汽车研发试验数字化转型研究

李 涛

汽车研发试验数字化转型研究

李 涛

（广州汽车集团股份有限公司 汽车工程研究院，广东 广州 511434）

结合当前数字化转型浪潮，文章基于广汽研究院试验领域数字化转型规划，探讨了什么是汽车研发试验数字化，试验领域为什么要数字化转型，试验领域数字化转型转什么以及典型场景、转型路径、评估方法，形成了一套较为完整的汽车研发机构试验领域数字化转型方法论，对实施数字化转型具有一定的指导意义。

数字化；汽车研发；汽车试验；数字化转型

自18世纪60年代以来，以蒸汽机、电气化、电子计算机等为代表的三次工业革命，使人类的体力、脑力得到解放；如今，以大数据、人工智能、物联网等技术为代表的第四次工业革命，将进一步解放人类的体力、脑力，还将释放人类的智慧。随着这些新兴技术不断融入我们的日常生活和工作，汽车产业也将迎来新一轮技术升级，例如智能驾驶、智能制造。汽车行业竞争趋势将伴随第四次工业革命加剧，汽车研发周期将不断缩短，而试验验证占据了大部分研发周期和成本，降本增效将是各汽车企业试验领域不懈追求的目标，数字化转型是实现这一目标的绝佳途径。

1 汽车研发试验数字化

回顾信息化、数字化、智能化发展历史，企业因业务发展效率提升需要，实施软件战略，逐步引入各类系统、软件；同时为了实现互联网技术（Internet Technology, IT）资源集约化实施云战略，进而形成数据湖。大数据具有不可估量的价值，依靠人工挖掘效率低下，促进了人工智能的发展。总之，业务需求信息化，信息化孕育了数字化，数字化催生了智能化。

信息化从流程出发，将IT与业务紧密结合，使得业务流程标准化、在线化，进而提升业务效率；数字化从数据出发，借助云计算、大数据、物联网等技术手段对业务进行改造升级；智能化从决策出发，借助人工智能技术辅助或替代运营和技术决策。总之，信息化时代将流程标准化、在线化；数字化时代精准模拟业务，形成数字孪生；智能化精准模拟决策，实现实时自动决策。

从数字经济角度来看，试验数字化转型包括试验验证方式的数字化、试验运营管理的数字化以及数据资产化，分别代表了生产力、生产关系、生产资料的颠覆性升级（见图1）。数据资产化后将作为生产资料融入到生产过程中。

图1 汽车研发试验数字化转型定义

1）试验方式数字化：借助数字化工具开展试验或实现物理验证到虚拟验证的转型，验证效率大幅提升，验证成本大幅降低。

2）试验管理数字化：信息化时代虚拟世界响应物理世界的模式，向物理世界响应虚拟世界转变，通过试验要素高度集成、去中心化组织等在线化管理模式转变，资源配置效率大幅提升。

3）试验要素数字化：试验&用户数据经挖掘分析后成为试验要素融入到试验过程，进而增值。同时，试验设备、场地等向数字孪生发展。

2 汽车研发试验领域进行数字化转型的原因

在新华三大学编著的《数字化转型之路》中这样写道：“数字化转型为企业带来的不仅仅是效率的进一步提升，还为企业开拓了更多的能力……能力与效率的关系，大致可以理解为当能力没有大的突破时就靠不断优化效率取得进步，就像古话说的‘勤能补拙’；当效率提升积累到一定程度，便会激发能力的飞跃，这种飞跃往往也就是人们所说的‘颠覆性创新’。[1]”正因如此，汽车研发试验急迫需要数字化转型以实现大幅降本增效，例如提升试验技术能力以应对日趋加剧的行业竞争：

1）技术竞争趋势加剧：虚拟验证、大数据&人工智能、云计算等技术的发展，传统试验技术终将被淘汰。

2）试验技术能力提升：企业经过多年的试验能力建设，试验软/硬件设施已基本齐备，需要有新的试验能力增长点。

3）试验运营能力提升：数字化范畴的管理模式变革可以大幅提升资源配置效率（例如虚拟业务空间、去中心试验团队等）和客户满意度（例如试验需求和交付物自助下单和获取、在线参与试验过程等）。

4）降低研发试验成本：当前试验样车制作、试验费用、设备场地建设等成本高昂，利用虚拟试验场进行虚拟验证、利用用户大数据进行精准验证等数字化技术将大幅降本增效。

如图2所示，汽车研发试验数字化转型，就是要业务前端基于数据挖掘创造更多试验业务，业务中间通过试验技术以及运营模式转型降本增效，业务后端基于数据为研发提供更多数据分析应用服务，让试验业务全生命周期的价值有质的飞跃。

图2 汽车研发试验价值曲线

3 汽车研发试验领域数字化转型内容

汽车研发试验部门存在的价值，就是高效地服务产品开发，保证产品质量。因此，汽车研发试验转型的终极愿景，将是更加高效的服务产品开发，保证产品质量。转型目标将是试验业务全面信息化、数字化、智能化，大幅降本增效。为了实现这一宏伟愿景和目标，需要从试验管理模式、试验验证技术、试验资源要素（含试验数据资源）三方面进行全面、系统、严谨地数字化转型，构建试验流程信息化，将正确的信息和数据以正确的方式在正确的时间传输给正确的主体；试验方式向虚拟化方向转变，降本增效；试验资源孪生化，实时掌控资源利用情况并智能化决策；试验数据资产化，将数据作为生产资料之一融入到试验活动中，让数据不断增值。最终构建三位一体的完整数字化试验体系，如图3所示。

