資金需求計劃、尋求投資者和風險投資、制定資金籌集方案、談判和簽署協議。資金支持是企業進行研發和創新所必需的資源。獲得足夠的資金可以支持企業進行研究和開發活動,吸引頂級人才和技術資源,促
225、進技術創新和產品的持續改進,加速企業的成長和發展。進行市場推廣進行市場推廣 進行有效的市場推廣和營銷活動,提升軟件產品的知名度和影響力。與汽車制造商、銷售渠道合作,進行產品推廣和銷售。同時,與用戶建立密切的互動,了解用戶需求和反饋,持續改進產品。其一般步驟和注意事項包括:明確市場定位和目標受眾、選擇合適的銷售渠道和合作伙伴、制定針對不同市場和受眾的市場營銷策略等。市場推廣是將產品引入市場、建立品牌知名度、促進產品銷售的重要環節。有效的市場推廣能夠提高產品的曝光度和市場份額,擴大用戶群體和銷售渠道,推動企業的成長和發展。不斷完善產品與服務不斷完善產品與服務 持續改進軟件產品和服務,根據市場反饋和
226、用戶需求,進行功能升級和優化,提高軟件的穩定性和性能。同時,建 122 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 立健全的售后服務體系,解決用戶問題和需求。其一般步驟和注意事項包括:定期收集分析用戶反饋和需求、持續進行技術創新和研發投入、采用敏捷開發策略并迭代改進、確保產品合規和安全。不斷完善產品與服務是保持競爭力和滿足用戶需求的關鍵。通過持續的改進和優化,可以提高用戶體驗、增加用戶忠誠度,同時保持產品的競爭優勢和市場地位。通過以上步驟的有機組合,可以推動汽車工業軟件產業的持續發展,為汽車行業提供更智能、便捷和安全的軟件產品和解決方案。4.2.2 汽車工業軟件關注要素汽車工業軟件關注要素 發展目標和愿景
227、發展目標和愿景 明確汽車工業軟件產業的發展目標和愿景,例如提升技術水平、培育龍頭企業、推動產業轉型升級等。確定清晰的目標有助于各方協同努力,實現產業的長期發展。技術創新方向技術創新方向 確定汽車工業軟件產業未來發展的技術創新方向,例如智能駕駛、車聯網、人機交互等。這些方向通?;谑袌鲂枨蠛图夹g趨勢,引導企業在相關領域進行研發和創新?;A設施建設基礎設施建設 規劃汽車工業軟件產業發展所需的基礎設施建設,包括研發實驗室、創新平臺、測試場地等。這些基礎設施的建設與發展將為企業和研究機構提供必要的支持和條件,促進技 123 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 術創新和產業發展。政策支持措施政策支持措施 界
228、定政府在汽車工業軟件產業發展中的角色和責任,并提出相應的支持政策和措施。這包括財政支持、稅收優惠、人才培養、知識產權保護等方面,為企業提供有利的政策環境和發展條件。產業合作與合作伙伴產業合作與合作伙伴 鼓勵和促進產業合作與合作伙伴關系的建立,包括跨領域合作、研發聯盟、供應鏈協同等。通過合作與協同創新,實現資源共享、優勢互補,推動整個產業鏈的發展和協同發展。國際對接與競爭優勢國際對接與競爭優勢 確定國際對接的重點領域和合作方式,加強與國際標準和技術的對接,提升產業的國際競爭力和影響力。這有助于推進國內汽車工業軟件產業的發展與全球合作。4.2.3 汽車工業軟件側重面汽車工業軟件側重面 隨著科技的發
229、展,汽車工業也發生了翻天覆地的變化。在制定汽車工業軟件產業的發展路徑時應該注重以下幾個發展領域:智能化駕駛系統智能化駕駛系統 隨著人工智能和自動駕駛技術的快速發展,智能化駕駛系統將成為汽車工業軟件的重要發展方向。該系統涉及感知、124 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 決策和控制等關鍵技術,通過軟件與硬件的協同作用,實現自動駕駛功能,提高道路安全性和駕駛體驗。車聯網與云計算車聯網與云計算 車聯網技術和云計算將進一步推動汽車工業軟件的發展。通過將車輛與互聯網連接起來,實現數據的雙向傳輸和智能化應用,如實時導航、遠程控制、車輛健康監測等。云計算將為車輛提供強大的計算和存儲能力,促進車輛之間和車輛與用
230、戶之間的數據交換和合作。軟件定義汽車和模塊化架構軟件定義汽車和模塊化架構 軟件定義汽車將成為汽車工業軟件的趨勢之一。通過將汽車功能實現為軟件模塊,實現車輛功能的定制和靈活性增強。這種模塊化架構將使車輛更易于升級和更新,提高車輛的可定制性和可擴展性。人機交互和用戶體驗人機交互和用戶體驗 人機交互技術的發展將進一步改進車內的用戶體驗。通過人工智能、語音識別和自然語言處理等技術,實現更智能化、個性化的交互方式。車內的用戶界面和控制系統將更加直觀、易用,提供更好的駕乘體驗。數據安全與隱私保護數據安全與隱私保護 隨著車輛連接性的增加,數據安全和隱私保護將越來越重要。加強數據加密、身份認證和訪問控制等安全
231、措施,保護車輛數據的安全性。同時,尊重用戶隱私,嚴格遵守相關法規和隱私保護原則。125 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 開放平臺與生態合作開放平臺與生態合作 建立開放的平臺和生態合作是汽車工業軟件發展的重要趨勢。通過開放接口和合作伙伴關系,促進不同廠商的軟件和服務的集成與合作。這樣可以豐富車輛功能和應用,提供更多樣化的選擇和服務。汽車工業軟件產業發展的路徑包括智能化駕駛系統、車聯網與云計算、軟件定義汽車和模塊化架構、人機交互與用戶體驗、數據安全與隱私保護以及開放平臺與生態合作等方面。這些發展方向將推動汽車工業軟件的創新與進步,實現更智能、安全和個性化的汽車出行體驗。4.3 汽車工業軟件生態建設
232、思路汽車工業軟件生態建設思路 汽車工業軟件生態是指在汽車制造和運營過程中所涉及的軟件系統、平臺和服務的綜合體。它包括從汽車設計和開發、生產制造、供應鏈管理,到車輛銷售、售后服務和用戶體驗等方面的軟件應用和解決方案。汽車工業軟件生態涉及的領域廣泛,包括車輛電子系統、智能駕駛技術、車聯網、車輛診斷與維修、車輛遠程控制和升級等。它不僅幫助汽車制造商提高生產效率和質量,提供更好的車輛性能和安全性,也為車主和用戶提供了更豐富的智能化、互聯互通的汽車體驗。汽車工業軟件生態通常由多個技術公司、系統集成商、汽車制造商和供應商共同構建和運營。通過合作,它們共享 126 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 技術和資源
233、,推動汽車行業的數字化轉型和創新發展。同時,汽車工業軟件生態也為開發者提供了豐富的應用開發平臺和商機,在汽車領域創造更多的軟件產品和解決方案。建立良好完善的汽車工業軟件生態的目的和意義主要有以下幾個方面:提升汽車行業的競爭力提升汽車行業的競爭力 在當今數字化時代,汽車已經不再只是一種交通工具,更是與軟件、互聯網和人工智能等技術緊密結合的智能移動平臺。通過建立完善的汽車工業軟件生態,汽車制造商和技術公司可以加強合作,共同推動車聯網、智能駕駛和可持續出行等領域的創新和發展,以提升整個汽車行業的競爭力。改善用戶體驗和滿足需求改善用戶體驗和滿足需求 汽車工業軟件生態可以為汽車用戶提供更便捷、舒適和個性
234、化的汽車體驗。軟件化的車輛功能,如智能駕駛輔助系統、車輛診斷與維修軟件,以及車載娛樂和車聯網服務等,能夠滿足用戶對安全、便利和娛樂等方面的需求,提高用戶的滿意度和忠誠度。促進汽車產業的數字化轉型促進汽車產業的數字化轉型 汽車工業軟件生態是汽車行業向數字化和智能化轉型的關鍵一環。通過建立完善的軟件生態,汽車制造商和供應商可以實現生產制造的數字化和智能化,提高生產效率和質量,并加強與各個環節的連接和協作,實現供應鏈的數字化管理。127 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 增強汽車安全和可靠性增強汽車安全和可靠性 汽車工業軟件生態的建設可以提升車輛的安全性和可靠性。例如,智能駕駛技術和車輛電子系統可以提
235、供更準確和快速的駕駛輔助、安全監測和預警功能,提高駕駛的安全性。同時,車輛診斷與維修軟件可以幫助技術人員及時發現和解決故障,確保車輛的可靠性和持續運行。促進合作和創新促進合作和創新 建立良好完善的汽車工業軟件生態可以促進不同企業、技術公司和開發者之間的合作和創新。共享技術、資源和數據可以推動整個汽車行業的進步,提升軟件開發和應用的效率和質量,豐富汽車產品和服務的多樣性。通過良好完善的汽車工業軟件生態能夠提升汽車制造效率、改進車輛性能和安全性,豐富用戶體驗、提升售后服務能力以及促進創新和合作等等,能夠為汽車行業帶來更多轉型和創新的機遇,推動汽車行業的可持續發展。因此,汽車工業軟件生態建設是非常重
236、要的,下面將從幾個不同方面闡述工業軟件生態建設的主要思路。4.3.1 政府構建政府構建汽車汽車工業軟件生態工業軟件生態 政府在汽車工業軟件發展中具有決定性作用。政府要成為汽車工業軟件生態系統的組織者、參與者、決策者,制定一系列發展國產汽車工業軟件的政策、措施,營造國產汽車工業軟件開發、應用、服務的生態環境,建設汽車工業軟件 128 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 的標準體系、測評認證、知識產權保護。此外,推進汽車工業軟件產業發展需要加大政府對汽車工業軟件的引導與扶持力度。同時,需要開展汽車工業軟件專項攻關計劃,首先在一些重點企業開展汽車工業軟件國產化替代的行動,培育國產汽車工業軟件發展壯大,進
237、而向所有企業推廣。4.3.2 構建汽車工業軟件供需生態構建汽車工業軟件供需生態 汽車工業軟件是汽車工業知識、經驗、規則的模型化、數字化。利用一系列工業軟件,例如研發設計軟件 CAD、CAE、CAPP、PLM、CAM,生產經營管理軟件 ERP、SRM、CRM、PM,制造執行系統 MES,可以實現產品設計、工藝設計數字化,企業經營管理和生產制造過程的數字化。汽車工業軟件的開發、應用、提高都需要制造業企業與軟件開發商的通力合作,二者通過政府支持的項目,合作開發,建設試點示范,為大面積推廣應用打下基礎。另外,應大力宣傳國產替代的戰略意義,提高斷供、安全、制裁的風險防控能力。4.3.3 構建汽車工業軟件
