用數(shù)字化定義一個(gè)時(shí)代--西門(mén)子工業(yè)軟件仿真與測(cè)試解決方案大中華區(qū)技術(shù)總監(jiān)石銀明博士

用數(shù)字化定義一個(gè)時(shí)代，西門(mén)子工業(yè)軟件迎接各種挑戰(zhàn)！

當(dāng)數(shù)字化變革的潮流席卷全球之時(shí)，汽車(chē)行業(yè)的數(shù)字化創(chuàng)新顯得最為迫切，因?yàn)槠?chē)產(chǎn)品在電氣化、智能化、輕量化等多種技術(shù)變革的顛覆之中亟待浴火重生。2019年3月22日，汽車(chē)測(cè)試網(wǎng)參加了2019 Simcenter測(cè)試技術(shù)周，同時(shí)在北京理工大學(xué)振動(dòng)與噪聲控制實(shí)驗(yàn)室，采訪了西門(mén)子工業(yè)軟件仿真與測(cè)試解決方案大中華區(qū)技術(shù)總監(jiān)石銀明博士。

石銀明博士曾參與眾多工程項(xiàng)目，如ARJ21的起落架擺振，C919艙內(nèi)噪聲的目標(biāo)分解，J6解放汽車(chē)的虛擬臺(tái)架項(xiàng)目，東風(fēng)日產(chǎn)啟辰T70項(xiàng)目等。此外，石銀明博士還是中國(guó)振動(dòng)工程學(xué)會(huì)模態(tài)分會(huì)理事，中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)會(huì)員。曾是國(guó)外著名刊物 Journal of Sound and Vibration, Experimental Mechanics特約審稿人。


西門(mén)子工業(yè)軟件仿真與測(cè)試解決方案大中華區(qū)技術(shù)總監(jiān) 石銀明博士

以下內(nèi)容整理自媒體群訪內(nèi)容：

西門(mén)子緊跟國(guó)家噪聲標(biāo)準(zhǔn)，提升噪聲舒適性

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于車(chē)輛的要求越來(lái)越高，大家也越來(lái)越關(guān)注車(chē)輛的安全性、噪聲舒適性等，一般對(duì)于車(chē)外的噪聲-通過(guò)噪聲，國(guó)家有非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)、美國(guó)和歐盟的噪聲標(biāo)準(zhǔn)要求也都在不斷提高，西門(mén)子也一直緊跟這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于車(chē)內(nèi)噪聲，雖然國(guó)家現(xiàn)在沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，但大家對(duì)噪聲舒適性有更高的要求，同時(shí)有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，所以標(biāo)準(zhǔn)一直在提高。 

另外，以前我們只關(guān)心噪聲的舒適性，現(xiàn)在人的要求更高了，要求噪聲帶有品牌效應(yīng)，例如某些摩托車(chē)的聲音，即使在很遠(yuǎn)的地方，聲音傳來(lái)就知道是什么品牌。所以現(xiàn)在對(duì)噪聲的要求越來(lái)越高，從噪聲的舒適性，到噪聲變成一個(gè)品牌，這需要仿真與測(cè)試去設(shè)計(jì)噪聲，聲音是可以設(shè)計(jì)出來(lái)的。特別是純電動(dòng)汽車(chē)，去掉了發(fā)動(dòng)機(jī)，就等于去掉了最大的聲源，整個(gè)汽車(chē)很安靜，這對(duì)行人來(lái)說(shuō)很危險(xiǎn)。所以，還要制造出來(lái)一些噪聲來(lái)，既能提示行人注意安全，又要滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。噪聲是無(wú)處不在的，或者說(shuō)聲學(xué)是無(wú)處不在的，可以利用聲學(xué)做很多事情。

