罗伟光:联合仿真技术实现低成本件开发测试

  2023年11月3日,2023中国汽车软件大会在上海嘉定举办。本届大会以“聚软件之力,创数智未来”为主题,由中国汽车工业协会主办,中国汽车工业协会下属单位中德智能网联汽车推广应用中心、上海智能汽车软件园共同承办,中国汽车工业协会软件分会、智能网联汽车分会和中国汽车工程学会汽车基础软件分会协办。紧扣新时代汽车产业高质量发展和汽车软件发展要求,本次会议设置了“1场大会论坛+4个主题论坛”,旨在打造汽车软件领域开放、高端、权威的交流与沟通平台。其中,在下午举办的“共启汽车工业软件新征程”主题论坛上,上海同星智能科技有限公司CMO罗伟光发表精彩演讲。以下内容为现场演讲实录:

  各位专家,各位嘉宾大家下午好!首先非常感谢咱们协会这边组织的这个活动。我今天主要给大家分享一下我们同星的方案。
  前面听了很多前辈、专家聊了很多我们国内软件的一些情况,我要分享的正好是前面几位嘉宾基本上没有讲过的,我的的软件主要是用于汽车电子、电气架构方面,各种软硬件、子系统、整车的仿真测试方面。
  我分4个方面给大家分享一下。第一个是产业背景,第二是基于TSMaster的联合仿真实例,第三是创新架构助力全产业链提质增效,第四部分讲一下同星这个非典型样本成长之路。
  首先“软件定义汽车”重新定义汽车产业链竞争力,现在硬件配置趋同,成本和功能改善空间有限,软件成为打造差异化的核心,软件在汽车价值结构占比快速提升,且软件升级将伴随整车全生命周期;传统EE架构,不再适应日益复杂化的汽车功能变革,新的SOA架构要求接口标准化、松耦合、灵活易于拓展;在这个大背景下,汽车产业链企业亟需高产品性能、高性价比的平台化解决方案提升核心竞争力,汽车电子软件助力产业链升级。

  我们看下现在汽车行业常用的工业软件,几乎全部都是国外品牌,而且有一个特点,各个软件之间都是独立的,数据都不互通。之前跟很多客户聊到,比如都用西门子的软件,我们整个数据都能通,但是情况是各个部门用的都不一样,这里面就会出现很多的问题,最典型的就是数据不互通,没法互相调用。那借此也正好引入我们的主题—基于TSMaster的联合仿真。

  联合仿真是指将来自不同学科领域的仿真模型集成到一个共同的仿真环境中,进行协同仿真,用于对汽车系统进行全面评估,或对系统中单个部件进行充分测试。联合仿真在汽车领域应用广泛,涉及到电气系统仿真、控制系统仿真、热管理仿真等。
  汽车软件和硬件在环仿真就是控制系统的多学科联合仿真的一个典型应用,在该应用中,汽车ECU的控制算法是被验证的对象,它可运行在真实的零部件中,也可由软件模拟,例如Mathworks的MATLAB/Simulink、同星的TSMaster等;其他还涉及到整车动力学、液压系统、整车通信、外部运行场景等。

