艾瑞咨詢：2022年車企數字化轉型趨勢系列研究之研發數字化篇（53頁）.pdf

1、中國車企數字化轉型趨勢系列研究之研發數字化篇22022.3 iResearch Inc. 1953年長春一汽奠基時，我國資源匱乏、技術落后，而我國自主品牌從未停止自主研發的腳步。自主品牌經歷了從結構開發到性能開發的飛躍，從逆向研發到正向研發的變革，設計出一系列具有競爭力的產品，并在某些核心領域取得了不小的突破。目前，我國正在全面推進數字經濟， “十四五”信息化和工業化深度融合發展規劃指出，我國工業企業數字化研發設計工具普及率達到73%，到2025年目標普及率為85%?！笆奈濉睌底纸洕l展規劃的通知指出要引導企業強化數字化思維，提升員工數字技能和數據管理能力，全面系統推動企業研發設計、生產加工

2、、經營管理、銷售服務等業務數字化轉型。然而，對于知識沉淀、總結、應用等缺乏關注，對于數字化概念存在誤區，投入不足，以及數字化項目落地阻礙和內部組織不暢通等問題導致我國部分企業數字化效果不及預期。下一個十年，科技創新或將成為中國經濟增長的內生動力。在汽車領域，整車數字化研發，大數據應用，電動化與智能化技術的不斷突破都為汽車行業的強勁和可持續增長提供堅實可靠的基礎。為達成此目標，亟需推動產業數字化和數字化產業發展，加快質量變革、效率變革和動力變革，為我國的經濟增長提供新的引擎，在汽車產業發展深水區的自主研發領域畫出一道中國色彩。序百年汽車工業的巨變與滄桑來源：艾瑞咨詢自主研究繪制?！啊彪m千溝萬壑，

3、亦砥礪前行32022.3 iResearch Inc. 摘要數字化理解研發數字化本質：利用數字化技術在研發周期縮短、平臺化和虛擬驗證能力的基礎上利用數據流動實現研發流程的變革。研發項目綜述整車產品研發類別：包含小改款、年度款、大改款、升級換代和全新構架項目，是以滿足用戶需求為根本目的的針對性產品迭代。研發方式理解：逆向研發是學習和積累的必要手段，正向研發是學成之后產出的結果。研發數字化的技術應用協同研發平臺：協同研發平臺是研發內部與外部的協同，是敏捷開發機制的共建。是實現上傳下達和部門間實時溝通的數字底座，完成業務間的橫向拉通，打開決策者的信息牢籠。虛擬現實：可減少一次性開發成本，縮短項目周期

4、，以虛擬的方式在現實中獲得最優模型，打破物理空間和時間的限制。數字孿生：利用強大的復現能力大幅度減少物理樣機的試驗次數，保證產品設計的可追溯性、系統性和經濟性，收斂潛在問題，聚焦軟硬在環。云上數據反哺：在多云互通和大算力平臺的基礎上，利用后端數據分析反哺研發是大數據造就的核心價值。研發數字化落地舉措數字化前期的注意事項：1.數字化轉型是高層掛帥、自上而下的過程；2.系統協作失靈導致的數據孤島需未雨綢繆；3.人才是數字化中的珍稀血液和戰略資源；4.數字化是對于流程的再造和變革；5.數字化部門的確立是保證全面協同的基石。主要矛盾與建議：數字化供應商或可幫助車企在數字化前期共同進行數據治理，厘清數據

5、和流程間的觸點，共建數字化執行策略，同時在此過程中逐漸彌補自身不足，共同探索數字化的建設方式。典型企業案例現代起亞：利用虛擬現實技術在質量評估和研發驗證過程中的深入探索。蔚來汽車：實現產品全生命周期數字化研發和運營的閉環。達索系統：建立協作式產品開發環境，加速產品開發全流程。華為：協同研發云縮短研發周期，加快新車上市。4研發數字化理解1整車研發項目綜述2研發數字化技術應用和價值體現3典型企業研發數字化案例5研發數字化落地舉措452022.3 iResearch Inc. 何為研發數字化？利用數字化技術在研發周期縮短、平臺化和虛擬驗證能力的基礎上利用數據流動實現研發流程的變革大多數觀點認為以虛擬

6、化和數字化的形式代替或輔助傳統汽車研發的業務環節，實現時間、 成本的節約和質量的提升為數字化的核心價值。然而，艾瑞認為，在消費者需求快速變化和柔性化生產的背景下，降本增效僅可作為研發數字化的表層價值看待，而其深層價值是利用數字化工具縮短整車開發周期、實現平臺的復用和建立虛擬驗證能力，其核心在于三維數模和超級BOM。三維數模達成可延展、可控制、可追溯、可復現的分析；超級BOM可實現平臺一體化、產品數據管理，在柔性化生產基礎上實現適合小批量、個性化生產的組件集合。部分車企可將研發周期從36個月降低至18個月甚至更短，開發后期的設計修改減少50%，原型車制造和試驗成本減少50%，投資收益提高50%。

