智能汽车如何缩短从实验室到量产的时间?

本刊记者/郑雪芹   2018-08-13 10:02:19

在汽车百年发展中,新技术不断推进汽车设计、工程开发等变革,新一代无人驾驶汽车、信息通信、车联网正成为未来汽车的核心元素。汽车的智能化使得汽车安全标准不断提升,对汽车的感知、决策、执行都提出了更加苛刻的要求。同时,为了应对测试愈加复杂化,有效控制测试成本,我们需要更加统一的测试平台——可以满足包括ADAS、V2X、车载娱乐系统和动力总成等一系列测试需求。本文将从测试的角度,阐述更加智能化的测试技术是如何加速智能网联汽车的市场化落地,从而缩短一款新车从研发到上市的时间的。

近年来,随着研究人员的不懈努力,更加智能的测试系统技术也以日新月异的发展速度快速更新迭代。近日,由美国国家仪器(NI)主办的第十五届PXI技术和应用论坛(PXI TAC)在北京举办,该论坛现场便展示了跟汽车行业相关的汽车雷达目标模拟仿真硬件在环测试、基于LTE-V的V2X通信测试、ADAS 一站式解决方案等等最新测试技术。

在论坛举办间隙,来自NI的四位高管——自动化测试市场副总裁Luke Schreier、亚太区市场总监汤敏、大中华区销售总监乔巍、大中华区市场经理刘旭阳接受了本刊专访,就测试技术在智能网联汽车领域的应用及意义一一进行了解答。

近日,由美国国家仪器(NI)主办的第十五届 PXI 技术和应用论坛(PXI TAC)在北京举办,该论坛现场便展示了跟汽车行业相关的汽车雷达目标模拟仿真硬件在环测试、基于 LTE-V的V2X通信测试、ADAS 一站式解决方案等等最新测试技术。

60余家运营商入主PXI产业联盟,行业共生推动技术创新和发展

《汽车纵横》:刚才在PXI论坛上听了嘉宾的演讲,感觉专业性太强了,让我们这些外行听得一头雾水。能否再浅显易懂地介绍下PXI的功能和意义?

刘旭阳:PXI TAC是一个行业性的论坛,它带来的不仅是PXI技术,更多是代表整个PXI产业联盟。虽然NI发明了PXI技术,但实际上NI也是PXI产业联盟当中的一员,现在其中有60多家运营商,包括国内很多企业和院校都已经参与到这个联盟。

现在市场上有2000多种模块,无论数量级大还是小,更重要的意义是我们希望把这些新的和未来可能会需要的技术包含在里面。比如我们看到国内现在光电产业发展非常迅速,所以今天把光电模块涵盖在里面,这是PXI联盟的意义,我们通过不断发展把新技术吸纳进来,从而推动国内本地的技术创新和发展。

同时,我们希望PXI TAC不仅在于产品和技术本身,我们也希望带来行业共生,一个技术的成熟和发展不仅体现在技术的延续性,更重要的还是在行业里面的落地甚至扩展。所以我们今年会重点强调四个重要的方向,一是军工,二是航空航天,三是汽车行业,四是半导体。这四个行业都是PXI技术希望推动和发展的领域,也是NI中国本地化策略强调的方向。

举一个例子,是我们在清华大学做的硬件在环仿真系统,他们从2015年开始一直在这个平台上迭代升级,发展到现在是第四代。体现出技术一方面需要传承,另外还需要基于一定的基础来进行升级和换代。我们想怎么样让科研团队能够以最好的精力产生最大的产出,让他们专注于在科研和创新领域的想法,而去减少他们在技术运用上的难度。实际上,我们就想通过这个例子来解释整个PXI技术和平台所带来的意义。

PXI 生态系统核心:模块化、软硬件结合、跨领域应用

《汽车纵横》:目前,跨界融合频繁体现在智能技术上,如5G、自动驾驶、大数据、人工智能等,其背后的学科已经跟原来泾渭分明的结构不一样了。在这种状态下,以NI为代表的PXI 生态系统,怎样应对这一轮融合的趋势,怎样解决日益复杂的系统性?

