2022汽車半導(dǎo)體生態(tài)峰會演講實錄|達(dá)索徐文強(qiáng)：智能座艙的數(shù)字化工程
以“智鏈未來 本立而道生”為主題的“2022張江汽車半導(dǎo)體生態(tài)峰會暨全球汽車電子博覽會”由《中國汽車報》社主辦，張江高科、愛集微、浦東新區(qū)投資促進(jìn)二中心承辦，11月7日-8日在上海張江科學(xué)會堂隆重舉行。
本屆峰會邀請了以半導(dǎo)體為核心的全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車生態(tài)鏈企業(yè)高管、知名分析師與投資機(jī)構(gòu)、中外行業(yè)大咖參加，瞄準(zhǔn)新智能汽車與能源汽車技術(shù)前沿，就科創(chuàng)+產(chǎn)業(yè)+金融進(jìn)行深度交流，為汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量。同時，通過趨勢分享、前沿技術(shù)碰撞、投資邏輯解讀以及全球汽車電子博覽會，共同探討全球巨變下的汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，為業(yè)界充分展示汽車電子最新發(fā)展成果與趨勢，打造國際化一流汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域展示平臺。
其中，在11月7日舉辦的“智能座艙及人機(jī)交互專場”，達(dá)索析統(tǒng)（上海）信息技術(shù)有限公司 汽車行業(yè)資深顧問、高級技術(shù)經(jīng)理 徐文強(qiáng)做了題為《智能座艙的數(shù)字化工程》的精彩演講，以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實錄：
徐文強(qiáng)：大家上午好，今天我和大家交流的題目和探討的題目是智能座艙的數(shù)字化工程，我來自達(dá)索。
達(dá)索析統(tǒng)（上海）信息技術(shù)有限公司 汽車行業(yè)資深顧問、高級技術(shù)經(jīng)理 徐文強(qiáng)
我介紹一下達(dá)索的產(chǎn)品，達(dá)索的產(chǎn)品比較多，我們通過四個象限進(jìn)行表達(dá)，從左邊可以看到我們是把物理的世界通過數(shù)字化模型的方式在虛擬世界表達(dá)，主要是基于模型，從微觀到宏觀的數(shù)字化模型的定義，材料分子的建模，產(chǎn)品的三維建模，系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)性能，相應(yīng)的城市的建模。
左側(cè)完成了這種模型建立以后我們下面的象限就是仿真，基于我們4AD進(jìn)行數(shù)字化的仿真，充分發(fā)揮仿真驅(qū)動完善物理產(chǎn)品的開發(fā)效率，通過仿真提高產(chǎn)品設(shè)計的質(zhì)量。
右側(cè)是我們創(chuàng)建信息的資產(chǎn)，主要是快速索引數(shù)據(jù)的對象，通過網(wǎng)絡(luò)爬蟲，大數(shù)據(jù)分析，或者是一些數(shù)學(xué)的模型，更好的關(guān)注數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品的開發(fā)做一個更好的場景決策。
上面是大家比較熟悉的產(chǎn)品連續(xù)性的、周期性的管理，像連續(xù)性的協(xié)作管理，項目管理，項目協(xié)同等等這幾個方向。
達(dá)索現(xiàn)在有接近27萬個客戶，我們分為11個行業(yè)，這個比較有代表就是汽車、航空、高科技，船舶等等，我們每一個行業(yè)都有標(biāo)桿客戶，汽車行業(yè)有特斯拉，寶馬等等，高科技行業(yè)我們有博世，小米，華為。我們認(rèn)為通過這些標(biāo)桿行業(yè)對我們達(dá)索系統(tǒng)的積累，能夠更好的助力各個企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要。