數(shù)字化雙胞胎虛實(shí)結(jié)合，動(dòng)態(tài)發(fā)展

數(shù)字化雙胞胎的概念目前也比較火熱，在20年前，我們叫計(jì)算，后來(lái)叫仿真，再后來(lái)叫虛擬樣機(jī)，現(xiàn)在叫數(shù)字化雙胞胎。從歷史演變過(guò)程中，可以看到計(jì)算的內(nèi)涵是最小的，仿真的內(nèi)涵要高一些，但是內(nèi)涵不夠?qū)?。虛擬樣機(jī)這個(gè)概念提出來(lái)后，“仿真”的概念進(jìn)一步擴(kuò)大。但是虛擬樣機(jī)這個(gè)概念有兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是虛擬樣機(jī)太強(qiáng)調(diào)“虛”，“實(shí)”沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)。第二個(gè)缺陷，虛擬樣機(jī)是一個(gè)靜態(tài)的概念。實(shí)際上數(shù)字化雙胞胎這個(gè)概念剛好彌補(bǔ)了前面的缺陷，數(shù)字化雙胞胎至少包含三層含義，所謂的數(shù)字化雙胞胎一定要有一虛一實(shí)，要虛實(shí)結(jié)合。

數(shù)字化雙胞胎這個(gè)概念包含了一層含義：所有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)一定是三個(gè)維度的。 
第一個(gè)維度是產(chǎn)品本身，例如整車(chē)、動(dòng)力總成、變速箱或某些齒輪。
第二個(gè)維度是產(chǎn)品屬性，例如振動(dòng)噪聲的屬性、燃油經(jīng)濟(jì)性屬性、疲勞耐久的屬性及安全性的屬性。
第三個(gè)維度是時(shí)間軸，是產(chǎn)品研發(fā)階段的維度，從需求模型開(kāi)始，到概念模型，到設(shè)計(jì)，到虛擬試驗(yàn)，到實(shí)物試驗(yàn)，在不同的研發(fā)階段目的不一樣，輸入不一樣，輸出也不一樣，模型的顆粒度、精細(xì)程度也不一樣。

所以數(shù)字化雙胞胎有一系列不同的產(chǎn)品對(duì)象，例如是整車(chē)還是子系統(tǒng)，或是零部件；有不同的屬性，例如是振動(dòng)噪聲的屬性、疲勞耐久的屬性；有不同研發(fā)階段，例如是在概念設(shè)計(jì)，還是后面的詳細(xì)設(shè)計(jì)，或是批產(chǎn)之后。整個(gè)不同的對(duì)象、不同的屬性，在不同的研發(fā)階段一系列的模型組成數(shù)字化雙胞胎，一定是一系列的。一系列的虛擬樣機(jī)組合在一起，我們叫數(shù)字化雙胞胎。數(shù)字化雙胞胎不是一成不變的，一定是動(dòng)態(tài)的，這是虛擬樣機(jī)概念包含不了的。

第三個(gè)概念是，由于數(shù)字化雙胞胎里面有一系列在虛實(shí)之間不斷交換的虛擬樣機(jī)，所以這些不同階段、不同顆粒度的模型之間一定是關(guān)聯(lián)的。早期的技術(shù)狀態(tài)變更會(huì)影響到后面的模型性能，所以就要求數(shù)字化雙胞胎是能被管理起來(lái)的，這是很重要的。以前在虛擬化樣機(jī)里面往往體現(xiàn)不了這一點(diǎn)，這是數(shù)字化雙胞胎的三層含義。

當(dāng)然數(shù)字化雙胞胎在將來(lái)的用途非常大，我在幾周之前聽(tīng)到一位國(guó)內(nèi)非常有名的做工程機(jī)械的高層談到：“我們將來(lái)給別人交付產(chǎn)品，除了交付一個(gè)實(shí)物以外，還要交付虛擬的一個(gè)數(shù)字化雙胞胎。”這樣做的一個(gè)好處是可以體現(xiàn)研發(fā)能力，把競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手排在外面。另一個(gè)好處是，例如我們交付的產(chǎn)品是汽車(chē)，在使用過(guò)程中，如果客戶還有一個(gè)數(shù)字化雙胞胎，就可以基于虛擬的數(shù)字化雙胞胎去進(jìn)行基于模型的維護(hù)、故障評(píng)估以及故障監(jiān)控，這些都是數(shù)字化雙胞胎將來(lái)的作用。