7、而究其根本，研發數字化的核心價值體現在研發周期縮短、平臺復用和軟硬件一體化虛擬驗證能力的基礎上，利用數據縮短決策鏈，能夠圍繞用戶迅速給與支持和響應，也有能力按照消費者要求的時間、方式、配置、價格提供消費者期望的車型，是一場革命性的研發流程變革。來源：公開資料、專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。研發數字化的核心價值表層價值深層價值核心價值（研發數字化的本質）降本增效：降低管理成本、物料成本、驗證成本等；提高建模效率、糾錯效率、試驗效率等縮短研發周期，實現平臺復用，提高虛擬驗證能力：核心在于三維數模和超級BOM。做到平臺一體化、產品數據管理和小批量、個性化生產的組件集合研發流程的變革：利用數據

8、流的變化和分析能力的提升，縮短研發環節上的決策鏈根本目的滿足消費者需求62022.3 iResearch Inc. 內部驅動的研發數字化以數字化轉型提升企業生存能力研發效率低下：車企研發流程極為嚴謹，為保證多方協同設置了諸多節點及里程碑，開發時間和驗證周期都存在嚴格的規定，雖然為整車產品的順利出廠提供了有力參考，但在此背景下研發效率難以提升。軟硬件整合開發能力欠缺：傳統而言汽車產品以硬件產品開發為主，軟件進行外包。然而，智能汽車時代軟件的重要性和價值與日俱增，軟硬件協同的開發和驗證能力成為了部分車企的阿喀琉斯之踵。單車利潤率急轉直下：2019年某款國產熱銷車型單車利潤不足五百元；國民神車五菱宏

9、光MINI EV單車利潤甚至不足百元（此處暫不考慮雙積分影響）。在此背景下，若在汽車品質和服務不變的情況下提升利潤空間，則需要利用數字化手段進行開源（OTA升級）節流（平臺化）。來源：公開資料、專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。企業內部的關鍵問題傳統研發效率低下軟硬件整合開發能力欠缺傳統研發環節中，更改數模需要在研發人員的計算機中進行，導出后再傳輸到制造端的工作站中，由制造人員導出與產線進行匹配并判斷數模的更改對于制造的影響。若此零部件已經量產還需財務、庫存等人工盤查。效率低下意味著逐步邊緣化甚至淘汰+電動智能汽車比傳統燃油車多出50%-60%的高科技配置，需要軟硬件整合能力和全新EEA進

10、行支撐。因此缺乏軟件研發能力的車企急需數字化技術提升“電、機、軟、控”四方面的系統籌劃能力和前期的虛擬化驗證能力，以打造智能化時代的核心優勢過去，除豪華車外，單車平均利潤約10%左右。但由于在價格、配置、工藝等方面的內卷不斷加深，想要在不減配和如此短暫的生命周期的前提下獲取額外利潤，需要提升數字化能力，平臺的通用性和研發數據的積累單車利潤率急轉直下+72022.3 iResearch Inc. 外部驅動的研發數字化以數字化轉型應對外部行業壓力生命周期縮短：過去，某豪華品牌車型設計周期約40個月，整體開發周期約60個月，從上市至大改款的生命周期約5年；桑塔納生命周期長達10-15年經久不衰。放眼

11、現在，如此之久的研發周期變得不切實際，10余年的生命周期也難以企及。汽車生命周期的不斷縮短正在挑戰著研發效率的極限。服務的升級：部分車企逐漸摒棄4S店的銷售方式以便提高服務質量。共平臺開發的理念可將各類總成、部件、電器系統等以樂高的方式自由組合，將可能出現的問題簡化并盡可能減少差異化問題的出現，以此更有效率地解決售后問題。行業競爭加?。盒履茉春椭悄芑内厔荽呱舜罅繄鐾馔婕疫M入，其大量的資金和快速的迭代造就了較大優勢；而生長在數字化時代的新玩家也為百年汽車工業帶來了不小的沖擊，同時乘用車外資股比已被打破，導致傳統車企急需利用數字化手段應對不斷增長的市場負荷。來源：公開資料、專家訪談，艾瑞咨詢研

12、究院自主研究繪制。汽車生命周期不斷縮短用戶對于服務升級的期待+行業競爭加劇目前大規模的IT技術和科技類的硬件配置在汽車當中得以應用，雖然摩爾定律逐漸失效，但新車型的研發周期難以短于18個月，而生命周期正在急劇縮短。疊加消費者需求不斷變化，急需數字化能力縮短研發周期，迫使車企作出變革部分車企逐漸通過線下體驗和網絡直銷方式提升服務質量，此舉給研發帶來了更高的要求，需要打造平臺化戰略，利用數字化能力盡可能做到功能標準化、結構模塊化、配置差異化和零部件通用化，才能使服務升級變成現實車企為應對日益加劇的競爭環境和汽車生命周期的壓縮，加快產品換代及投放節奏。對于數字化技術的應用需求水漲船高，其幫助企業在線

