汽车数字孪生解决方案

汽车数字孪生提案时间：XXXX年XX月目录汽车数字孪生介绍01应用场景分析02技术架构03汽车数字孪生介绍01汽车数字孪生数字孪生充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真，现实空间在虚拟空间中完成映射，从而反映实体设备的全生命周期过程，支撑更多维度的分析跟踪，甚至预测实体设备的状态。其实简单理解：给实体建立一个数字化的双胞胎。汽车数字孪生数字孪生可应用于车辆研发、制造、销售、售后产业链各个环节。在虚拟环境中对其过程进行仿真、优化及重构，打破固有的设计方式、制造流程、销售体系、售后服务，从而提高开发和生产的有效性和经济性；提升产品实际运行时间和性能，同时降低产品项目相关的成本，最终达到降本增效的最优效果；为用户提供更丰富、更个性化的服务。汽车数字孪生案例锦湖数字孪生应用-“轮胎研发过程中的数字孪生”锦湖轮胎与韩国晓星信息系统公司联合设计预测轮胎橡胶配方设计中橡胶包裹(Lab)特性的VCS(VirtualCompoundSimulation)系统和预测实际轮胎行驶性能的VTS(VirtualTireSimulation)系统。东风汽车数字孪生应用-3D数字孪生车间东风商用车与星联智云共通打造商用车生产线数字孪生车间，运用3D虚拟建模技术，打造数字孪生工厂/车间，通过仿真产线查看现场运行状况，实现生产监测、智能巡检、模拟测算、故障预警。长城汽车数字孪生应用-3D数字孪生展厅长城3D可视化的数字孪生汽车，让潜在买家购车时可将汽车的颜色改成自己喜欢的颜色、自己喜欢的内饰、自己喜欢的轮毂，促进用户消费。长安数字孪生应用-全场景数字孪生开发开放平台长安汽车将驾驶、座舱、车控三域形成整车级虚拟仿真环境，支持虚拟现实、混合现实的极致体验，实现全车功能场景可编排，能够快速开展单体级、系统级、整车级的体验评价，大幅提升产品开发效率。应用场景分析02研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04研发阶段痛点研发成本高从原型样车到量产制造的测试环节生产大量的原型样车，研发成本高。研发部门间信息孤岛研发部门间人工传递整合文件，传统方式效率低且沟通成本高。研发周期长从概念设计到原型样车，少则两年，多则五年十年。从原型样车到量产制造，至少需要一年。研发阶段痛点场景一：车型设计场景介绍：同一孪生环境，各研发部门间信息共享，可以轻松便捷地修改产品的尺寸、几何结构、装配可行性、流程可行性验证、冒烟测试、虚拟场景测试等工作。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04应用对象价值车企极大简化流程，为车企减少物理样机制造次数、时间和成本，实现“零成本”试错。场景二：自动驾驶中的应用场景介绍：测试阶段：数字孪生赋予自动驾驶测试方法更丰富而全面的测试场景来源，更大程度的覆盖了自动驾驶功能安全等多重测试场景范围；测试车辆与孪生体虚、实状态同步，实现整个数字孪生系统的闭环实时仿真测试。应用阶段：通过数字孪生融合高精度地图3D还原、车道级路径规则与引导、辅助驾驶信息安全预警、高精度定位、高精事件、动态限速、道路天气、危险车辆预警、信号弱区、交通信号灯、紧急车辆提醒等信息与车辆车云互联，模拟真实环境，为自动驾驶服务，提供更安全，更精准，更真实的数据支撑。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04应用对象价值车主提升驾驶员乘车体验；

