2022汽车半导体生态峰会演讲实录|达索徐文强：智能座舱的数字化工程

以“智链未来 本立而道生”为主题的“2022张江汽车半导体生态峰会暨全球汽车电子博览会”由《中国汽车报》社主办，张江高科、爱集微、浦东新区投资促进二中心承办，11月7日-8日在上海张江科学会堂隆重举行。

本届峰会邀请了以半导体为核心的全球智能网联汽车生态链企业高管、知名分析师与投资机构、中外行业大咖参加，瞄准新智能汽车与能源汽车技术前沿，就科创+产业+金融进行深度交流，为汽车半导体产业发展贡献智慧和力量。同时，通过趋势分享、前沿技术碰撞、投资逻辑解读以及全球汽车电子博览会，共同探讨全球巨变下的汽车半导体产业链发展，为业界充分展示汽车电子最新发展成果与趋势，打造国际化一流汽车半导体领域展示平台。

其中，在11月7日举办的“智能座舱及人机交互专场”，达索析统（上海）信息技术有限公司 汽车行业资深顾问、高级技术经理 徐文强做了题为《智能座舱的数字化工程》的精彩演讲，以下内容为现场演讲实录：

徐文强：大家上午好，今天我和大家交流的题目和探讨的题目是智能座舱的数字化工程，我来自达索。

达索析统（上海）信息技术有限公司 汽车行业资深顾问、高级技术经理 徐文强

我介绍一下达索的产品，达索的产品比较多，我们通过四个象限进行表达，从左边可以看到我们是把物理的世界通过数字化模型的方式在虚拟世界表达，主要是基于模型，从微观到宏观的数字化模型的定义，材料分子的建模，产品的三维建模，系统设计，系统性能，相应的城市的建模。

左侧完成了这种模型建立以后我们下面的象限就是仿真，基于我们4AD进行数字化的仿真，充分发挥仿真驱动完善物理产品的开发效率，通过仿真提高产品设计的质量。

右侧是我们创建信息的资产，主要是快速索引数据的对象，通过网络爬虫，大数据分析，或者是一些数学的模型，更好的关注数据，为产品的开发做一个更好的场景决策。

上面是大家比较熟悉的产品连续性的、周期性的管理，像连续性的协作管理，项目管理，项目协同等等这几个方向。

达索现在有接近27万个客户，我们分为11个行业，这个比较有代表就是汽车、航空、高科技，船舶等等，我们每一个行业都有标杆客户，汽车行业有特斯拉，宝马等等，高科技行业我们有博世，小米，华为。我们认为通过这些标杆行业对我们达索系统的积累，能够更好的助力各个企业的数字化转型需要。

大家都说智能终端，智能终端的内涵就是物理世界和数字世界交互的核心，包含的比较多，像手机，可穿戴，泛智能家居等等，我们智能汽车在感知、计算、交互等等能力上的提升，使得我们智能汽车在这个智能终端发挥着越来越重要的作用，不止是出行这一服务，还包含健康、社交、商务等等各个层次。

智能汽车的技术和生态都在融合，我们可以看到现在智能汽车加入了很多新玩家，像高科技的企业，ICG企业等等。这样的话，对汽车的产品形态产生了变化，大家注重用户体验，用户体验通过智能座舱、自动驾驶、OTA的持续升级，使我们的终端用户有体验的提升。在汽车或者是汽车相关的零部件的产品成本结构上，也是从原来的以硬件为主，变成软硬件并存的一个开发模式的情况。

在利润收入上，以前就是依靠单一的硬件获得收入，现在可以通过OTA的持续升级，给汽车行业带来持续的收入。

另外就是智能座舱也是逐渐成为智能汽车生态的重要接口，实现了个性化的用户体验。我们有很多语音控制，手势控制等等，这些就增加了汽车对人的感知能力，这一块我们实现了人机交互的能力。而且通过现在智能座舱的一些软硬件一体化，我们给用户提供了更多的智能座舱的应用的场景，让他们可以有一些个性化的服务。都说智能座舱或者是车作为一个人行为当中一个第三生活的空间，他们打造了从车外到车内，到家庭的全生态的场景，通过我们车内精准的感知、规划，这样的话提供了更丰富的人机交互，提供了更丰富的智能座舱的应用场景，这样的话可以用用户提供全新的产品体验和服务。