238、人才生態構建汽車工業軟件人才生態 高等院校要進行既有工業知識又有計算機軟件開發知識的復合型工業軟件開發和應用服務人才培養,開展重大基礎理論的攻關,參與“政、產、學、研、用”聯合攻關,在學生學習、實驗、生產實踐中應用國產汽車工業軟件。汽車工業軟件開發商要主動為高校、職業教育院校免費提供用于 129 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 教學、實踐的國產汽車工業軟件。從師資隊伍、高校專業設置、就業等不同維度來綜合考慮。工業軟件師資隊伍建設工業軟件師資隊伍建設 加大對工業軟件師資的培養和引進力度。建立健全工業軟件相關專業的教育體系,加強對工業軟件領域的人才培養。同時,鼓勵優秀的工業軟件專業人才回國發展,吸
239、引國內外優秀的工業軟件專業人才加入到國內的研究和開發工作中。加強對工業軟件研究人員的培養和激勵。建立完善的激勵機制,提高工業軟件研究人員的待遇和職業發展空間,吸引更多的人才從事工業軟件領域的研究工作。同時,加強工業軟件研究成果的推廣和應用,提高研究成果的轉化效率,增加研究人員的成就感和榮譽感。增加工業軟件人才的專業設置增加工業軟件人才的專業設置 大學培養的軟件人才基本上都是計算機工程、軟件工程專業培養的,缺乏工業基礎,而工業軟件一定是一個跨學科的,包括數學、機械、電氣傳動與控制、工藝的融合的應用方向,而我們可能懂軟件又不懂工藝,懂工藝的完全不懂軟件,懂電氣的不懂工藝?,F階段有少量高校開設了專門
240、的工業軟件專業,大多是掛靠在其他學院中,每年培養的高端工業軟件人才數量屈指可數。工業軟件人才吸引工業軟件人才吸引 政府應加大對工業軟件人才的政策支持力度,提供更多的發展機會和福利待遇,吸引人才回流或留在國內。130 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 工業軟件企業應提高薪酬待遇,提供更好的職業發展空間和福利保障,增加人才的留存率。此外,還可以加強與高校和科研機構的合作,培養更多的工業軟件人才,提高整體人才儲備。加大工業軟件產業的發展力度,擴大市場規模,提高行業的吸引力,從而吸引更多的人才加入。4.3.4 構建汽車工業軟件平臺生態構建汽車工業軟件平臺生態 建立一個開放的軟件平臺,吸引汽車制造商、供應
241、商、開發者和第三方合作伙伴共同參與。通過提供各種激勵措施,如開發者獎勵計劃、合作伙伴計劃等,來吸引他們積極參與和貢獻。這樣可以匯聚更多的資源和智慧,促進軟件的共享與交流,推動創新和協作,從而帶動軟件生態系統的快速發展。同時,提供開放接口和標準,打破數據孤島,加強數據的共享與交流,使各方能夠方便地集成和開發應用程序。這些接口和標準應該是統一、標準化的,以確保各方之間的互操作性和兼容性,車輛和智能交通基礎設施可以實現數據的共享和交換。這樣可以促進車聯網、自動駕駛等應用的發展,提升車輛的智能化和互聯化水平。4.3.5 構建汽車工業軟件應用生態構建汽車工業軟件應用生態 不同的開發者和合作伙伴有不同的創
242、意和想法,可以開發出各種各樣的應用程序。汽車工業軟件應用生態應該可以 131 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 提供相應的工具和資源,支持應用開發的創新性和多樣性,從而建立一個完整的應用生態系統,包括應用商店、應用開發者社區和應用推廣渠道。鼓勵開發者創作各類汽車相關的應用,滿足用戶個性化需求。同時,為開發者提供技術支持和市場推廣,推動應用的快速發展和推廣,這包括提供開發文檔、示例代碼、技術培訓等方面的支持,幫助開發者解決問題和提高技術水平,也能夠吸引更多的用戶使用。4.3.6 構建汽車工業軟件上下游生態構建汽車工業軟件上下游生態 汽車工業軟件的上游是基礎服務的軟硬件,如計算機設備、操作系統、開發
243、工具和中間件,然而這些產品被國外巨頭壟斷的局面更加嚴峻。國內軟件企業相對擅長管理軟件,在工程軟件方面明顯偏弱,而且目前國產工業軟件的內核主要由國外授權,是國內工業軟件公司難以逾越的一道壁壘。真正意義上的自主知識產權的工業軟件應該是建立在國產操作系統、數據庫、中間件基礎上的軟件。目前,絕大部分國產工業軟件是基于國外基礎軟件開發的,具有很強的壟斷性和黏性。國家要花大力氣補齊短板,實現真正的自主可控。4.3.7 構建汽車工業軟件投融資生態構建汽車工業軟件投融資生態 汽車工業軟件是一個開發周期長、投資風險高的行業。國家要針對汽車工業軟件行業開辟投融資渠道,如知識產權抵押貸款、專項貸款,設立創業投資基金
244、等,解決工業軟件 132 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 企業貸款、融資難的問題。4.3.8 構建汽車工業軟件國際標準與合作生態構建汽車工業軟件國際標準與合作生態 國際標準推動了技術的創新和發展。通過共同遵守標準,不同廠商之間可以更加高效地合作和開發,從而加速新技術、新功能的推出。國際合作還可以促進知識和經驗的共享,推動汽車行業的創新和進步。加強國際標準的制定和合作,與其他國家和地區建立合作伙伴關系。通過制定統一的標準,促進全球汽車軟件產業的發展和合作,推動全球汽車工業軟件生態的繁榮。國際標準與合作鼓勵了市場競爭,提高了消費者的選擇權和利益。通過共同遵守標準,不同廠商的產品和服務可以在公平競爭
245、的基礎上提供更多種類和更高質量的選擇,滿足消費者的不同需求,推動市場的發展和進步。國際標準可以降低開發和生產的成本,并降低技術演進的風險。通過采用共同的標準,不同廠商可以共享研發成果和生產工藝,降低重復開發的成本。同時,標準化還可以減少技術集成和部署過程中的錯誤和風險,提高系統的穩定性和可靠性。國際標準與合作有助于提升產品和服務的品質與安全性。國際標準與合作有助于推進汽車工業的可持續發展。建立良好完善的汽車工業軟件生態將帶來更高效的制造過程、改良的車輛性能與安全性、豐富的用戶體驗、卓越的售后服務以及促進創新與合作的機會。它將推動整個汽車工業向著智能化、數字化和可持續發展的目標邁進。汽車工 13
246、3 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 業軟件生態建設需要注重開放、共享、安全和合作,促進各方的參與和協作,推動軟件技術的應用和創新,為用戶提供更好的汽車出行體驗。134 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 第 5 章 中國汽車工業軟件未來發展建議 5.1 強化政策導向,多方協作推動產業發展強化政策導向,多方協作推動產業發展 一是加強政策支持力度,充分利用好汽車和工業軟件兩大產業現有政策,加強各項支持措施的協同配合,打好“組合拳”,在科技項目攻關、稅收減免、資金支持等方面,保持對汽車工業軟件行業的引導與鼓勵,并重點在促進汽車工業軟件的應用推廣、生態構建方面加強精準施策。二是聚焦工具鏈條短板,依托國家高
247、質量發展專項、重點研發計劃等資金支持項目,圍繞自主知識產權的二維/三維設計軟件、工程仿真軟件、電子設計自動化工具等關鍵環節,設立覆蓋技術研發、前沿研究、產業化應用等方面的課題項目,盡快補齊汽車工業軟件工具鏈短板。三是加強產業協同攻關,聚焦汽車研發設計、生產制造等實際應用場景,以汽車主機廠為需求牽引,促進國產工業軟件統一數據格式、接口,打通協作機制、流程,形成面向實際生產場景、滿足用戶需求的平臺化、一體化解決方案。四是促進產業協同創新,鼓勵有汽車或軟件產業優質資源的省/市,依托軟件名園/名城、汽車產業園等已有基礎,聚焦汽車工業軟件高質量發展,搭建汽車工業軟件協同創新平臺,聯合開展技術研發、示范應
248、用和生態推廣,促進“產、學、研、用”聯動,推動汽車產業與軟件產業的融合創新發展。135 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 5.2 加強標準引領加強標準引領,達成共識建立行業規范達成共識建立行業規范 一是加快標準研制步伐,在國家主管部門和標準化組織指導下,研究編制科學適用、與國際接軌的汽車工業軟件標準體系框架,設立汽車工業軟件標準化工作組,聯合汽車主機廠、零部件供應商、工業軟件企業,以及高校、研究機構、測試機構等單位共同參與,制定一批行業急需的技術標準。二是重視國際標準協同,在進行國內標準制定的過程中,應加強國際溝通與合作,增強在國際標準組織、行業技術聯盟中的話語權,同時在滿足國內汽車產業持續健康
249、發展的前提下,兼顧國外主流標準,尤其是保證數據格式、接口定義、功能定義等方面的一致性,促進國產工業軟件在多樣化場景下的靈活應用。三是構建測評指標體系,重點面向國產工作軟件,圍繞軟件質量、軟件集成、數據格式、接口定義、適配驗證等方面構建測試評價體系,依托國內權威工業軟件測評機構形成測評或認證機制,通過構建完善的測試評價體系,不斷優化國產工業軟件產品,增強汽車主機廠和零部件供應商采用國產工業軟件的信心和意愿。5.3 加快場景應用,串珠成鏈構建自主生態加快場景應用,串珠成鏈構建自主生態 一是充分發揮龍頭作用,建議國內汽車行業龍頭企業,尤其是國內自主品牌整車企業,積極開放工業軟件應用場景,梳理工業軟件
250、應用需求,為自主工業軟件廠商提供更多的嘗試機會,建立良好的“試用反饋”機制,及時發現存在的問 136 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 題,不斷進行產品優化、版本迭代,方案成熟時可嘗試在實際生產環境下“試運行”。二是加強優秀產品推廣,積極開展汽車工業軟件優秀產品、解決方案遴選活動,通過中國汽車工業協會或其他渠道建立優秀汽車工業軟件供應商名錄,為自主、成熟、好用的工業軟件產品提供展示、推廣的平臺和渠道,加大優秀工業軟件產品的應用推廣力度。三是構建自主產業生態,應加強自主工業軟件企業與上下游產業的協同,在緊密圍繞汽車研發設計、生產制造等行業應用場景的前提下,積極與國產操作系統、數據庫、中間件、中央處
251、理器等上游基礎軟硬件廠商進行合作,在自主軟硬件“底座”上不斷提升產品質量、性能和成本優勢,積極融入國內已有生態,推動構建國內自主產業生態。5.4 重視人才培養,校企聯動夯實發展根基重視人才培養,校企聯動夯實發展根基 一是加強高校學科建設,結合汽車工業、軟件工程相關學科建設,鼓勵高校聯合企業創新人才培養方案,加強校企聯動,合作建立產教融合、校企結合的人才培養平臺,加大資金支持,積極開展雙邊科研合作,探索雙導師制等多種方式,提高汽車領域人才的工程化能力和創新能力,重點培育既懂軟件又懂汽車的復合型人才。二是開展專業技術培訓,汽車工業軟件作為典型的交叉型領域,需要大量軟件研發、測試驗證、質量管理等領域