随着自动驾驶技术成熟行车安全也会进一步提高。车企有效提升测试的效率与真实度；减少测试车的生产，从而控制成本利益最大化；

吸引用户消费，提升品牌竞争力。场景三：车辆不同环境中行驶模拟场景介绍：通过数字孪生模拟在不同环境、不同天气、不同路况下对车辆进行功能验证，收集数据改进车型设计，待达成符合预期的结果后，产品由数字端直接映射到现实端。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04应用对象价值车企为车企极大节约测试成本，降低需求方案的管理难度。生产阶段痛点巡检工作繁，运维压力大厂区规模大、生产设备多、监控设备散，巡检依赖人力，巡检压力大成本高。人工巡检无法实时、全面、准确地了解现场生产情况和工序流程。仓储物料多，批次追朔难追朔性差，信息统计滞后，物料及库存管理难度大。生产系统多，统筹管理难生产数据分散，无法支撑管理者进行高效决策。系统管理员多，管理职权分散，统筹难。生产阶段痛点员工培训效率低新员工需专人现场培训，损耗设备且影响生产效率。针对突发事件需定期组织演习，演习效果差。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04场景一：数字化产线场景介绍：将生产阶段的各种要素，如原材料、设备、工艺配方和工序要求，通过数字化的手段集成在一个紧密合作的生产过程中，并根据既定的规则，自动的完成在不同条件组合下的操作，实现自动化的生产过程，同时记录生产过程中的各类数据。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04应用对象价值车企方便车企统一管理产线，为后续的分析和决策提供依据。场景二：设备资产维护与巡检场景介绍：数字孪生模拟关键设备何时需要维护，用来确定整个生产线、工厂的健康状况，通过移动端和PC端随时掌握设备的实时运行、报警、故障及保全维修等信息，有计划地开展主动巡检和设备预防保养。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04应用对象价值车企为车企减少人力投入，同时可及时发现问题，避免设备非计划停机带来的损失。场景三：模拟培训场景介绍：通过工厂的数字孪生虚拟可对消防预案、应急救援、事故演练、工艺操作等各种内容进行培训，不需要实际摸到设备，就可以向工人展示如何使用。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04应用对象价值车企提高培训效果和事故处理效率，减少日常操作对设备的损耗，提高员工整体素质展车样式单一用户无法实时查看心仪车辆样式。销售阶段痛点试驾场景简单无法体验更多更复杂的场景下车辆的性能表现，影响产品吸引力。销售阶段痛点研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04场景一：数字展厅场景介绍：通过数字孪生3D可视化汽车，供潜在用户动态对车辆进行改装。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04应用对象价值潜在车主为潜在用户提供更丰富、更个性化的客户体验车企提高车辆销量场景二：虚拟试驾场景介绍：通过数字孪生，结合VR/AR、虚拟座舱，让用户在虚拟空间操控驾驶汽车，全方位地感受汽车在各种环境各种场景下的性能和魅力。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04应用对象价值潜在车主激发潜在用户购车欲望车企提高车辆销量售后阶段痛点车辆状态追溯难无法结合车辆所处环境等因素还原车辆实际状态。面对特殊情况时，无法还原车辆的实际状态，责任划分难。车辆保养周期不科学固定时间或固定里程做为保养条件，保养不及时导致车辆损坏的风险。提前保养浪费资源。售后阶段痛点研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04二手车市场“深不可测”无法准确掌握车辆的信息，易产生纠纷。场景一：故障诊断场景介绍：将实体设备的历史故障与维修数据、实时工况数据同步给孪生体，孪生体与故障诊断知识库相连，利用仿真技术推测孪生体情况并展示。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04应用对象价值车主通过故障孪生体可视化，方便用户定位及恢复故障。车企更加精确的故障检测与判断，帮助车企完善车型设计。场景二：维修保养场景介绍：通过数字孪生体实时收集实体的各项性能参数，通过孪生环境测试推算车辆状态，分析各项性能偏差，提前预判产品零部件的损坏时间。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04应用对象价值车主以便用户主动、及时的维护保养车辆，延长车辆使用寿命。企业对于车企而言可收集产品零部件损耗情况，对零件供应商进行加强管控，提升品质。场景三：汽车运行状态监测场景介绍：通过数字孪生体对车辆的行驶轨迹、速度等参数结合环境、路况等因素进行仿真还原，可应用突发情况追溯用户驾驶状态和车辆行驶状态。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04应用对象价值车主可追溯事故发生前后的情况，避免责任纠纷。企业车企可通过数据分析完善车型设计，提升车辆安全性。场景四：二手车交易场景介绍：通过数字孪生体构建全生命周期，将车况数据、服务历史、配置更改、零件更换和保修数据做孪生数字化展示，结合车辆残值评估算法进行残值评估，使二手车交易过程信息公开。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04应用对象价值车主&潜在车主保障买卖双方利益车企维护品牌形象，建立良好口碑场景五：练车服务场景介绍：为准驾驶员或学员提供练车服务，通过在虚拟环境中驾驶数字孪生车辆，从而实现虚拟练车。研发阶段01生产阶段02销售阶段03售后阶段04应用对象价值车主&潜在车主方便车主或潜在车主提升驾驶技能，降低学习成本。场景总结研发阶段生产阶段销售阶段售后阶段场景一车型设计数字化产线数字展厅故障诊断场景二自动驾驶中的应用设备资产维护与巡检虚拟试驾维修保养场景三车辆不同环境中行驶模拟模拟培训-汽车运行状态监测场景四---二手车交易场景五---练车服务阶段场景蓝色字体建议优先落地场景汽车数字孪生平台-业务架构数据数据采集车况参数实时数据环境参数路况参数其他…数据处理数据过滤数据解析数据治理数据共享其他…模型孪生体环境仿真基础天气环境交通标识公路建筑设施其他…行人车辆车载设备传感器其他系统DMS售后运营系统其他…其他…会员积分系统经销商系统故障诊断模型数据模型用户画像模型用户驾驶评分模型行驶规则模型其他…实际应用二手车残值评估模型车辆零件损耗模型历史累计成本模型数据模型三电分析模型仿真还原诊断预测辅助决策车辆仿真数据仿真行为仿真其他…故障诊断保养周期预测行为预测其他…故障定位自动驾驶决策其他…生产决策实体和基础数据支撑数据模型数字孪生体应用上传计算组织包含调用表征数字展厅其他…车辆故障可视化识别车辆保养生命周期可视化二手车生命周期可视化练车服务虚拟试驾碰撞事故还原模拟自动驾驶潜在车主车主车企车型设计自动驾驶测试产线巡检监测产线管理车辆行驶模拟测试其他…技术架构03业务逻辑层整体技术架构消息队列WEB前端手机端TBOX端网关层基础数据存储大数据数据中台3D数字孪生系统支撑系统调用终端数字孪生平台定时任务实时同步数据接入分析能力3D数字孪生系统安全管控数据同步…C端网关B端网关大数据网关TBOX网关第三方系统第三方系统模型GIS渲染引擎物理引擎场景数据接入模型展示数据采集技术架构消息队列业务逻辑层WEB前端门户运营系统售后系统手机端车端车机TBOX手机APP手机小程序B端业务API网关销售网关运营网关售后网关C端业务API网关3rd网关手机网关大数据网关埋点网关埋点协议解析动态采集解析动态采集网关车端网关车况解析通信服务基础数据存储数据库对象存储Kafka缓存大数据数据中台数据采集数据共享数据计算分析数据过滤3D数字