MWORKS系統(tǒng)建模與仿真：汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證課件匯 楊世春第5-8章 科學(xué)計(jì)算環(huán)境MWORKS.Syslab-車載控制器應(yīng)用（北航）、展望

MWORKS系統(tǒng)建模與仿真：汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證前言MWORKS系統(tǒng)建模與仿真：汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證第2篇MWORKS系統(tǒng)建模與仿真5.科學(xué)計(jì)算環(huán)境MWORKS.Syslab5.1交互式編程環(huán)境交互式編程環(huán)境是Syslab的基礎(chǔ)交互模塊，通過資源管理器、代碼編輯器、命令行窗口、工作空間、窗口管理等功能，提供功能完備、強(qiáng)大的交互式編程環(huán)境。5.2解釋與調(diào)試通過將開源Julia編譯器、調(diào)試器，與交互式編程環(huán)境進(jìn)行集成，形成解釋與調(diào)試運(yùn)行環(huán)境，支持解釋執(zhí)行、單步調(diào)試、斷點(diǎn)調(diào)試、變量監(jiān)視、調(diào)用堆棧等。5.3函數(shù)庫(kù)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)函數(shù)提供基礎(chǔ)數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)，支持初等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)與矩陣論、隨機(jī)數(shù)學(xué)、插值、優(yōu)化、數(shù)值積分與微分方程、傅里葉變換及濾波、數(shù)論、稀疏矩陣的相關(guān)運(yùn)算與操作等，支持基礎(chǔ)數(shù)學(xué)的統(tǒng)計(jì)與分析等。5.3.1基礎(chǔ)數(shù)學(xué)5.3函數(shù)庫(kù)符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱支持符號(hào)計(jì)算函數(shù)、符號(hào)數(shù)學(xué)、圖形相關(guān)的操作與分析，可實(shí)現(xiàn)符號(hào)對(duì)象的創(chuàng)建及轉(zhuǎn)化、符號(hào)數(shù)學(xué)基本運(yùn)算、符號(hào)方程系統(tǒng)求解、符號(hào)表達(dá)式的推導(dǎo)、化簡(jiǎn)、代換，主要功能包括：符號(hào)表達(dá)式的運(yùn)算，符號(hào)表達(dá)式的復(fù)合、化簡(jiǎn)，符號(hào)矩陣的運(yùn)算，符號(hào)微積分、符號(hào)函數(shù)畫圖，符號(hào)代數(shù)方程求解，符號(hào)微分方程求解等。5.3.2符號(hào)數(shù)學(xué)5.3函數(shù)庫(kù)曲線擬合工具用于將曲線、曲面擬合到數(shù)據(jù)的函數(shù)集與界面UI，包含擬合數(shù)據(jù)預(yù)處理、曲線擬合、曲面擬合、樣條構(gòu)造等功能。5.3.3曲線擬合5.3函數(shù)庫(kù)優(yōu)化工具箱可用于求解線性、二次、整數(shù)和非線性優(yōu)化問題，提供了多個(gè)函數(shù)，這些函數(shù)可在滿足約束的同時(shí)求出可最小化或最大化目標(biāo)的參數(shù)。具備線性優(yōu)化、二次規(guī)劃和錐規(guī)劃、最小二乘法、非線性優(yōu)化等優(yōu)化功能，可實(shí)現(xiàn)基于求解器的優(yōu)化問題設(shè)置。5.3.4優(yōu)化與全局優(yōu)化5.4圖形可視化圖形可視化模塊提供豐富易用的后處理可視化功能，包括圖形、圖像、地理圖等函數(shù)庫(kù)，提供多個(gè)繪圖函數(shù)和多種圖形，提供易用的圖形界面交互，方便用戶直觀操作，交互圖形不僅可以靜態(tài)展示，也支持實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新和交互，圖像庫(kù)支持讀取、寫入、處理、顯示圖像。5.5Sysplorer雙向集成科學(xué)計(jì)算環(huán)境Syslab與系統(tǒng)建模環(huán)境Sysplorer之間實(shí)現(xiàn)了雙向深度融合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合、接口融合，支持?jǐn)?shù)據(jù)空間共享、接口相互調(diào)用、界面互操作等，形成新一代科學(xué)計(jì)算與系統(tǒng)建模仿真平臺(tái)。MWORKS系統(tǒng)建模與仿真：汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證第2篇MWORKS系統(tǒng)建模與仿真6.汽車工具箱6.1信號(hào)與通訊設(shè)計(jì)工具控制器局域網(wǎng)總線（ControllerAreaNetwork，以下簡(jiǎn)稱CAN）協(xié)議打包解包工具產(chǎn)品圍繞將實(shí)時(shí)CAN數(shù)據(jù)導(dǎo)入MWroks的核心功能，開發(fā)了兩款工具，分別是CANTool

