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工程大数据 汽车强国的支点——解密中汽中心大数据体系建设
2017年10月13日 06:00 中国汽车报网 王金玉

  《汽车产业中长期发展规划》(以下简称《中长期规划》)明确提出,完善创新体系、强化基础能力、突破重点领域的战略发展目标,推进建立汽车开发数据库、工程数据体系和专利数据库,为企业提供创新知识和工程数据的开放共享服务。工程大数据为何被重点提及?其在汽车研发体系中发挥什么作用?我国工程大数据发展现状如何?带着这些问题《中国汽车报》专访了中国汽车技术研究中心数据资源中心(以下简称“中汽中心数据资源中心”)的部分专家,听他们讲述工程大数据与汽车研发的“亲密”关系。

  ■工程大数据体系建设迫在眉睫

  汽车产业是我国国民经济的重要支柱,也是建设制造业强国的重要支撑。经过几十年的发展,我国汽车产业有了一定积累,研发能力和制造水平大幅提升,有了较完善的汽车产业链体系,打造了一批有竞争力的企业。但与此同时,我国汽车产业仍面临大而不强的诸多问题,主要表现为基础研发能力不足,材料与制造技术水平不高,核心零部件制造能力薄弱,自主创新能力及创新体系不完善等。随着新一代信息通信技术、新能源、新材料等技术的蓬勃发展,实现与汽车产业深度融合之时,新的产品形态、商业模式以及行业形势正在迅速重塑全球汽车产业。在中汽中心数据资源中心主任郑继虎看来,汽车产业的新形势对于中国汽车行业来说,机遇大于挑战。也因此,《中长期规划》把工程大数据的构建作为未来5~10年的重点发展内容。

  整车及零部件的正向设计能力及创新能力是车企整体研发水平的重要体现,是提高产品创新力与竞争力的关键。经过一百余年的发展,汽车工业已逐步形成了跨越冶金、金属加工、化工、橡胶、塑料等多个领域的工业体系,世界上汽车强国工业化起步较早,在基础工业及研发能力方面的储备较充分,而这些储备很大程度上体现在支撑研发的基础数据体系上,以及基于此形成的一套积累、迭代与传承机制。

  “相比于国外汽车厂商,我国汽车产业起步较晚,对基础研发,特别是基础研发支撑数据重视不足。”郑继虎认为,由于体量上的巨大差距,国内汽车厂商、特别是中小企业难以负担高额的研发投入,在基础数据研发领域的投入更是远远少于国外厂商。

  据了解,在工程数据研究与建设方面,中汽中心已经进行了系列研究,探索各种可行性。“在建的工程数据体系以车为核心,兼顾与车相关的人、路、环境等与汽车研发相关的基础支撑数据。”郑继虎介绍,车辆数据方面主要包含整车装配及配套信息,零部件的结构、材料、工艺信息,材料的物化信息;与驾乘人员相关的数据主要包含人体工效学数据、驾驶行为习惯数据;与路相关的数据则包含路网、路谱及载荷谱等信息;与环境相关的数据主要包含气候、地质状况、驾驶场景数据等。

  “工程数据体系的建设是系统性的工程也是基础工程,内容涉及到数据规范的统一、数据储存与分析方法的确定、数据应用方式的研究等,建设过程投入大、见效慢、行业共性需求难以确认及协调,因此构建机制也需要不断探索与研究。”郑继虎强调,工程大数据体系是汽车产业转型升级、落实国家产业政策的重要内容,需要企业重视起来。

  ■自主品牌需补足工程数据短板

  “国内汽车产品目前已具备与部分外资品牌一较高下的实力,尤其在造型、配置、性能方面表现十分突出,但在车辆的品质、质量、耐久性、科技感及创新性方面仍较为薄弱,中国自主品牌还有很长的路要走,需要尽快补齐短板。”中汽中心首席专家、数据资源中心数据业务本部长朱向雷认为,产品品质和质量的提升极度依赖基础研发数据体系,自主品牌与汽车强国相比差距明显,主要表现在数据规范上不统一、不一致,数据量不连续、数据不成体系不系统、数据间缺乏关联性,可用于数据分析及应用上的样本少、模型少、经验少,目前甚至仍然更多引用国外数据体系,以至于开发的产品存在水土不服的情况,这些需要国家和企业高度重视。

