李 濤

汽車研發(fā)試驗數(shù)字化轉(zhuǎn)型研究

李 濤

（廣州汽車集團(tuán)股份有限公司 汽車工程研究院，廣東 廣州 511434）

結(jié)合當(dāng)前數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮，文章基于廣汽研究院試驗領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型規(guī)劃，探討了什么是汽車研發(fā)試驗數(shù)字化，試驗領(lǐng)域為什么要數(shù)字化轉(zhuǎn)型，試驗領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)什么以及典型場景、轉(zhuǎn)型路徑、評估方法，形成了一套較為完整的汽車研發(fā)機(jī)構(gòu)試驗領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型方法論，對實施數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有一定的指導(dǎo)意義。

數(shù)字化；汽車研發(fā)；汽車試驗；數(shù)字化轉(zhuǎn)型

自18世紀(jì)60年代以來，以蒸汽機(jī)、電氣化、電子計算機(jī)等為代表的三次工業(yè)革命，使人類的體力、腦力得到解放；如今，以大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為代表的第四次工業(yè)革命，將進(jìn)一步解放人類的體力、腦力，還將釋放人類的智慧。隨著這些新興技術(shù)不斷融入我們的日常生活和工作，汽車產(chǎn)業(yè)也將迎來新一輪技術(shù)升級，例如智能駕駛、智能制造。汽車行業(yè)競爭趨勢將伴隨第四次工業(yè)革命加劇，汽車研發(fā)周期將不斷縮短，而試驗驗證占據(jù)了大部分研發(fā)周期和成本，降本增效將是各汽車企業(yè)試驗領(lǐng)域不懈追求的目標(biāo)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)這一目標(biāo)的絕佳途徑。

1 汽車研發(fā)試驗數(shù)字化

回顧信息化、數(shù)字化、智能化發(fā)展歷史，企業(yè)因業(yè)務(wù)發(fā)展效率提升需要，實施軟件戰(zhàn)略，逐步引入各類系統(tǒng)、軟件；同時為了實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（Internet Technology, IT）資源集約化實施云戰(zhàn)略，進(jìn)而形成數(shù)據(jù)湖。大數(shù)據(jù)具有不可估量的價值，依靠人工挖掘效率低下，促進(jìn)了人工智能的發(fā)展。總之，業(yè)務(wù)需求信息化，信息化孕育了數(shù)字化，數(shù)字化催生了智能化。

信息化從流程出發(fā)，將IT與業(yè)務(wù)緊密結(jié)合，使得業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化、在線化，進(jìn)而提升業(yè)務(wù)效率；數(shù)字化從數(shù)據(jù)出發(fā)，借助云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段對業(yè)務(wù)進(jìn)行改造升級；智能化從決策出發(fā)，借助人工智能技術(shù)輔助或替代運營和技術(shù)決策?？傊?，信息化時代將流程標(biāo)準(zhǔn)化、在線化；數(shù)字化時代精準(zhǔn)模擬業(yè)務(wù)，形成數(shù)字孿生；智能化精準(zhǔn)模擬決策，實現(xiàn)實時自動決策。

從數(shù)字經(jīng)濟(jì)角度來看，試驗數(shù)字化轉(zhuǎn)型包括試驗驗證方式的數(shù)字化、試驗運營管理的數(shù)字化以及數(shù)據(jù)資產(chǎn)化，分別代表了生產(chǎn)力、生產(chǎn)關(guān)系、生產(chǎn)資料的顛覆性升級（見圖1）。數(shù)據(jù)資產(chǎn)化后將作為生產(chǎn)資料融入到生產(chǎn)過程中。

圖1 汽車研發(fā)試驗數(shù)字化轉(zhuǎn)型定義

1）試驗方式數(shù)字化：借助數(shù)字化工具開展試驗或?qū)崿F(xiàn)物理驗證到虛擬驗證的轉(zhuǎn)型，驗證效率大幅提升，驗證成本大幅降低。

2）試驗管理數(shù)字化：信息化時代虛擬世界響應(yīng)物理世界的模式，向物理世界響應(yīng)虛擬世界轉(zhuǎn)變，通過試驗要素高度集成、去中心化組織等在線化管理模式轉(zhuǎn)變，資源配置效率大幅提升。

3）試驗要素數(shù)字化：試驗&用戶數(shù)據(jù)經(jīng)挖掘分析后成為試驗要素融入到試驗過程，進(jìn)而增值。同時，試驗設(shè)備、場地等向數(shù)字孿生發(fā)展。