大家都說智能終端，智能終端的內(nèi)涵就是物理世界和數(shù)字世界交互的核心，包含的比較多，像手機(jī)，可穿戴，泛智能家居等等，我們智能汽車在感知、計算、交互等等能力上的提升，使得我們智能汽車在這個智能終端發(fā)揮著越來越重要的作用，不止是出行這一服務(wù)，還包含健康、社交、商務(wù)等等各個層次。
智能汽車的技術(shù)和生態(tài)都在融合，我們可以看到現(xiàn)在智能汽車加入了很多新玩家，像高科技的企業(yè)，ICG企業(yè)等等。這樣的話，對汽車的產(chǎn)品形態(tài)產(chǎn)生了變化，大家注重用戶體驗，用戶體驗通過智能座艙、自動駕駛、OTA的持續(xù)升級，使我們的終端用戶有體驗的提升。在汽車或者是汽車相關(guān)的零部件的產(chǎn)品成本結(jié)構(gòu)上，也是從原來的以硬件為主，變成軟硬件并存的一個開發(fā)模式的情況。
在利潤收入上，以前就是依靠單一的硬件獲得收入，現(xiàn)在可以通過OTA的持續(xù)升級，給汽車行業(yè)帶來持續(xù)的收入。
另外就是智能座艙也是逐漸成為智能汽車生態(tài)的重要接口，實現(xiàn)了個性化的用戶體驗。我們有很多語音控制，手勢控制等等，這些就增加了汽車對人的感知能力，這一塊我們實現(xiàn)了人機(jī)交互的能力。而且通過現(xiàn)在智能座艙的一些軟硬件一體化，我們給用戶提供了更多的智能座艙的應(yīng)用的場景，讓他們可以有一些個性化的服務(wù)。都說智能座艙或者是車作為一個人行為當(dāng)中一個第三生活的空間，他們打造了從車外到車內(nèi)，到家庭的全生態(tài)的場景，通過我們車內(nèi)精準(zhǔn)的感知、規(guī)劃，這樣的話提供了更豐富的人機(jī)交互，提供了更豐富的智能座艙的應(yīng)用場景，這樣的話可以用用戶提供全新的產(chǎn)品體驗和服務(wù)。
我們說智能座艙可能會更加的智慧，更互聯(lián)互通，更需要軟硬的結(jié)合，打造更多的生態(tài)的合作。
前面幾位嘉賓有一些智能座艙的講解，再結(jié)合我們對智能座艙的洞察，我們從數(shù)字化落地的緯度上進(jìn)行了總結(jié)。第一個就是從改變點和業(yè)務(wù)痛點上總結(jié)，以及我們需要一個大概什么樣的能力建設(shè)。
第一個就是需求工程和系統(tǒng)的架構(gòu)，現(xiàn)在我們?nèi)绾螒?yīng)對用戶體驗應(yīng)用場景多樣化的需求？再快速的迭代出對應(yīng)的方案。
另外，在這個多場景，多方案的情況下，我們怎樣才能夠進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計以及性能指標(biāo)的權(quán)衡分析，這個需要我們更注重需求工程。第二是注重產(chǎn)品系統(tǒng)場景的設(shè)計，以及多系統(tǒng)的架構(gòu)權(quán)衡分析。
第二大類就是3D的設(shè)計和仿真，3D場景的復(fù)雜化、高效的結(jié)構(gòu)設(shè)計很重要，像零動力座椅，更大的智能屏，我們需要相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，也要有應(yīng)對新場景的仿真能力，我們要關(guān)注3D的協(xié)同設(shè)計。
在軟硬件架構(gòu)的平臺化上，軟件和硬件的仿真現(xiàn)在相對來講是比較割裂的，我們怎么實現(xiàn)設(shè)計仿真一體化？保證硬件適合軟件的迭代升級，軟件更好的匹配我們的硬件的能力，這需要我們建立一個設(shè)計仿真平臺化，而且要實現(xiàn)虛擬的安裝。
