華為ICT技術(shù)賦能汽車行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，助力車輛空氣動力學(xué)性能升級

隨著ICT技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車制造各生產(chǎn)環(huán)節(jié)均處在數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的風(fēng)口浪尖。助力汽車行業(yè)產(chǎn)品革新，重塑產(chǎn)業(yè)生態(tài)，必將依靠新技術(shù)、新機(jī)遇。如今汽車行業(yè)正朝數(shù)字化、智能化高速發(fā)展，眾多車企也紛紛建立自身產(chǎn)業(yè)生態(tài)，如何把握機(jī)遇，實現(xiàn)彎道超車成為重中之重。

12月16日，在∑co時間線上直播中，華為與棣拓軟件進(jìn)行了聯(lián)合講解，就當(dāng)前汽車行業(yè)市場現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，對ICT技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用及方案進(jìn)行詳細(xì)講解，并結(jié)合Fips軟件深入淺出車輛仿真問題，為汽車行業(yè)變革提供無限可能。

華為ICT技術(shù)賦能汽車行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

華為中國政企智能制造汽車行業(yè)解決方案專家姜縣樓從汽車行業(yè)發(fā)展趨勢、華為面向汽車行業(yè)的解決方案和成功案例三個方面進(jìn)行了解讀。

如今，汽車行業(yè)正在發(fā)生變化，如日益成熟的動力總成技術(shù)和輕量化材料、智能制造和車聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展、出行偏好的改變和自動駕駛汽車的興起。

姜縣樓表示，目前25％的汽車成本是軟件成本，汽車就像一個行駛在路上的計算機(jī)。因此，汽車行業(yè)將成為引領(lǐng)ICT技術(shù)的高科技潮頭行業(yè)。這樣的變化過程，影響著每一家車企，傳統(tǒng)汽車制造商將向出行服務(wù)及產(chǎn)品綜合供應(yīng)商轉(zhuǎn)型，供應(yīng)鏈、研發(fā)設(shè)計、整車制造、銷售和服務(wù)的全業(yè)務(wù)流程都將改進(jìn)。

華為汽車行業(yè)解決方案全景圖

據(jù)介紹，華為汽車行業(yè)解決方案可通過多地域協(xié)同研發(fā)、仿真設(shè)計等，大幅降低新車研發(fā)成本，縮短車輛上市周期；通過車聯(lián)網(wǎng)、出行服務(wù)、汽車后服務(wù)等不斷提升客戶體驗，增加客戶粘性，實現(xiàn)車企從“單純賣車”向“移動出行服務(wù)提供商”轉(zhuǎn)型。

在營銷管理方面，通過客戶畫像精準(zhǔn)分析目標(biāo)客戶、采用電商商務(wù)模式，提升營銷效率和汽車銷量，做到汽車營銷數(shù)字化。從頂層規(guī)劃開始，華為通過提供數(shù)字化轉(zhuǎn)型規(guī)劃服務(wù)，幫助客戶確定數(shù)字化藍(lán)圖和變革方向。數(shù)字化轉(zhuǎn)型規(guī)劃服務(wù)全部來源于華為自身的數(shù)字化轉(zhuǎn)型實踐。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型規(guī)劃中，華為通過變革主線來確定數(shù)字化藍(lán)圖。

在研發(fā)方面，姜縣樓為我們分享了兩大解決方案，分別是高性能計算解決方案和研發(fā)云解決方案。據(jù)了解，2025年前，汽車虛擬工程對應(yīng)的計算能力和軟件復(fù)雜度每5年增100倍、開發(fā)成本下降25％。巨大的計算量，傳統(tǒng)自建在未來將難以承受，HPC開始云化，ISV積極轉(zhuǎn)身，將軟件移植到云HPC提供商，成為SaaS應(yīng)用。

姜縣樓表示，通過華為高性能計算解決方案可以將CAE的使用從研發(fā)擴(kuò)大到與大規(guī)模生產(chǎn)對接，涉及碰撞、CFD、NVH、通信、節(jié)能。同時，還可以制定HPC云化的策略來應(yīng)對汽車虛擬化工程帶動的巨大計算資源需求。