13、上協同化完成研發和驗證，最大程度上縮短研發和實物驗證周期以應對不斷增長的市場負荷企業外部的關鍵問題82022.3 iResearch Inc. 新冠疫情對于研發數字化進程的驅動以數字化轉型緩解黑天鵝事件帶來的潛在風險遠程辦公：各類遠程辦公、線上會議軟件在疫情間發揮了巨大的作用。然而，一方面汽車研發需要大型軟件和高算力進行虛擬仿真，個人電腦和家庭網絡則難以帶動；另一方面由于研發工作和數據的高度保密性，使得部分企業員工只能通過公司內網才能登陸辦公賬號提取關鍵數據，因此遠程辦公在汽車研發環節的價值難以真正體現。車企與供應商的協同：汽車產業的橫向跨度較大，與供應商間協同的重要性不言而喻。然而疫情下供應

14、商同樣難以將重要的非標準化、定制化數據及時與主機廠同步，導致部分關鍵決策的停滯。物流與供應鏈：在車企全球化布局的背景下，疫情難以保證零部件和其他實體物料的及時供應，導致部分物理實驗被迫停滯，車企被迫應用更多的虛擬驗證手段來應對線下供應鏈的斷裂。來源：專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。遠程辦公不暢通供應商難以協同+物流供應難以保障隨著主機廠對于電子電氣架構及互聯網件的深入，供應商被要求做更多的定制化分析（無法使用此前的標準化產品庫）。在此條件下供應商也遭受疫情打擊難以及時提供定制化數據，導致主機廠難以在關鍵問題上與供應商達成協同部分車企將研發中心建立在海外，同時評審過程中使用的油泥模型大部分

15、也來自于海外。在疫情中，難以通過物流供應來保障線下運輸的順暢性。因此迫使很多工作以虛擬仿真的形式開展，或向線上化的方式轉移疫情導致的關鍵問題個人家庭網絡或設備性能難以達到工作要求，無法帶動大型軟件，難以滿足大量虛擬仿真所需的高算力。同時，由于研發數據的高度涉密，員工只能通過公司內網登錄賬號9研發數字化理解1整車研發項目綜述2研發數字化技術應用和價值體現3典型企業研發數字化案例5研發數字化落地舉措4102022.3 iResearch Inc. 整車產品研發類別以滿足用戶需求為根本目的的針對性產品迭代不同企業對于研發項目定義和類別有所差別，但均依據不同目的進行針對性改動。全新構架項目一般為迎合行

16、業新趨勢，打造差異化產品布局的戰略目標而建立；需改動車輛鈑金及下車體的項目通常因為造型過時、舒適度及體驗難以滿足大部分用戶需求；年度改款通常針對市場同類產品競爭和用戶需求進行針對性改動；而小改款則根據用戶痛點快速迭代。究其根本，均為滿足日益變化的消費者需求。其中，優良的車燈模具為千萬級別，前保模具為百萬級別，因此車輛的更新換代涉及大量資金投入同時面臨著激烈的市場競爭和消費者接受度風險，導致較大的項目決策極為謹慎。目前，現有車型更新換代周期約為16個月，從研發到銷售的周期甚至更短，對于提升研發效率的需求和難度也日益增加，真正可以做到完全自主的全新構架產品考驗著我國汽車工業的硬實力。來源：專家訪談

17、、公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。全新構架基于全新構架的底盤、車身、造型、動力總成等修改；約36-42個月，涉及上百人的戰略級別項目升級換代原有構架上的車身、底盤、懸架等修改，約24個月左右大改款車燈、側圍、外覆蓋件、電氣電器等改動，不涉及下車體，約12-18個月年度款塑料件、前后保險杠等改動；車燈和鈑金無改動；視改動程度周期從幾個月到1年不等小改款加減細節配置，如娛樂、后視鏡、檔桿等；隨時根據市場需求調整，可在10個月以內完成研發項目類別研發項目分類112022.3 iResearch Inc. 整車產品逆向研發流程逆向研發是快速追趕世界水平的必然手段逆向研發源于逆向思維，將原有產品進

18、行拆解、測量、分析得出數據，在原有的結構、造型上進行再次開發從而得到全新產品，降低研發成本和風險。我國汽車工業起步時期經歷了從零到一的艱難過程，更新換代緩慢，車輛性能、造型、耐久等指標難以與大眾、通用等巨頭媲美，因此逆向研發成為了短時間內快速提升我國研發水平的重要手段。然而，在中國汽車工業萌芽時期，部分項目的逆向研發可悲哀的等同于逆向抄襲，并在我國市場并未進入完全競爭的條件下獲得了喜人的成績。在不斷的技術積累下，逆向抄襲的現象逐漸減少，而逆向研發正在逐漸轉變為系統性分析，可靠的研發理念和思考問題的方式，并在吸收先進經驗的基礎上進行創新和改造。來源：專家訪談、公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制

