高明 譚成通

摘要：隨著汽車工業(yè)全球化進(jìn)程的推進(jìn)，其研發(fā)課題日益復(fù)雜，給汽車制造行業(yè)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。信息技術(shù)的高速發(fā)展，人類對(duì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越發(fā)廣泛，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求提升，也導(dǎo)致對(duì)汽車的外觀、使用功能、安全性能要求變高，為汽車制造的發(fā)展帶來(lái)巨大壓力。國(guó)內(nèi)外汽車企業(yè)為了提升自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、增加市場(chǎng)份額，均加強(qiáng)了對(duì)新型車的研究。高性能云計(jì)算在汽車制造業(yè)的應(yīng)用，可以有效滿足汽車企業(yè)的發(fā)展需求，能夠高效快速的計(jì)算出新車型的相關(guān)參數(shù)、安全性能、耗能等數(shù)據(jù)，加快新車型的研發(fā)速度，增加企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：高性能云計(jì)算 ?汽車制造 ?應(yīng)用研究

1.高性能云計(jì)算的需求及分析

1.1 人們的需求提升

信息技術(shù)的高速發(fā)展，人類對(duì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越發(fā)廣泛，很多科學(xué)領(lǐng)域的研究逐漸微觀化，例如：生物學(xué)、力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)等。其數(shù)據(jù)展示也呈現(xiàn)可視化處理，如斷層分析、氣相、環(huán)境監(jiān)測(cè)、石油勘探、商業(yè)數(shù)據(jù)模型分析等。為了滿足人們對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)算、分析速度的要求提升，高性能云計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生。

其具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）較大彈性、規(guī)模巨大、無(wú)限延伸。（2）虛擬化。（3）較強(qiáng)的兼容性。（4）按需自助服務(wù)，安全性好。（5）使用成本低，節(jié)能環(huán)保。

1.2 高性能云計(jì)算應(yīng)用分析

云計(jì)算通常是指第三方服務(wù)商為用戶提供的公共云計(jì)算資源，可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)使用，其核心屬性是共享資源服務(wù)。由于CAE軟件不斷升級(jí)迭代，計(jì)算機(jī)模型精度要求提升，高性能計(jì)算面臨更大挑戰(zhàn)。高性能計(jì)算（HPC）的運(yùn)算速度快、儲(chǔ)存容量大、可靠性高的高性能的特性，為解決大規(guī)?？茖W(xué)與工程問(wèn)題所實(shí)施的計(jì)算。高性能計(jì)算通常是指使用很多處理器（作為單個(gè)機(jī)器的一部分），或者某一集群中組織的幾臺(tái)計(jì)算機(jī)（作為單個(gè)計(jì)算機(jī)源操作）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和運(yùn)算環(huán)境。很多從業(yè)者也無(wú)法清晰的分清楚這些概念。會(huì)把實(shí)時(shí)計(jì)算和流計(jì)算等同，這給數(shù)據(jù)工作帶來(lái)巨大的困擾。利用高性能云計(jì)算搭建企業(yè)CAE仿真平臺(tái)[1]。既能有效降低自建成本，又能實(shí)現(xiàn)資源規(guī)模的快速動(dòng)態(tài)調(diào)整，極大滿足了高性能計(jì)算的波動(dòng)性需求。

2.高性能計(jì)算中心對(duì)汽車制造業(yè)的主要作用

CAE適用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、產(chǎn)品穩(wěn)定性、動(dòng)力響應(yīng)等力學(xué)性能的分析，計(jì)算結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)等問(wèn)題，是一種近似數(shù)值分析方法。汽車制造業(yè)研發(fā)部門通常將CAE分析用于結(jié)構(gòu)分析、NVH噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度分析、碰撞安全分析、CFD流體動(dòng)力學(xué)分析。汽車行業(yè)往往需要對(duì)整車進(jìn)行有限次元CAE仿真分析，因此對(duì)計(jì)算資源的要求非常高，高性能計(jì)算中心的出現(xiàn)滿足了CAE仿真對(duì)于超強(qiáng)度高資源的計(jì)算要求。

3.高性能計(jì)算是汽車制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)

汽車在制造、應(yīng)用、研發(fā)過(guò)程中，為了節(jié)省研發(fā)周期，可以利用CAE模擬仿真技術(shù)，降低汽車實(shí)驗(yàn)失敗帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。隨著人們出行越發(fā)依賴軟件支持的產(chǎn)品和服務(wù)，要求汽車具備同時(shí)處理多個(gè)數(shù)據(jù)源、快速管理巨量計(jì)算。高性能計(jì)算為汽車制造業(yè)的未來(lái)發(fā)展提供了重要的救生工具。對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車來(lái)說(shuō)，強(qiáng)大的5g網(wǎng)絡(luò)和動(dòng)態(tài)云架構(gòu)是制勝的關(guān)鍵，自動(dòng)駕駛車輛需要復(fù)雜的技術(shù)，使用多個(gè)傳感器系統(tǒng)來(lái)模擬。面對(duì)各種外部條件的變化，如道路條件、其他車輛、意外障礙物等，沒(méi)有高性能計(jì)算（HPC）就無(wú)法加速車輛響應(yīng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)密集型過(guò)程。因此，高性能云計(jì)算在汽車企業(yè)領(lǐng)域受到了廣泛汽車研發(fā)企業(yè)的高度重視。

