中国自主可控汽车工业仿真软件崛起之路

Subsystem Requirement & Definition
Subsystem Integration & Verification
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Component Requirement & Definition
Component Verification
Hardware & Software Implementation
➢ 自上世纪90年代起，模拟仿真和数字虚拟化技术已经成为了汽车研发过程的关键手段和核心技术 ➢ 世界主要汽车制造企业基于虚拟仿真平台对传统汽车技术、功能和产品的研发的比重已经高达70%以上
模拟仿真是一个虚拟化真实世界的抽象过程
Reality 现实
Abstraction 抽象
模拟仿真是现代汽车技术与产品开发的重要流程
纠错修正 (Fix)
迭代
模拟仿真是产品开发与测试验证的关键技术手段
技术规范
(Specifications)
设计开发 (Implementation)
需求定义 (Functional Requirements)
模型
(Simulink/ State Flow)
算法与软件 (Program/ C Code)
年)》
模拟仿真技术是现代产品与技术研发的重要手段
传统技术与产品开发流程：
对于复杂系统或功能开发： • 周期太长、成本太高 • 不可重复、不易自动化 • 受限于传感数据，不易获得对系统的深刻理解 • 受限于主客观评价方法，不能保证满意的收敛结果
建造原型 (Build)
测试验证 (Test)
迭代
主客观 评价
轨迹规划
成 控
算法/软件 （车道线标记识别）
Road Detection
运动控制
制
道路识别
（坡度、倾角、路面及
附着系数等）
Traffic Sign Detection
交通标记识别
（交通信号及标记识别）
环境感知
车辆模型
仿真测试已经成为了智能驾驶开发验证的主流趋势
测试
Ground Truth
世界模型
传感器模型
芯片
工业 软件
操作 系统
工业软件是国家战略性产业
➢工业软件定义产品功能、生产方式、管理流程、商业模式 ➢工业云平台通过软件实现对大数据分析提供智能智造服务
国家战略规划
中国智造新四基
一硬
一软
一网 一平台
《中国制造2025》
《关于积极推进 “互联网+”行 动的指导意见》
《软件和信息技 术服务业发展规 划(2016-2020
中国自主可控汽车工业仿真软件的崛起之路
工业软件是国家战略性产业
➢工业软件产业是关系国家发展全局的基础性、战略性、先导 性产业；对经济社会发展具有重要的支撑和引领作用；
➢工业软件技术更新快、产品附加值高、应用领域广、渗透能 力强、资源消耗低、人力资源利用充分；
➢发展和提升工业软件，对于推动信息化和工业化深度融合， 加快经济发展方式转变和产业结构调整，提高国家信息安全 保障能力和国际竞争力具有重要意义
工业软件也是汽车智能驾驶产业化的关键
➢ 未来的自动驾驶汽车将是人工智能、大数据和云计算技术的综合体，并形 成以高精度地图和定位、环境感知、规划决策、车辆行动控制等技术为核 心的智慧体；
➢ 据 IEEE 和 HIS 报道，80年代初一辆轿车的电子系统只有5万行代码，今天 的高端豪华汽车电子系统就有6500万行程序代码，是前者的1300倍；
测试用例 (Test Cases)
测Байду номын сангаас验证
(Validation)
模拟仿真技术是现代产品与技术研发的重要手段
基于模拟仿真技术的虚拟研发是节省研发成本的 关键途径，也是当今世界技术研发的主流趋势
$5,000 $500
相对成本
$50
$5
需求定义
设计
产品原型
产品开发
模拟仿真是加速现代汽车工业发展的关键技术
安全、高效且可靠地测试验证智能驾驶技术与产品是其量产的关键瓶颈
世界模型 传感器模型
Target Detection
目标跟踪
（目标距离、速度）
Obstacle Detection
纷繁世界信 息 极端工况融 合
自动驾驶 障碍物识别
（行人、车辆识别等）
智能决策
集
芯片/处理器 Lane Detection 车道线识别
仿
自动驾驶 算法
评 价
交通
天气
道路
光照
传统汽车
智能汽车
汽车智能网联技术与产业面临重大发展挑战
➢ 智能驾驶技术与产业发展面临的两大重要挑战：
智能驾驶
环境感知
测试验证
传统的汽车测试与验证技术已无法适应
汽车行驶环境（世界）极其复杂
复杂道路结构
复杂交通条件
混杂交通工况
车辆避撞
冰天雪地
泥泞道路
积水路面
雾天黑天
传统的道路/场地试验周期长、成本高、场景单调、 安全无法保障
Validation: to make sure do Right things Verification: to make sure do things Right
Time
模拟仿真是现代汽车技术与产品开发的重要流程
Level
自顶向下设计，自底向上验证
概念设计
测试验证评价
驾驶模拟器
最终产品
系统需求 定义与设计
测试工况，计划和实施步骤 对照需求核查
系统集成 与验证
子系统需求 定义与设计
子系统集 成与验证
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零部件需求 定义与设计
零部件 验证
软硬件实施 （编程与调试）
Time
Validation: to make sure do Right things Verification: to make sure do things Right
➢ 据福布斯（Fobes）、摩根斯坦利（Morgan Stanley）估算，自动驾驶汽 车60%的价值将源于软件，而今天汽车软件的价值占比只有10%
汽车智能网联技术与产业面临重大发展挑战
➢ 智能驾驶重新定义了“汽车与驾驶”！ ➢ 行驶环境无限丰富、极其复杂、不可预测、不可穷举！ ➢ 如何保证安全、可靠是大规模量产和市场化的重大课题！ ➢ 智能驾驶目前还主要停留在演示和展示阶段
Level
Concept Design
Design: top down Validation: Bottom Up
Assessment & Validation
Final Product
System Requirement & Definition
Assessment & Validation
System Integration & Verification