252、的專業人才,應重點面向畢業生、在職工程師群體,加強軟件工 137 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 程、汽車工業等領域的教育培訓,以及標準體系、檢測認證相關的專業培訓。三是優化人才引進政策,各地應積極開展人才交流,完善高校就業機制,優化人才引進政策,完善人才落戶、住房、醫療、子女入學等相關政策,吸引高水平人才、科技領軍人才留在國內發展,為其提供良好的干事創業平臺,構建充分體現知識、技術等創新要素價值的收益分配機制,為我國汽車和軟件產業持續輸送優質人才,為產業高質量發展提供重要保障。138 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 附錄 1 縮略語對照表 縮寫縮寫 英文全稱英文全稱 中文全稱中文全稱 ADA
253、S Advanced Driving Assistance System 先進駕駛輔助系統 AI Artificial Intelligence 人工智能 AIGC Artificial Intelligence Generated Content 生成式人工智能 BMS Battery Management System 電池管理系統 BOM Bill of Material 物料清單 CAE Computer Aided Engineering 計算機輔助工程 CAN Controller Area Network 控制器局域網絡 CRM Customer Relationship Man
254、agement 客戶關系管理 DAS Driver Assistance System 駕駛輔助系統 EAM Enterprise Asset Management 企業資產管理 ECAD Mechanical Computer Aided Design 電氣計算機輔助設計 ECU Electronic Control Unit 電子控制單元 EDA Electronic design automation 全程電子設計自動化 EE Electric/Electronic 電氣/電子 EE Electronic and Electrical 電子電氣 EEA Electronic and El
255、ectrical Architecture 電子電氣架構 ERP Enterprise Resource Planning 企業資源計劃 HIL Hardware in the Loop 硬件在環 HRM Human Resource Management 人力資源管理 IDE Integrated Development Environment 集成開發環境 IDE Integrated Development Environment 軟件集成開發環境 IVI In-Vehicle Infotainment 車內娛樂與信息系統軟件 JIT Just-in-Time 即時生產 LES Logi
256、stics Execution System 物流執行系統 LIN Local Interconnect Network 局域互聯網絡 MBSE Model-Based Systems Engineering 基于模型的系統工程 MBSE Model Based Systems Engineering 基于模型的系統工程 MCAD Mechanical Computer Aided Design 機械計算機輔助設計 139 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 縮寫縮寫 英文全稱英文全稱 中文全稱中文全稱 MDO Multidisciplinary Co-Simulation&Design Opti
257、mization 多學科聯合仿真及設計優化 MES Manufacturing Execution System 制造執行系統 MIL Model in the Loop 模型在環 NVH Noise、Vibration、Harshness 噪聲、振動和舒適性 OSI Open System Interconnection 開放式系統互聯 OTA Over The Air 空中下載技術 OTD On-time Delivery 及時交付率 PDA Personal Digital Assistant 個人數字助手/掌上電腦 PFEP Plan for Every Part 為每個物料做計劃 P
258、IL Processor in the Loop 處理器在環 PLM Product Lifecycle Management 產品生命周期管理 PM Production management 生產流程管理 SCM Supply Chain Management 供應鏈管理 SIL Software in the Loop 軟件在環 TMP Trial production management platform 試制管理平臺 V2X Vehicle-to-Everything 車聯網 VC Vehicle Control 車輛控制 VDAO Vehicle Data Analysis an
259、d Optimization 車輛數據分析與優化 VDM Vehicle Diagnosis and Maintenance 車輛診斷與維護 VS Vehicle Safety 車輛安全 WMS Warehouse Management System 倉儲管理系統 140 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 附錄 2 汽車特色工業軟件工具鏈分類 汽車工業軟件涉及種類繁多,如何梳理它們之間的關系,更好地分析汽車工業軟件現狀,對標國外找差距,打造汽車工業軟件產業鏈,培育汽車行業信創工業軟件生態圈。本章節從產業或企業發展的關注核心點和技術角度梳理、細分汽車工業軟件產業鏈。如圖 1 所示,汽車工業軟件從產
260、品力、競爭力、創新力三方面助力汽車產業。圖 1 汽車工業軟件工具鏈分類 1.汽車產品力工具鏈汽車產品力工具鏈 汽車產品力是汽車研發制造的技術能力,是汽車產品的價值體現,表現為汽車的使用價值、性能和質量,涉及汽車的研發、生產制造、仿真檢測等過程。如圖 2 所示,從技術特點角度,產品力體現在機械結構、電子電氣、汽車軟件三方面,仿真檢測保障產品的質量,對應的細分工業軟件工具 141 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 鏈分別為汽車機械結構研發制造工具鏈、汽車電子電氣研發測試工具鏈、汽車軟件研發測試工具鏈、汽車產品全生命周期管理工具鏈,汽車產品全生命周期管理工具鏈上連仿真檢測,下接汽車經營管理工具鏈。圖
261、2 汽車產品力工具鏈 1.1 汽車機械結構工具鏈汽車機械結構工具鏈 汽車機械結構設計制造可分為六個階段,分別為概念設計、結構設計、工藝設計、零件制造、部件裝配、整車裝配。汽車機械結構工業軟件工具鏈分為設計制造、仿真檢測兩條子鏈,如圖 3 所示。機械結構設計軟件(CAD)可用于設計制造子鏈的左側所有階段,包括概念設計、結構設計、工藝設計的方方面面。機械結構的仿真分析軟件(CAE)主要用于汽車結構的靜力分析、動力分析、振動分析、可靠性分析等。142 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 圖 3 機械結構工具鏈 1.2 汽車電子電氣工具鏈汽車電子電氣工具鏈 汽車電子電氣研發測試工具鏈如圖 4 所示。圖 4
262、 汽車電子電氣工具鏈 143 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 1.3 汽車軟件工具鏈 汽車軟件工具鏈包括需求分析、架構設計、軟件建模、代碼編寫、MIL 測試、SIL 測試、HIL 測試、VIL 測試等相關工具,如圖 5 所示。圖 5 汽車軟件工具鏈 2.汽車競爭力工具鏈 汽車競爭力是企業經營管理能力的體現,即廣義供應鏈管理管理能力的體現,主要考慮成本控制,在同樣性能、質量的汽車產品中具有價格優勢,成本控制的關鍵在于如何做好經營管理,圍繞汽車全生命周期的經營管理軟件工具鏈有效助力經營管理,實現降本增效,提高競爭力。如圖 6 所示。144 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 圖 6 汽車經營管理工具鏈
263、 3.汽車創新力工具鏈 創新源自人才,汽車創新力是汽車人力資源管理能力的體現。如圖 7 所示,人力資源相關的工業軟件包括人力資源管理系統、人才培養工具鏈。人才培養過程可分過理論學習、虛擬實踐、實訓、見習、實習、技術論壇等階段,相應地人才培養工具鏈包括知識庫、仿真軟件、實訓平臺、內訓平臺、帶教平臺、線上論壇等。圖 7 人力資源工具鏈 145 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 附錄 3 名錄案例 1.國內工業軟件廠商名錄國內工業軟件廠商名錄 分類分類 細分領域細分領域 廠商代表廠商代表 主要產品主要產品 研發研發設計設計 CAD 上海新迪數字技術有限公司 天工 CAD 三維輕量化引擎 3D Open
264、 CAD/CAE/PLM 山東山大華天軟件有限公司 CrownCAD InforCenter PLM CAE 湖南邁曦軟件有限責任公司 工程 CAE 仿真分析軟件 MxSim MxDesign 多學科優化設計軟件 CAE 工禾工業軟件(上海)有限公司 HapMat 多物理場仿真分析軟件 MBSE 上海仆勾山科技有限公司 M-Fun 系統設計軟件 EDA 芯華章科技股份有限公司 輇芯汽車電子PIL在環仿真系統 輇景汽車智能化&功能化場景仿真系統 BOM/PDM 上海適途科技軟件有限公司 適途 BOM 適途 PDM CAE 北京科思誠科技有限公司 三維尺寸鏈計算與公差分析軟件TolSim 多學科設