  接下来将以硬件在环仿真为例来讲解以TSMaster软件为核心实现联合仿真。

  这个图片是基于TSMaster的硬件在环仿真测试系统的一个架构,通过TSMaster里面的各种功能模块实现硬件在环仿真测试:
  Matlab自动化模块,可以把Matlab里的模型、算法转成在TSMaster软件运行的小程序,这就实现了在TSMaster软件中直接跑ECU算法;
  剩余总线仿真模块实现整车同星数据以及E2E、CRC等校验算法的仿真;
  C小程序实现和整车动力学模型之间的数据交互;
  小程序库中的数百个函数实现各种底层硬件设备的调用;
  信号映射机制,可实现测试算法与特定测试项目解耦;
  图形测试系统模块编写测试用例,配置测试报告,并执行和生成测试报告。
  Panel或者工具箱开发环境便携自定义用户界面。
  这个视频里面就是基于TSMaster的空簧HIL实际运行的情况,可以看到图形测试系统编写的测试流程可以清楚地看到运行到哪一步了,图形曲线里面可以看到相关信号值的变化情况,以及车辆的状态等。
  这里几个图片是测完之后自动生成的测试报告,这是测试报告的整体,就是我们做了哪些测试,哪些通过、哪些失败,接下来是每条测试的结果,会在这里直接显示测试结果,也会保存测试过程中的一些数据,也会把这条测试流程的截图放上去,包括图形曲线,包括我们其他任何想要体现在测试报告里的数据。
  看完这个实例,我们可能会有个疑问,就是TSMaster为什么可以调用各种软件来实现联合仿真?
  可以看一下我们软件的架构。TSMaster的软件架构是把底层硬件是做了一个虚拟化、标准化的处理,通过定义一些核心的API来实现这个软硬件的解耦,这样的好处就是我们在软件上面开发的这些应用可以做到硬件无关性,提高代码的复用性,从而达到提质增效的目的。
  比如我们在TSMaster软件里面写的各种测试用例,不仅使用同星的硬件可以,后面使用其他家的硬件照样可以,只是硬件连接到时候选配一下就行。这就不仅可以降低软件开发的成本,还可以降低硬件的成本,毕竟可以把之前吃灰的设备也用起来。
  同星软件实现低成本还有另外一个重要方面是90%的功能都免费开放。前面有嘉宾提到我们国产软件比较难的情况,包括上午也有专家提到大家都不愿意用国产软件,有各种顾虑,用户少没法快速迭代,那我们同星以基础功能免费的方式来实现用户的快速增长,再通过大量用户反馈的各种问题、建议,不断快速打磨这个软件的方式,我觉得也是一个很好的范本。
  最后一部分简单介绍同星大致的成长过程。同星自2017年成立以来,以“同星定义软件”为使命,以“Engineer Everything!解决一切工程难题”为愿景,深耕汽车行业,专注汽车电子工具链产品研发,截止目前,核心汽车工业软件产品——TSMaster及其工具链已获得全球超5000家企业用户,覆盖整车厂、零部件、工程服务商、芯片厂商。
  我们核心团队的积累已经有十多年,在同济读书的时候就有幸参与万钢教授领衔的“863国家重大专项”的相关研究,在过去的几年中,同星智能作为行业先行者和领导者,通过自身长期的经验积累和专业能力,以产品和技术作为驱动力,精研汽车电子行业整体解决方案,不断打磨软硬件产品,实现了汽车电子基础工具软件领域国产替代的突破。不止是在国内,在国际上也获得了很多客户的认可,包括美国、欧洲、澳大利亚、印度等第都积累了不少用户。
  这里是我们的一个发展规划,第一阶段通过免费功能快速的积累用户,把软件打磨好;现在我们处于第二阶段,丰富功能与持续迭代的阶段。前面陈博士讲到我们国内的客户会提出很多定制化的需求的情况,我们也都遇到过,举个简单的例子我们给宁德时代开始做一个他们提出那个功能到我们给他们做出来,其实就一个月的时间,这是没有任何哪家国外软件可以做到的,这也是我们国产软件的特别大的一个优势之一吧,就是快速迭代。
  特别在这个电动化、智能化、网联化驱动的,以 “软件定义汽车”为主题的产业革命爆发期,中国汽车产业实现了从跟跑、并跑到领跑。日益多元的功能需求也只有我们这种能快速迭代的软件才能满足。
  第三阶段我们计划搭建一个应用平台的体系,特别是软件生态这块。记得十几年前我上的一门课程叫虚拟仪器,主要是讲LabView的用法的,当时我们老师说一块板卡卖一万多块,我们听着会觉得很惊奇,看着就一块电路板就卖一万多块钱,但这其实就是人家的软件生态带来的优势,我们下一步希望打造我们应用平台的体系,就像前面我说的一样,我们图里用的那些国外软件后面都能换成我们国内的,大家一起努力,把这个生态做好。
  第四阶段就是实现我们Engineer Everything!的愿景,希望整个工业领域都能用我们同行的软件解决所有的工程难题。其实现在已经有一些积累了,除了汽车行业,我们现在也有国防军工、航空航天、工程机械等领域的客户。
  最后,再次感谢大家的参与。
  (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)
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