19、。逆向研發流程簡述產品原型原型拆解產品制造測量建模及檢驗將標桿車型拆解后進行數據建模，識別車身硬件、底盤等，再考慮產品規劃、用戶需求、競品特征等因素做出針對性改動，如軸距加長，輪距加寬等，再進行細節調整。過程中需系統性分析，隨意改動將導致后期問題的擴大。122022.3 iResearch Inc. 整車產品正向研發流程結構化、標準化的指導產品開發過程的文件體系整車開發項目是多模塊、多系統、多目標之間的平衡，而一輛優質的汽車也是外部和內部各項因素和指標取舍、平衡的產物。通用汽車的GVDP和福特汽車的GPDS等均蘊含的豐富的經驗和科學的設計，為各大車企所廣泛沿用。目前正向開發周期在3648個月不

20、等，并隨著經驗的積累和技術的進步逐漸縮短。雖然不同企業的開發流程會按照企業自身情況進行不同程度的裁剪，閥點設置、周期和具體工作等或有所不同，但都與門徑管理思想和集成開發體系一致，基于時間軸和里程碑進行明確的劃分，底盤系統、電氣系統等跨部門、跨系統的并行開發保障著節點交付物的質量和項目管理的周密性。G9預研啟動G8項目啟動G7方案批準G6項目批準G5設計凍結G4產品和工藝驗證G3預生產G2試生產G1正式投產戰略階段生產準備量試與投產設計開發試制試驗及認證概念階段階段閥點名稱G8-G4為整車研發的主要環節逐漸過渡至生產環節，開始大量資金投入36 35 34 33 32 31 30 29 28 27

21、 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 987654321SOP前月份整車開發流程體系（以GVDP為例）注釋：GVDP（整車開發流程）是Global Vehicle Development Process的簡稱，是汽車開發過程中重要的計劃書，貫穿車型開發整個生命周期。來源：專家訪談、公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。132022.3 iResearch Inc. 整車產品正向研發業務邏輯基于車企經驗和能力的階段性任務劃分整車項目開發邏輯是基于歷史車型開發經驗的結構性總結，通過各種技術手段，協調各部門、各方案和整車各子系統間的平

22、衡，尋找對于整車而言最優的功能方案，因此整車研發邏輯有著清晰的業務劃分。方案策劃階段通過大量的案頭研究和市場調研進行產品開發的可行性研究；概念開發階段圍繞總布置、造型、技術等進行目標定義和產品定義；工程設計階段根據大量工程化數據和仿真開展產品設計驗證；樣車試驗開展物理樣車的驗證確定制造工藝，并對設計進行完善；投產階段拉動供應鏈、銷售、生產等實現產業鏈的批量一致性驗證，并進行新車的宣傳、上市和銷售活動。來源：公開資料，專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。方案策劃概念開發工程設計樣車試驗投產上市整車開發項目業務邏輯主要工作市場調研案頭研究產品開發可行性研究總體布置造型設計技術選型成本效益開發計劃

23、總成及零部件設計系統詳細設計驗證工程數據開發工藝設計樣車試制產線調試功能屬性驗證工藝及設計完善一致性能力驗證廣告宣傳渠道建設上市活動策劃主要關注點政策、法規市場規模產品競爭技術可行性對標、仿真分析客戶需求投入產出分析進度、目標、資源規劃總布校驗仿真分析整車集成與功能匹配零部件選型設計數據工藝文檔設計變更3C認證及公告供應鏈及產品一致性生產準備上市策略營銷策略142022.3 iResearch Inc. 不同研發方式的理解與選擇逆向研發是學習和積累的必要手段，正向研發是學成之后產出的結果由于國外技術的封鎖和我國技術的落后，我國對汽車結構設計長期以來處于懵懂階段。2008年左右我國汽車結構化能力

24、提升，此后多家車企宣布了正向研發的計劃。而特斯拉的出現對車企產生了降維打擊，其底盤結構、一體化沖壓方式、高壓接插件的連接方式、集中式EEA等又給我國車企帶來了巨大的進步空間。因此，我國汽車主要研發手段呈現了由逆向轉為正向，又轉變為逆向的起伏過程。然而，逆向研發并非代表著技術落后；逆向研發是學習和積累的必要手段，正向研發是學成之后產出的結果。同時，研發方式與車型、制造工藝等息息相關。由于經濟車型材料利用率高、設計技術相似度高、技術復雜度低，大部分正向研發從經濟車型入手。而豪華車腰線和裙線較為復雜，部分設計存在沖壓負角，制造難度大，材料利用率低，導致正向研發難度較大。因此，主要研發方式的選擇基于了

25、不同歷史時期下行業環境、技術能力、市場環境和產品定義等因素。來源：公開資料，專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。頭角嶄露銖積寸累厚積薄發借鑒創新200820102019我國汽車工業成熟度低，主要仿制海外成熟度較高的車型并對其進行小幅度改良我國汽車技術的結構化能力逐漸發生質變，供應鏈能力也有了較大幅度的提升隨著國產品牌技術能力的崛起和供應商能力的成長，部分企業開始具備正向研發的能力同時宣稱開始自主正向研發特斯拉的崛起使得車企又開始了大量的拆解和學習的過程，同時結合自主研發能力打造創新產品1996中國車企研發之路15研發數字化理解1整車研發項目綜述2研發數字化技術應用和價值體現3典型企業研發數字

