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2025年10月23日
海康机器人
虚拟仿真是近年发展起来的高级计算机技术，建立在计算机图形学、仿真学、人工智能、多媒体及高性能计算机系统等技术基础之上，已成为产品正向开发的重要环节。
快速崛起的虚拟仿真技术也为汽车行业的发展提供了加速度。“CAE(计算机仿真工程)是当前汽车开发的重要技术手段，这项技术从无到有、不断完善，正在经历从‘小’到‘大’、从‘大’到‘强’的转变。”近日，在澳汰尔(Altair)2017技术大会上，中国汽车工程研究院副院长周舟如是说。
■ 应用更加深入和广泛
从汽车的设计、正向开发开始，到零部件的生产，再到新车型各种性能的验证，虚拟仿真技术已经渗透到从图纸到实车的诸多环节，应用更加深入。
“在汽车的正向开发中，虚拟仿真技术必不可少。”澳汰尔工程软件(上海)有限公司汽车行业总监刘志强对《中国汽车报》记者表示，汽车的正向开发需要前期仿真工具的投入，用虚拟仿真来驱动设计。
据了解，跨国汽车公司采用虚拟仿真技术开发一款新车型，时间上可以从1年以上缩短到两个月左右，成本最多可降到原先的1/10。
不止在开发阶段，在产品制造过程中，虚拟仿真技术也发挥着越来越重要的作用。通过虚拟仿真，企业可以对生产过程进行建模，预测产品性能、选择更适合的制造技术等，从而规划出更高效、更经济的生产方式;同时，在生产线布置等方面更趋于合理，进一步提高生产效率。
整车动力性、可靠性、安全性等性能的检测也需要虚拟仿真技术的辅助。比如，汽车的碰撞安全性能最终要经过实车的碰撞试验来检验，由于实车试验成本高昂，在设计过程中不可能为验证某一设计的合理性而反复试验，CAE仿真分析因其可重复、成本低、便捷性等优势，成为检验某一项设计是否合理的有效方法。
■ 借CAE缩小技术差距
周舟表示，整车企业需要具备的CAE分析能力应该包含五大方面，分别是分析内容、分析流程、分析规范、优化能力、试验协同。而数据库建设、团队建设、软硬件建设与开发、管理系统开发则应是其CAE分析的支撑体系。目前，国内大部分汽车企业已经充分认识到CAE在产品开发中的重要性，并在多个项目中实施。“其中，多家企业已具备较为完整的CAE分析能力，完成了基础性建设。”他说。
“自主汽车品牌与外资品牌差距的缩小，与虚拟仿真技术的应用也有直接关系。自主品牌的弱势在于没有大量的试验数据支撑，而采用虚拟仿真技术可以快速完成多次仿真试验，助力自主品牌的正向开发能力的提升。”东南汽车研发中心经理宋名洋对《中国汽车报》记者说。
澳汰尔于2001年进入中国，2006年成立北京分公司。对于中国汽车行业虚拟仿真技术发展的认识，从澳汰尔在中国的业务数据中可见一斑。刘志强介绍说，得益于中国汽车行业不断加大研发投入，2006年以来，澳汰尔在中国汽车虚拟仿真市场每年都保持两位数的增长率。“未来的发展趋势是设计与创新不断融合，用越来越多的虚拟仿真技术来取代物理试验。”他说。
不过，刘志强也向《中国汽车报》记者表示，虽然自主品牌的虚拟仿真技术正在快速提升，但在软件使用的成熟度、产品开发流程的规范化方面，仍与国际先进水平有一定差距。对此，宋名洋指出，自主品牌的差距主要体现在两个方面：一是仿真工具由外企开发，国内工程师的理论知识又较为薄弱，找不出仿真计算、算法优化环节的问题所在，导致结果可能不是最优;二是自主品牌缺少大量试验数据，以对虚拟仿真进行支持。在真实试验中，不可避免会出现偏差，掌握大量试验数据的外资品牌会将可能引起偏差的因素，放进模拟试验中，以使结果更接近真实情况。
■ 顺应行业新趋势和新需求
“CAE技术正面向新能源汽车、智能汽车等开发类型发展。与传统汽车相比，这些车型对性能有特殊的要求，给虚拟仿真的应用带来新的挑战。”周舟指出，虚拟仿真技术要适应汽车行业趋势的发展变化。
比如，虚拟仿真技术要适应汽车电动化带来的系统变化。与传统汽车相比，汽车电动化的设计需要全新的平台，车身结构、设计周期等新需求也将促进虚拟仿真技术迭代更新。此外，企业还要逐渐探索智能网联汽车领域的仿真技术。在智能驾驶发展中，未来虚拟仿真技术要进入更多领域，如对虚拟环境的模拟、虚拟交通设施的模拟等。
在采访中，多位业内人士向《中国汽车报》记者表示，与传统燃油车相比，新能源汽车发展更加需要虚拟仿真技术的辅助。事实上，新能源汽车的能耗管理、电池的可靠性、安全性以及复合材料的应用等是影响新能源车辆经济性和动力性的关键问题。这些都可以采用虚拟仿真技术进行开发、达到节省成本的效果。“企业要想获得新能源汽车生产资质，一个要求就是需具有模拟仿真技术开发能力，这已经作为必要条件写入《新能源汽车生产企业准入审查要求》中。”刘志强说。
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