2 汽車研發(fā)試驗領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的原因

在新華三大學(xué)編著的《數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路》中這樣寫道：“數(shù)字化轉(zhuǎn)型為企業(yè)帶來的不僅僅是效率的進(jìn)一步提升，還為企業(yè)開拓了更多的能力……能力與效率的關(guān)系，大致可以理解為當(dāng)能力沒有大的突破時就靠不斷優(yōu)化效率取得進(jìn)步，就像古話說的‘勤能補拙’；當(dāng)效率提升積累到一定程度，便會激發(fā)能力的飛躍，這種飛躍往往也就是人們所說的‘顛覆性創(chuàng)新’。[1]”正因如此，汽車研發(fā)試驗急迫需要數(shù)字化轉(zhuǎn)型以實現(xiàn)大幅降本增效，例如提升試驗技術(shù)能力以應(yīng)對日趨加劇的行業(yè)競爭：

1）技術(shù)競爭趨勢加劇：虛擬驗證、大數(shù)據(jù)&人工智能、云計算等技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)試驗技術(shù)終將被淘汰。

2）試驗技術(shù)能力提升：企業(yè)經(jīng)過多年的試驗?zāi)芰ㄔO(shè)，試驗軟/硬件設(shè)施已基本齊備，需要有新的試驗?zāi)芰υ鲩L點。

3）試驗運營能力提升：數(shù)字化范疇的管理模式變革可以大幅提升資源配置效率（例如虛擬業(yè)務(wù)空間、去中心試驗團(tuán)隊等）和客戶滿意度（例如試驗需求和交付物自助下單和獲取、在線參與試驗過程等）。

4）降低研發(fā)試驗成本：當(dāng)前試驗樣車制作、試驗費用、設(shè)備場地建設(shè)等成本高昂，利用虛擬試驗場進(jìn)行虛擬驗證、利用用戶大數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)驗證等數(shù)字化技術(shù)將大幅降本增效。

如圖2所示，汽車研發(fā)試驗數(shù)字化轉(zhuǎn)型，就是要業(yè)務(wù)前端基于數(shù)據(jù)挖掘創(chuàng)造更多試驗業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)中間通過試驗技術(shù)以及運營模式轉(zhuǎn)型降本增效，業(yè)務(wù)后端基于數(shù)據(jù)為研發(fā)提供更多數(shù)據(jù)分析應(yīng)用服務(wù)，讓試驗業(yè)務(wù)全生命周期的價值有質(zhì)的飛躍。

圖2 汽車研發(fā)試驗價值曲線

3 汽車研發(fā)試驗領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型內(nèi)容

汽車研發(fā)試驗部門存在的價值，就是高效地服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。因此，汽車研發(fā)試驗轉(zhuǎn)型的終極愿景，將是更加高效的服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。轉(zhuǎn)型目標(biāo)將是試驗業(yè)務(wù)全面信息化、數(shù)字化、智能化，大幅降本增效。為了實現(xiàn)這一宏偉愿景和目標(biāo)，需要從試驗管理模式、試驗驗證技術(shù)、試驗資源要素（含試驗數(shù)據(jù)資源）三方面進(jìn)行全面、系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)財?shù)字化轉(zhuǎn)型，構(gòu)建試驗流程信息化，將正確的信息和數(shù)據(jù)以正確的方式在正確的時間傳輸給正確的主體；試驗方式向虛擬化方向轉(zhuǎn)變，降本增效；試驗資源孿生化，實時掌控資源利用情況并智能化決策；試驗數(shù)據(jù)資產(chǎn)化，將數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)資料之一融入到試驗活動中，讓數(shù)據(jù)不斷增值。最終構(gòu)建三位一體的完整數(shù)字化試驗體系，如圖3所示。

圖3 汽車研發(fā)試驗數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略架構(gòu)

管理模式代表了生產(chǎn)關(guān)系，其轉(zhuǎn)型主要在于采取更加先進(jìn)的管理模式、構(gòu)建虛擬業(yè)務(wù)空間等。驗證方式代表了生產(chǎn)力，其轉(zhuǎn)型主要在于驗證技術(shù)的虛擬化以及數(shù)字化工具的應(yīng)用，例如虛擬現(xiàn)實、智能試驗設(shè)備等。數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)資料之一，其轉(zhuǎn)型主要在于應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、聚類分析等大數(shù)據(jù)技術(shù)，對用戶和試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，建立或優(yōu)化試驗規(guī)范，達(dá)到精準(zhǔn)驗證的目的。同時，將數(shù)據(jù)挖掘信息服務(wù)于產(chǎn)品設(shè)計，例如驗證出來的車輛研發(fā)質(zhì)量問題，可以利用詞義分析統(tǒng)計質(zhì)量問題描述常用詞，匯聚成詞典，在線指導(dǎo)試驗工程師更加精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)和填報質(zhì)量問題。

為了實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，其使能要素也要進(jìn)行轉(zhuǎn)型。首先是認(rèn)知思維的轉(zhuǎn)型，要全員樹立數(shù)字化時代思維；其次是人才組織的變革，既有試驗人員要使其掌握數(shù)字化工具、技術(shù)，新招聘員工要考察其是否具備數(shù)字化能力；實現(xiàn)了人才及其思維的轉(zhuǎn)型，驗證技術(shù)、運營體系的變革將水到渠成。