265、計優化軟件 MOSIM PLM 武漢天喻軟件有限公司 全生命周期管理系統-IntePLM 三維工藝規劃系統-Inte3D PLM/CAE 中汽創智科技有限公司 PLM 協同平臺 長風 CFD 仿真分析軟件 工具 北京圜暉科技公司 設戟三維可視化平臺 工具鏈 上海同星智能科技有限公司 TSMaster汽車電子基礎工具鏈軟件 CAE 戴西(上海)軟件有限公司 VPG 汽車碰撞安全仿真軟件 PreSys 通用前后處理仿真軟件 CAE 深圳十灃科技有限公司 通用流體動力學仿真軟件TF-FLUX 聲學仿真軟件TF-Acoustics 生產生產制造制造 MES 依柯力信息科技(上海)股份有限公司 依柯力
266、e-MES MOM 山東山大華天軟件有限公司 華天軟件 MOM 其它其它 基礎支撐 普華基礎軟件股份有限公司 普華靈智安全車控基礎軟件平臺 146 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 2.國內工業軟件產品及應用案例國內工業軟件產品及應用案例 2.1 上海新迪數字技術有限公司上海新迪數字技術有限公司 上海新迪數字技術有限公司成立于 2003 年,主營業務為計算機軟件開發生產、系統集成、應用服務等,是一家具有二十年三維 CAD 軟件研發經驗、擁有國際先進自主核心技術和強勁創新能力的工業軟件企業,在三維 CAD 軟件行業和工業云軟件提供商中穩居國內領先地位。公司擁有 1 名國際級領軍人才,公司創始人董事
267、長葉修梓是全球三維 CAD 領域的頂級科學家、教育部長江學者、SolidWorks 公司早期創始團隊成員。核心研發骨干 10 多人,均具備 15 年以上的國內外三維 CAD 產品研發經驗。新迪天工新迪天工 CADCAD 天工 CAD 融合了新迪數字收購的國際一流三維 CAD 軟件技術和十幾年 CAD 軟件研發積累,是一款國產自主可控的三維 CAD 軟件。產品優勢產品優勢 天工 CAD 產品成熟度和技術能力比肩國際先進水平,滿足工業企業研發設計需求。軟件功能強大、運行穩定、易學易用、兼容性強,可以顯著提升產品設計質量和效率,助力企業實現工業軟件正版化和國產替代。且天工 CAD 是完全自主可控的,
268、新迪擁有全部的源代碼,并且服務網絡線上線下一體,輻射全國,在軟件功能、性能、安全、服務等方面相 147 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 對國內外競品均有突出的優勢。新迪新迪 3D3D 輕量化引擎輕量化引擎 “新迪 3D 輕量化引擎”由新迪數字自主研發,是一款專業的 3D 輕量化解決方案,用于快速瀏覽 3D 模型和 2D 圖紙。產品優勢產品優勢 具有高壓縮比,適合移動/互聯網環境,輕松實現 3D 模型的網絡傳輸和加載;采用 Web 實現技術,完全基于瀏覽器運行;可支持超大容量和高復雜度的 3D 模型輕量化;能夠支持 30 多種常用的 3D 模型和 2D 圖紙文件格式,涵蓋所有主流三維 CAD 軟
269、件、BIM 軟件及二維 CAD 軟件的文件格式。典型案例應用典型案例應用 某車企業務涵蓋電子、汽車、新能源和軌道交通等領域,是全球新能源汽車研發和推廣的引領者。該車企非常注重產品研發,研發投入日益增漲,考慮使用中的國外設計軟件每年高額的許可續費及其他可能的風險,急需尋找一款可替代的國產三維研發設計軟件。新迪三維設計軟件,設計界面友好,兼顧工程師、設計師使用習慣,操作更便捷,尤其在進行大型裝配體和多種汽車零部件設計時,使用新迪三維設計軟件打開模型完全無卡頓,性價比完勝國外軟件。目前,該車企已采購數百萬的新迪三維設計軟件,并將在多個業務部門陸續進行應用??蛻粜枨蠛屯袋c客戶需求和痛點 148 中國汽
270、車工業軟件發展建設白皮書 可兼容異構 CAD 數據,并可對數據編輯修改,歷史數據最大程度地重用;有效提升重用率和標準化程度,減少重復設計,控制新增物料增長和降低采購成本;滿足項目管理與基于模型的設計協同需求,并可內部查看與分享數據。應用成效應用成效 新迪三維協同設計項目解決方案,基于 Windows 平臺架構,由新迪三維設計軟件、新迪企業資源云庫和新迪 3D 云盤組成。本解決方案具備高度便捷的易部署、易實施特點,實現了在研發設計環節的快速應用,從而提高設計和數據管理效率、降低采購成本。2.2 山東山大華天軟件有限公司山東山大華天軟件有限公司 山東山大華天軟件有限公司(簡稱:華天軟件),成立于
271、1993 年,是以 3D 為核心的智能制造服務商,國產工業軟件的先驅者與引領者,國家重點軟件企業。國內擁有自主可控的三維 CAD 技術、三維輕量化技術、智能制造管理技術的綜合解決方案供應商,業務范圍覆蓋創新設計、卓越制造、數字化服務三大方向,產品包含 PLM(PDM/CAPP/CoPLAN)、CAX(CAD/CAE/CAM)、MOM(MES/SCADA/LES/SRM),助力三千多家制造業企業的數字化轉型。華天軟件始終堅持自主研發,參與行會標準制定,牽頭承擔了 40 多項國家級、20 多項省部級課題,是國產工業軟件前沿技術的主導廠商。149 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 CrownCADCr
272、ownCAD CrownCAD 是華天軟件自主研發的基于云架構的三維 CAD平臺。它是一款在線建模軟件,主要應用于研發設計、協同制造環節,用戶不需要安裝桌面應用程序,在任意地點和設備上打開瀏覽器即可進行建模。CrownCAD 除具備傳統的數據轉換、零件設計、裝配、工程圖、BOM 等 CAD 軟件功能外,還支持多用戶在線協同設計、特征級細顆粒度的版本管理、項目分享、協同評審、產品導航、PLM 集成等,可極大地提升協同設計效率。產品優勢產品優勢 目前,CrownCAD 是國內唯一同時擁有自主“三維幾何建模引擎 DGM”和“幾何約束求解器 DCS”的三維 CAD 軟件。核心技術完全自主可控、建模功能
273、豐富且完備、具備商業化能力、可提供與國際主流幾何建模引擎兼容的 API,能夠為CAD/CAE/CAM 等工業軟件提供技術服務,保證核心工業軟件自主可控及提高核心競爭力。CrownCAD 基于云的新模式,充分發揮數據庫、云計算等優勢,實現單一數據源、多人多端協同設計、多學科信息共享??刹捎梅掌麂秩?、集群渲染等策略,大幅提升大場景模型處理性能,超越傳統的桌面軟件系統。利用云架構的開放性,能夠與傳統大型 PLM 系統高效、快速集成。憑借自主三維幾何造型、參數化建模、約束求解等核心技術,致力于打造以 CAD 為核心,集成大量 CAM、CAE 等行業解決方案的 150 中國汽車工業軟件發展建設白皮書
274、工業軟件云平臺,助力構建中國智能制造生態。華天軟件華天軟件 I InforCenternforCenter PLMPLM 華天軟件 InforCenter PLM,覆蓋項目管理、產品設計與管理、工藝設計與管理,為企業搭建高效研發的數智平臺。華天軟件 InforCenter PLM 規范企業的產品研發過程,加快研發進度,保證企業研發數據的準確性和一致性,為工藝、生產、財務、采購等業務提供統一的數據源頭。產品優勢產品優勢 InforCenter PLM 采用自主研發云原生架構,基于云計算、大數據、人工智能等新技術,顯著增強產品設計、開發、制造和服務各個環節的協作效率,更好地支撐部門、供應商甚至是跨
275、公司之間的協同研發,加速產品研制。提供開放式接口,支持單機或集群分布式部署,具有負載均衡、橫向擴展、自動熱備等高可用特性。典型案例應用典型案例應用 在汽車整車、零部件、工業裝備等離散制造行業積累了豐富的行業經驗,擁有眾多行業頭部客戶。某整車行業客戶是一家以新能源汽車為核心業務的科技制造企業,是 A 股上市公司,中國企業 500 強,其業務涉及新能源汽車及核心三電(電池、電驅、電控)。2021 年該客戶與華天軟件攜手,正式開啟 PLM 項目管理系統構建。項目實施范圍圍繞計劃管理、問題管理、風險管理、開發管理、交付物管理、知識庫管理、樣車管理、設計評審、信息公告 151 中國汽車工業軟件發展建設白
276、皮書 等九大管理體系展開。通過華天軟件 PLM 項目管理對已量產的項目進行回顧、復盤,效率提升 30%以上。華天軟件華天軟件 M MOMOM 華天軟件 MOM 系統常年深耕汽車行業,在聚焦生產制造的同時對工藝管理、斷點管理、物流執行、倉儲管理、質量管理、設備管理、采購協同等上下游業務管理進行覆蓋,通過數據驅動業務的貫通,深度挖掘產品制造過程構建了企業精益運營的數字空間。產品優勢產品優勢 華天軟件 MOM 系統融合了眾多主機廠的精益運營經驗,實現了企業數字化制造及業財融合的貫通?;谖⒎占軜嬤M行開發,具備集團化、多語言、低代碼開發等特性,全面兼容國產化環境,與國產操作系統、國產芯片、國產服務器
277、、國產數據庫、國產中間件聯合構建全新軟件研發生態。典型案例應用典型案例應用 華天 MOM 系統在部分頭部車企得到了較好應用,涵蓋了車企從試制到量產多種制造運營業務場景的管理。2.3 湖南邁曦軟件有限責任公司湖南邁曦軟件有限責任公司 邁曦軟件以“成為底層核心完全自主的國產 CAE 軟件領跑者”為愿景,致力于高水平自主可控 CAE 軟件產品研發和銷售,實現 CAE 軟件國產替代,并在計算效率和計算自動化方面取得突破。公司已經成為國家高新技術企業、國家科技 152 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 型中小企業,獲得國家武器裝備質量管理體系、CMMI3 級、ISO9001:2015、雙軟認證。目前,公司
278、推出了工程 CAE 仿真分析軟件 MxSim 和多學科優化設計軟件 MxDesign,其中,MxSim 榮獲工信部“2022年工業軟件優秀產品”,為我國民用和軍用復雜裝備產品設計提供工程計算軟件支撐,實現了對國外 CAE 軟件強大技術和商業壁壘的突破。工程工程 CAECAE 仿真分析軟件仿真分析軟件 MxSimMxSim MxSim 是一款基于邁曦軟件技術團隊在新型數值算法和多物理場仿真領域的長期研究和創新的 CAE 軟件,具有自主知識產權的低階高精度算法體系是其核心優勢,采用了多種先進的軟件開發技術,構建了一個跨平臺、用戶友好、完全自主可控的多物理場工程 CAE 仿真分析軟件。MxSim 工