在研發(fā)階段還有一個痛點就是協(xié)同問題。華為基于自身實踐形成研發(fā)云，實現(xiàn)全球研發(fā)協(xié)同，大幅提升研發(fā)效率，加快產(chǎn)品TTM周期。據(jù)姜縣樓介紹，從前的“煙囪式”實驗室環(huán)境需要2—3個月準(zhǔn)備周期。現(xiàn)在通過華為研發(fā)云可輕松實現(xiàn)百萬級VM集中管理和調(diào)配，分鐘級環(huán)境準(zhǔn)備，資源復(fù)用率提升2．5倍，作業(yè)時間縮短50％，代碼上云，加固研發(fā)安全。

談到制造環(huán)節(jié)，華為汽車行業(yè)解決方案能為智能工廠提供一網(wǎng)多能＋物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一管理平臺，解決了智能工廠的生產(chǎn)數(shù)采和倉儲物流等多個環(huán)節(jié)的難題。有了數(shù)據(jù)之后，如何應(yīng)用數(shù)據(jù)是接下來的關(guān)鍵。華為提供了工業(yè)智能體EI助力提升供應(yīng)鏈運作效率。

在數(shù)字化營銷方面，華為通過對話式智能服務(wù)最大化業(yè)務(wù)成效。通過售前引導(dǎo)增加商業(yè)機(jī)會，降低運營成本；通過售后服務(wù)提高客服效率，提升服務(wù)體驗；通過智能外呼降低人力成本，提升客戶滿意度。

在智能出行方面，華為智能出行服務(wù)平臺支撐各類移動出行服務(wù)場景，通過華為人工智能與大數(shù)據(jù)服務(wù)，讓用戶出行更安全放心、高效便捷，提升用戶體驗。

綜上所述，ICT基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基石，而華為的聯(lián)接＋計算＋智能將成為汽車行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心引擎。

姜縣樓表示，華為通過全球?qū)嵺`，做車企數(shù)字化轉(zhuǎn)型的使能者。在成功案例方面，姜縣樓首先分享了華為混合云支撐車企集團(tuán)建設(shè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型底座。華為混合云提供數(shù)字化平臺，不占有數(shù)據(jù)，秉著數(shù)據(jù)是屬于車企、車企客戶的原則，為用戶提供技術(shù)手段，助力車企打造自身品牌。

在高性能計算方面，華為HPC高性能計算支撐汽車仿真研發(fā)。如今，汽車碰撞測試占用大量計算平臺時間，任務(wù)排隊等候，導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)周期長、成本高。同時，研發(fā)人數(shù)多、建模和模型上傳、計算結(jié)果回傳對基地到HPC集群間的網(wǎng)絡(luò)帶寬要求高。

華為通過獨立基礎(chǔ)架構(gòu)資源池為吉利提供強隔離的HPC集群。采用多核（16核）高主頻CPU，計算能力高于長安基準(zhǔn)10％，100G Infiniband網(wǎng)絡(luò)連接所有計算節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)時延＜5us，基于IB網(wǎng)絡(luò)的Lustre分布式文件系統(tǒng)。

在物聯(lián)網(wǎng)方面，華為物聯(lián)網(wǎng)解決方案幫助工廠實現(xiàn)物料供應(yīng)準(zhǔn)時化（JIT）。華為基于NB－IoT的車位檢測器，實時檢測車位占用狀態(tài)；基于華為云的OCR單據(jù)自動化識別，提升識別效率；泊位管理系統(tǒng)實現(xiàn)自動化調(diào)度，物流裝載效率提升；基于RF－ID檢測器，自動識別物料的出入庫狀態(tài)。華為物聯(lián)網(wǎng)平臺幫助法國標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)建立全球車聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)了底層數(shù)據(jù)平臺與上層車聯(lián)應(yīng)用分離，滿足各區(qū)域靈活定制需求。

CFD分析軟件－Fips，助力車輛空氣動力學(xué)性能升級

棣拓Fips軟件技術(shù)經(jīng)理王海坤從軟件介紹、亞音速空氣動力學(xué)、超音速空氣動力學(xué)、氣動噪聲、水面和水下流體動力學(xué)五大方面為我們帶來了詳細(xì)解讀。

