汽车研发数字化的另一个重要领域就是产品数字化。我读大学时的工程制图课号称“四大名补”之一，关掉无数同学，尤其是像我这样的手残党，线条粗细浓淡永远弄不对，画错的地方也永远擦不干净。那时候通宵趴在板上画大作业绝对是挥之不去的阴影。后来用上AutoCAD就惊为天物，感觉有希望继续吃机械这碗饭了。

在几十年前，汽车工程师们的图纸是论吨来称量的，可想而知那些汽车研发的前辈开发一款产品要付出多少心血。十几年前，办公室搬家，由于产品图纸已经数字化了，我被分派去销毁不宜搬走的几大箱图纸。那些图纸生生干坏了两台碎纸机。

伴随着产品数字化的是全生命周期的产品管理系统，零件的概念设计，评审，设计发布，工程更改都通过系统进行审批和记录。全球各地的工程师可以打开同一个数模进行各种评估。每次进行产品评审时正如古诗所云，海内存工友，天涯共此时。现如今，从造型设计、整车布置到发给供应商开发模具设计工装夹具的全过程都已经实现了数字化。

汽车研发中耗时最长，花费最大的过程当属验证环节，从零部件到子系统再到整车要耗时数年，耗资上亿。

在汽车产业刚刚出现的时候，企业所采用的验证方法是很简单的将产品交给客户，通过客户在实际使用中的反馈来改进产品。比如卡车企业，常常用一种比较悠闲的方式来进行产品开发。首先制造几辆样车，交给经过仔细选择的客户进行使用。如果发生问题，便改进设计，直到这些车辆能够在顾客的使用环境中“生存”为止。一旦一个新设计在几个顾客的手中得到验证，卡车制造公司便开始投产。很多卡车制造公司都采用这种开发方法，一直到20世纪50年代。这种开发方法会使一种新车型的开发时间拖得比较长。在1920年以前，轿车、卡车的性能和耐久性试验都在公共道路上进行，各家厂商都选择了包括城市道路和乡村道路的试验路线。同时，厂商们也在收集有关产品实际使用的数据并与上述试验数据进行对比分析。积累了一定的经验后，厂商们就可以确信，如果一辆车可以在上述试验路线上行驶一定的里程而不发生失效，那么它在客户手中就可以具有足够的工作寿命。

但是，公共道路的路况变化比较大，试验条件难以控制，造成试验结果重复性和可比性较差，试验周期比较长。到了20世纪20年代，汽车厂商们已经认识到进行仔细控制的验证试验的价值。而这样的试验需要在试验室内的试验设备上进行或者在专门的试验场地上进行。在美国，最早的专用车辆试验场之一是美国陆军的阿伯丁试验场（Aberdeen proving ground)，这个试验场在1920年以前就已经修建好，在第一次世界大战中用于试验大炮。1924年，通用汽车在密歇根州Milford修建了世界上第一个专用于车辆开发的试验场。在这个试验场中包含了各种有代表性的汽车行驶道路，主要用于在标准条件下对批量生产前、后的轿车进行验证试验，也对竞争对手的产品进行综合试验。在国内，主要的试车场有北京通县的交通部试车场、海南琼海的海南汽车试验场、属于军方的定远汽车试验场等，几家大的汽车公司也有自己的试车场，比如湖北襄樊的东风襄樊汽车试验场、上海通用的广德汽车试验场、大众在新疆的汽车试验场等等。

在20世纪60年代出现的两个技术上的重大发展，大大促进了汽车验证技术的发展。第一个是把各种损伤累积模型应用在车辆零部件的开发中，进行随机疲劳寿命预计。这把汽车验证技术置于一个坚实的理论基础之上。第二个是把伺服液压作动器引入车辆开发试验室。伺服液压作动器的引入使得在试验室中能够比较准确地复现车辆在道路行驶中所受到的载荷，试验的重复性得到了大大改善。现在，所有的整车厂和零部件企业都在应用这一系统进行开发与验证。

从上世纪5、60年代起，随着计算机技术和有限元技术的发展，基于有限元分析进行的仿真分析也逐渐发展起来，经过几十年的发展，汽车行业已经在产品开发的早期阶段广泛应用CAE技术来替代开发试验和验证试验。

采用CAE技术进行仿真分析和验证具有很多道路试验和试验室试验所不具备的优势，首先是大大降低了制造样件样车进行验证的成本，较低的验证成本还可以让工程师对很多方案同时进行仿真验证以从中挑选出最优方案。其次是可以将验证周期大幅缩短，不说跟早年的公共道路试验相比，就算是现在的试验场加速验证试验往往也要几个月的时间，试验室台架试验也需要几周的时间。而通过计算机仿真，只要几天就可以大致得到验证结果。此外，计算机仿真可以将验证提早到最早期的概念设计阶段，在工程开发中，越早发现问题，解决问题的成本就越低。

现如今，CAE技术已经实现了虚拟推动现实，不只是实现验证，还能够通过各种优化方法提升车辆性能，降低产品成本。笔者所在的泛亚汽车技术中心就在国内最早应用多目标优化进行车辆前期开发设计，取得了相当不错的成果，获誉颇多。

现在的汽车研发中基于CAD技术和CAE技术的产品数字化技术已经得到了广泛应用，开发出的产品也远比几十年前手工计算，手工绘图的年代性能更好，成本更低。数字化研发的时代已经到来，随着AI，大数据等技术的发展，企业获得客户需求，客户使用工况的方法越来越多，把握客户需求，提供更优秀的客户体验的能力也越来越强，通过向IT行业的学习，除了数字化技术，IT行业常用的自下而上的敏捷开发方法也逐渐与汽车行业传统的由上而下的瀑布式项目开发方法相互融合，相信汽车研发的革命不会太远了。

来源 | 知乎

作者 | Brandon Lu

本文来源于网络，本着学习交流的目的进行转载，已标注原始作者和出处，如存在异议，请联系editor@xingongye.cn。如您对内容有疑问，请告之，以便我们及时处理。