和CANDecode。6.1.1車載CAN/CANFD總線通信工具其中CANTool以工具箱的形式集成到MWORKS中，能夠以讀取DBC文件或者手動(dòng)編輯信號(hào)的方式，提供CAN幀的描述文件信息，通過該描述文件信息生成對(duì)應(yīng)的CANDecode模型。CANDecode模型是一個(gè)Modelica模型，根據(jù)描述文件信息，對(duì)每個(gè)信號(hào)，都提供了一個(gè)函數(shù)獲取信號(hào)的物理值。6.1信號(hào)與通訊設(shè)計(jì)工具內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（LocalInterconnectNetwork，以下簡(jiǎn)稱LIN），是針對(duì)汽車分布式電子系統(tǒng)而定義的一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，是對(duì)CAN等其它汽車多路網(wǎng)絡(luò)的一種補(bǔ)充，適用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬、性能或容錯(cuò)功能沒有過高要求的應(yīng)用。6.1.2車載LIN總線通信工具6.2設(shè)計(jì)檢查工具控制策略建模規(guī)范檢查工具箱（ControlModelingGuideline，以下簡(jiǎn)稱CMG）是一個(gè)對(duì)MWORKS.Sysplorer控制器模型進(jìn)行規(guī)范檢查的功能插件。CMG可以依據(jù)既定規(guī)則或者添加的自定義規(guī)則自動(dòng)掃描模型的合規(guī)性，在模型建立過程的早期發(fā)現(xiàn)模型的設(shè)計(jì)違規(guī)點(diǎn)，以修正和提升模型質(zhì)量。6.2.1控制策略建模規(guī)范檢查工具箱操作流程1導(dǎo)入模型2打開工具箱3規(guī)則選擇4模型檢查5檢查結(jié)果6導(dǎo)出CSV6.2設(shè)計(jì)檢查工具靜態(tài)代碼檢查工具（StaticCodeCheck，后續(xù)簡(jiǎn)稱SCC），依據(jù)C和C++編碼規(guī)則自動(dòng)掃描代碼對(duì)相應(yīng)規(guī)則的違背，可以在早期的開發(fā)過程用于做缺陷檢測(cè)，檢查軟件代碼的編程規(guī)范，分析程序的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，對(duì)軟件的質(zhì)量進(jìn)行度量。借助于靜態(tài)測(cè)試技術(shù)，可以使軟件代碼更加規(guī)范，結(jié)構(gòu)更加清晰。6.2.2代碼靜態(tài)檢查工具箱操作流程1打開工具箱2選擇文件3路徑設(shè)置4規(guī)則選擇5結(jié)果顯示6導(dǎo)出CSV6.3半物理仿真工具根據(jù)HILExport產(chǎn)品在上述應(yīng)用場(chǎng)景中應(yīng)該具有的功能，將其總結(jié)歸類分配到后端應(yīng)該具備的功能和前端應(yīng)該具備的功能。HILExport產(chǎn)品分為兩個(gè)層次：6.3.1半物理仿真接口工具HILExport1前端提供界面讓用戶設(shè)置目標(biāo)系統(tǒng)、設(shè)置求解算法和步長(zhǎng)、是否導(dǎo)入主函數(shù)、設(shè)置輸出文件目錄，以及從模型變量樹中勾選輸入/輸出變量及參數(shù)，在用戶配置完上述信息后生成代碼。2后端支持物理模型代碼生成和數(shù)據(jù)接口代碼生成，并根據(jù)用戶配置的目標(biāo)系統(tǒng)將相應(yīng)的求解庫(kù)及編譯腳本生成到輸出文件目錄。6.3半物理仿真工具M(jìn)WORKSRealTime工具箱是對(duì)汽車物理模型進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真控制的工具箱。將一臺(tái)計(jì)算機(jī)（目標(biāo)機(jī)）與實(shí)際的控制器連接后，在目標(biāo)機(jī)上以實(shí)際工作時(shí)的速度運(yùn)行由MWORKSSysplorer所設(shè)計(jì)的物理模型，此時(shí)目標(biāo)機(jī)充當(dāng)被控對(duì)象的角色，以此來驗(yàn)證物理模型及控制算法的性能。