汽車行業(yè)正面臨各種挑戰(zhàn)，首先隨著互聯(lián)網(wǎng)公司等造車新勢力的參與，其車輛研發(fā)模式對傳統(tǒng)車企帶來很大沖擊，車企縮短車輛開發(fā)周期成為必要。一方面，隨著后疫情時代的到來，汽車行業(yè)還面臨著辦公方式與生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，辦公方式線上化、生產(chǎn)開發(fā)虛擬化也是企業(yè)面臨的不可避免的課題。另一方面，對于車輛開發(fā)方法，尤其是對于車輛動力學(xué)開發(fā)，基于傳統(tǒng)的V型開發(fā)流程，在樣車測試階段，不可避免地面臨著高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的客觀狀況。而VI-grade推出了基于虛擬仿真和駕駛模擬器解決方案的虛擬開發(fā)解決方案，為了更好地與我們的客戶共同協(xié)作并推進(jìn)虛擬開發(fā)的進(jìn)程，VI-grade首次提出了“零原型”的概念，并從2021年開始每年舉辦“零原型峰會”，通過分享各個合作伙伴與客戶使用VI-grade駕駛模擬器進(jìn)行研發(fā)的優(yōu)秀案例，使用戶了解使用駕駛模擬器實(shí)現(xiàn)高效虛擬化開發(fā)，加速研發(fā)進(jìn)程。

Stellantis集團(tuán)（由FCA與PSA合并）與NIO蔚來汽車在2021年的“零原型峰會”上就使用駕駛模擬器進(jìn)行車輛動力學(xué)虛擬開發(fā)方面發(fā)表了相關(guān)演講

Stellantis基于模擬器的整車虛擬開發(fā)

來自Stellantis集團(tuán)的功能科學(xué)主管Giovanni Boreanaz在演講開頭便提到，在收到演講邀請時，他就被用戶大會的主題——“零原型峰會”所吸引，主題中提到的概念“零原型”正是如今汽車廠商面臨的重要挑戰(zhàn)，這一概念能夠有力的推動車輛開發(fā)過程中成本和時間的減少。所以Stellantis集團(tuán)正在不斷地開拓虛擬開發(fā)在車輛設(shè)置過程中的應(yīng)用范圍。

Giovanni提到，在車輛開發(fā)的各種技術(shù)領(lǐng)域中，車輛動力學(xué)方面的技術(shù)目標(biāo)是與初期設(shè)計(jì)聯(lián)系最為緊密的，所以他以車輛動力學(xué)的開發(fā)流程為例，講述了如何通過使用駕駛模擬器來優(yōu)化傳統(tǒng)的開發(fā)流程。

在傳統(tǒng)的車輛動力學(xué)相關(guān)的開發(fā)流程中，主要需要經(jīng)歷以下流程：

Offline離線仿真分析——>DemoCar樣例車輛——>Mules騾車（即驗(yàn)證底盤性能的樣例車）——>VP（Vehicle Phase，又稱Process Verification phase）過程驗(yàn)證階段——>PS（Project Start）項(xiàng)目開始

VP階段開始之前，需要對樣例車輛進(jìn)行制作并且進(jìn)行大量的實(shí)車測試與調(diào)校，可見在這一階段需要投入大量的時間與金錢，尤其是對于高性能車輛的開發(fā)，車輛動力學(xué)測試的相關(guān)內(nèi)容相比其他車輛而言更加重要。而進(jìn)入VP階段后，每個新部件都需要得到最后的驗(yàn)證，從而凍結(jié)關(guān)于車輛性能幾乎80%的設(shè)計(jì)內(nèi)容，這個階段的重要性在于這些決定大都是不可以再修改的，所以先前樣例測試至關(guān)重要，否則將會面臨極大的風(fēng)險(xiǎn)。

在引入使用駕駛模擬器研發(fā)的理念后，Stellantis集團(tuán)分別在北美、南美和歐洲設(shè)立了駕駛模擬器測試中心，集團(tuán)將不同測試內(nèi)容分別給到三個中心，各個中心在內(nèi)部共享數(shù)據(jù)資源，同步進(jìn)行開發(fā)測試工作，通過適應(yīng)不同地區(qū)的合理工作安排調(diào)度，大大提高了測試效率。