我们说智能座舱可能会更加的智慧，更互联互通，更需要软硬的结合，打造更多的生态的合作。

前面几位嘉宾有一些智能座舱的讲解，再结合我们对智能座舱的洞察，我们从数字化落地的纬度上进行了总结。第一个就是从改变点和业务痛点上总结，以及我们需要一个大概什么样的能力建设。

第一个就是需求工程和系统的架构，现在我们如何应对用户体验应用场景多样化的需求？再快速的迭代出对应的方案。

另外，在这个多场景，多方案的情况下，我们怎样才能够进行系统架构的设计以及性能指标的权衡分析，这个需要我们更注重需求工程。第二是注重产品系统场景的设计，以及多系统的架构权衡分析。

第二大类就是3D的设计和仿真，3D场景的复杂化、高效的结构设计很重要，像零动力座椅，更大的智能屏，我们需要相应的结构设计，也要有应对新场景的仿真能力，我们要关注3D的协同设计。

在软硬件架构的平台化上，软件和硬件的仿真现在相对来讲是比较割裂的，我们怎么实现设计仿真一体化？保证硬件适合软件的迭代升级，软件更好的匹配我们的硬件的能力，这需要我们建立一个设计仿真平台化，而且要实现虚拟的安装。

最后是产品的可靠性和合规性。汽车行业有很多的合规性要求，我们在开发的过程当中，为了应对这个开发周期的缩短，我们怎样能够基于产品的开发流程实现设计即合规，就是也设计过程可以满足合规的要求。

这个是我们和另外一个客户这几年关于数字化转型做的总结，产品的数字化实际上就是打造快速、灵活、优质高效的端到端的系统能力，支持我们的研产供销服全流程的作业和营销效率的管理，这个应该具备的三大核心的能力，第一个就是数字化产品，也就是产品开发的纬度，我们提高研发、开发的效率。

第二就是产品生命周期的数据数字化，我们营销、供应、制造、服务等等数据可以提高我们的效率。

第三是产品的运营，我们的所有产品要有战略投资，需求、质量的可追溯性，可预防性。我们可以最终通过产品对象的数字化，产品作业过程的数字化，产品运行态的数字化，打造一个数字化的平台。

达索对这个数字化的转型划分三层的架构，上面这一层就是产品的商业指导和决策层，也就是产品的决策数字化，通过资产数据的分析，智能数据的索引，性能、审计，现场监控等等，让客户实时的得到对应产品的信息，最终可以做出一个正确的商业智能决策。

第二个层次就是产品的管控和协同协作这一块，我们称之为产品作业的数字化。这包含跨阶段的协同，跨领域的协同，集成测试，变更管理，预测维护，实现的就是基于模和数字连续性的，推动和促进相关产品作业过程的数字化。

最后一层就是产品的作业和执行层，也就是产品对象。我们产品开发的话，涉及从功能到需求，到逻辑，到物理零件，到仿真验证，到工艺的制造，物流的供应，到运营维护，我们希望可以基于模型、数字连续性打造一个数字的底层框架。

关于产品的数字化的落地，我们最终是有一个三条的主线，我会稍微的展开进行讲解。

第一个就是以3D为核心的数字化协同和工程的管控，以MBD，就是CAD核心的数字化产品设置。

第二是虚拟的仿真、验证、优化。

第三就是数字化工艺和仿真。

最后一个就是相应的敏捷开发。

第二个层次就是我们很多客户和我们交流都是在说MBSE这个方法论怎么应用在产品开发设计上面来，我们说的就是MBSE为核心的系统架构设计和协同。

第一个部分就是需求闭环管理，从需求的捕获，仿真，管理，实现全过程的可视化，可追溯，而且是可验证，同时包含系统架构的设计，方案逻辑的设计，系统架构对应的权衡的分析，多作业的系统仿真和优化。

第三个层次就是以项目为核心的产品生命周期的管理。这里包含产品的规划管理，产品数据管理，仿真平台，工艺平台，项目管理，合规、质量管理，集成变更管理。

我们说第一条主线，就是以3D为核心的数字化设计，我们品牌可以支撑从创意到草绘，到A面，到渲染。下面就是相应的具体的结构设计，总布置，人机工程，还有一些底盘，内外饰等等，最后就是通过数字样机进行CAD设计的验证和仿真。