图3 汽车研发试验数字化转型战略架构

管理模式代表了生产关系，其转型主要在于采取更加先进的管理模式、构建虚拟业务空间等。验证方式代表了生产力，其转型主要在于验证技术的虚拟化以及数字化工具的应用，例如虚拟现实、智能试验设备等。数据作为生产资料之一，其转型主要在于应用数理统计、神经网络、聚类分析等大数据技术，对用户和试验数据进行挖掘分析，建立或优化试验规范，达到精准验证的目的。同时，将数据挖掘信息服务于产品设计，例如验证出来的车辆研发质量问题，可以利用词义分析统计质量问题描述常用词，汇聚成词典，在线指导试验工程师更加精准地发现和填报质量问题。

为了实现数字化转型，其使能要素也要进行转型。首先是认知思维的转型，要全员树立数字化时代思维；其次是人才组织的变革，既有试验人员要使其掌握数字化工具、技术，新招聘员工要考察其是否具备数字化能力；实现了人才及其思维的转型，验证技术、运营体系的变革将水到渠成。

总之，汽车研发试验自成体系，其数字化转型从愿景、目标到转型内容、使能要素也要系统性地进行转型，才能全面转型成功，使数字化转型价值最大化。

4 汽车研发试验数字化转型典型场景

场景一（见图4）：试验技术数字化——模拟或仿真验证代替实车试验：利用台架模拟仿真、硬件在环、虚拟评价等技术手段来逐步减少或取代整车验证，缩短验证周期，降低试验成本，并且更早、更全面地发现研发缺陷。

图4 场景一：试验技术数字化

场景二（见图5）：试验资源数字化——智慧试验室、试验设备数字孪生、用户大数据挖掘：逐步实现试验资源的数字化和智能化，数据利用能力不断提升，促进试验资源更加安全、高效运用。

图5 场景二：试验资源数字化

场景三（见图6）：试验管理数字化——基于试验任务的一站式服务，试验业务逐步转型为在线运营，提升试验运营效率，提高试验管理的规范性；试验管理数字化不是简单的将业务流程照搬到线上，而是要基于现代通信、软件、人工智能等先进数字化技术，变革现有的业务模式，不断降本增效，例如去中心化的业务组织结构、灵活的任务团队构建、任务流程的智能化运转等。关于试验管理的数字化，可以参见文献[2]。

图6 场景三：试验管理数字化

5 汽车研发试验数字化转型路径

如图7所示，数字化转型的首要工作是数字化认知与思维，即全员树立数字化思维意识，正确理解数字化及其转型，知己知彼，百战不殆。然后进行数字化战略规划，制定短期及中长期技术路线图，目标明确、路径清晰；按规划实施数字化转型，以项目组或课题组形式小步快跑、敏捷推进，构建数字化能力；定期进行数字化推进检查，定期检查进度及问题，识别风险和不足；最后评估数字化转型成果，总结成功与失败经验，寻找差距，准备下一轮数字化工作。

图7 汽车研发试验数字化转型路径

6 汽车研发试验数字化转型成熟度评估

汽车研发试验数字化转型成熟度从试验技术、试验资源、试验管理三方面进行评估。试验技术数字化主要是看模拟/仿真验证对实车道路验证的替代度或者模拟/仿真验证的精准度；试验资源数字化主要是看试验设备设施的自动化程度、数字孪生程度以及试验数据的挖掘能力；试验管理数字化主要是看流程信息化、业务在线化、决策智能化水平，如图8所示。

7 总结

汽车研发试验数字化转型，关键在转思维；数字化范畴的思维模式和技术能力是更高维的智慧和技能，其产生价值程度关键在于试验人员的主观意识和工作实践。数字化时代已经来临，未来已来，将至已至，试验人员在数字化浪潮的推动下，必须转变思维，拿起数字化工具迎接未来，决胜将至。

[1] 于英涛.数字化转型之路[M].北京:机械工业出版社, 2021.

[2] 李涛.Research and Application of Vehicle R&D Test Management Digital Transformation[C]//2022年中国汽车工程学会年会论文集.北京:机械工业出版社, 2022:13-16.

Research on Digital Transformation of Automobile Research and Development Test

LI Tao

( Automotive Engineering Research Institute, Guangzhou Automobile Group Company Limited, Guangzhou 511434, China )

Combined with the current wave of digital transformation, based on the digital transformation plan of the test field of GAC Research Institute, this paper discusses what is the digital transformation of automobile research and development, why the test field should be digital transformation, what is the digital transformation of the test field, as well as typical scenarios, transformation paths and evaluation methods, and forms a relatively complete set of digital transformation methodology of the test field of automobile research and development institutions. It has certain guiding significance for the implementation of digital transformation.

Digital;Automobile research and development;Automobile test;Digital transformation

U467；F273

A

1671-7988(2023)17-195-05

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.017.037

李涛（1984－），男，高级工程师，研究方向为汽车研发试验及其管理，E-mail:litao@gacrnd.com。