以集團(tuán)旗下的豪華高性能車品牌瑪莎拉蒂為例，其旗艦跑車MC20在開發(fā)過程中使用多種高精度的測試路面進(jìn)行了測試，包括各種實(shí)際掃描的測試路面與賽道，同時對車輛的操穩(wěn)性和舒適性進(jìn)行測試，從而在虛擬測試中就實(shí)現(xiàn)了二者非常好的平衡。

通過實(shí)踐，在MC20的開發(fā)過程中，取消了車輛動力學(xué)傳統(tǒng)開發(fā)流程中的DemoCar和MuleCar階段，幾乎所有機(jī)械方面的開發(fā)工作都可以轉(zhuǎn)移到駕駛模擬器上進(jìn)行，這樣不僅可以節(jié)省時間與成本，還使得測試結(jié)果更加穩(wěn)定：
1. 可以實(shí)現(xiàn)使用同樣的車輛調(diào)校在不同的路面或賽道上進(jìn)行測試，并且省去了實(shí)車測試的運(yùn)輸成本與時間
2. 在進(jìn)行車輛參數(shù)調(diào)校時不需要等候工程師進(jìn)行零部件更換操作
3. 由于測試時間短而集中，在測試不同調(diào)校時能保持駕駛員有十分穩(wěn)定的狀態(tài)，并且駕駛員能夠在短時間內(nèi)記得不同調(diào)校的主觀感受，提高測試的準(zhǔn)確性
4. 測試的路面調(diào)校能始終保持一致，不會受到天氣等不穩(wěn)定因素的影響

使用駕駛模擬器可以很好的對各種子系統(tǒng)敏感性進(jìn)行測試，負(fù)責(zé)不同子系統(tǒng)的工程師在同一個車輛模型中協(xié)同合作，再根據(jù)同一個駕駛員在模擬器上提供的主觀感受反饋，能夠顯著提高各系統(tǒng)工程師的開發(fā)效率。Stellantis對于駕駛員也提出了一套基于駕駛模擬器的訓(xùn)練與驗(yàn)證流程，使駕駛員對駕駛模擬器的反饋有更準(zhǔn)確的判斷，同時完善的實(shí)車測試與模擬器測試之間的聯(lián)系。

對于底盤與車輛動力學(xué)的開發(fā)過程，模擬器測試占據(jù)了主導(dǎo)地位，而對于主動控制系統(tǒng)，目前仍然以實(shí)際測試作為基礎(chǔ)。雖然如今虛擬開發(fā)還無法替代所有內(nèi)容，但Stellantis對于基于虛擬測試的方法論也已經(jīng)作出了更加長遠(yuǎn)的計(jì)劃。

Stellantis十分看好駕駛模擬器的前景，并對未來駕駛模擬器的應(yīng)用提出了三個展望：

1. 系統(tǒng)或部件級別的測試臺架直接與駕駛模擬器進(jìn)行交互，將駕駛模擬器的虛擬模型求解的部件輸入請求傳遞到測試臺架，測試臺架進(jìn)行物理測試后再將輸出數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)或部件的響應(yīng)返回至駕駛模擬器中，實(shí)現(xiàn)駕駛模擬器與硬件測試臺架聯(lián)合仿真的 “全新硬件在環(huán)概念”

2. 基于駕駛模擬器工程師的專業(yè)知識，通過訓(xùn)練使其在駕駛模擬器上達(dá)到專業(yè)車手的駕駛水平，實(shí)現(xiàn)車手與工程師的合二為一，將 “駕駛員在環(huán)” 轉(zhuǎn)變?yōu)?“工程師在環(huán)”

3. 擴(kuò)大駕駛模擬器的應(yīng)用范圍，使其不局限于車輛動力學(xué)相關(guān)內(nèi)容，而是能夠?qū)崿F(xiàn)HMI，NVH，ADAS，Lighting等領(lǐng)域的聯(lián)合開發(fā)。實(shí)際上，VI-grade的駕駛模擬器解決方案目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對VD、HMI、NVH與ADAS相關(guān)方面的研發(fā)支持。

NIO蔚來汽車基于駕駛模擬器的整車虛擬開發(fā)