  朱向雷认为,工程大数据体系的建立需要建立矩阵式的研发能力布局和跨产业协同平台,加强顶层设计与动态评估,建立覆盖关联产业的协同创新机制;完善以企业为主体、以市场为导向、产学研用相结合的技术创新体系;鼓励企业、科研院所、高校等创新主体围绕产业链配置创新资源,推动创新要素向产业链高端和优势企业聚集流动;充分调动国内外的科研、人才资源,在支持大型国企和合资企业的同时,也应充分扶持中小企业提升研发能力,形成自己的核心技术,使我国的汽车产业进入创新-增长-再创新的良性循环。

  在工程数据体系的构建上,中汽中心已经有了一定积累。朱向雷介绍,在与车相关的数据方面,中汽中心集中进行先进车型解析,包括整车、系统、零部件及材料的数据,在零部件体系及材料数据库的构建方面也已初具规模。针对国内设计车型在人机工效方面,不能满足日益增长的消费需求的问题,中汽中心对汽车研发中的人体工程学数据进行了资源整合,为国内自主品牌设计出更符合中国人需求的汽车提供数据支撑。除此之外,中汽中心在路况、路谱、载荷谱、路网路况、气候地质等环境数据体系建设方面也已启动或完成规划。

  当前,汽车行业已由传统能源逐步向新能源过渡,以节能汽车、纯电动汽车及燃料电池汽车为代表,以及使用生物乙醇燃料的环保汽车已被普遍认为是汽车能源动力系统转型的方向之一。整车及系统零部件集成、动力总成、轻量化、先进汽车电子、自动驾驶系统、关键零部件开发制造、核心芯片及车载操作系统等关键技术已成为新一轮汽车研发的重点。前沿技术和共性关键技术的开发依赖于基础数据、经验及技术的积累,需要的数据量更为庞大,分类也更为复杂。“建立工程数据研发体系,可以弥补企业在研发经验上的不足,形成支撑产业发展的系统化服务能力,有助于核心技术的突破。”朱向雷表示。

  ■用工程数据抢占未来竞争至高点

  在新能源汽车领域,同样面临建立核心部件的性能、参数、工艺数据库,以及国际先进车型的解析数据库的问题。中汽中心从2014年开始进行国内及国际先进新能源车型的分析工作,并进口先进的燃料电池车、纯电动车进行研究分析,建立包含整车参数、性能、结构、控制策略,以及电堆、动力电池、电机、控制器的系统解析,并建成面向行业的数据库平台。

  “在产业化发展初期建立工程数据库,可以为我国新能源汽车的发展奠定基础,为未来竞争做好储备。这一次我们避免传统燃油车领域工程数据积累落后出现的问题。”中汽中心数据资源中心工程数据部部长温泉表示,新能源汽车工程研发大数据库是支撑我国新能源汽车产业化发展的基础,而这一次我们有望掌握先发优势。

  更值得关注的是,在智能网联汽车这一未来主要竞争领域,我国已经启动了工程数据库建设工作。早在2016年,中汽中心开始布局“人-车-路-环境”行业共性、共享、开放的智能网联汽车基础数据,联合国内自主整车企业、零部件企业、科研机构、高等院校等各方,共建服务于智能网联汽车产品开发的基础工程数据。未来,中汽中心还将逐步完善符合中国实际道路情况的场景数据集,完成中国智能网联汽车驾驶场景数据平台的搭建。

  “构建工程数据体系的落实是汽车强国战略的一项重要实践,对于提高行业基础研发能力、提升汽车产品品质、抓住新能源智能网联历史机遇有十分重要的意义。”温泉最后强调,中汽中心在工程数据体系的构建方面将投入更大资源,希望行业积极参与,众智共建,尽快建立覆盖汽车研发、面向中国汽车行业的工程数据体系。

(编辑:陈伟)

责任编辑:胡晓实
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