6.3.2實(shí)時(shí)仿真工具箱RT相比于使用實(shí)際物理對(duì)象運(yùn)行來說，這種方法靈活性更高、可以快速的更改設(shè)計(jì)方案、監(jiān)控并記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)而根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)的分析改進(jìn)設(shè)計(jì)，并且可以驗(yàn)證一些極端情況下的物理對(duì)象及控制算法的性能。MWORKS系統(tǒng)建模與仿真：汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證第2篇MWORKS系統(tǒng)建模與仿真7.車載控制器應(yīng)用（北航）7.1汽車行業(yè)車載控制器軟件開發(fā)流程簡(jiǎn)—以Matlab為例為了保證軟件（應(yīng)用層和底層）開發(fā)的質(zhì)量和效率，當(dāng)前成熟的ECU軟件開發(fā)都會(huì)采用V流程形式。所有工程過程（系統(tǒng)工程和軟件工程）都是按照“V”字模型原理進(jìn)行組織的：左邊的每個(gè)過程與右邊的過程正好對(duì)應(yīng)?；谀Ｐ万?qū)動(dòng)的方法，開發(fā)統(tǒng)一的復(fù)雜汽車電控單元建模方法論。設(shè)計(jì)研究V流程下模型表達(dá)與需求統(tǒng)一的方法，開發(fā)具有層次結(jié)構(gòu)、并行系統(tǒng)、時(shí)間算子和事件的狀態(tài)機(jī)建模技術(shù)，設(shè)計(jì)不同系統(tǒng)架構(gòu)下的電控單元開發(fā)模板等。以實(shí)現(xiàn)汽車電控單元的系統(tǒng)架構(gòu)統(tǒng)一化和規(guī)范化。7.1.1模型驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜汽車電控單元的統(tǒng)一建模方法論7.1汽車行業(yè)車載控制器軟件開發(fā)流程簡(jiǎn)—以Matlab為例7.1.2軟件開發(fā)V流程的實(shí)施7.1汽車行業(yè)車載控制器軟件開發(fā)流程簡(jiǎn)—以Matlab為例1系統(tǒng)需求分析軟件需求分析2軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)3軟件單元設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)4系統(tǒng)需求需要系統(tǒng)工程師完成?；陧?xiàng)目的整體需求及軟硬件整體定義，對(duì)系統(tǒng)邏輯架構(gòu)進(jìn)行整體定義。軟件需求需要系統(tǒng)工程師完成。系統(tǒng)工程師根據(jù)系統(tǒng)相關(guān)方需求說明書、軟硬件接口文件、變更通知書等輸入，梳理定義軟件研發(fā)需求說明書。軟件架構(gòu)需要架構(gòu)工程師完成。為了建立清晰、結(jié)構(gòu)化的軟件設(shè)計(jì)，應(yīng)該統(tǒng)一分配軟件需求，然后完成軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)。軟件單元設(shè)計(jì)需要軟件開發(fā)工程師完成。在此階段，需要對(duì)每個(gè)組件內(nèi)部的算法邏輯進(jìn)行詳細(xì)的內(nèi)部設(shè)計(jì)。軟件單元測(cè)試5軟件單元測(cè)試一般需要軟件開發(fā)工程師完成，也可以讓測(cè)試工程師完成。當(dāng)軟件單元測(cè)試通過后，會(huì)將軟件編譯成ECU可執(zhí)行的文件。軟件集成測(cè)試6總線解構(gòu)器，將總線數(shù)據(jù)拆分進(jìn)行輸出。軟件系統(tǒng)測(cè)試7系統(tǒng)測(cè)試軟件需要測(cè)試工程師完成。系統(tǒng)測(cè)試與系統(tǒng)需求相對(duì)應(yīng)架構(gòu)包括架構(gòu)“要素”，可以被進(jìn)一步分解到各合適層級(jí)上的架構(gòu)子“要素”。軟件“組件”是軟件架構(gòu)的最低層級(jí)的“要素”，以定義最終的詳細(xì)設(shè)計(jì)。一個(gè)軟件“組件”可包含一個(gè)或多個(gè)軟件“單元”。在V模型右邊的“項(xiàng)”對(duì)應(yīng)到左邊的“要素”（如：軟件“項(xiàng)”可以是對(duì)象文件、庫(kù)或可執(zhí)行形式）。這可以是1:1或m:n的關(guān)系，如：一個(gè)項(xiàng)可表示超過一個(gè)架構(gòu)“要素”。