據(jù)王海坤介紹，F(xiàn)ips是一款流體仿真軟件，其核心功能是通過求解特定的偏微分方程（PDE）來模擬流體（空氣、水等）在各種情況下的行為。

Fips的主要特點包括：對輸入幾何容錯性較大，大大減少用戶在前處理上的時間花銷；針對特定應(yīng)用領(lǐng)域高度模板化，形成自動化分析流程，極大地提高了用戶的分析效率；快速準(zhǔn)確的求解算法，在某些領(lǐng)域能比同類軟件快5－6倍；與優(yōu)化方法深度結(jié)合，快速地為用戶找到最優(yōu)設(shè)計方案。

王海坤表示，F(xiàn)ips軟件的優(yōu)勢在于對求解流程的優(yōu)化。在求解壓力方程方面采用非傳統(tǒng)速度壓力耦合分裂步，來維持速度與壓力的強耦合從而減小segregated模式導(dǎo)致的拆分誤差。使用的分裂步具有比傳統(tǒng)模式更好的質(zhì)量守恒特征，從而降低收斂需要的計算量。壓力方程的系數(shù)是常數(shù)，因此大大提高了壓力方程求解的并行效率?？梢酝瑫r求解亞音速和超音速的流動問題。

在亞音速空氣動力學(xué)仿真計算方面，主要進(jìn)行阻力和升力的預(yù)測。主要功能是預(yù)測地面交通工具或者飛行器在行駛過程中受到的阻力和升力：模板化，用戶只需要準(zhǔn)備好待模擬的幾何文件，隨后調(diào)用模板，程序?qū)⒆詣油瓿墒Ｓ嗟牟僮?；仿真結(jié)果準(zhǔn)確度高。

在超音速空氣動力學(xué)仿真計算方面，跨音速和超音速飛行器的激波捕捉以及激波與湍流的相互作用：全馬赫高精度瞬態(tài)求解器，可仿真飛行器從低音速加速到超音速的行為。

在氣動噪聲方面，主要進(jìn)行風(fēng)噪預(yù)測。主要功能是預(yù)測地面交通工具或者飛行器在行駛過程中的風(fēng)噪聲。氣動噪聲也提供類似的模板化功能，程序可以準(zhǔn)確快速的自動完成接近百分之八十的手動操作。得益于高效率的算法，計算速度比同類軟件快5－6倍。

通過實車側(cè)窗測點壓力結(jié)果與風(fēng)洞實驗的對比可以看出：時間步長為1e－5s，對應(yīng)最高可解析頻率的理論上限為6600－8300Hz， Fips仿真結(jié)果部分測點在約7000Hz左右開始與實驗值有偏差，部分測點到10000Hz仍與實驗值吻合很好，充分說明了Fips求解器數(shù)值耗散誤差很小，求解精度很高。

王海坤以某車型實際項目為例，不同后視鏡仿真結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行對比。同一個車型，三款不同后視鏡對應(yīng)的車內(nèi)噪聲的風(fēng)洞實驗和Fips仿真結(jié)果?？梢钥闯觯悍抡娴玫降脑肼曤S頻率變化的趨勢與實驗基本吻合；仿真對三款后視鏡的噪聲預(yù)測，即mirror－3最好，mirror－2次之，mirror－1最差，與實驗結(jié)果一致。

在水面和水下流體動力學(xué)仿真計算方面，F(xiàn)ips軟件通過水－氣多相流求解器、船舶自驅(qū)動模擬、減阻模型等可進(jìn)行水面航行器（船舶等）的阻力預(yù)測和減阻。同時，還可以預(yù)測水下航行器的空化、流動阻力和噪聲。

在汽車行業(yè)里，CFD的應(yīng)用是非常廣泛的。從發(fā)動機(jī)、電池、電機(jī)，到冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)，再到整車流場、空氣動力學(xué)開發(fā)、整車熱管理分析、水管理分析、氣動噪聲分析等領(lǐng)域，目前CFD都在發(fā)揮越來越重要的作用。

寫在最后

全球汽車產(chǎn)業(yè)正處于深度轉(zhuǎn)型期，綠色、電動、智能、網(wǎng)聯(lián)和共享發(fā)展進(jìn)程加快，推動汽車新一輪技術(shù)變革。華為將攜手全球合作伙伴基于云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)打造場景化解決方案，加快產(chǎn)品和服務(wù)創(chuàng)新，幫助車企實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級。

責(zé)任編輯：gt