仿真这个层次比较大，我们基本上就是按照应用的场景进行了划分，包含自动驾驶，车辆互联，轻量化，整车的动力性，性能工程，这个包括电磁，热疲劳，振动，噪声，热管理，操控性，安全性，软件的仿真，轻量化的仿真等等。达索的相应的品牌都可以实现对仿真进行支撑。

简单的举一个例子，相比于传统的座舱，我们的智能座舱有很多的尺寸较大的智能屏，这些可能会影响空气流道的设计和人机的舒适性，我们通过相应的流体仿真工具，对这些障碍物和对车内的影响流道的障碍物进行流体的仿真设计，同时提高我们人体的舒适性。

右面，我们可以举一个例子，比如智能座舱的香氛系统传播，我们通过流体的软件，把这个香氛进行均匀的扩散。

另外就是我们怎么关注车的电磁强度以及其对人体的危害度，我们通过建立一些人体的模型（不同密度的人体模型），对这个辐射的特定吸收率，影响的程度进行仿真的分析，以期达到我们设计的优化。

接下来我们讲一下系统工程，或者是MBSE。因为达索的客户很多都在用MBSE，比如说本田，他们用MBSE就是关注在全生命周期的端到端的问题，虚拟仿真验证，基于模型的软件协同设计。博世在欧洲，我们和他们用MBSE用在智能座舱，主要就是用在系统到系统的架构权衡的分析，基于应用场景的运力分析，基于模型的功能逻辑的仿真等等。

实际上MBSE国际系统工程学会有一个简单的定义，就是有三点，一个是跨学科，跨专业的协同。第二是由需求驱动的产品开发设计闭环管理。第三是广度和深度的纬度，进行产品设计和持续仿真的产品生命周期的管理。

最主要的三个核心的活动，第一是多尺度的架构的建模，从我们需求到用户体验，到特征，到系统架构的开发。

如果我们在这个基于模型的系统架构有了以后，就可以实现第二个层次，也就是多专业的协同，就是在系统架构的牵引下使得我们不同学科的人员可以在同一个平台，同一个架构上协同开发设计。

第三就是全周期持续的虚拟验证，我们通过早期的验证，权衡分析，提高产品开发设计的质量。

我们常见就是整车开发的V字模型，右面是我们产品基础的物理机验证，移至产品开发的前期进行验证。我们是系统工程，我们可以把大量的产品及物理的验证放在前期开发，缩短整个开发的周期。

系统架构的多尺度建模我们有三个阶段，一个是系统至系统的运行的场景。实际上就是我们对系统外围运行场景的分析，以及与这个系统产生交互的利益相关者的权衡分析。以智能座舱为例，我们就负责满足智能座舱与底盘、转向，制动这种交互设计的要求。

第二层就是系统设计的问题域，我们有了这个系统的顶层交互设计的要求以后，把这个进一步打开，根据产品的整个全生命周期的管理，从研发、设计、仿真、测试、工艺、制造等等，结合产品的运行上下端，最终得到这个系统需要的具体能力要求，像智能座舱的语音交互的能力，人脸识别的能力，手势识别的能力等等。

最后就是我们满足这个系统具体能力的要求以后，我们是需要看什么样的功能才可以拥有支撑这个系统的能力，比如创建功能列表以后，搭建系统的架构，功能架构，逻辑架构等等，在这个情况下我们可以进行相应的0维，1维的仿真，最终得到系统级别的详细参数列表，用于我们接下来产品结构、硬件、软件等等的详细开发设计。

刚刚讲了系统工程一个最大的亮点，就是全生命周期的持续仿真验证，可以把产品级的物理验证前移到开发设计的阶段，我们在产品开发设计阶段也是进行了总结，一个是需求的仿真，我们如果进行需求的仿真可以提前把我们的需求中有冲突的地方检测出来。

第二是系统架构和功能逻辑的仿真。比如说我们应对某一个方案，我们做了一个功能逻辑的架构，这个是否有一些不合理的地方，或者是逻辑有冲突的地方，这些都可以通过进行仿真进行优化。

