十幾年前，自動(dòng)駕駛還只是科幻電影中的橋段，現(xiàn)如今，無(wú)論是傳統(tǒng)汽車(chē)廠商還是高科技巨頭，都在爭(zhēng)先恐后地將“幻想”變成“現(xiàn)實(shí)”。

當(dāng)自動(dòng)駕駛重新定義我們擁有和使用汽車(chē)的方式，它同樣也將改變車(chē)輛工程的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。試想一下，如果未來(lái)的某一天要讓數(shù)百萬(wàn)人通過(guò)車(chē)輛控制系統(tǒng)支配的城市交通出行，那么這種系統(tǒng)的構(gòu)造方式一定是安全、穩(wěn)定、高可靠的。西門(mén)子PLM正在打破這一挑戰(zhàn)。



三大挑戰(zhàn)掣肘自動(dòng)駕駛車(chē)輛開(kāi)發(fā)

“道路千萬(wàn)條，安全第一條。”當(dāng)安全責(zé)任從駕駛員轉(zhuǎn)移到汽車(chē)制造商身上，這就意味著自動(dòng)化駕駛系統(tǒng)必須能夠預(yù)防事故發(fā)生，這不僅需要各系統(tǒng)之間、以及與機(jī)械、電子和軟件構(gòu)件之間相互集成，而且軟件和硬件必須同步開(kāi)發(fā)。

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的另一個(gè)重要變革在于傳感器的配置，車(chē)載傳感器類(lèi)型、數(shù)量和位置的不同組合可以生成車(chē)輛周?chē)h(huán)境的360度全方位圖像。如何確保車(chē)輛根據(jù)參數(shù)配置運(yùn)轉(zhuǎn)？這就需要進(jìn)行大量場(chǎng)景測(cè)試和驗(yàn)證，通過(guò)性能對(duì)比來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)探索。

最后，車(chē)輛開(kāi)發(fā)流程中的設(shè)計(jì)決策和驗(yàn)證結(jié)果必須可追蹤。大批量生產(chǎn)中只有最大程度地利用數(shù)字化數(shù)據(jù)才能不斷改進(jìn)產(chǎn)品。

數(shù)字化孕育自動(dòng)駕駛車(chē)輛設(shè)計(jì)重大變革

為了應(yīng)對(duì)種種挑戰(zhàn)，西門(mén)子PLM建議采用系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)型產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程進(jìn)行自動(dòng)駕駛車(chē)輛工程設(shè)計(jì)，即通過(guò)產(chǎn)品及其在SimcenterTM軟件、Teamcenter ®軟件和Mentor解決方案中對(duì)應(yīng)的組件形成數(shù)字化雙胞胎，將數(shù)字化工程環(huán)境嵌入到自動(dòng)駕駛車(chē)輛生命周期（PLM）架構(gòu)中，使得大規(guī)模設(shè)計(jì)探索、驗(yàn)證和確認(rèn)流程成為可能，這是開(kāi)發(fā)共享、自動(dòng)駕駛移動(dòng)服務(wù)的關(guān)鍵所在。

具體包括七個(gè)要素的建模：

1. 芯片系統(tǒng)

特定的芯片系統(tǒng)往往開(kāi)發(fā)周期冗長(zhǎng)，晶片成本高昂，采用西門(mén)子Mentor解決方案，可以將芯片設(shè)計(jì)探索、未來(lái)系統(tǒng)性能的早期驗(yàn)證與現(xiàn)實(shí)計(jì)算性能融合起來(lái)，還可優(yōu)化芯片和系統(tǒng)的熱和耐久性能。

2. 自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)

自動(dòng)駕駛平臺(tái)將環(huán)境因子轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)輸出的電子信號(hào)，使汽車(chē)遵循預(yù)期軌跡。Mentor 開(kāi)發(fā)的 DRS360 仿真平臺(tái)，可以實(shí)時(shí)融合原始未過(guò)濾的雷達(dá)數(shù)據(jù)、光探測(cè)和測(cè)距 (LIDAR)、視線(xiàn)和其他傳感器數(shù)據(jù)，達(dá)到 5級(jí)自動(dòng)駕駛車(chē)輛無(wú)需駕駛員介入即可行車(chē)的要求。

3. 嵌入式軟件

軟件是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的主導(dǎo)因素。Simcenter 嵌入式軟件設(shè)計(jì)器具有統(tǒng)一、集成的模型驅(qū)動(dòng)型軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，能夠管理所有高效建模、測(cè)試驅(qū)動(dòng)型車(chē)載軟件開(kāi)發(fā)構(gòu)件，高效、靈活的將客戶(hù)需求轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)產(chǎn)品。

4. 算法

各種控制促成了車(chē)輛的決策智能。根據(jù)控制器接收的輸入數(shù)據(jù)，系統(tǒng)需要決定可行駛區(qū)域并選擇到達(dá)終點(diǎn)的路線(xiàn)。西門(mén)子PLM工程服務(wù)團(tuán)隊(duì)具備模型預(yù)測(cè)控制、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，能夠?yàn)榭刂扑惴ㄩ_(kāi)發(fā)提供支持。

5. 傳感器與環(huán)境

自動(dòng)駕駛功能所需的傳感器與日俱增，集中式傳感器融合架構(gòu)發(fā)展也推動(dòng)了這一增長(zhǎng)。Simcenter 解決方案讓用戶(hù)可以根據(jù)各種真實(shí)環(huán)境對(duì)傳感器進(jìn)行建模，包括從控制算法開(kāi)發(fā)的實(shí)況傳感器模型支持，到高頻電磁雷達(dá)模型，以及基于物理場(chǎng)的攝像頭模型。

6. 車(chē)輛與乘員

Simcenter 囊括最高真實(shí)級(jí)別的車(chē)輛行為仿真和乘員建模解決方案，確保整車(chē)性能和乘員安全性。

7.系統(tǒng)集成

將上述七種要素融合到一個(gè)大型架構(gòu)中進(jìn)行設(shè)計(jì)探索、驗(yàn)證和確認(rèn)，是西門(mén)子PLM 對(duì)于汽車(chē)行業(yè)所面臨一系列挑戰(zhàn)所給出的答案。