3.1 高性能計(jì)算為汽車工業(yè)的未來(lái)提供了助力

高性能云計(jì)算的測(cè)試、學(xué)習(xí)將成推動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展的主要助力，能夠?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境帶來(lái)活力、吸引創(chuàng)新型人才加入到汽車制造行業(yè)。服務(wù)是汽車行業(yè)應(yīng)力的真正驅(qū)動(dòng)力，并在有效范圍內(nèi)增加企業(yè)的市場(chǎng)份額及核心競(jìng)爭(zhēng)力。便于汽車行業(yè)打造降低實(shí)體依賴的發(fā)展體系，促進(jìn)企業(yè)品牌提升，打造服務(wù)型企業(yè)，改變汽車制造業(yè)的格局。高性能云計(jì)算是汽車制造業(yè)由品牌變平臺(tái)的關(guān)鍵推動(dòng)者，為汽車制造行業(yè)帶來(lái)了新的思維、行為方式。汽車企業(yè)可以不再依賴車輛的外觀、性能、客戶體驗(yàn)來(lái)去感受汽車駕駛感官，而是整體提升客戶對(duì)汽車的體驗(yàn)。汽車制造業(yè)可以依靠高性能云計(jì)算的計(jì)算能力，滿足客戶對(duì)汽車的期望，加快自動(dòng)駕駛技術(shù)的完善。

3.2高性能云計(jì)算對(duì)汽車信息化平臺(tái)系統(tǒng)的優(yōu)化

采用云計(jì)算搭建應(yīng)用服務(wù)層，可以構(gòu)建人工智能化服務(wù)平臺(tái)，對(duì)接汽車運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)，進(jìn)行反饋汽車檢測(cè)的動(dòng)態(tài)信息處理、運(yùn)維裝置。這樣可以達(dá)到實(shí)時(shí)服務(wù)用戶，輔助其對(duì)汽車與人、機(jī)器之間的信息交換、對(duì)接對(duì)話、反饋信息、維修檢測(cè)自動(dòng)預(yù)警等模式進(jìn)行監(jiān)測(cè)。很多汽車制造企業(yè)在高性能云計(jì)算平臺(tái)開發(fā)的基礎(chǔ)上，加快對(duì)新型節(jié)能汽車的研制步伐，以達(dá)到增加市場(chǎng)份額，提升經(jīng)濟(jì)效益的作用。目前，汽車制造行業(yè)正在大范圍推廣銷售業(yè)務(wù)的服務(wù)運(yùn)行管理模式，逐漸由傳統(tǒng)的線下運(yùn)行營(yíng)銷模式轉(zhuǎn)換為線上人工智能服務(wù)平臺(tái)的模式，通過(guò)人機(jī)智能對(duì)話、答復(fù)、轉(zhuǎn)接客服等程序的信息化系統(tǒng)平臺(tái)銷售模式，增加汽車的銷售量，提升自身的銷售能力。汽車企業(yè)在對(duì)接信息化服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)的研發(fā)領(lǐng)域中，收集了汽車領(lǐng)域范圍內(nèi)的大數(shù)據(jù)，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行智能化管控構(gòu)造。還可以提供PaaS服務(wù)，利用多個(gè)共有的云上開發(fā)平臺(tái)，就可以完成汽車制造行業(yè)的開發(fā)和部署工作，極大的降低了企業(yè)在IT方面的資金投入，以上優(yōu)勢(shì)均能夠促進(jìn)高性能云計(jì)算在汽車制造行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

結(jié)論：

綜上所述，以云計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)，高性能云計(jì)算為前提，闡述了云技術(shù)計(jì)算的特點(diǎn)。高性能云計(jì)算在汽車制造行業(yè)的應(yīng)用和分析，能夠有效提升汽車制造業(yè)對(duì)新車型的研發(fā)速度，尤其CAE仿真高性能云計(jì)算的應(yīng)用，降低了汽車制造業(yè)對(duì)新車型的資金投入，降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合汽車制造行業(yè)的研發(fā)、服務(wù)模式變化，構(gòu)建新型汽車制造也得云平臺(tái)服務(wù)方案，有效提升汽車企業(yè)在行業(yè)內(nèi)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，增加汽車市場(chǎng)占有份額，增加經(jīng)濟(jì)效益，使汽車企業(yè)能夠在行業(yè)內(nèi)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]路致遠(yuǎn)，趙明宇，儲(chǔ)毅等.基于云計(jì)算的電動(dòng)汽車運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].華東電力，2013，41（01）：152-156.