279、程 CAE 仿真分析軟件旨在為汽車工業及其它工業領域的復雜產品設計和性能分析提供高效、可靠的仿真解決方案。MxSim 工程 CAE 仿真分析軟件目前包含幾何建模、前處理、多物理場求解、后處理等完整的 CAE 分析流程,能夠滿足工程中的結構分析、流體分析、聲場分析、熱分析及多物理場耦合分析等功能需求。MxSim 工程 CAE 仿真分析軟件的多物理場及多物理場耦合分析功能已經廣泛地應用于汽車車身剛強度、模態、碰撞安全性等汽車結構性能分析,以及汽車電池包、電機、變速箱等汽車電子電器產品設計研發;同時,也應用于航空、軌道交通、工程機械等其它工業 153 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 領域的復雜產品設
280、計和性能分析。軟件擁有前處理、求解、后處理完整的 CAE 分析模塊,開發了對主流上下游商業軟件文件的支持,包括 IGES、STEP、STL 等主流 CAD 軟件幾何模型數據格式,以及 LS-Dyna、Abaqus 等主流 CAE 軟件的計算文件格式;在仿真結果的后處理輸出上,MxSim 能夠支持不同場變量的云圖、矢量圖、切面圖、數據表、曲線繪制以及結果提取、動畫輸出等功能。典型應用案例典型應用案例 MxSim 已經應用于汽車車身剛強度、模態等汽車結構性能分析和汽車碰撞安全性分析等;同時,應用于華為、榮耀等企業的電子電器產品設計研發;在軍工行業,基于 MxSim開發了軍工行業 XXX 產品的 C
281、AE 自動化分析軟件產品、實現了某直升機主梁彈擊破壞后剩余強度分析的顯、隱式松散耦合計算、實現了核工業 XX 管道甩擊的國產 CAE 軟件分析、MxSim 的流體計算模塊以領域于國外商業軟件的計算速度應用于 XXX 型號高超飛機和 XXX 導彈的氣動參數分析。MxDesign MxDesign 多學科優化設計軟件多學科優化設計軟件 MxDesign 是一款多學科的設計探索、研究以及優化軟件,提供了一個可視化的靈活的仿真流程搭建平臺,同時支持多學科集成的能力,能夠整合不同學科領域的建模和分析工具,實現數據交流和協同計算。軟件主要功能參數如下:支持敏感性分析方法對接商業求解器,定義復雜工程問題的設
282、計方案;可以將敏感性分析方法與機器學習模型對接,154 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 基于小樣本實現高維度的敏感性分析。提供多種試驗設計方法,支持連續和離散的樣本的采集。提供多種機器學習方法,可以實現單目標和多目標預測任務。提供多種全局優化算法,可以解決單目標/多目標和無約束/多約束等設計任務。支持參數化建模,使得用戶可以靈活地調節設計參數,快速生成設計方案,并自動更新相關約束和目標。支持與多種分析工具(如 CAD、CAE 等)實現集成,便于模型的導入、轉換和結果的導出。提供直觀易用的可視化界面,以展示設計方案狀態、優化結果,并支持用戶進行交互操作和參數調節。具備良好的可擴展性,能夠支持新的
283、學科模型和算法的集成,以滿足用戶特定的需求和定制化要求。能提供生成詳盡的報告和文檔的功能,以便用戶將優化的設計方案進行整理和呈現。典型應用案例典型應用案例 多學科優化設計軟件 MxDesign 已經應用于汽車、軌道交通等產品的優化設計中,如比亞迪公司的某電池包優化設計,使得電池包的最大應力和重量都有所降低,優化結果優于同類型商業軟件;中車某型號高鐵轉向架結構性能分析和優化,比國外商業軟件更好地解決了復雜設計參數解耦能力不足的問題;中車集團某風機變流器噪聲預測軟件定制,實 155 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 現了箱體整體噪聲聲壓級的快速精確預測。2.4 工禾工業軟件(上海)有限公司工禾工業軟
284、件(上海)有限公司 工禾工業軟件(上海)有限公司(簡稱“工禾軟件”)是一家高新技術企業,總部位于上海,致力于國產計算機輔助工程(CAE)仿真軟件和數字雙胞胎技術的研發。工禾軟件匯聚了一批來自國內知名大學和研究機構的專家和工程師,擅長結構力學、流體動力學、多體動力學等多個技術領域。通過與國內高校和科研機構的緊密合作,工禾軟件保證了其技術產品始終處于行業前沿,其仿真軟件和解決方案已在航空、汽車、電子等多個工程領域得到應用。遵循“三維一體”的市場戰略,工禾軟件不僅專注于技術創新,還著眼于推動制造業的數字化升級和高端應用。作為國內工業軟件的先行者,工禾軟件致力于推動中國制造業的全面數字化轉型和提升全球
285、競爭力。HapMatHapMat 多物理場仿真軟件多物理場仿真軟件 原理:HapMat 多物理場仿真分析軟件基于有限元分析(FEA)方法,能夠處理結構力學、流體動力學、電磁場等多個物理場的交互和耦合問題。架構:軟件采用模塊化架構,用戶可以根據需求選擇特定的物理場模塊進行組合,實現定制化的仿真分析。這種靈活的架構也方便后續的功能擴展和升級。功能:結構力學分析、流體動力學分析(CFD)、電磁場 156 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 模擬、疲勞分析、分子動力學、工業數字雙胞胎技術 性能:HapMat 軟件優化了算法和計算流程,提供高性能的仿真計算能力。支持多核并行計算,顯著縮短仿真時間。主要創新點
286、主要創新點:用戶友好的界面設計,降低使用門檻;本土化的算法優化,適應國內外不同工程條件和標準;開放 API,允許用戶自定義仿真場景和參數;與國外同類產品相比所具有的優勢;本土化優勢本土化優勢:更貼近國內企業的實際需求和應用場景。成本效益:相對于國外同類產品,HapMat 提供更具競爭力的價格,降低企業的使用成本。靈活的定制服務:根據客戶的特定需求,提供更加個性化的仿真解決方案??焖俚募夹g支持:作為國內企業,我們能提供更快速和及時的技術支持和服務。典型案例應用典型案例應用 HapMat 多物理場仿真軟件在汽車行業的應用廣泛且深入,專門針對結構優化、流體動力學以及熱管理等方面提供解決方案。該軟件能
287、夠精確模擬車輛及其各個組件在各種工況下的性能表現。通過在設計初期就實施模擬分析,HapMat能夠幫助企業及時發現和解決可能出現的問題,大大提高了研發效率。這種早期干預不僅顯著縮短了產品研發周期,還降低了因多次物理測試而產生的額外成本,有效地解決了汽 157 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 車行業長久以來面臨的研發時間拉長和高成本的問題。應用成效應用成效 在實際應用中,HapMat 在研發設計環節表現尤為突出。某集團乘用車采用 HapMat 進行仿真分析后,成功地縮短了其研發周期約 30%。這不僅加速了產品上市的速度,而且在大幅度降低研發成本的同時,提升了企業的市場競爭力。這一成功案例不僅驗證了
288、 HapMat 軟件的高效性和準確性,還體現了其在降低研發風險和成本方面的巨大潛力。2.5 上海仆勾山科技有限公司上海仆勾山科技有限公司 上海仆勾山科技有限公司(以下簡稱仆勾山)成立于2020 年,是上海適途科技旗下致力于系統工程和 MBSE 解決方案的專業服務商,主要提供 MBSE(基于模型的系統工程)和 RM(需求管理)的專業產品和服務,并進行本地化適配和定制,解決方案業界領先。核心團隊來自中電、中航等軍工行業,畢業于清華、成電、北科等國內頂尖高校。公司業務已服務于航空、航天、船舶、兵器、核電、汽車、軌道交通等領域。M M-FunFun M-Fun是仆勾山自主開發的擁有自主知識產權的MBS
289、E工業軟件,主要應用于復雜系統裝備的研發領域,包含系統建模模塊、系統仿真模塊、協同建模模塊、指標體系建模管理模塊、接口詳細設計模塊、基于模型的安全性分析模塊、文 158 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 檔導出模塊七大核心模塊。其中基礎模塊是系統建模模塊,主要用于對復雜系統進行需求分析和架構設計,完成系統建模。M-Fun 中的系統模型主要包含了運行分析模型、系統分析模型、邏輯架構設計模型和物理架構設計模型,簡要介紹如下:運行分析主要專注于分析用戶需求與目標??沙薪幼鲬痼w系架構分析設計結果,充分定義實際的運行用戶和運行環境。系統分析主要用于定義系統如何滿足運行需要,并達到期望的行為和質量。邏輯架構
290、設計主要承接系統分析結果,將系統分解為若干個邏輯組件,并定義各邏輯組件的功能。物理架構設計與創建邏輯架構內容相似,區別在于此時定義了系統的“最終”形態。產品產品優勢優勢 MBSE 作為復雜系統研發領域的前沿技術,其競爭焦點在于工程落地性與實用性,而這正是 M-Fun 的優勢所在。目前市面上常見的 MBSE 工業軟件均為外資供應商的軟件產品,例如法國達索析統公司的 MagicDraw 和美國 IBM 公司的Rhapsody,但均是從軟件建模工具升級擴展而來,對于 MBSE的工程適用性不佳。M-Fun 的技術本身是在國外軍工巨頭逾20 年行業經驗積累的基礎上,結合核心團隊在國內多年 MBSE落地實
291、施經驗打造而成,具有行業領先的成熟度和可靠性。159 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 典型應用案例典型應用案例 基于 M-Fun 軟件的一個典型應用解決方案是架構協同設計解決方案,主要應用于復雜系統的總體設計領域,例如汽車領域。具體的需求場景為,如何在整車設計的過程中有效地協調功能設計團隊、子系統設計團隊和電子電氣架構設計團隊之間的工作,使得整車的頂層功能能夠有效、高效地落實到具體的設計方案中。在這個協同設計過程中,主要的難點是如何將功能設計團隊的設計成果有效傳遞給各子系統設計團隊,以及如何將各子系統設計團隊的設計成果有效傳遞給電子電氣架構設計團隊,尤其是在設計變更、迭代修改的過程中如何有效保
292、證各團隊設計內容的一致性。應用成效應用成效 仆勾山在某汽車公司開展了基于 M-Fun 的汽車架構協同設計平臺的建設,有效解決了上述跨團隊協同設計的難點。在該案例中,我們將系統模型分為了 FD/FR 模型、SC/SSC 模型、SC 需求收集模型、ECU 模型和 ECU 架構模型五大類,在FD/FR 模型中完成功能設計,在 SC/SSC 模型中完成子系統設計,在 ECU 架構模型中完成電子電氣架構設計,并通過這些模型的集成同步關系實現設計信息的協同。例如,通過 FD/FR 模型和 SC/SSC 模型的集成將功能設計團隊的設計成果有效傳遞給各子系統設計團隊,如下圖所示:160 中國汽車工業軟件發展建