主動(dòng)聲控制和智能化NVH成為行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

一般要解決振動(dòng)的問(wèn)題，很多人會(huì)被動(dòng)的改結(jié)構(gòu)的剛度、重量，上面鋪?zhàn)枇Σ牧显黾右恍└袈?，去減振降噪，這是被動(dòng)的減振噪聲辦法。

汽車(chē)將逐漸成為一個(gè)移動(dòng)智能終端，為什么？因?yàn)檐?chē)?yán)锩嬗泻芏嗟膫鞲衅鳎泻芏嗟碾娍貑卧?。我們?cè)?年、10年之前，車(chē)?yán)锩婵赡芤灿袔资畟€(gè)電控單元，那個(gè)時(shí)候是圍繞機(jī)電產(chǎn)品，里面放一些嵌入式的硬件、軟件。“嵌入”這個(gè)詞說(shuō)明它是附屬的，主要的還是機(jī)電產(chǎn)品。如今，在設(shè)計(jì)汽車(chē)的時(shí)候，更少關(guān)注結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)會(huì)集中在軟件、信息處理、傳感和環(huán)境感知。所以汽車(chē)從機(jī)電產(chǎn)品變成一個(gè)移動(dòng)智能終端，這個(gè)趨勢(shì)是非常明顯的。我們以前為什么被動(dòng)的做振動(dòng)降噪？第一，是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的環(huán)境感知，就是傳感器這部分比較弱。第二，實(shí)時(shí)的處理能力比較弱，比如說(shuō)我敲一下桌子，大家聽(tīng)到噪聲，我要很快把聲音消下去，意味著傳感器或者是麥克風(fēng)聽(tīng)到這個(gè)聲音以后，馬上把信號(hào)給處理器，處理器很快給出控制指令，在這個(gè)結(jié)構(gòu)上加一個(gè)反向載荷，相位相反的抵消，實(shí)際上是主動(dòng)消聲、主動(dòng)減振的效果。以前要求一定要做到實(shí)時(shí)概念，信號(hào)輸入馬上有輸出，不要有延遲。以前的處理能力很差，如果我們要算一個(gè)一秒鐘的事件，仿真的時(shí)候可能需要一個(gè)小時(shí)。那個(gè)時(shí)候沒(méi)有辦法進(jìn)行實(shí)時(shí)控制?，F(xiàn)在我們有很強(qiáng)大的中央處理器單元，它可以把環(huán)境感知、信息融合技術(shù)很快地生成控制指令，得到非常合適的控制策略，傳給作動(dòng)器進(jìn)行消聲。當(dāng)然作動(dòng)器有很多種，其中一種是壓電陶瓷，給它一個(gè)電信號(hào)，會(huì)引起它的結(jié)構(gòu)變化，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力，這個(gè)力可以跟外部的力進(jìn)行相位相反抵消，達(dá)到減振降噪的目的，這個(gè)需要非常強(qiáng)的中央處理器單元。

還有一些主動(dòng)消聲的方式，比如說(shuō)我在這里說(shuō)話，整個(gè)室內(nèi)有聲場(chǎng)，如果此時(shí)有很好的傳感器可以檢測(cè)到聲場(chǎng)，它會(huì)生成一些高級(jí)控制算法，給另外一些揚(yáng)聲器發(fā)出指令，讓揚(yáng)聲器發(fā)出來(lái)的聲音和我說(shuō)話的聲音相位相反，互相抵消，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)消聲。很多人都在朝這個(gè)方向努力，但是真正用起來(lái)也就是最近十年左右。這是未來(lái)發(fā)展非常大的趨勢(shì)，目前來(lái)說(shuō)一個(gè)是環(huán)境感知的能力，一個(gè)是芯片計(jì)算能力，可以實(shí)時(shí)去做控制策略的優(yōu)化。