最后是產(chǎn)品的可靠性和合規(guī)性。汽車行業(yè)有很多的合規(guī)性要求，我們在開發(fā)的過程當(dāng)中，為了應(yīng)對這個開發(fā)周期的縮短，我們怎樣能夠基于產(chǎn)品的開發(fā)流程實現(xiàn)設(shè)計即合規(guī)，就是也設(shè)計過程可以滿足合規(guī)的要求。
這個是我們和另外一個客戶這幾年關(guān)于數(shù)字化轉(zhuǎn)型做的總結(jié)，產(chǎn)品的數(shù)字化實際上就是打造快速、靈活、優(yōu)質(zhì)高效的端到端的系統(tǒng)能力，支持我們的研產(chǎn)供銷服全流程的作業(yè)和營銷效率的管理，這個應(yīng)該具備的三大核心的能力，第一個就是數(shù)字化產(chǎn)品，也就是產(chǎn)品開發(fā)的緯度，我們提高研發(fā)、開發(fā)的效率。
第二就是產(chǎn)品生命周期的數(shù)據(jù)數(shù)字化，我們營銷、供應(yīng)、制造、服務(wù)等等數(shù)據(jù)可以提高我們的效率。
第三是產(chǎn)品的運營，我們的所有產(chǎn)品要有戰(zhàn)略投資，需求、質(zhì)量的可追溯性，可預(yù)防性。我們可以最終通過產(chǎn)品對象的數(shù)字化，產(chǎn)品作業(yè)過程的數(shù)字化，產(chǎn)品運行態(tài)的數(shù)字化，打造一個數(shù)字化的平臺。
達(dá)索對這個數(shù)字化的轉(zhuǎn)型劃分三層的架構(gòu)，上面這一層就是產(chǎn)品的商業(yè)指導(dǎo)和決策層，也就是產(chǎn)品的決策數(shù)字化，通過資產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，智能數(shù)據(jù)的索引，性能、審計，現(xiàn)場監(jiān)控等等，讓客戶實時的得到對應(yīng)產(chǎn)品的信息，最終可以做出一個正確的商業(yè)智能決策。
第二個層次就是產(chǎn)品的管控和協(xié)同協(xié)作這一塊，我們稱之為產(chǎn)品作業(yè)的數(shù)字化。這包含跨階段的協(xié)同，跨領(lǐng)域的協(xié)同，集成測試，變更管理，預(yù)測維護(hù)，實現(xiàn)的就是基于模和數(shù)字連續(xù)性的，推動和促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品作業(yè)過程的數(shù)字化。
最后一層就是產(chǎn)品的作業(yè)和執(zhí)行層，也就是產(chǎn)品對象。我們產(chǎn)品開發(fā)的話，涉及從功能到需求，到邏輯，到物理零件，到仿真驗證，到工藝的制造，物流的供應(yīng)，到運營維護(hù)，我們希望可以基于模型、數(shù)字連續(xù)性打造一個數(shù)字的底層框架。
關(guān)于產(chǎn)品的數(shù)字化的落地，我們最終是有一個三條的主線，我會稍微的展開進(jìn)行講解。
第一個就是以3D為核心的數(shù)字化協(xié)同和工程的管控，以MBD，就是CAD核心的數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)置。
第二是虛擬的仿真、驗證、優(yōu)化。
第三就是數(shù)字化工藝和仿真。
最后一個就是相應(yīng)的敏捷開發(fā)。
第二個層次就是我們很多客戶和我們交流都是在說MBSE這個方法論怎么應(yīng)用在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計上面來，我們說的就是MBSE為核心的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計和協(xié)同。
第一個部分就是需求閉環(huán)管理，從需求的捕獲，仿真，管理，實現(xiàn)全過程的可視化，可追溯，而且是可驗證，同時包含系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計，方案邏輯的設(shè)計，系統(tǒng)架構(gòu)對應(yīng)的權(quán)衡的分析，多作業(yè)的系統(tǒng)仿真和優(yōu)化。