293、設白皮書 通過 SC/SSC 模型和 ECU 模型的集成可以將各子系統設計團隊的設計成果有效傳遞給電子電氣架構設計團隊,實現高效的架構協同設計。2.6 芯華章科技股份有限公司芯華章科技股份有限公司 芯華章作為國內數字芯片 EDA 全流程解決方案提供商,也是率先在汽車電子做垂直行業布局的中國 EDA 公司。芯華章用三年的時間在以智能調試、編譯、驗證、云為底座打造了從芯片到系統的敏捷驗證工具鏈,完整的覆蓋了數字芯片從 FPGA 原型驗證,場景驗證,形式驗證,邏輯仿真,系統調試等功能,并申請自主研發專利超 160 件。2023 年 5 月 25 日,芯華章宣布完成對以色列 Optima DA公司的戰
294、略投資,正式進軍中國汽車電子功能安全解決方案陣列。2023 年 6 月 15 日,芯華章發布了經中國信通院認證的 161 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 國內首臺超百億門的硬件仿真器樺敏 HuaEmu E1,可滿足 150億門以上芯片應用系統的驗證容量。憑借 HuaEmu E1 的超高性 能,芯 華 章 率 先在 中 國 汽 車 電子 垂 直 提 出了 PIL(Processer in Loop)處理器在環仿真的解決方案,致力于解決中國汽車行業現款車在用上一款芯片的窘境,左移主機廠 V 模型開發流程,助力車規級芯片公司提前 2-3 年上車。目前,芯華章在北京、上海、南京、深圳、廈門、成都等地都
295、建立了研發中心,更在全球部署吸引世界級研發人才。集結了一支 500 余人的全球化精英團隊,其中八成為尖端研發人員,碩博比例高達 70%。作為一家從驗證起步的 EDA 公司,芯華章正逐步實現從芯片的門級驗證,芯片系統級驗證,到軟硬件協同驗證飛躍。真正實現場景驅動,算法賦能,芯片實現的 DSA(Domain Special Architecture)芯范式。樺敏樺敏 HuaEmu E1HuaEmu E1 高性能硬件仿真系統高性能硬件仿真系統 作為國內首臺設計上支持百億門以上大容量的硬件仿真器,HuaEmu E1 是芯華章公司自行研發、擁有自主知識產權的新一代高性能硬件仿真系統。產品滿足大規模驗證容
296、量、靈活多樣的級聯方式,采用專用協議的光交換互聯數據高速傳輸,實現低延遲高性能的系統仿真;支持豐富多樣的仿真模式,并擁有精準強大的調試能力。實現智能設計流程、減少人工成本、縮短芯片驗證周期,為系統驗證和軟件開發提供大容量、高性能、調試能力強的新一代智能硅前驗證系統。162 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 以某自動駕駛客戶項目中對整個場景圖片和視頻的采集與顯示過程的硬件仿真模擬為例?;趯D像數據的強大處理能力,通過圖像采集+AI 算法的處理,實現了圖像種類的自動識別及高精度判斷。穹鼎穹鼎 GalaxSimGalaxSim 高性能高精度數字仿真器高性能高精度數字仿真器 穹鼎 GalaxSim 是
297、芯華章自主研發全新構架的高性能高精度數字仿真器。產品具有多種使用模式,其中 Turbo 模式相較傳統仿真大幅提升了一到兩個數量級的加速,可高效兼容各類驗證工具,提供統一的數據接口,進行多種聯合仿真,高效適配各個層次的驗證工作,從 IP 到 SoC 再到 Chiplet 驗證有很好的適用場景。產品具備明顯技術優勢:支持各類計算機處理器處理平臺,如 x86,ARM,RISC-V,亦支持飛騰等國產服務器。智能分割編譯技術,自動化分布式仿真技術,充分發揮多服務器多核并行算力。提供開放式的架構,支持與其他調試器、原型系統和硬件加速器進行聯合仿真。以某大算力汽車芯片驗證仿真項目為例,GalaxSim Tu
298、rbo 替代了傳統高昂的硬件仿真器,充分發揮了軟件獨有的智能分割以及分布式仿真技術,把超大規模的數字電路設計分為了 18 個 Partition,432 個 Thread。大大壓縮了運行時間,提高敏捷開發設計的迭代次數。其靈活交互仿真模式和完整的調試方案也大幅提高了用戶的調試效率。為客戶節省了巨額的硬件購置費用。163 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 2.7 上海適途科技軟件有限公司上海適途科技軟件有限公司 適途科技總部位于上海,以助力企業創新為使命,作為專業的研發服務提供商,在咨詢規劃、工程設計、方案實施、軟件開發、研發工具、系統運維等多個領域,擁有豐富的實踐經驗和卓越的服務能力?;趯ζ?/p>
299、行業豐富服務經驗的總結和沉淀,今天的適途科技還面向交通運輸、機械設備、航空航天、電子電器、軟件信息等行業提供數字化的研發服務。旗下企業連續五次獲得“中國智慧研發解決方案優秀供應商”獎項,自主研發的多款協同軟件產品多次獲得“中國智能制造優秀推薦產品”獎項。適途適途 BOMBOM 適途 BOM 系統將貫穿于企業的,與產品相關的核心業務提煉進行統一管理,形成企業級的 BOM 管理系統,以支持企業從規劃、研發、制造、生產直至售后的產品開發全過程的核心數據管理。產品優勢產品優勢 將配置管理、企業級變更及 BOM 完整的集成,配置管理決定了 BOM 的組織方式,變更管理則確保了 BOM 的一致性,同時使用
300、前沿的微服務架構,可根據業務擴展實現服務擴展,以支持企業業務發展。典型應用案例典型應用案例 某主機廠客戶采用的 BOM 系統需要滿足自建研發系統,164 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 在整車從產品規劃到制造、生產的整個開發過程中,線上管理 BOM 數據。適途 BOM 系統幫助客戶實現工程物料主數據的整體線上管理,包括工程基礎數據庫管理、工程配置管理、工程變更管理、零件管理、EBOM 數據管理,軟件 BOM 管理,MBOM 管理及 SBOM 管理,同時實現打通 EBOM 與 MBOM、SBOM、軟件 BOM 的業務流與數據鏈,以支持進一步支持未來項目開發和生產需要。應用成效應用成效 在適途BO
301、M系統支持下,基于客戶整車開發流程通過BOM系統 EWO 斷點及 SWO、MWO 對 SBOM/MBOM 進行發布和變更管理。形成了一套完整的數據流程流轉模式并保證了數據閉環,滿足了企業研發,設計,制造,售后業務的全方位的 BOM 數據管 適途適途 PDMPDM 適途 PDM 是一個企業級的產品研發協同管理平臺,以軟件技術為基礎,產品數據為核心,實現對產品相關數據、資源一體化集成管理和研發業務流程的協同管理。產品優勢產品優勢 研發數據管理模塊可以實現產品設計數據模塊化、標準化,流程化,縮短產品研發周期、降低成本、提高質量并支援后續服務,同時也可以提高企業產品數據管理的效率和準確性。與其他系統(
302、PLM/ERP/CAD/OA/CATIA 等)進行集成,保障數據完整性、正確性、安全性,實現無縫數據流和更高 165 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 效的協作。典型應用案例典型應用案例 某主機廠項目重在構建全面、穩健、實用的工程研發基礎管理平臺,初步定義客戶產品研發管理體系,規范研發流程,從前期的深入調研到后期的部署,以客戶業務為導向,切實的解決了公司一直以來數據繁雜低效的問題,實現研發數據集中、準確和結構化管理。應用成效應用成效 適途 PDM 幫助客戶建立統一的研發管理平臺,構建面向產品研發過程的協同產品研發管理平臺,通過單一的產品數據源為產品研發提供及時、準確并可追溯的信息服務。同時,通過
303、 SolidWorks 集成管理,支持基于 PDM 環境的協同設計,為整車 DMU 打下基礎;實現標通件分類管理,提高零部件的重用率。另外,通過電子流程管理數據發布,提高數據發放的準確率與數據質量;通過設計變更管理提供產品數據更改發布時間、準確、可追溯性;通過供應商數據發放平臺,有效管理供應商數據發放。2.8 北京科思誠科技有限公司北京科思誠科技有限公司 北京科思誠科技有限公司成立于 2000 年,致力于國產自主工業軟件的研發應用和推廣工作,總部位于中關村高科技園區石景山園,在全國多地設有辦事機構或常駐技術服務人員,是國家高新技術企業、雙軟企業、“創新型”以及“專 166 中國汽車工業軟件發展
304、建設白皮書 精特新”企業。公司掌握自主核心技術,具有多項發明專利,形成具有國際先進水平的國產自主核心工業軟件多款,解決工業領域數字化轉型的重要核心問題,是國內自主工業軟件的重要力量,承擔了國家級重大工程任務以及北京市創新資金支持項目。軟件產品有體系和系統級仿真優化、多學科聯合仿真、多學科設計優化、產品數據管理、制造過程管理、三維尺寸鏈計算與公差分析、BOM 管理等,涵蓋工業領域正向研制的多個階段,成功案例數百個。多學科聯合仿及設計優化軟件多學科聯合仿及設計優化軟件 多學科聯合仿真及設計優化軟件 MOSIM 通過對汽車領域CAD/CAE 以及各種專業計算仿真應用程序的集成和調用,將結構、碰撞、N
305、VH、熱、流體、電、磁、光學等學科的工具進行集成,基于試驗設計、近似模型、優化設計技術等自動調用各工具執行多學科聯合仿真分析,實現汽車產品設計過程中的自動性能優化,并且實現多學科、多指標參數的均衡優化,使得在提高汽車產品性能的同時降低成本、縮短設計時間。多學科聯合仿真優化軟件案例 案例名稱:某車型車架減重。案例用戶:某汽集團下屬公司研發部。案例概述:通過改變車架縱梁和橫梁截面高度、寬度、厚度相關參數,在保證車架彎曲剛度和扭轉剛度性能不下降的情況下,重量最輕。167 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 解決方案:基于 MOSIM 軟件,集成 Nastran 和 LS-Dyna工具和模型,通過試驗設計
306、獲取樣本點,基于樣本點利用近似模型構建了結構模型和碰撞模型的代理模型,采用遺傳算法基于代理模型經過多輪迭代求解,車架重量從 55.5kg 減重到 52.7kg,減重 2.8kg,實現 5%的減重。三維尺寸鏈計算與公差分析軟件三維尺寸鏈計算與公差分析軟件 三維尺寸鏈計算與公差分析軟件 TolSim 以產品各類幾何精度為目標,具備幾何誤差傳遞模型,并綜合考慮零件公差、裝配順序、裝配方法以及裝配夾具等對裝配偏差影響的綜合因素,進行各環節誤差傳遞、累積和耦合分析,基于數理統計的計算方法,通過仿真產品的制造和裝配過程來預測產品的尺寸質量和偏差源貢獻因子,分析和評估裝配尺寸鏈中零部件的制造偏差和工藝偏差如