飛機(jī)起降的時(shí)候噪聲是特別大的，讓耳膜很難受。有一款耳機(jī)戴上去之后就能生成相位相反的聲音，讓人很舒服，這就是主動(dòng)消聲商品化了。但是因?yàn)槎鷻C(jī)只是一個(gè)點(diǎn)，很容易生成相位相反；如果是一個(gè)場(chǎng)，比如說(shuō)在車(chē)?yán)锩?，要考慮的就不僅僅是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，還要考慮一些主觀指標(biāo)，例如語(yǔ)音清晰度、聲音陡峭度、聲音響度，跟心理聲學(xué)相關(guān)，要讓它主動(dòng)去消聲，因?yàn)樗且粋€(gè)場(chǎng)，難度大一些，但是很多地方都在朝這個(gè)方向努力。

另外，我們現(xiàn)在在汽車(chē)?yán)锩?，直流電通過(guò)逆變器變成交流電，交流電給很多的電機(jī)供電，這些都是非常大的噪聲源。如果要被動(dòng)地改這些噪聲源的結(jié)構(gòu)，例如之前有一款車(chē)，我們被動(dòng)地改車(chē)的結(jié)構(gòu)，效果很差，后來(lái)改的是逆變器的控制策略。因?yàn)槟孀兤鞯目刂撇呗运惴ú煌昝溃瑢?dǎo)致逆變器的三相交流電相位在抖動(dòng)，會(huì)引起電機(jī)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生噪聲。所以最后，我們調(diào)整了逆變器的算法。這是非常典型的一個(gè)案例，很多結(jié)構(gòu)在開(kāi)模之后，到了后期沒(méi)有辦法修改，或者修改的成本非常高的時(shí)候，可以考慮修改控制策略、控制參數(shù)，考慮主動(dòng)降聲的辦法，會(huì)得到很好的效果，這絕對(duì)是一個(gè)大趨勢(shì)。

同時(shí)5G技術(shù)會(huì)解決兩個(gè)瓶頸問(wèn)題，大家在實(shí)驗(yàn)室看到的采集過(guò)程是有傳感器的技術(shù)在內(nèi)的，把一些有物理意義的噪聲振動(dòng)信號(hào)變成電信號(hào)，或者是變成數(shù)字信號(hào)。通過(guò)ADDA的轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)，這個(gè)技術(shù)發(fā)展也很快。5G出來(lái)之后會(huì)解決傳輸?shù)膯?wèn)題，將來(lái)主動(dòng)減振降噪、數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣仍礁撸竺娴募夹g(shù)會(huì)越好，發(fā)展前景也會(huì)更好。

中國(guó)的振動(dòng)噪聲正在努力與國(guó)際接軌

回到2004年、2005年的時(shí)候，國(guó)內(nèi)的振動(dòng)噪聲是相當(dāng)落后的。無(wú)論是從設(shè)備、軟件，還是人的經(jīng)驗(yàn)，或是做事的流程，都是嚴(yán)重缺乏。我一直跟大家講做振動(dòng)噪聲的研發(fā)或者是廣義的研發(fā)，一定要有“PPT”。第一個(gè)P是要有優(yōu)秀的人，人很重要。第二個(gè)P就是流程，把這個(gè)事有邏輯清晰的推下去，這個(gè)流程很重要。第三個(gè)T是工具，軟件、硬件、實(shí)驗(yàn)室、臺(tái)架，都是廣義的工具。在15年之前，這真的是巨大的差距。但是經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展之后，國(guó)內(nèi)的進(jìn)步非?？?，像很多的大的汽車(chē)廠都有了上千通道的測(cè)試系統(tǒng)。所以說(shuō)工具這部分，國(guó)內(nèi)進(jìn)步是非常大的。