第三個層次就是以項目為核心的產(chǎn)品生命周期的管理。這里包含產(chǎn)品的規(guī)劃管理，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，仿真平臺，工藝平臺，項目管理，合規(guī)、質(zhì)量管理，集成變更管理。
我們說第一條主線，就是以3D為核心的數(shù)字化設(shè)計，我們品牌可以支撐從創(chuàng)意到草繪，到A面，到渲染。下面就是相應(yīng)的具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，總布置，人機(jī)工程，還有一些底盤，內(nèi)外飾等等，最后就是通過數(shù)字樣機(jī)進(jìn)行CAD設(shè)計的驗證和仿真。
仿真這個層次比較大，我們基本上就是按照應(yīng)用的場景進(jìn)行了劃分，包含自動駕駛，車輛互聯(lián)，輕量化，整車的動力性，性能工程，這個包括電磁，熱疲勞，振動，噪聲，熱管理，操控性，安全性，軟件的仿真，輕量化的仿真等等。達(dá)索的相應(yīng)的品牌都可以實現(xiàn)對仿真進(jìn)行支撐。
簡單的舉一個例子，相比于傳統(tǒng)的座艙，我們的智能座艙有很多的尺寸較大的智能屏，這些可能會影響空氣流道的設(shè)計和人機(jī)的舒適性，我們通過相應(yīng)的流體仿真工具，對這些障礙物和對車內(nèi)的影響流道的障礙物進(jìn)行流體的仿真設(shè)計，同時提高我們?nèi)梭w的舒適性。
右面，我們可以舉一個例子，比如智能座艙的香氛系統(tǒng)傳播，我們通過流體的軟件，把這個香氛進(jìn)行均勻的擴(kuò)散。
另外就是我們怎么關(guān)注車的電磁強(qiáng)度以及其對人體的危害度，我們通過建立一些人體的模型（不同密度的人體模型），對這個輻射的特定吸收率，影響的程度進(jìn)行仿真的分析，以期達(dá)到我們設(shè)計的優(yōu)化。
接下來我們講一下系統(tǒng)工程，或者是MBSE。因為達(dá)索的客戶很多都在用MBSE，比如說本田，他們用MBSE就是關(guān)注在全生命周期的端到端的問題，虛擬仿真驗證，基于模型的軟件協(xié)同設(shè)計。博世在歐洲，我們和他們用MBSE用在智能座艙，主要就是用在系統(tǒng)到系統(tǒng)的架構(gòu)權(quán)衡的分析，基于應(yīng)用場景的運力分析，基于模型的功能邏輯的仿真等等。
實際上MBSE國際系統(tǒng)工程學(xué)會有一個簡單的定義，就是有三點，一個是跨學(xué)科，跨專業(yè)的協(xié)同。第二是由需求驅(qū)動的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計閉環(huán)管理。第三是廣度和深度的緯度，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計和持續(xù)仿真的產(chǎn)品生命周期的管理。
最主要的三個核心的活動，第一是多尺度的架構(gòu)的建模，從我們需求到用戶體驗，到特征，到系統(tǒng)架構(gòu)的開發(fā)。
如果我們在這個基于模型的系統(tǒng)架構(gòu)有了以后，就可以實現(xiàn)第二個層次，也就是多專業(yè)的協(xié)同，就是在系統(tǒng)架構(gòu)的牽引下使得我們不同學(xué)科的人員可以在同一個平臺，同一個架構(gòu)上協(xié)同開發(fā)設(shè)計。
第三就是全周期持續(xù)的虛擬驗證，我們通過早期的驗證，權(quán)衡分析，提高產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的質(zhì)量。