Luke Schreier:PXI怎么支持新的技术创新呢?第一,其实在PXI创建之初,已经考虑到技术可能的变化,我们所做的举措就是模块化,这样可以根据不同的需求去插入新的技术,比如说5G在开发的时候,不同的国家有不同的差别,日本、中国、美国的研发侧重点是不一样的。PXI技术可以通过不同的模块化选择来满足不同的需求,以及延伸我们对不同技术的见解。受益于PXI模块化的特性,我们可以把这种新需求从容地包含在PXI系统中。

第二,我想强调的是软件,因为PXI虽然是硬件平台,但实际要结合软件去应用,这也就意味着软件在其中扮演很重要的角色,比如说现在有很多复杂的应用,像人工智能有很多算法需要在载体上去实现,基于PXI和软件定义,工程师可以更加专注在算法研究上,无论算法是用于汽车上还是在其他领域,都可以把底层运算交给PXI系统,交给CPU、FPGA,甚至GPU,让它们去处理算法。基于这样的平台和软件可定制开发算法,形成商用的硬件研制。

第三,实际上PXI是广泛应用的测试平台,并不是专门的半导体或汽车测试平台,也不是专门的军工或航空航天测试平台,但是却可以同时应用在这些不同的领域。那么,它的好处是什么呢?因为我们在不同的领域可以互相借鉴,甚至互相学习其他领域的测试方法和测试技术,通过PXI平台的调节,可以把其他领域的方法结合到新的领域里面。

刘旭阳:在汽车领域我们经常会看到的是新车上市时间,厂家要保证在这个时间节点前完成测试任务,以便如期上市销售。汽车领域的测试需求和测试节点跟航空领域是非常相似的,但是汽车领域有着更强的市场化需求,所以在测试方法上做了很多提升和上层设计规划,甚至是管理测试任务。这些方法,不管是系统方法还是测试方法都可以借鉴到航空领域。实际上,我们看到商飞(中国商用飞机有限责任公司)已经在借鉴和参考汽车领域的测试方法,来构建测试任务,因为商飞也会有一些上市试飞的节点,这个节点就很像我们在汽车市场化方面的例子。

汤敏:现在随着产业升级换代以及跨界融合,知识产权(IP)变成非常核心的东西,所以产业IP的复用,以及互相在不同领域之间怎样可以借鉴,这是PXI非常重要的核心优势。另外, PXI有非常广泛的生态系统,我们把PXI TAC比喻为一棵大树,NI提供的是树干,我们的客户和合作伙伴都是上面的树枝和树叶,这些生态系统扎根在这棵大树上面,可以帮助5G、智能汽车、通讯等不同行业,通过我们的算法让IP不断快速迭代。我相信算法的开发迭代以及PXI生态系统对于中国产业升级起着非常重要的推进作用。

Luke Schreier NI自动化测试市场副总裁

汤敏NI亚太区市场总监

乔巍NI大中华区销售总监

刘旭阳NI大中华区市场经理在论坛举办间隙,来自 NI 的四位高管——自动化测试市场副总裁 Luke Schreier、亚太区市场总监汤敏、大中华区销售总监乔巍、大中华区市场经理刘旭阳接受了本刊专访,就测试技术在智能网联汽车领域的应用及意义一一进行了解答。

新趋势应对之策:主动权交给用户,定制化方式应万变

《汽车纵横》:将来5G通讯在智能网联汽车上的应用,会给汽车厂商带来哪些挑战?PXI技术是否能帮助他们应对这些挑战?