這么多年，西門(mén)子做了很多工程咨詢。我們跟客戶合作的模式可以有兩種，一是流程轉(zhuǎn)讓?zhuān)瑤涂蛻舭褑?wèn)題解決了，然后把相關(guān)員工手把手帶出來(lái)，叫流程轉(zhuǎn)讓。二是可以為客戶進(jìn)行流程審查，最后幫客戶繼續(xù)優(yōu)化流程。通過(guò)這些服務(wù)就解決了第二個(gè)P（流程）的問(wèn)題。

而針對(duì)第一個(gè)P（人才），跟國(guó)外比有兩個(gè)差距，一個(gè)是振動(dòng)噪聲的從業(yè)人數(shù)還是不夠，這是巨大的差距。在以前，企業(yè)內(nèi)負(fù)責(zé)振動(dòng)噪聲部分的也就只有幾個(gè)人?，F(xiàn)在振動(dòng)噪聲細(xì)化到輪胎的噪聲有一個(gè)團(tuán)隊(duì)，懸架的噪聲有一個(gè)團(tuán)隊(duì)，底盤(pán)的噪聲有一個(gè)團(tuán)隊(duì)，變速箱的噪聲有一個(gè)團(tuán)隊(duì)，把整車(chē)零部件細(xì)化到每一個(gè)部件都有對(duì)應(yīng)的團(tuán)隊(duì)解決噪聲問(wèn)題，做的非常細(xì)，意味著需要更多的人。國(guó)家的法規(guī)越嚴(yán)格，意味著振動(dòng)噪聲研究越細(xì)，每一個(gè)零部件都是振動(dòng)噪聲考慮的范圍，都需要一個(gè)團(tuán)隊(duì)要把它做的非常極致，人這一塊的缺乏還是很明顯的。

另外，我深切的體會(huì)到國(guó)內(nèi)做振動(dòng)噪聲還缺少機(jī)制，這是我個(gè)人的想法。現(xiàn)在在OEM里面做振動(dòng)噪聲的人，整個(gè)是圍繞工程、車(chē)型，實(shí)際上很多新技術(shù)、新方向、新手段和新工具往往不直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。例如新能源汽車(chē)，涉及很多新的東西，需要有一個(gè)專(zhuān)門(mén)做研發(fā)的團(tuán)隊(duì)，這個(gè)團(tuán)隊(duì)并不一定馬上對(duì)車(chē)型有幫助，但是長(zhǎng)期來(lái)講對(duì)企業(yè)發(fā)展非常重要，這一塊國(guó)內(nèi)相對(duì)薄弱。很多基礎(chǔ)研究或是新技術(shù)、新方向的研究，都依賴于工程師的業(yè)余時(shí)間，或寄托于高校的教授。這一塊跟國(guó)外比還是有很大差距的。

我個(gè)人認(rèn)為一個(gè)機(jī)構(gòu)里面至少要有一個(gè)做新技術(shù)、新方向研究的團(tuán)隊(duì)。一方面仰望星空，一方面腳踏實(shí)地。

目前互聯(lián)網(wǎng)公司造車(chē)非常熱，互聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)這個(gè)方向本身非常好，但是振動(dòng)噪聲可能是互聯(lián)網(wǎng)公司解決不了的?；ヂ?lián)網(wǎng)領(lǐng)域有一個(gè)很重要的特色是講究輕資產(chǎn)，把很多東西外包給專(zhuān)業(yè)的工程咨詢公司。國(guó)內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)要追求輕資產(chǎn)，也會(huì)用到工程咨詢團(tuán)隊(duì)、公司去做，這個(gè)方向是對(duì)的。要把一個(gè)團(tuán)隊(duì)建立起來(lái)，流程和工具達(dá)到非常高的效率，不是一朝一夕能解決的，所以外包的形式是一個(gè)好的方向，但是也不能完全過(guò)分依賴于外包。作為OEM至少要知道怎樣給外包公司定指標(biāo)，至少要知道怎樣去考核交付的結(jié)果是對(duì)還是錯(cuò)。V字形的兩端定指標(biāo)，開(kāi)發(fā)可以外包出去，驗(yàn)收部分自己把握，要把住V字形的兩端。當(dāng)然要把握好這兩端也沒(méi)有那么容易，也需要時(shí)間。