我們常見就是整車開發(fā)的V字模型，右面是我們產(chǎn)品基礎(chǔ)的物理機(jī)驗證，移至產(chǎn)品開發(fā)的前期進(jìn)行驗證。我們是系統(tǒng)工程，我們可以把大量的產(chǎn)品及物理的驗證放在前期開發(fā)，縮短整個開發(fā)的周期。
系統(tǒng)架構(gòu)的多尺度建模我們有三個階段，一個是系統(tǒng)至系統(tǒng)的運行的場景。實際上就是我們對系統(tǒng)外圍運行場景的分析，以及與這個系統(tǒng)產(chǎn)生交互的利益相關(guān)者的權(quán)衡分析。以智能座艙為例，我們就負(fù)責(zé)滿足智能座艙與底盤、轉(zhuǎn)向，制動這種交互設(shè)計的要求。
第二層就是系統(tǒng)設(shè)計的問題域，我們有了這個系統(tǒng)的頂層交互設(shè)計的要求以后，把這個進(jìn)一步打開，根據(jù)產(chǎn)品的整個全生命周期的管理，從研發(fā)、設(shè)計、仿真、測試、工藝、制造等等，結(jié)合產(chǎn)品的運行上下端，最終得到這個系統(tǒng)需要的具體能力要求，像智能座艙的語音交互的能力，人臉識別的能力，手勢識別的能力等等。
最后就是我們滿足這個系統(tǒng)具體能力的要求以后，我們是需要看什么樣的功能才可以擁有支撐這個系統(tǒng)的能力，比如創(chuàng)建功能列表以后，搭建系統(tǒng)的架構(gòu)，功能架構(gòu)，邏輯架構(gòu)等等，在這個情況下我們可以進(jìn)行相應(yīng)的0維，1維的仿真，最終得到系統(tǒng)級別的詳細(xì)參數(shù)列表，用于我們接下來產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、硬件、軟件等等的詳細(xì)開發(fā)設(shè)計。
剛剛講了系統(tǒng)工程一個最大的亮點，就是全生命周期的持續(xù)仿真驗證，可以把產(chǎn)品級的物理驗證前移到開發(fā)設(shè)計的階段，我們在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計階段也是進(jìn)行了總結(jié)，一個是需求的仿真，我們?nèi)绻M(jìn)行需求的仿真可以提前把我們的需求中有沖突的地方檢測出來。
第二是系統(tǒng)架構(gòu)和功能邏輯的仿真。比如說我們應(yīng)對某一個方案，我們做了一個功能邏輯的架構(gòu)，這個是否有一些不合理的地方，或者是邏輯有沖突的地方，這些都可以通過進(jìn)行仿真進(jìn)行優(yōu)化。
下面就是產(chǎn)品的詳細(xì)的開發(fā)設(shè)計階段，我們熟悉的就是像前面嘉賓說的一些工程專業(yè)的仿真，疲勞強(qiáng)度，工程性，經(jīng)濟(jì)性等等。我們完成了這個以后，我們可以做一個全局的建模仿真，現(xiàn)在我們叫做多專業(yè)的聯(lián)合仿真，跨專業(yè)的聯(lián)合仿真，我們在提虛擬驗證，這個就是一個多專業(yè)、跨學(xué)科的，把不同的機(jī)電軟聯(lián)合起來的虛擬驗證。自動駕駛也是一個虛擬驗證的場景。
這里我們選了一個達(dá)索的客戶，也是一個智能座艙的客戶，它用達(dá)索的系統(tǒng)工程建立開發(fā)，系統(tǒng)工程就是從需求到功能，到邏輯，到物理零件的開發(fā)，以及后面的虛擬驗證，或者是虛實結(jié)合的驗證。基本是包含了五個部分，第一個就是需求管理，需求追溯，包括系統(tǒng)定義的需求管理，應(yīng)用場景，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，合規(guī)性，安全性等等這些，我們把這些需求進(jìn)行有效的管理。
第二就是需求完成了以后我們進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)、功能邏輯架構(gòu)基于模型的仿真。