Luke Schreier:网联汽车是5G技术非常重要的应用场景。新的趋势最大的问题是需求变化很快,比如说5G从开始到发展是非常快的过程。如果基于传统方法的话,它的变化就会有局限,很难用一个最合适的测试方法去满足新的测试需求,因为他们总是等新的设备出来才能有最好的测试方法。但对于PXI来讲,我们更加强调可定制化,我们把测试主动权交给用户,由用户根据需求定义测试内容。

这样做的好处是:第一,速度更快,第二,可以更好满足测试需求。因为我们知道在测试的时候有些方面需要很高的测试性能,但是有些方面并不一定需要那么高的测试性能,用户比测试厂商更加了解这样的优化和选择要求。我们通过把测试交还给用户,用户去定制可以满足新趋势上的难点以及新趋势上的变化,从而加速智能汽车的市场化进程。

乔巍:汽车行业在智能化和网联化的过程中有一些基本的应用场景,比如说要做快速联系,要做数据管理,要做车载信息等等。以这个领域里很典型的HIL测试来举例,对测试厂商的要求非常高,要求它既能够导入模型,又能够在系统里面完成建模,还要有很好的UI界面,能够把模型下载到平台上,有足够的I/O能力,去模拟汽车行业网络化、智能化、电气化的需求,能拥有这种综合能力的测试公司在全世界范围内都是很少的。

在这方面,NI占了一个便宜,得益于快速的产品开发和非常开放的平台,只要把产品分装设计一下,就能把类似的功能很快迁移到PXI平台上,做成LabVIEW驱动,从而能够满足需要。

智能网联汽车带来的新挑战:测试精度、深度学习、人工智能

《汽车纵横》:作为从研发到量产担任桥梁作用的测试环节,针对智能网联汽车的测试跟传统汽车有什么不一样?增加了哪些难点和挑战?

Luke Schreier:无论是电动汽车还是智能网联汽车,都会有新的趋势变化,这种新趋势跟以往传统汽车的测试是有区别的。以往在传统汽车领域更多是测动力学这些东西,但是在新的汽车领域,无论是测试还是控制,都会达到更高的测试精度要求和控制高度要求。

智能汽车的测试里面不仅包含产品信号的测试,也包括射频信号的测试,对此我们有非常实时的闭环来做仿真,更重要的是怎样让测试和控制形成有机的整体,这就是我们新趋势下面临的挑战。与此同时,基于这样的测试和控制,我们还要考虑怎么去把我们在深度学习、人工智能甚至其他方式方法、算法上的优势结合到汽车测试当中。PXI 最大优势就是,无论测试还是控制,它都会提供非常高的精度。

另一方面,对于智能汽车的测试,并不是说一款产品、一个厂商就能够应对的,这需要一个生态系统或者一个体系来支撑,才能推动智能汽车测试行业的发展。PXI有很多合作伙伴,无论是在美国、德国、日本还是在中国,都有合作伙伴从事智能汽车、电动汽车和网联汽车的开发、验证、测试和交互,这样就形成了一个生态体系。

汤敏:我想补充一点,提到智能网联汽车我们会讲到智能化、电气化和网络化,我想在电气化方面做一些展开。电动车的测试包括电力系统、电池管理系统、DMS系统的测试,这里面会有非常复杂的电力电器系统需要测试。PXI平台上面可以支持FPGA的一个可定制化,很多模块是基于FPGA的,而电力电子的相关测试需要快速的控制,这个控制系统可能是毫秒级甚至微秒级的控制,对于这种闭环控制FPGA有天然的优势。

链接

PXI技术和应用论坛(PXI TAC)创办于2004年。目前,这一论坛已经是中国地区最大、最具影响力的PXI技术专业论坛。这一技术已经在包括国防、航天、汽车和半导体行业得到广泛应用。NI作为PXI技术的创始者和业界领导者,持续20多年打造PXI生态系统,并以软件为中心的开放平台为满足本土需求提供平台保障。

2018年第十五届PXI技术和应用论坛(PXI TAC)于6月27日在北京举办。该论坛涵盖了国防与航空航天、汽车与轨道交通、半导体测试、科研原型等领域,深入探讨最新的技术与行业发展趋势。

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