總之，汽車研發(fā)試驗自成體系，其數(shù)字化轉(zhuǎn)型從愿景、目標(biāo)到轉(zhuǎn)型內(nèi)容、使能要素也要系統(tǒng)性地進(jìn)行轉(zhuǎn)型，才能全面轉(zhuǎn)型成功，使數(shù)字化轉(zhuǎn)型價值最大化。

4 汽車研發(fā)試驗數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型場景

場景一（見圖4）：試驗技術(shù)數(shù)字化——模擬或仿真驗證代替實車試驗：利用臺架模擬仿真、硬件在環(huán)、虛擬評價等技術(shù)手段來逐步減少或取代整車驗證，縮短驗證周期，降低試驗成本，并且更早、更全面地發(fā)現(xiàn)研發(fā)缺陷。

圖4 場景一：試驗技術(shù)數(shù)字化

場景二（見圖5）：試驗資源數(shù)字化——智慧試驗室、試驗設(shè)備數(shù)字孿生、用戶大數(shù)據(jù)挖掘：逐步實現(xiàn)試驗資源的數(shù)字化和智能化，數(shù)據(jù)利用能力不斷提升，促進(jìn)試驗資源更加安全、高效運用。

圖5 場景二：試驗資源數(shù)字化

場景三（見圖6）：試驗管理數(shù)字化——基于試驗任務(wù)的一站式服務(wù)，試驗業(yè)務(wù)逐步轉(zhuǎn)型為在線運營，提升試驗運營效率，提高試驗管理的規(guī)范性；試驗管理數(shù)字化不是簡單的將業(yè)務(wù)流程照搬到線上，而是要基于現(xiàn)代通信、軟件、人工智能等先進(jìn)數(shù)字化技術(shù)，變革現(xiàn)有的業(yè)務(wù)模式，不斷降本增效，例如去中心化的業(yè)務(wù)組織結(jié)構(gòu)、靈活的任務(wù)團(tuán)隊構(gòu)建、任務(wù)流程的智能化運轉(zhuǎn)等。關(guān)于試驗管理的數(shù)字化，可以參見文獻(xiàn)[2]。

圖6 場景三：試驗管理數(shù)字化

5 汽車研發(fā)試驗數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑

如圖7所示，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的首要工作是數(shù)字化認(rèn)知與思維，即全員樹立數(shù)字化思維意識，正確理解數(shù)字化及其轉(zhuǎn)型，知己知彼，百戰(zhàn)不殆。然后進(jìn)行數(shù)字化戰(zhàn)略規(guī)劃，制定短期及中長期技術(shù)路線圖，目標(biāo)明確、路徑清晰；按規(guī)劃實施數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以項目組或課題組形式小步快跑、敏捷推進(jìn)，構(gòu)建數(shù)字化能力；定期進(jìn)行數(shù)字化推進(jìn)檢查，定期檢查進(jìn)度及問題，識別風(fēng)險和不足；最后評估數(shù)字化轉(zhuǎn)型成果，總結(jié)成功與失敗經(jīng)驗，尋找差距，準(zhǔn)備下一輪數(shù)字化工作。

圖7 汽車研發(fā)試驗數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑

6 汽車研發(fā)試驗數(shù)字化轉(zhuǎn)型成熟度評估

汽車研發(fā)試驗數(shù)字化轉(zhuǎn)型成熟度從試驗技術(shù)、試驗資源、試驗管理三方面進(jìn)行評估。試驗技術(shù)數(shù)字化主要是看模擬/仿真驗證對實車道路驗證的替代度或者模擬/仿真驗證的精準(zhǔn)度；試驗資源數(shù)字化主要是看試驗設(shè)備設(shè)施的自動化程度、數(shù)字孿生程度以及試驗數(shù)據(jù)的挖掘能力；試驗管理數(shù)字化主要是看流程信息化、業(yè)務(wù)在線化、決策智能化水平，如圖8所示。

7 總結(jié)

汽車研發(fā)試驗數(shù)字化轉(zhuǎn)型，關(guān)鍵在轉(zhuǎn)思維；數(shù)字化范疇的思維模式和技術(shù)能力是更高維的智慧和技能，其產(chǎn)生價值程度關(guān)鍵在于試驗人員的主觀意識和工作實踐。數(shù)字化時代已經(jīng)來臨，未來已來，將至已至，試驗人員在數(shù)字化浪潮的推動下，必須轉(zhuǎn)變思維，拿起數(shù)字化工具迎接未來，決勝將至。

[1] 于英濤.數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2021.

[2] 李濤.Research and Application of Vehicle R&D Test Management Digital Transformation[C]//2022年中國汽車工程學(xué)會年會論文集.北京:機(jī)械工業(yè)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

李濤（1984－），男，高級工程師，研究方向為汽車研發(fā)試驗及其管理，E-mail:litao@gacrnd.com。