西門(mén)子行業(yè)資源整合之路

西門(mén)子從2007年一路走來(lái)，收購(gòu)了很多仿真跟測(cè)試產(chǎn)品。這些收購(gòu)不是簡(jiǎn)單的收購(gòu)，其中很重要的目的是要進(jìn)行整合。我們希望把CAD設(shè)計(jì)和CAE仿真這堵墻打掉，這是一類(lèi)整合。這類(lèi)整合體現(xiàn)于西門(mén)子工業(yè)軟件，大家知道UGS本身有CAD的基因，NX CAD里面有非常強(qiáng)的同步建模技術(shù)，包括非常好的CAD引擎。

第二類(lèi)整合，怎樣把CAE和CAT整合。CAE仿真和試驗(yàn)的整合體現(xiàn)在兩個(gè)層面，第一個(gè)層面是怎么樣把試驗(yàn)的結(jié)果間接地用到仿真的環(huán)境里面去，去校準(zhǔn)三維仿真模型，一維仿真模型，校準(zhǔn)CFD的模型，讓我們的模型更準(zhǔn)確。利用校準(zhǔn)以后的模型去做大量的虛擬工況、危險(xiǎn)工況、極端工況、重復(fù)工況以及非常昂貴的工況，這是間接地利用測(cè)試信息。

第二類(lèi)是直接利用測(cè)試信息。舉個(gè)例子，做發(fā)動(dòng)機(jī)的人在做發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，只有發(fā)動(dòng)機(jī)，變速箱、離合器、車(chē)身系統(tǒng)用模型，可以做虛實(shí)結(jié)合的試驗(yàn)，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)上布置很多傳感器做試驗(yàn)。類(lèi)似這種在一個(gè)虛擬整車(chē)環(huán)境里面做的發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)物試驗(yàn)，比孤零零的做一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)更準(zhǔn)確、更有意義。沒(méi)有的那部分，用模型、仿真，這是仿真和虛擬直接相結(jié)合的。

還有一個(gè)層面——仿真也可以指導(dǎo)測(cè)試。Simcenter里面專(zhuān)門(mén)有一個(gè)軟件叫PreTest，在真正做實(shí)物測(cè)試之前，可以在模型里面去優(yōu)化傳感器的布置方案，確保用最少的傳感器個(gè)數(shù)，測(cè)出盡可能多的模態(tài)。傳感器合理布置以后，感興趣的頻帶范圍里模態(tài)一個(gè)不漏的都測(cè)出來(lái)。很多年之前這些都是靠工程師的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在完全可以通過(guò)仿真去指導(dǎo)、優(yōu)化。優(yōu)化以后生成一個(gè)文件格式，這個(gè)文件直接可以導(dǎo)到Simcenter Testlab測(cè)試系統(tǒng)里面去，之后那些傳感器、激振器的布置方案就進(jìn)去了，而且傳感器和激振器的座標(biāo)位置XYZ，也不需要手動(dòng)輸入，自動(dòng)到測(cè)試系統(tǒng)里面去，這是CAE到CAT的整合。