7.1.3軟件開發(fā)中的術(shù)語(yǔ)7.1汽車行業(yè)車載控制器軟件開發(fā)流程簡(jiǎn)—以Matlab為例追溯性和一致性在AutomotiveSPICE3.1PAM是通過兩個(gè)單獨(dú)的基本實(shí)踐來提出。追溯性指的是在工作產(chǎn)品之間存在引用或鏈接，由此可以進(jìn)一步支持覆蓋率、影響分析、需求實(shí)施狀態(tài)跟蹤等。相反，一致性關(guān)注內(nèi)容和語(yǔ)義。7.1.4軟件開發(fā)中的追溯性和一致性7.1汽車行業(yè)車載控制器軟件開發(fā)流程簡(jiǎn)—以Matlab為例SysplorerEmbeddedCoder（SEC）是Sysplorer專門針對(duì)嵌入式C代碼生成場(chǎng)景設(shè)計(jì)的建模仿真工具。它在Sysplorer環(huán)境中啟動(dòng)獨(dú)立界面，為車載控制器軟件設(shè)計(jì)者提供了一系列功能。SEC內(nèi)部包含基于因果的框圖式建模和狀態(tài)機(jī)建模環(huán)境。7.2.1SysplorerEmbeddedCoder概述7.2基于MWORKSembedded的開發(fā)流程?如圖6所示，這些元素能夠支持基于模型的控制策略設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方法允許工程師以圖形化的方式描述車載控制器系統(tǒng)組件之間的因果關(guān)系，以及系統(tǒng)狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換規(guī)則，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)控制策略的抽象建模。7.2.2基于MWORKSembedded

開發(fā)流程7.2基于MWORKSembedded的開發(fā)流程?車載控制器開發(fā)的初始階段是系統(tǒng)需求的深入理解和全面分析，需要準(zhǔn)確定義車載控制器所需的功能。需求分析和規(guī)劃1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)2軟件開發(fā)3調(diào)試和驗(yàn)證4集成和部署5優(yōu)化和維護(hù)6在車載控制器系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中，SEC起到了重要作用。在車載控制器開發(fā)過程中，確定系統(tǒng)架構(gòu)后，緊接著進(jìn)入嵌入式軟件的開發(fā)階段。在車載控制器軟件開發(fā)的最后階段，系統(tǒng)調(diào)試和驗(yàn)證必不可少。經(jīng)過模型代碼生成和驗(yàn)證的迭代過程，SEC提供了一系列關(guān)鍵功能，使得生成的代碼可以靈活地用于集成或直接應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)境。在持續(xù)的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)中，性能優(yōu)化和維護(hù)變得至關(guān)重要。整車控制器的蠕行轉(zhuǎn)矩控制算法是一種用于電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力車輛的控制策略，目的是在低速行駛或停車狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)精確的速度調(diào)節(jié)，同時(shí)最小化能量消耗和提高駕駛舒適性。蠕行轉(zhuǎn)矩控制是通過調(diào)整電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)車輛緩慢行駛的一種技術(shù)。7.3.1算法概述7.3整車控制器蠕行轉(zhuǎn)矩控制整車控制器的蠕行轉(zhuǎn)矩控制算法是一種用于電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力車輛的控制策略，目的是在低速行駛或停車狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)精確的速度調(diào)節(jié)，同時(shí)最小化能量消耗和提高駕駛舒適性。蠕行轉(zhuǎn)矩控制是通過調(diào)整電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)車輛緩慢行駛的一種技術(shù)。7.3.1算法概述7.3整車控制器蠕行轉(zhuǎn)矩控制整車控制器的蠕行轉(zhuǎn)矩控制算法通常包含多個(gè)模塊，這些模塊協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)車輛在低速行駛時(shí)的平穩(wěn)控制。