26、化案例5研發數字化落地舉措4162022.3 iResearch Inc. 研發數字化的核心技術架構以數據流為核心資產的全生命周期數字孿生研發數字化的技術構架主體包含協同研發平臺、虛擬現實、數字孿生和云上數據流，其本質是多技術融合的數字化生態，以打通物理世界和虛擬世界的壁壘。整體數字化研發架構可被理解為以云服務為研發環境，以滿足協同設計要求的仿真軟件為基礎，以虛擬現實為展現形式，以數據為流動資產的全生命周期數字孿生。來源：艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。多技術融合的研發數字化架構數字孿生方案策劃概念開發工程設計樣車試驗投產上市虛擬現實協同研發平臺（CAE/CAD/CATIA）數據流虛擬層現實層Ia

27、aSPaaSSaaS171.協同研發平臺#實現縱向和橫向拉通的基礎協作工具182022.3 iResearch Inc. 關鍵應用：協同研發平臺研發內部與外部協同共建的敏捷開發機制協同研發平臺包含CAD/CAE/CATIA等多人協同的研發平臺，是數字化研發的基礎工具。協同研發的價值在于厘清任務間的觸發機制，實現同一開發平臺在不同物理環境下的快速決策和聯合預警，有效打破系統和軟件間的獨立運維，實現仿真數據的實時記錄和研發流程中的平滑銜接。同時，協同研發的方式打通研發與生產、售后間的信息壁壘，使更有價值的信息進入到研發的決策鏈中，最大程度上的規避系統性問題的產生。來源：公開資料、專家訪談，艾瑞咨詢

28、研究院自主研究繪制。方案策劃概念開發工程設計樣車試驗投產上市造型定位總體布置設計驗證樣車試制能力驗證產品形態造型設計仿真分析產線聯調備品備件效益分析技術選型數據開發試驗檢測上市活動研發生產沖壓焊裝涂裝總裝電池測試售后用戶體驗用戶痛點車輛數據用戶數據保險維修研發板塊的內部協同 多地協同：滿足同一環節中的多終端研發及軟件性能需求 統一的工作平臺：打破橫向和縱向的信息不對稱 統一的工程設計軟件：同一版本和設計格式，保證數模的一致性和連續性 風險管控：實現并行項目的實時跟蹤預警，在前期發現干涉后及時調整，避免問題隨時間擴大的風險研發板塊的外部協同 研發-生產協同：實現研發和生產環節信息的即時流動，生產

29、端可早期介入判斷設計合理性、工藝可行性和成本。在數模變更后生產端可快速判斷對成本和供應鏈的影響 研發-售后協同：實時觀測車輛、用戶和維保數據異常，建立敏捷的基于用戶的開發流程，實現反饋和變更的快速閉環研發內外部協同機制與價值192022.3 iResearch Inc. 協同研發平臺對于研發效率的提升實現上傳下達和部門間實時溝通的數字底座設計建模：基于AUTOCAD和CATIA等軟件提供的接口，做深度定制化的二次開發，建立賬號體系和平臺，員工登錄平臺后便可使用對應軟件進行三維建模、有限元分析、運動仿真分析等。賬號系統與項目管理系統深度綁定，由管理者在PLM中發布設計、校核等任務。由于軟件的深度

30、二次開發，在做數據校對和整車數據匹配時可便捷地抽取輕量化數據，有利于整車層面所需的大量校對工作。同時，由于CAD等軟件與企業級IT系統的融合，可對圖形設計者和設計版本進行追溯。無紙化評審：評審過程中時常出現相似評審間的冗余問題，即不同評審專家提出相同問題，整改時需付出額外的溝通時間，甚至做出大量的無效整改。而基于協同辦公的評審將問題在系統中實時記錄，進行冗余問題的分類后推送至各整改人。冗余部分可被推翻、覆蓋或仲裁，實現利用少量人工跟蹤整個項目，降低出錯風險，減少無效工作。來源：專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制?；趨f同辦公的無紙化評審1234問題清單整改人評審專家傳統辦公協同辦公1234

31、評審的實時記錄并分類，剔除冗余清單明確推送至責任人。實現問題提出、記錄、分類、分發、整改的清晰鏈路冗余清單基于協同辦公的設計建模員工賬戶CADCAECATIA項目管理系統 項目管理系統和員工賬戶深度綁定，研發任務、閥點等直接從項目管理系統中發送至相應研發人員 通過CAX軟件的深度二次開發，可將易修改的參數化數據轉化為輕量化數據便于整車數據校核 研發進度可監控、可追溯202022.3 iResearch Inc. 協同研發平臺對于研發流程的優化實現業務間的橫向拉通，打開決策者的信息牢籠在傳統研發流程中，部分企業的研發部門與其他部門獨立辦公，信息相互隔離，導致在研發環節較少考慮到制造工藝、成本和用