上面完成了以后，我們來到了3D的三維模型CAD的設(shè)計，以及對應(yīng)的DMU差，疲勞強(qiáng)度，振動、電磁等等的仿真。
第四是軟硬件的設(shè)計，軟硬件的結(jié)合的仿真。
最后就是虛擬驗證，或者是虛實結(jié)合的一個虛擬驗證。
這個視頻是剛剛講的開發(fā)場景的其中一個部分，是智能座艙里面一個中控屏，我們有一個物理的中控屏，有虛擬的中控屏，可以實現(xiàn)虛實結(jié)合的操作，界面都是通過我們軟件聯(lián)合，可以進(jìn)行一個相互的聯(lián)合的虛擬驗證。
這個是其中一個場景，是車內(nèi)的氛圍燈，通過不同的顏色的調(diào)整，我們可以看一下車艙內(nèi)的人員的體驗，我們通過人體模型可以做一些人機(jī)工程的分析，人機(jī)體驗的分析。這個就是典型的虛擬驗證，或者是跨學(xué)科，多專業(yè)的虛擬驗證。人機(jī)工程除了駕駛員以外，還有對乘客的影響。
剛剛簡單的介紹以3D為核心的產(chǎn)品的設(shè)計，以MBSE為核心的系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計，協(xié)同、仿真。下面就是整個產(chǎn)品生命周期的管理，大家比較熟悉的就是產(chǎn)品組合，項目管理，智能決策，還包括仿真平臺管理，工藝平臺管理，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，質(zhì)量管理。實際上這里著重講一下合規(guī)性的設(shè)計和管理，合規(guī)性的話，我們熟悉的就是16929，26262，功能安全等等，我們這里選其中一個場景，也就是功能安全。我們把這個業(yè)務(wù)等級的分類分成1到4級，第一級開始，以前我們沒有合規(guī)性的要求之前，我們需要滿足這些合規(guī)性或者是功能安全，我們可以對當(dāng)前的工程設(shè)計沒有任何的影響，就是把這個結(jié)果或者是交互物管理起來，保證了可追溯性，最終是滿足了審核性的要求。
第二層，我們可以把功能安全或者是合規(guī)性的要求流程固化到我們自己的工程開發(fā)設(shè)計里面去，同時這個流程改變了以后，可以加一些工具支撐，前面說的需求工程，系統(tǒng)架構(gòu)等等。我們最終可以實現(xiàn)基于部分流程集成，以及工具集成的完整的一個功能安全過程的控制，保證了一定的數(shù)據(jù)可追溯性。
第三個層級，我們是基于系統(tǒng)的工程，我們面向?qū)ο螅械亩际峭ㄟ^模型來建立。通過模型建立、追溯，我們更好的實現(xiàn)開發(fā)過程設(shè)計中的協(xié)同設(shè)計，也就是我們最終所說的工程設(shè)計即合規(guī)，我們工程設(shè)計的過程就是滿足合規(guī)性的要求。工程設(shè)計完成了以后，完全是滿足這些合規(guī)的一些結(jié)構(gòu)、交付，不要花多余的時間來整理。
第四，我們是基于單一的數(shù)據(jù)源，需求就是開發(fā)設(shè)計的源頭，從需求來驅(qū)動，而且數(shù)據(jù)可以重用，在同一個大的研發(fā)平臺下進(jìn)行的開發(fā)設(shè)計，我們實現(xiàn)了完整的系統(tǒng)的工程能力，這個不止是支撐合規(guī)性，也是支撐我們整個系統(tǒng)工程或者是產(chǎn)品快速的迭代。
最后舉一個例子，這個是我們和另外一個客戶進(jìn)行打磨完成的，融合了工程管控和工程設(shè)計。上面就是整車或者是產(chǎn)品的開發(fā)流程，中間就是基于達(dá)索的3D平臺，將系統(tǒng)工程從需求、功能、邏輯到物理開發(fā)設(shè)計，制造，工藝，物料，在這個過程當(dāng)中，我們將對應(yīng)的APQP的流程的要求嵌入到開發(fā)的過程當(dāng)中去，實現(xiàn)了工程設(shè)計即合規(guī)。
這個是我和大家交流的內(nèi)容，謝謝大家。
（注：以上速記內(nèi)容未經(jīng)本人確認(rèn)）