7.3.2控制模型架構(gòu)7.3整車控制器蠕行轉(zhuǎn)矩控制基本模塊1傳感器模塊2車輛狀態(tài)估計(jì)模塊3驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制模塊4能量管理模塊5駕駛員交互模塊6制動(dòng)系統(tǒng)控制模塊7安全監(jiān)測(cè)模塊MWORKS.Sysplorer支持狀態(tài)機(jī)模型建模，SysplorerEmbeddedCoder模型庫(kù)中提供的狀態(tài)機(jī)模塊支持用戶為控制器搭建狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型，搭建狀態(tài)邏輯方式比傳統(tǒng)編程語(yǔ)言中的嵌套條件分支語(yǔ)句更加高效。7.3.3模型搭建7.3整車控制器蠕行轉(zhuǎn)矩控制狀態(tài)機(jī)模型建?？柭鼮V波算法卡爾曼濾波（KalmanFilter）是一種用于估計(jì)系統(tǒng)狀態(tài)的濾波器，它可以通過觀測(cè)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型之間的融合來提供對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的最優(yōu)估計(jì)?？柭鼮V波器在控制系統(tǒng)、信號(hào)處理和機(jī)器人等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。7.3.4參數(shù)裝載7.3整車控制器蠕行轉(zhuǎn)矩控制在車輛控制系統(tǒng)中，參數(shù)裝載是指將控制算法中使用的參數(shù)從外部源加載到系統(tǒng)中，以便在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整系統(tǒng)的行為。這樣的設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)更加靈活，能夠適應(yīng)不同的運(yùn)行環(huán)境和需求。參數(shù)裝載要點(diǎn)參數(shù)裝載方法1參數(shù)定義2參數(shù)配置文件3參數(shù)讀取4參數(shù)應(yīng)用5參數(shù)更新1配置文件2命令行參數(shù)3環(huán)境變量4遠(yuǎn)程配置5實(shí)時(shí)調(diào)整6存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7.3.5代碼生成7.3整車控制器蠕行轉(zhuǎn)矩控制MWORKS.Sysplorer嵌入式代碼生成器產(chǎn)生的代碼具有以下特點(diǎn)代碼生成選項(xiàng)配置自由度高，支持用戶自定義風(fēng)格生成的代碼可讀性強(qiáng)，用戶能夠輕易識(shí)別并集成模型對(duì)應(yīng)的主要函數(shù)生成的代碼運(yùn)行效率高，不產(chǎn)生冗余的代碼生成的代碼易于集成，用戶不需要修改生成的代碼，可直接用于工程7.3.6集成測(cè)試7.3整車控制器蠕行轉(zhuǎn)矩控制將基于卡爾曼濾波算法所建立的卡爾曼模型進(jìn)行封裝并作為單獨(dú)的模塊，連接到輸入模塊上，輸入特定的參數(shù)進(jìn)行仿真，通過仿真結(jié)果曲線圖可以觀察到該模塊運(yùn)行的結(jié)果，以及相關(guān)算法的運(yùn)行特點(diǎn)。7.4.1MWORKS車輛電池模型庫(kù)7.4鋰離子電池SOC估計(jì)TABattery

車輛電池模型庫(kù)包括電芯模型、電池模組模型、電池包模型等模型，電芯模型分為電學(xué)模塊和熱學(xué)模塊。用戶可根據(jù)實(shí)際需求搭建不同層級(jí)模型（如電芯/電池模組/電池包模型），電池模型庫(kù)可與整車模型/熱管理系統(tǒng)模型組合，可應(yīng)用于純電動(dòng)/混動(dòng)車型的各類工況或熱管理仿真分析。7.4.2SOC的DEKF（雙拓展卡爾曼濾波）算法7.4鋰離子電池SOC估計(jì)等效電路模型一階等效電路模型原理SOC估計(jì)、DEKF方法模型驗(yàn)證MWORKS系統(tǒng)建模與仿真：汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證第2篇MWORKS系統(tǒng)建模與仿真8.展望8.1.1信息物理融合建模8.1新一代工業(yè)軟件展望復(fù)雜武器裝備越來越呈現(xiàn)信息物理融合（CPS）特征，既在物理域機(jī)、電、液、熱等多領(lǐng)域耦合，又呈現(xiàn)信息域軟件占比越來越高的趨勢(shì)，迫切需要在機(jī)、電、液等物理域統(tǒng)一建模基礎(chǔ)上，增強(qiáng)信息域建模及信息-物理融合建模能力，從系統(tǒng)級(jí)角度進(jìn)行信息物理融合系統(tǒng)虛擬試驗(yàn)。