307、何影響產品的各種“關鍵產品特性(KPC)”,從而驗證產品設計的合理性、裝配工藝順序的合理性、夾具設計的合理性、附件定位安裝的合理性,快速評價不同的安裝方案以及不同安裝順序的優劣、合理地定義和分配零件和產品的公差,優化產品設計,以最小的成本和最高的質量制造產品。案例名稱:某剎車系統尺寸鏈分析 案例用戶:某國防科技集團下屬公司。案例描述:通過對剎車系統進行三維尺寸鏈建模和仿真,合理分配尺寸公差,優化裝配過程。解決方案:利用公差分析軟件 TolSim 基于剎車系統模 168 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 型進行裝配偏差建模,對剎車系統裝配過程進行仿真,根據貢獻因子報告,對剎車系統結構、裝配工藝以及
308、公差分配提出了改進方案,驗證了優化設計的正確性。2.9 武漢天喻軟件有限公司武漢天喻軟件有限公司 武漢天喻軟件有限公司于 2002 年成立,是國家智能設計和數控技術創新中心的核心產品產業化基地,致力于為制造業企業提供數字化、信息化、協同化、數據安全等支撐軟件和業務咨詢服務。武漢天喻是集“產、學、研”綜合優勢的產品數字化設計軟件開發商和咨詢服務商。國家專精特新“小巨人”企業、湖北省認定的軟件企業和高新技術企業、湖北省信息化與工業化融合試點示范企業。天喻產品全生命周期管理系統天喻產品全生命周期管理系統-I IntentePLMPLM 通過先進的管理模式和運行機制來消除設計、工藝、生產各環節間的信息
309、隔閡,可適應復雜的企業應用環境和業務邏輯,為企業打造以產品為核心、以業務流程為驅動的企業 169 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 級協同研發管理平臺。產品優勢產品優勢 平臺化產品發展路線 功能完整覆蓋產品全生命周期管理 柔性可擴展的數據建模技術和高性能技術 支持跨地域、跨部門、跨企業的全球協同設計 面向服務 SOA 架構 項目群組管理,支持集團級協同管控 內置工作流引擎,支持復雜業務流程 完全國產知識產權,自主可控 天喻三維工藝規劃系統天喻三維工藝規劃系統-Inte3DInte3D 天喻三維工藝規劃系統主要為企業工藝、制造等環節提供三維工藝設計、仿真、生產可視化等一體化解決方案,包括三維裝配工
310、藝、三維機加工藝、三維備件圖、汽車白車身三維焊接工藝等設計工具以及車間生產可視化工具。產品優勢產品優勢 三維工藝模型數據輕量化 三維機加工藝規劃 三維裝配工藝規劃 三維焊裝工藝規劃 三維工藝可視化輸出 典型案例應用典型案例應用 某車企是一家集商用車、乘用車及動力總成研發、制造、170 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 銷售和服務于一體的綜合型汽車廠商。為了滿足企業全球化產業鏈異地協同設計、制造、服務一體化的 BOM 管理要求,建立了以 BOM 為主線和主數據模型的面向產品全生命周期各階段的 BOM 管理體系及系統,形成了汽車行業特色的主題知識庫,解決了產業鏈各環節產品數據的一致性和共享問題,大大
311、提升了企業的業務流轉效率,節約了管理成本;實現了流程驅動、以 BOM 為主線的全球化多語言異地協同設計管理平臺,解決了汽車行業集團企業的全球異地任務協同、數據協同及供應商協同,有效地提升了產品的研發效率,為企業建立健全“正向”產品設計體系奠定了基礎,幫助某車企成為全國汽車行業唯一的制造業信息化示范企業??蛻敉袋c客戶痛點 汽車產品種類全、系列多、變形配置多。例如一個型號卡車不同配置變化多達上萬種,一個產品有幾千個零部件構成,每個零部件對應數模、圖紙、工藝等多種文檔,每個零部件和文檔有不同的版本和過程信息。數據關系復雜,產品開發周期長、管控要求多、管理困難?,F有模式難以實現復雜流程管理,大量流程難
312、以嵌入,紙介質文檔和電子數據兩層皮問題、電子數據權威性、數據一致性、可追溯性等一系列問題長期制約發展。產品數據生命周期各階段、狀態的控制策略,目前多數還是書面文件形式,沒有在系統中固化并實現策略控制,異 171 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 構設計環境下多種設計工具的協同不足。產品零部件的重復設計難以發現和控制,產品零部件標準化程度低、規格數量多、重用率低,產品成本難以控制??蛻粜枨罂蛻粜枨?支撐某車企戰略轉型,持續融入和實踐公司自主研發創新體系,形成公司自主研發創新體系支撐平臺;提高公司各部門、專業、崗位間的并行和協同能力,實現集團企業的協同,供應商協同、突破海外協同,為構建公司四層次研發
313、體系支撐平臺積累良好基礎;有效管理企業基礎信息資源,提高資源質量,提高零部件重用率,杜絕重復設計。應用成效應用成效 該項目實現了國內異地產銷協同及全球跨國研發協同,為集團增加經濟效益 2500 萬/年,降低研發成本 1500 萬/年,降低產銷成本 1310 萬/年。開發支持汽車產品全球協同設計管理平臺,對于打破國外高端 PLM 系統的市場壟斷,保障我國關鍵/重點行業的產品與技術安全,提高制造企業創新產品開發能力,培育自主工業軟件產業,具有重要意義。2.10 中汽創智科技有限公司中汽創智科技有限公司 中汽創智科技有限公司由中國一汽、東風公司、兵器裝備集團、長安汽車和南京江寧經開科技共同出資設立,
314、注冊資本金 160 億。公司聚焦汽車前瞻、共性、平臺、核心技術 172 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 的研發及產業孵化,其中“自主工業軟件”為公司核心業務板塊之一,包含 2 類產品:PLM 協同研發平臺和 CFD 仿真分析軟件。PLMPLM 協同平臺協同平臺 基于云原生架構的研發一體化協同平臺,涵蓋產品數據管理系統 PDM、軟件開發管理系統 ALM、研發項目管理系統PMS、實驗室管理 LMS 系統等多個 APP,支撐汽車產品研發復雜業務場景的需求。技術優勢:基于微服務架構,采用云原生技術,實現靈活部署、高可用保障的先進架構,支持國產化操作系統與數據庫。產品優勢:開箱即用:靈活的模板定制、系統
315、配置功能 靈活配置:支持對象類型屬性、生命周期、工作流、業務規則、菜單、權限靈活配置;高效協同:跨專業設計工具集成;聚焦汽車領域:融合主流車企的業務邏輯和管理模式;性價比高:相比國外產品,具有絕對性價比優勢;高度集成:提供開放接口,與釘釘等系統集成;國產化適配:支持 kubesphere 容器化部署,微服務管理,OBS 文件存儲;在線文檔預覽;典型應用案例典型應用案例 用戶痛點:某零件廠信息化建設缺乏總體及長期規劃,173 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 急需建設一體化 PLM 協同研發管理平臺,實現研發過程管理,打通研發端到制造端的數據互聯互通,提升協同研發效率。項目范圍:包括產品數據管理
316、PDM、研發項目管理 PMS、軟件開發管理 ALM 項目建設,具體如下:核心建設目標 打造一體化產品研發協同平臺,遵循項目管理,裁剪適配客戶產品研發項目管理業務,打造軟件開發過程管理能力。核心建設內容 零部件管理、BOM 管理、圖文檔管理、設計資源管理、設計發放管理、MES 系統集成、項目計劃與交付管理、督辦及項目看板管理、軟件需求管理、軟件測試管理、測試用例與缺陷管理。長風長風 C CFDFD 仿真分析軟件仿真分析軟件 長風 CFD 軟件已應用于自主氫燃料膜電極研發領域,同時,針對空氣動力學類、熱流耦合類、流致噪聲等熱力學和聲學類均可適用。產品優勢產品優勢 具有完全自主知識產權,可進行全方位
317、的定制化開發。前后處理模塊已具備與商軟相當的功能性;求解器的開發初步具備工程應用能力。軟件驗證工作聯合同濟大學風洞中心配合完成,中汽創智 CFD 軟件也成為全球首個具有完整風洞驗證的流體分析軟件。案例概述案例概述 174 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 某汽車行業央企為規避軟件應用風險,推廣自主工業軟件應用和平臺化開發??蛻粜枨蠛屯袋c客戶需求和痛點 全流程自主 CFD 軟件開發能力在國內基本屬于空白,但國產替代勢在必行。中汽創智通過自主 CFD 軟件的研發過程,積累了大量的開發經驗和有效的實施路線,能夠解決客戶所需。同時,自主 CFD 已在該企業開展使用,完成全流程計算,能夠對產品研發提供支撐
318、。應用成效應用成效 自主 CFD 軟件全流程應用于研發支撐,做到完全國產替代。2.11 北京圜暉科技有限公司北京圜暉科技有限公司 北京圜暉科技公司成立于 2019 年,擁有完全原創、自主可控的“三維數據可視化技術”,支持將原始的三維模型如CAITA、Creo、UG、Solidworks 以及中性數據格式如 STEP、IGES 等不同的數據格式歸一化轉換為符合國家標準的三維可視化數據格式,該國家標準名稱為三維工業產品數據可視化應用格式規范,由圜暉科技領編,也是圜暉科技多年的技術沉淀,完全進行公開,與所有廠商一起共建行業生態。圜暉科技依托三維產品可視化標準,結合完全自主可控的技術,在汽車、高端裝備
319、、軍工等領域探索與應用了眾多案例,使三維模型的應用貫穿產品的全生命周期,加速企業 175 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 的 MBD 進程。在研發設計階段,支持在 PLM 系統中基于三維模型的協同審閱;在生產制造階段,實現三維工藝作業指導書;在交付階段,支持電子化、三維化的產品使用手冊;在運維階段,支持符合標準的三維交互式電子化手冊(IETM);在檔案歸檔階段,支持以三維歸檔、一致性校驗、以模型搜模型等典型的檔案的收、管、存、用過程中的三維模型利用。圜暉科技致力于三維用模場景的開發,以三維可視化模型貫穿于產品的全生命周期,加速企業數字化轉型升級。設戟設戟平臺平臺 設戟平臺基于云原生架構開發,完