再回到CAE仿真這部分，我們也做了很多整合，其中一個(gè)整合是多學(xué)科的耦合。回憶很多年之前，做強(qiáng)度的單獨(dú)做強(qiáng)度，做噪聲的單獨(dú)做噪聲，做燃油經(jīng)濟(jì)性的單獨(dú)做燃油經(jīng)濟(jì)性，隨著發(fā)展以后，整個(gè)系統(tǒng)之間都是交聯(lián)在一起的。我經(jīng)常跟大家講如果是一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)或者是一個(gè)機(jī)電產(chǎn)品，可以大致認(rèn)為是線性系統(tǒng)，這個(gè)線性系統(tǒng)可以拆開(kāi)各做各的，沒(méi)有問(wèn)題?，F(xiàn)在我們把車(chē)定義為移動(dòng)智能終端，已經(jīng)是緊緊耦合在一起的非線性系統(tǒng)，拆不開(kāi)的。這意味著我們做仿真的時(shí)候，要考慮到機(jī)電的耦合、流固的耦合、熱疲勞的耦合、聲疲勞的耦合、聲固的耦合，包括控制和作動(dòng)、被控對(duì)象這些耦合。我剛才講到駕駛模擬器，這個(gè)里面實(shí)際包含控制的部分。作動(dòng)后給到被控對(duì)象，被控對(duì)象有虛擬傳感器回到策略控制器里面，它們之間的聯(lián)合要求越來(lái)越高，仿真這部分也進(jìn)行了整合。

我舉一個(gè)具體例子——轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。過(guò)去需要使很大勁才能轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)在方向盤(pán)輕輕動(dòng)一下，車(chē)就轉(zhuǎn)方向了。轉(zhuǎn)向柱給轉(zhuǎn)角一個(gè)指令，電機(jī)帶動(dòng)液壓系統(tǒng)，再帶動(dòng)齒輪齒條，再帶動(dòng)懸架輪胎的變化，這里面有作動(dòng)有控制，還有被控對(duì)象。像這些耦合，是西門(mén)子工業(yè)軟件在Simcenter里面體現(xiàn)很多的。Simcenter 1D里面我們講機(jī)電、液、熱、控是一個(gè)多學(xué)科的系統(tǒng)集仿真平臺(tái)。Simcenter 3D是一個(gè)多物理場(chǎng)的仿真平臺(tái)，涵蓋強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)、噪聲、熱、流、疲勞耐久、復(fù)合材料等三維多領(lǐng)域、多學(xué)科的。我們的Simcenter Testlab也是類(lèi)似的，里面有振動(dòng)測(cè)試、噪聲測(cè)試、疲勞測(cè)試、環(huán)境測(cè)試、振動(dòng)環(huán)境測(cè)試、噪聲環(huán)境測(cè)試、熱環(huán)境測(cè)試等等，整個(gè)Simcenter品牌，Simcenter 1D、Simcenter 3D、Simcenter Testlab都是在做多學(xué)科、多領(lǐng)域的耦合。以前車(chē)很慢，在車(chē)速80公里以下的時(shí)候，不太關(guān)注流體的噪聲，現(xiàn)在高速公路跑的時(shí)候，開(kāi)個(gè)窗縫，聲音就很吵。這是非常典型的，由于流體的壓力脈動(dòng)，引起車(chē)內(nèi)很大的噪聲。傳統(tǒng)汽車(chē)的輪胎和電動(dòng)汽車(chē)的輪胎寬度是不一樣的，會(huì)引起胎噪的噪聲水平差別很大。因?yàn)閭鹘y(tǒng)汽車(chē)?yán)锩嫣ピ氲脑肼暎环矫姹话l(fā)動(dòng)機(jī)掩蓋，另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)汽車(chē)的胎噪帶寬也有助于噪聲減弱。現(xiàn)在純電動(dòng)汽車(chē)沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)的掩蓋，輪胎寬度變化非常明顯，所以胎噪在輪胎里面也是很重要的。很多事情都需要我們從更深層次，通過(guò)耦合的方案解決。

用數(shù)字化定義一個(gè)時(shí)代，用軟件定義汽車(chē)的未來(lái)

隨著汽車(chē)的智能化發(fā)展，車(chē)企的研發(fā)正在由關(guān)注車(chē)本身向環(huán)境感知方向發(fā)展，如現(xiàn)在的“無(wú)人駕駛汽車(chē)”，要考慮到車(chē)和車(chē)以及車(chē)和周邊環(huán)境的感知，所以就需要有非常好的感知軟件來(lái)提供支持。西門(mén)子在這方面可以提供強(qiáng)大的仿真與實(shí)驗(yàn)解決方案。