“三大數(shù)學(xué)軟件”（美國(guó)MathWorks公司的MATLAB、美國(guó)Wolfram公司的Mathematica、加拿大MapleSoft公司的Maple）和蘇州同元的MWORKS紛紛支持信息物理融合建模仿真。8.1.2一三維融合建模8.1新一代工業(yè)軟件展望復(fù)雜系統(tǒng)研制各階段會(huì)產(chǎn)生不同粒度的模型，設(shè)計(jì)早期的一維系統(tǒng)模型求解效率比三維模型仿真高，而設(shè)計(jì)中后期的三維仿真模型求解精度比一維模型仿真高，復(fù)雜武器裝備的詳細(xì)方案驗(yàn)證以及數(shù)字孿生應(yīng)用中需要綜合一維模型的效率優(yōu)勢(shì)和三維模型的精度優(yōu)勢(shì)。8.1.3機(jī)理數(shù)據(jù)融合建模8.1新一代工業(yè)軟件展望復(fù)雜系統(tǒng)中部分工作機(jī)理往往難以采用顯性數(shù)字公式全面描述，同時(shí)系統(tǒng)模型的參數(shù)受生產(chǎn)制造、運(yùn)行環(huán)境、工作狀態(tài)等多種因素影響，機(jī)理模型與數(shù)據(jù)模型的融合可有效提升模型的置信度。8.2工業(yè)軟件輔助技術(shù)發(fā)展展望8.2.1工業(yè)云平臺(tái)技術(shù)工業(yè)云平臺(tái)技術(shù)以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和靈活的集成性，通過工業(yè)云平臺(tái)，企業(yè)可以建立一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，將各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)和管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和流通。從單機(jī)軟件到云端軟件的轉(zhuǎn)變，成功解決了長(zhǎng)期困擾企業(yè)的軟件孤島問題。將許可統(tǒng)一部署在云端，不僅可以實(shí)現(xiàn)軟件許可的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，更可以使軟件許可的自動(dòng)調(diào)配成為可能，極大地增強(qiáng)了靈活性，有效避免了資源閑置。軟件上云線上協(xié)同從傳統(tǒng)的線下任務(wù)分配模式轉(zhuǎn)型為線上協(xié)同任務(wù)分配模式，是解決軟件人員孤島問題、提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作效率的關(guān)鍵步驟。通過智能化的任務(wù)分配系統(tǒng)，團(tuán)隊(duì)可以快速、準(zhǔn)確地根據(jù)成員的能力、工作量和項(xiàng)目需求，對(duì)任務(wù)進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)分配。系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)更新任務(wù)的狀態(tài)和進(jìn)度，每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員都可以隨時(shí)查看任務(wù)列表，了解當(dāng)前的工作進(jìn)度。數(shù)據(jù)上云數(shù)據(jù)管理從本地離線到線上統(tǒng)籌的轉(zhuǎn)變，已經(jīng)成為解決軟件數(shù)據(jù)孤島問題的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)統(tǒng)一線上管理，極大地豐富了企業(yè)的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。過去，數(shù)據(jù)散落在各個(gè)部門、各個(gè)團(tuán)隊(duì)的本地存儲(chǔ)中，難以形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)視圖。而現(xiàn)在，所有數(shù)據(jù)都集中存儲(chǔ)在線上平臺(tái)，形成寶貴的數(shù)據(jù)財(cái)富。8.2工業(yè)軟件輔助技術(shù)發(fā)展展望8.2.2軟件云化技術(shù)線上協(xié)同軟件云化一般可采用云原生技術(shù)、虛擬可視化技術(shù)等云計(jì)算技術(shù)，與AI大模型相結(jié)合，建設(shè)超大規(guī)模的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心。