點(diǎn)擊鏈接打開小程序即可下載NIO蔚來汽車論文

來自NIO蔚來汽車的副總裁Danilo Teobaldi進(jìn)行了以“應(yīng)用駕駛模擬器加速電動車研發(fā)進(jìn)程”為主題的演講。

作為創(chuàng)立不久的純電動車品牌，蔚來在初期便面臨著許多挑戰(zhàn)，上市前留給蔚來的研發(fā)窗口非常短，需要在極其有限的測試條件下完成一套全新的電動車平臺的設(shè)計(jì)驗(yàn)證與生產(chǎn)。于是在2018年，蔚來開始使用DiM150九自由度駕駛模擬器來進(jìn)行車輛的開發(fā)。

蔚來在設(shè)計(jì)初期使用AdamsCar進(jìn)行多體動力學(xué)車輛模型建模，然后使用導(dǎo)出插件生成VI-CarRealTime高精度實(shí)時車輛動力學(xué)模型，從而應(yīng)用在駕駛模擬器中?；贒iM駕駛模擬器能夠?qū)崿F(xiàn)在很短時間內(nèi)將不同車輛參數(shù)調(diào)校進(jìn)行主觀評價，即能夠?qū)⒋蟛糠衷趥鹘y(tǒng)開發(fā)流程中主觀評價測試的內(nèi)容提前在模擬器上進(jìn)行。

隨著對DiM模擬器使用的深入，蔚來將動力總成、制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等其他子系統(tǒng)的研發(fā)也加入了使用DiM模擬器進(jìn)行主觀評價的階段。

Danilo說到，蔚來目前基于駕駛模擬器的使用方面主要包括如下幾個方面：
1. 懸架調(diào)校：即車輛動力學(xué)相關(guān)的仿真和評價，包括操穩(wěn)性與舒適性，同時也還包括轉(zhuǎn)向與制動的部分
2. 高級系統(tǒng)研究：包括新平臺開發(fā)、硬件在環(huán)與自動駕駛演示
3. 賽道性能：使用駕駛模擬器提高車輛的賽道性能，打破了多個賽道的車型圈速紀(jì)錄
4. 用戶體驗(yàn)：用駕駛模擬器進(jìn)行與駕駛員感受或反饋相關(guān)的車輛功能體驗(yàn)

基于數(shù)年的DiM駕駛模擬器使用經(jīng)驗(yàn)，蔚來總結(jié)了基于駕駛模擬器進(jìn)行開發(fā)的數(shù)個優(yōu)勢：
1. 更快、更便捷、更低成本：使用駕駛模擬器能夠節(jié)省大量實(shí)車測試中調(diào)整、運(yùn)輸?shù)确矫娴臅r間，操作步驟也更簡單，同時還省下了實(shí)車測試中需要投入的成本
2. 更安全：使用駕駛模擬器進(jìn)行測試能夠完全保證測試安全
3. 更低風(fēng)險(xiǎn)：尤其是對于懸架幾何等后期無法修改的參數(shù)，提早對其進(jìn)行測試與主觀評價能夠大大降低該方面的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)
4. 開放、可擴(kuò)展性：駕駛模擬器能夠不斷進(jìn)行新功能與新硬件的升級開發(fā)，始終滿足對新技術(shù)研發(fā)的需求

更多有關(guān)零原型峰會的內(nèi)容，請點(diǎn)擊閱讀原文訪問官網(wǎng)進(jìn)行查看。

關(guān)于 VI-grade：

VI-grade是實(shí)時仿真和專業(yè)駕駛模擬器解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，可加速整個車輛交通行業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)。VI-grade的駕駛模擬器包括從靜態(tài)桌面解決方案到全尺寸駕駛員在環(huán)動態(tài)模擬器，使主機(jī)廠、供應(yīng)商、研究中心、賽車隊(duì)和高校能夠減少物理原型的開發(fā)并加速創(chuàng)新。

VI-grade在仿真領(lǐng)域擁有超過30年的經(jīng)驗(yàn)，總部位于德國達(dá)姆施塔特，在意大利、英國、日本、中國和美國設(shè)有技術(shù)中心。

自2018年9月以來，VI-grade成為思百吉的一部分。思百吉公司在四個主要領(lǐng)域開展業(yè)務(wù)——材料分析、測試與測量、在線測量儀器和精密控制，并廣泛服務(wù)于從車輛交通到航空航天、電子、能源、采礦、制藥等眾多行業(yè)。

審核編輯 ：李倩