西門(mén)子創(chuàng)新中心有非常好的駕駛模擬器，可以將控制、模型、實(shí)物和環(huán)境結(jié)合在一起，是非常典型的虛實(shí)結(jié)合、人機(jī)互聯(lián)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，例如車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、ABS、ESP、EPS，以上這些都是用一維的建模，而輪胎、懸架、底盤(pán)是用三維。PreScan作為視景，人、油門(mén)、方向盤(pán)、踏板是實(shí)物。我們將一個(gè)指令給到模型，模型可以算出車(chē)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，運(yùn)動(dòng)姿態(tài)可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)的形式在視景里面顯示。同時(shí)，車(chē)的轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等姿態(tài)可以通過(guò)臺(tái)架實(shí)現(xiàn)。

最后，我想說(shuō)的是西門(mén)子國(guó)內(nèi)有非常強(qiáng)大的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)內(nèi)所有的工程師都來(lái)自于取得“985”、“211”大學(xué)的碩士以上學(xué)位的人才，還有很多海歸，大概有20幾位博士。相信西門(mén)子的產(chǎn)品、團(tuán)隊(duì)以及專(zhuān)業(yè)的服務(wù)可以更好地提升國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展。 


Simcenter汽車(chē)測(cè)試技術(shù)周專(zhuān)題研討會(huì)


北京理工大學(xué)振動(dòng)與噪聲控制實(shí)驗(yàn)室

Siemens PLM Software
Siemens PLM Software是全球領(lǐng)先的產(chǎn)品生命周期管理（PLM）和制造運(yùn)營(yíng)管理（MOM）軟件、系統(tǒng)與服務(wù)提供商，擁有超過(guò)1,500萬(wàn)套已發(fā)售軟件，全球客戶數(shù)量達(dá)140,000多家。公司總部位于美國(guó)德克薩斯州普萊諾市。Siemens PLM Software與企業(yè)客戶充分合作，為其提供領(lǐng)先的行業(yè)軟件解決方案，幫助其通過(guò)革命性創(chuàng)新獲得可持續(xù)性競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

北京理工大學(xué)振動(dòng)與噪聲控制實(shí)驗(yàn)室
北京理工大學(xué)振動(dòng)與噪聲控制實(shí)驗(yàn)室始建于1985年，2010年更名為振動(dòng)與噪聲控制研究所，現(xiàn)有專(zhuān)職工作人員8人，包括：教授1人，副教授6人。振動(dòng)與噪聲控制研究所現(xiàn)有面積551平方米，包括萬(wàn)元以上設(shè)備20臺(tái)。研究所于50年代開(kāi)始在車(chē)輛行走機(jī)構(gòu)和機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)及車(chē)輛減振降噪方面進(jìn)行研究。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，已經(jīng)擴(kuò)展到特種車(chē)輛設(shè)計(jì)，履帶式車(chē)輛行動(dòng)部分設(shè)計(jì)，輪式車(chē)輛懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)備減振降噪等領(lǐng)域，涉及機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)和噪聲控制，人機(jī)與環(huán)境工程，動(dòng)力吸振和隔振理論與應(yīng)用，振動(dòng)、沖擊、噪聲的測(cè)試技術(shù)，振動(dòng)、噪聲的信號(hào)處理，結(jié)構(gòu)振動(dòng)和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析，減振降噪材料及裝置，機(jī)械動(dòng)態(tài)測(cè)試，機(jī)械設(shè)備故障診斷，航天運(yùn)載工具動(dòng)態(tài)分析等各個(gè)方面，在運(yùn)載工具尤其是在裝甲車(chē)輛和航天飛船運(yùn)載車(chē)等特種車(chē)輛的設(shè)計(jì)、強(qiáng)度分析、有限元計(jì)算、振動(dòng)、噪聲實(shí)驗(yàn)與動(dòng)態(tài)分析研究方面做了大量的工作。