32、戶抱怨，甚至不同研發部門間也存在著信息和物理隔離；同時中層決策者也埋沒在大量的研發日報檢查和匯報材料的準備中，導致其無力傾聽制造分析、用戶需求和外部環境的變化，一定程度上導致了企業內的重要決策者在信息化時代的信息牢籠，被動過濾掉了大量有價值的信息。而協同開發平臺可以實現信息的透明化，數模的改動可反映至制造端并判斷其產生的影響；售后產生的車輛問題清單也可幫助研發進行數模的修改和評審決策。因此，協同研發平臺的重要意義在于優化研發內部流程和橫向拉通制造、售后等其他版塊，實現信息在核心業務流程中的透明化和實時性，打破流程僵化給部分決策者帶來的信息牢籠。來源：專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。傳統獨

33、立CAE設計分析流程數字化協同設計流程結果輸出后處理有限元分析前處理用圖形軟件對汽車工程產品進行實體建模根據工程和產品模型設計要求，對有限元的分析結果進行加工檢查以圖形的方式輸出，輔助決策者判斷計算結果和設計方案的合理性單元分析、組裝、求解、結果生成n 設計過程較少考慮制造成本和用戶抱怨n 評審存在冗余，工作流程僵化n 決策者的信息斷層 虛擬樣機縮短研發周期 設計及變更信息透明化，版本可回溯 數據流橫向拉通營銷/售后生產制造設計開發判斷數模變更對制造工藝和成本影響根據用戶反饋考量設計方案212.虛擬現實#以最少的成本和最高的效率得到最優的模型參考222022.3 iResearch Inc.

34、關鍵應用：虛擬現實虛擬現實技術是一種計算機仿真系統，可模擬出嶄新的虛擬交互環境，具有多感知、沉浸感強、交互性強等特點。20世紀90年代國外車企就開始將虛擬現實技術應用在虛擬評審環節中，并逐漸擴展至工藝校驗、工程分析、產線調整等環節。目前VR技術在虛擬評審環節中已較為成熟，同時在產品開發到產線聯調中的各個環節均有應用?？蓽p少物理樣車的整改和反復的物理實驗，對于研發費用的節省和研發周期的縮減有著積極影響。來源：公開資料、專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。虛擬現實在汽車研發中的應用產品設計工程開發實驗驗證造型評審DMU運動分析虛擬汽車設計CMF評審產線聯調虛擬試驗工位設計減少一次性開發成本和縮短

35、項目周期的成功嘗試虛擬現實應用的基本組件數據庫負責處理輸入、輸出、構建汽車3D模型，并將物理定律應用到汽車表面及運行交互場景存儲3D汽車模型、VR交互場景和用戶數據允許訪問數據庫中的內容，從而在客戶端應用程序中修改數據客戶端后臺管理232022.3 iResearch Inc. 虛擬現實對于研發效率的提升減少設計所需時間，以虛擬的方式在現實中獲得最優模型虛擬現實以各種數據為基礎構建虛擬汽車模型或駕駛環境，取代對實際零件進行測試和組裝的汽車開發過程。設計師可以盡可能快地修改和檢查設計方案，并快速地識別和改進在真實世界原型車中難以驗證的錯誤，達到縮短研發周期的目的。在造型評審時可將原本16個月的周

36、期縮短50%以上。同時，虛擬驗證可降低油泥模型的制作和反復實物試驗所帶來的巨大成本消耗，在低成本、短周期的環境下有效評估設計與產品性能間的適應性以便獲得最優的模型參考。來源：專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。 VR技術極大程度上減少汽車評審、設計和試驗中所需物理材料的成本，不僅簡化各環節中的復雜性。也使分析和驗證變得更加便捷，結果更加直觀，縮短項目周期，保障產品的快速發布和更新迭代造型與內外飾評審可360度觀察并真實感受到內外飾的質感、光澤等。允許在不同光照條件、天氣條件下觀察漆面的反射以及不同載重條件下的姿態和更換輪轂、顏色等。用在外觀評審和內外飾評審環節零部件與總成設計通過動作捕捉傳感

37、器，以毫米為單位精確檢測佩戴VR設備的評估者的位置和運動，讓評估者在假想的環境中準確評估自己的設計，并允許評估者通過簡單的物理按鍵探索并改變零部件、材料及顏色等性能試驗量產前需在各種環境下進行整車性能試驗和可靠性試驗，如：碰撞試驗、風洞測試等。利用 VR 技術構建的虛擬環境，配合環境數據可得到準確可靠的試驗結果242022.3 iResearch Inc. 虛擬現實對于研發流程的優化優化造型評審，打破物理空間和時間的限制專業部門評審時通常會用到油泥模型判斷設計策略與外觀的一致性，最終確定造型方案。通常造型評審會做5-6次油泥模型，其制作耗時且昂貴，難以觀測汽車的動態變化。而虛擬現實將評審流程簡