320、全 B/S 架構,符合未來發展趨勢。整個平臺定位于集成商開發應用,如 PLM、MES、CAPP、IETM、檔案等集商集成開發使用,具有豐富的開發接口,層次上包含數據格式層、軟件底層、組件層等不同層級的開發接口,滿足不同需求層次的集成與應用開發,并配備有完成的集成開發案例和 DEMO,最快 1 小時即可完成雙方系統/平臺集成。產品數據能力中心產品數據能力中心 P PDCCDCC 產品數據能力中心(Product Data Capability Center,PDCC),以產品數據能力中心為基礎,對下游過程中的三維產品數據進行全量管理,按照建造、運維、交付等不同階段的典型業務需求進行數據應用,充分
321、解耦設計模型,同時集成業務屬性,隔離三維模型的復雜性問題,促進企業數字化轉型人效與投資回報。176 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 產品數據能力中心 PDCC 架構圖 典型應用案例典型應用案例 某車企 PLM 系統三維可視化簽審流程 從汽車行業的研發管理流程來看,所有的三維設計模型的下發、數據凍結、版本變更等都需要進行審簽與審閱,但是目前 PLM 系統中的審簽均是基于文字或圖片等二維信息來進行傳遞的,從準確性和可視化上都有所欠缺。PLM 中集成三維可視化平臺,實現了從模型上傳檢入到查看審閱及三維意見添加等全流程管理,大大提高了三維模型的查看效率。應用成效應用成效 客戶應用其它 PLM 系統來進
322、行研發數據管理和傳輸協同,長期以來存在三維效率低、花費高、不直觀、審簽浮于形式 177 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 的問題??蛻舻?PLM 集成設戟三維可視化平臺后,實現了:多源異構 CAD(UG、Solidworks、Creo 等)的三維模型在 PLM 中,無需安裝 CAD 軟件,基于常用瀏覽器即可快速打開 審簽部門不必再購買多余三維設計軟件許可,大大降低了企業研發成本;直接在三維模型上呈現反饋意見,位置精確、內容,讓審簽更為直觀,審批意見結構化存儲,實現了權限管理的結構化;模型自動檢索并轉換,不影響用戶正常工作流程;可視化模型轉換時可同步實現縮略圖、模型樹等信息的結構化提取,以 xml
323、 信息表達可直接被 PLM 系統調用。2.12 上海同星智能科技有限公司上海同星智能科技有限公司 同星智能成立于 2017 年,作為汽車電子基礎工具鏈企業,同星智能是專注于國產自主可控汽車電子工具鏈的高新技術企業、“專精特新”企業?!败浖x汽車、軟件定義裝備、軟件定義生活,而同星定義軟件”,同星推出的TSMaster 軟件及配套硬件設備,具備嵌入式代碼生成、汽車總線分析、仿真、診斷、測試和標定等核心功能,支持 CAN、CAN-FD、Ethernet、LIN、FlexRay、SENT、PSI5 等主流總線協議和通訊協議,覆蓋了汽車整車及零部件研發、測試、生產、試驗、售后全流程。178 中國汽車
324、工業軟件發展建設白皮書 目前同星智能在國內汽車行業總線工具鏈實現用戶量第一,全球企業用戶超 4000 家,用戶覆蓋汽車整車廠、零部件供應商、芯片廠商、設備/服務供應商、工程機械、航空航天、艦船軍工等多個領域。同星同星 TSMasterTSMaster 汽車電子基礎工具鏈軟件汽車電子基礎工具鏈軟件 為了解決當前國內汽車電子領域基礎研發工具鏈缺失的問題,同星科研人員研發出了一種軟硬件解耦的、快速迭代的、可不斷被軟件定義的汽車電子基礎工具鏈。該基礎工具鏈包含了軟件及其配套的一系列硬件,其核心價值在于工業軟件,其功能覆蓋汽車電子開發“V 模型”全流程,具備建模、軟件模擬仿真、硬件在環仿真、嵌入式代碼生
325、成、汽車電子通訊分析、汽車總線仿真、診斷、測試、標定,信息安全等核心功能,覆蓋汽車研發、測試、生產、試驗、售后全流程。主要創新點主要創新點 概況來講,有點類似于今天的“軟硬件解耦”“軟件定義汽車”的智能汽車和傳統汽車的區別,同星的汽車電子基礎工具鏈的最大的創新點在于,構建了一套“軟硬件解耦的”汽車電子基礎工具鏈,同時利用敏捷開發的模式,讓這套工具鏈可以在開放架構的 TSMaster 軟件之下,不斷生長,不斷的被同星團隊/用戶/甚至第三方機構“軟件定義”。具體來講,包括以下技術點:車載 CAN/CANFD/LIN/Flexray/Ethernet 網絡仿真引擎。179 中國汽車工業軟件發展建設白
326、皮書 汽車 ECU 硬實時仿真技術,不依賴實時系統做到真正硬實時。個人電腦上通過 TSMaster 實現汽車 ECU 實時仿真技術。圖形化編程語言及軟硬件解耦的開放開發平臺。開放架構的擴展工具箱,賦予了系統強大的擴展能力,讓本系統真正做到軟件定義一切。與國外同類產品相比的優勢 兼容性強,TSMaster 軟件能支持市面上主流的儀器設備。性價比高,在保證測量精度等性能指標的同時,實現同樣的功能,其智能硬件的成本遠低于市面上的同類產品。本地化,原生中文、快速服務。效率高,TSMaster 一套系統即可完成,既節約經濟成本,也大大降低開發難度,縮短開發時間。典型應用案例典型應用案例 TSMaster
327、 目前主要應用于汽車行業,在國防軍工、航空航天領域也有部分公司開始使用。汽車行業的主機廠、零部件供應商、系統集成商在整車和 ECU 的研發、測試、試驗、生產、售后等階段廣泛使用 TSMaster 軟件,具體應用場景包括整車/ECU 總線的開發與仿真、測試(SIL、HIL、VIL、道路試驗等)、診斷與刷寫、測量與標定。在研發方面,國內大部分車廠都開始使用 TSMaster 做剩余總線仿真、網絡驗證、數據采集、編寫各種測試用例等;由于 TSMaster 的免費功能就可覆蓋他們 80%左右常用功能 180 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 需求,每年可降本達 60%以上。在測試方面,基于 TSMast
328、er 創新的 HIL 測試方案和低成本的特點,好幾家整車廠以及零部件供應商,將 TSMaster作為唯一的測試軟件,用于 ECU 算法仿真、測試用例的編寫和執行、生成測試報告、數據實時分析和保存等。既可擺脫對國外方案的依賴,也可極大地降低成本。在生產和售后方面,研發部門使用 TSMaster 完成了相應的開發和配置后,通過加密和應用發布直接發布給后續環節使用,而不需要每個部門都單獨定制開發相關工程或者軟件。這樣一方面是減少很多重復開發,另一方面也能保持前后一致,減少溝通成本。2.13 戴西(上海)軟件有限公司戴西(上海)軟件有限公司 戴西軟件,成立于 2010 年,總部位于中國上海,上海市高新
329、技術企業、軟件企業。主營業務為面向高端制造業提供數字化研發平臺軟件、CAE 仿真軟件的研發、銷售及技術服務,是一家具有十四年工業軟件研發能力的領先公司。戴西軟件目前旗艦產品有:DWS 數字化研發平臺、VPG 碰撞安全仿真軟件、PreSys 通用有限元仿真軟件。目前公司團隊具有 109人,博士 3 人、核心技術骨干 15 人,為美國 ETA 創始核心研發團隊,均具備 20 年工業軟件研發經驗。VPGVPG 汽車碰撞安全仿真軟件汽車碰撞安全仿真軟件 VPG 汽車碰撞安全仿真軟件融合了戴西收購全球領先的 181 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 CAE 軟件原廠商美國 ETA 的 VPG 和 PreS
330、ys 全球知識產權所有權與研發團隊,結合我們的技術優勢,適配了全球主流的汽車碰撞安全和行人保護法規,目前是一款成熟可用的商業化汽車碰撞 CAE 軟件。產品優勢產品優勢 VPG 汽車碰撞安全仿真軟件與 Altair 的 HyperMesh、希臘的 BETA 的 ANSA、Oasys 的 Primer 均為汽車碰撞安全的主要仿真軟件。而 VPG 的技術優勢兼顧網格劃分、約束系統、行人保護、汽車碰撞、法規適配等功能,對比 Primer 具有明顯優勢。VPG 產品具有 25 年的技術優勢與工程經驗沉淀,產品成熟度高、商業化能力強、軟件易用、且已經適配全球碰撞安全法規,成為國內汽車碰撞安全仿真軟件國產化
331、替代的最佳產品。PreSysPreSys 通用前后處理仿真軟件通用前后處理仿真軟件 PreSys 通用前后處理仿真軟件是戴西軟件收購全球著名 CAE 軟件開發商 ETA 公司旗下的 PreSys 軟件發展而來,PreSys 通用前后處理仿真軟件是通用的有限元前、后處理軟件,其與多種 CAD 和 CAE 軟件有良好的接口,并具有強大的有限元網格劃分功能。產品優勢產品優勢 PreSys 通用前后處理仿真軟件可幫助工程技術及科研人員進行各種工程模擬分析,可應用汽車、電子巖土爆破等各個領域的仿真模擬分析。隨著 CAE 虛擬仿真應用的廣泛化、182 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 實用化、精確化、便捷化
332、,CAE 仿真工具在工程實踐當中越來越重要,PreSys 通用前后處理仿真軟件可幫助用戶提高研發效率、縮短研發周期、降低研發成本。典型案例應用典型案例應用 某車主機廠是國內領先的汽車生產廠家,從燃油車與電動車全部覆蓋,同時具備轎車、SUV、商務車等,在行業具有標桿意義。某車企需開發新款車型,目標為國內上市星級車,研發費用高,國內法規考察項的需提交工信部,考慮到國外軟件大多來自歐美,采用租賃制,但界面友好性差、自動生成報告需要寫腳本程序、法規不全更新速度慢。從 2005 年開始,該車企為了節約研發成本、縮短研發周期,持續加注產品研發的能力建設,尤其在仿真領域研發投入持續增漲,汽車碰撞安全方面作為
333、汽車仿真的最重要組成部分,當前使用均為國外仿真軟件,目前考慮國外軟件日益增長的成本壓力與可能斷供的風險,急需尋找一款可替代的國產汽車碰撞仿真軟件。汽車碰撞安全方向:戴西 VPG 軟件汽車碰撞安全仿真軟件,界面友好,操作簡單,兼顧了仿真工程師的習慣,在做汽車網格劃分、約束系統、行人保護、汽車碰撞安全、法規適配等方面,使用戴西 VPG 軟件,功能滿足要求,性價比完勝國外軟件。目前,該車企已開始購買戴西 VPG 汽車碰撞安全仿真軟件,并將在多個業務部門陸續進行應用。183 中國汽車工業軟件發展建設白皮書 汽車結構、NVH、耐久方向:戴西 PreSys 通用有限元仿真軟件,屬同類軟件產品龍頭,操作方便、自動生成報告、各項法規齊全,工況流程化程度高,被各大汽車廠商廣泛使用。目前,該企業已購買并廣泛應用與結構、流體、NVH、耐久等分析??蛻粜枨蠛屯袋c客戶需求和痛點 做某些分析項需要有該分析項工作經驗人