下面就是产品的详细的开发设计阶段，我们熟悉的就是像前面嘉宾说的一些工程专业的仿真，疲劳强度，工程性，经济性等等。我们完成了这个以后，我们可以做一个全局的建模仿真，现在我们叫做多专业的联合仿真，跨专业的联合仿真，我们在提虚拟验证，这个就是一个多专业、跨学科的，把不同的机电软联合起来的虚拟验证。自动驾驶也是一个虚拟验证的场景。

这里我们选了一个达索的客户，也是一个智能座舱的客户，它用达索的系统工程建立开发，系统工程就是从需求到功能，到逻辑，到物理零件的开发，以及后面的虚拟验证，或者是虚实结合的验证。基本是包含了五个部分，第一个就是需求管理，需求追溯，包括系统定义的需求管理，应用场景，设计标准，合规性，安全性等等这些，我们把这些需求进行有效的管理。

第二就是需求完成了以后我们进行系统架构、功能逻辑架构基于模型的仿真。

上面完成了以后，我们来到了3D的三维模型CAD的设计，以及对应的DMU差，疲劳强度，振动、电磁等等的仿真。

第四是软硬件的设计，软硬件的结合的仿真。

最后就是虚拟验证，或者是虚实结合的一个虚拟验证。

这个视频是刚刚讲的开发场景的其中一个部分，是智能座舱里面一个中控屏，我们有一个物理的中控屏，有虚拟的中控屏，可以实现虚实结合的操作，界面都是通过我们软件联合，可以进行一个相互的联合的虚拟验证。

这个是其中一个场景，是车内的氛围灯，通过不同的颜色的调整，我们可以看一下车舱内的人员的体验，我们通过人体模型可以做一些人机工程的分析，人机体验的分析。这个就是典型的虚拟验证，或者是跨学科，多专业的虚拟验证。人机工程除了驾驶员以外，还有对乘客的影响。

刚刚简单的介绍以3D为核心的产品的设计，以MBSE为核心的系统架构的设计，协同、仿真。下面就是整个产品生命周期的管理，大家比较熟悉的就是产品组合，项目管理，智能决策，还包括仿真平台管理，工艺平台管理，产品数据管理，质量管理。实际上这里着重讲一下合规性的设计和管理，合规性的话，我们熟悉的就是16929，26262，功能安全等等，我们这里选其中一个场景，也就是功能安全。我们把这个业务等级的分类分成1到4级，第一级开始，以前我们没有合规性的要求之前，我们需要满足这些合规性或者是功能安全，我们可以对当前的工程设计没有任何的影响，就是把这个结果或者是交互物管理起来，保证了可追溯性，最终是满足了审核性的要求。

第二层，我们可以把功能安全或者是合规性的要求流程固化到我们自己的工程开发设计里面去，同时这个流程改变了以后，可以加一些工具支撑，前面说的需求工程，系统架构等等。我们最终可以实现基于部分流程集成，以及工具集成的完整的一个功能安全过程的控制，保证了一定的数据可追溯性。

第三个层级，我们是基于系统的工程，我们面向对象，所有的都是通过模型来建立。通过模型建立、追溯，我们更好的实现开发过程设计中的协同设计，也就是我们最终所说的工程设计即合规，我们工程设计的过程就是满足合规性的要求。工程设计完成了以后，完全是满足这些合规的一些结构、交付，不要花多余的时间来整理。

第四，我们是基于单一的数据源，需求就是开发设计的源头，从需求来驱动，而且数据可以重用，在同一个大的研发平台下进行的开发设计，我们实现了完整的系统的工程能力，这个不止是支撑合规性，也是支撑我们整个系统工程或者是产品快速的迭代。

最后举一个例子，这个是我们和另外一个客户进行打磨完成的，融合了工程管控和工程设计。上面就是整车或者是产品的开发流程，中间就是基于达索的3D平台，将系统工程从需求、功能、逻辑到物理开发设计，制造，工艺，物料，在这个过程当中，我们将对应的APQP的流程的要求嵌入到开发的过程当中去，实现了工程设计即合规。

这个是我和大家交流的内容，谢谢大家。

（注：以上速记内容未经本人确认）