38、化，通過VR設備可清晰的展現效果圖中未能清晰展現的部位，同時可提前判斷姿態表現甚至內飾設計。雖然部分評審項目已全部將油泥模型更換為VR模型，但部分企業考慮到開模、制造工藝和可行性等，目前VR暫時難以完全替代油泥模型，因此部分項目在初審和終審階段仍需使用油泥模型，而在中間的審核階段使用VR模型。來源：專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。二審初審三審四審終審VR造型評審流程的優化油泥模型VR模型傳統流程虛擬流程傳統流程虛擬流程p 需手工加工，價格較貴p 難以觀測姿態、顏色等變化p 需在同一場地、時間進行評審 不受地域和人員限制 可變換姿態、顏色、天氣、光照、零部件等 打破時間空間的限制，簡化流程

39、使評審不再受物理空間和時間的限制，簡化評審流程，縮短項目周期253.數字孿生#從虛擬設計到物理設計的無限次復現解決方案262022.3 iResearch Inc. 關鍵應用：數字孿生數字孿生的應用建立在虛擬仿真、物理實體和數據分析的基礎之上，針對物理樣本建立虛擬副本進行缺陷和故障的發現和產品性能的持續改進。汽車行業已經具備了大量先進軟件和自動化技術應用基礎，因此數字孿生系統可天然地搭載在汽車行業中并得以廣泛應用。數字孿生可以在虛擬環境中迅速反映動力流、阻力和部件間的連接等，優化其質量和性能，減少物理樣車的制造成本和時間。來源：公開資料、艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。利用強大的復現能力大幅度減少

40、物理樣機的試驗次數歷史數據實時數據維護數據FMEAFEA模型描述性分析診斷性分析預測性分析規范性分析虛擬層物理層可聚焦、可變參數、可加速的復現數字孿生的價值閉環將設計缺陷與仿真后的最優結果進行匹配，對性能和參數進行不斷優化272022.3 iResearch Inc. 數字孿生對于研發效率的提升數字模型和復現保證產品設計的可追溯性、系統性和經濟性數字孿生實現項目前期的虛擬化驗證，具有無限次、可變參數、可加速的復現特性，可驗證產品的適應性和系統性表現，實現基于需求、功能、邏輯、物理的全過程仿真驗證，加強主機廠在軟件定義汽車時代的核心能力，造就了數字孿生在汽車研發環節的重要價值。在造型階段，數字孿

41、生解決數據滯后和難以回溯的問題；在虛擬仿真階段解決傳統分布式仿真的系統性和協同性驗證問題；在樣機試驗階段解決物理實驗的故障風險和經濟性問題?？傮w而言，數字孿生在相同試驗標準下可節省約20%左右的時間和40%-45%的研發成本，其多維度、多領域的虛擬驗證方式令其成為研發數字化關鍵的技術之一。來源：專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。造型設計虛擬仿真樣機試驗實時可追溯的數據檔案模型數據可實時記錄，從小比例油泥模型開始建立數據檔案，將外觀細化至零部件級別，進一步細化實驗結果。工程團隊在早期即可介入，對制造工藝，風阻系數、油耗表現、姿態表現等指標等進行初步評價、測試和反饋，給到工程團隊和決策管理層進

42、行參考系統性的設計、仿真與集成結合CAE、CAD和數字孿生對產品做動力學、熱力學、零部件強度、疲勞性耐久性和NVH等分析，以系統性的確定子系統零部件的形狀尺寸和設計方案等，以系統化、協同化的方式完成對于設計和仿真的監控最優的樣機試驗方案使用數字樣機進行虛擬試驗，通過相關性分析、混合仿真和硬件在環將產品表現控制在合理區間內，形成最佳物理實驗方案，最大程度減少物理樣機實驗次數、時間和現場發生故障的可能性在造型環節納入工程和制造可行性的考量，對姿態、NVH等在早期進行初步考量以進一步細化模型減少物理樣機的制造成本，縮短試驗驗證環節的周期，提高試驗效率和經濟性系統化、協同化的數字方案可在相對早期開始確

43、定系統裝配和初步的加工方案，減少問題的發生幾率282022.3 iResearch Inc. 2022.3 iResearch Inc. 數字孿生對于研發流程的優化協同性：傳統而言，內飾、外飾和動力總成開發相互獨立，在月度同步節點進行模型拼合和總布置的斷面評估，由于溝通即時性較低導致問題易被時間放大。而數字孿生可將數字模型在后臺進行相對地實時拼合，干涉后的報警保證設計和調整的實時性，在源頭即可弱化問題放大的風險，同時可觀測數模改變后對產品功能的影響，大幅節省溝通和測試時間成本。耦合性：日益增加的智能化功能需要軟件帶動硬件實現，在設計環節則需要軟件和硬件統一評審，然而傳統而言主機廠并不具備完整的

44、軟件開發能力。在數字孿生的加持下，主機廠可選擇定期復盤，判斷軟件迭代開發對于整車功能和表現的影響，不僅節省時間及成本，更加增強了軟件定義汽車背景下主機廠的話語權。來源：專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。來源：專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。研發流程的耦合性優化硬件在環HIL軟件在環SILS進一步減少重復工作，使用腳本自動觸發測試，降低測試成本，減少測試時間，提升測試能力實現硬件在環和軟件在環，提升傳統OEM所缺失的軟硬件一體化聯合開發及評審能力研發流程的協同性優化節點節點：總布置部門分階段進行整合與切斷面評估內飾開發外飾開發動力總成開發節點節點傳統流程數字流程約30天內飾開發外飾開發