軟件云化技術(shù)為操作簡(jiǎn)單、遠(yuǎn)程可視化、輕量化、無感知的云端工業(yè)軟件的軟件服務(wù)提供了技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)了資源的高效調(diào)度和靈活分配，使企業(yè)可以按需獲取計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源，從而降低運(yùn)營(yíng)成本，提高運(yùn)營(yíng)效率。超大規(guī)模云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的建設(shè)正日益成熟，通過采用先進(jìn)的虛擬化技術(shù)和自動(dòng)化管理工具，實(shí)現(xiàn)資源的高效調(diào)度和靈活分配。這使得企業(yè)可以按需獲取計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源，從而降低IT成本，提高運(yùn)營(yíng)效率。數(shù)據(jù)上云GPU（圖形處理器）和CPU（中央處理器）作為計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的兩大核心，近年來都取得了顯著的技術(shù)進(jìn)步。目前光刻技術(shù)已經(jīng)達(dá)到4nm工藝。高性能GPU在圖形處理、物理模擬、數(shù)據(jù)分析和可視化等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。CPU的進(jìn)化，則不斷提高工業(yè)軟件計(jì)算速度，未來可完成更復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)和更大量的數(shù)據(jù)處理能力。8.2.3硬件技術(shù)1云原生技術(shù)的興起為應(yīng)用開發(fā)和管理帶來了革命性的變化2虛擬可視化技術(shù)為工業(yè)軟件提供基于B/S架構(gòu)的、兼容不同操作系統(tǒng)的、跨平臺(tái)的遠(yuǎn)程虛擬應(yīng)用3云原生技術(shù)的興起為應(yīng)用開發(fā)和管理帶來了革命性的變化。例如，通過云計(jì)算平臺(tái)，企業(yè)可以輕松地處理和分析海量數(shù)據(jù)，從中挖掘出有價(jià)值的信息，并將其作為決策依據(jù)8.2工業(yè)軟件輔助技術(shù)發(fā)展展望8.2.4數(shù)據(jù)管理與分析云端數(shù)據(jù)管理是利用計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集、存儲(chǔ)、處理和應(yīng)用的過程，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用的信息以支持業(yè)務(wù)決策和運(yùn)營(yíng)，包括數(shù)據(jù)規(guī)劃、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份、數(shù)據(jù)安全和隱私、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)集成和共享、數(shù)據(jù)分析和挖掘等。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流處理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)接收、處理和分析數(shù)據(jù)流，實(shí)時(shí)捕捉和響應(yīng)數(shù)據(jù)的變化，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)時(shí)決策和預(yù)警，適用于需要實(shí)時(shí)響應(yīng)的場(chǎng)景，如汽車智能物聯(lián)網(wǎng)。8.2工業(yè)軟件輔助技術(shù)發(fā)展展望8.2.5輔助工具面向汽車設(shè)計(jì)及仿真業(yè)務(wù)流程，通過調(diào)度器建立仿真工具鏈，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工具流程（如整車被動(dòng)安全、TrimmedBody）和多學(xué)科耦合（如結(jié)構(gòu)疲勞、流固耦合）流程的標(biāo)準(zhǔn)化及自動(dòng)化；封裝現(xiàn)有程序和腳本（前后處理、求解器等），發(fā)布功能塊（FunctionalBlock），復(fù)雜的工具子流程（Sub-Procedure）也可被封裝為功能塊，便于工程師管理和調(diào)試。功能塊之間通過文件或進(jìn)程接口相互實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)預(yù)先封裝一批常用的前后