45、動力總成開發實時拼合實現實時拼合，干涉后的報警可以在源頭消除問題，節省溝通和測試的時間成本協同性優化收斂潛在問題，耦合性優化聚焦軟硬在環294.云上數據反哺#從經驗決策轉向數據決策的必經之路302022.3 iResearch Inc. 關鍵應用：數據上云車企通常采用混合云的形態并建立各地分支云平臺滿足各地研發中心上云的需求。同時基于云端的大數據分析可解決傳統業務中依靠經驗難以真正解決問題的痛點。而研發環節牽扯到生產、售后等各個環節，需要考慮生產工藝、生產可行性、用戶抱怨、用戶習慣等多方面因素，因此云間的打通成為車企云部署最重要的成功因素。打通后的生產、售后等數據通過云平臺的流轉，可用來驗證或

46、預測研發與其他環節的適配性。因此，云平臺可看作數字化的基礎環境，而云平臺的成功才能發揮出數據分析與反哺的最大價值。來源：專家訪談、公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。多云互聯的數據流通體系生產云營銷云售后云研發云造型設計總布置設計底盤設計車身設計尺寸工程熱系統設計利用云平臺的算力和容量進行數據的儲存和運算多云互通的大算力平臺實現數據分析與反哺的最大價值 覆蓋全國各個地區的研發中心，保證實時的信息流動 單一車型開發約產生12TB數據量，加之大規模的仿真需求，對于算力和保密儲存能力要求較高 跨云間的數據流動可幫助車企打通全生命周期的數字化研發，因此互聯互通的云平臺才能釋放大數據的價值車企云平臺部

47、署特征數據數據數據數據312022.3 iResearch Inc. 數據類型與反哺路線利用后端數據分析反哺研發為大數據造就的核心價值數據采集的渠道和分析方法多種多樣，但將后端數據反哺至研發環節，使研發能夠更加貼近生產需求和客戶需求為研發數字化最大的價值所在。用戶使用車輛的數據及整車數據可上傳至云平臺，為提升研發水平提供重要參考。尤其對于新能源汽車而言，2016年發布的新能源汽車生產企業及產品準入管理規定中指出，新能源汽車生產企業應當建立新能源汽車產品運行安全狀態監測平臺，按照新能源汽車產品用戶協議對已銷售的全部新能源汽車產品運行安全狀態進行監測。而生產端、車輛端和售后端產生的數據都可針對汽車

48、產品的功能改進、工程改良和研發流程提供全面指導，存在著巨大的潛在價值。來源：專家訪談，公開資料，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。主要數據信息類型與反哺策略階段生產數據 產線、裝配工藝、工時、工序、成本、連接方式、夾具車身數據 行駛速度、檔位、電池參數、方向盤信號、電壓 駕駛習慣、行為偏好售后數據 維修次數、保養、抱怨 論壇評論、社交媒體視頻/評論生產過程中發現的設計問題可反哺至研發環節，在云上進行數模的修改并進行編號與數模的全公司級覆蓋更新，并下發至各地工廠車聯網大數據平臺實時回傳車輛數據，經過可視化處理后幫助研發人員判斷潛在問題快速反饋的售后系統將監測到的零部件更換、索賠和異常保養情況定時回傳，

49、經過分析后將數據打包回傳至責任工程師進行數模修改研發流程322022.3 iResearch Inc. 案例一：生產質量問題反哺生產數據云上流通提升研發與其他環節間的協同性和敏捷性部分車企的生產和研發基地分散在全國各地，某一具體車型在生產環節發現問題時，要求研發人員快速修改數模并傳遞給各地的生產和研發中心使其可調用正確的數模，同時判斷數模修改對于整車性能、供應鏈及財務的影響，實現遠程、多程的數據同步和實時傳輸。在共平臺生產的背景下，也能夠更加敏捷地防止問題擴大，減少由于信息壁壘導致的開發質量問題，有效縮短研發周期。來源：專家訪談，艾瑞咨詢研究院自主研究繪制。生產基地研發中心供應鏈財務后臺系統集

50、團總部生產過程中發現傳動軸召回級別問題判斷風險及應對措施；由于共平臺生產，同時將涉及到此零部件的所有車型進行聯動預警修改數模，基于數字孿生即時判斷數模修改對于整車性能、NVH、轉向性能的影響零部件數模編號、整車編號、BOM編號更新料號調整，判斷庫存量和訂單量，供應商調整財務核算對成本的影響總部或地方研發人員再次調用數模時，會在云上出現全新數模并展示修改后對整車性能的影響，無需通過硬盤或人工方式裝載到CAE中進行覆蓋更新。同時，整體修改邏輯的展示可幫助其他研發人員了解數模修改背景，共享研發經驗，在共平臺生產的背景下提升研發效率，減少由于信息壁壘導致的開發質量問題，實現危機聯動，有效縮短研發周期。