高性能云計算在汽車制造業(yè)的應用核心探究

高明 譚成通

摘要：隨著汽車工業(yè)全球化進程的推進，其研發(fā)課題日益復雜，給汽車制造行業(yè)帶來了挑戰(zhàn)。信息技術的高速發(fā)展，人類對計算機的應用越發(fā)廣泛，人們對生活質量的要求提升，也導致對汽車的外觀、使用功能、安全性能要求變高，為汽車制造的發(fā)展帶來巨大壓力。國內外汽車企業(yè)為了提升自身的市場競爭力、增加市場份額，均加強了對新型車的研究。高性能云計算在汽車制造業(yè)的應用，可以有效滿足汽車企業(yè)的發(fā)展需求，能夠高效快速的計算出新車型的相關參數(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)的競爭能力，增加企業(yè)經濟效益。

關鍵詞：高性能云計算 ?汽車制造 ?應用研究

1.高性能云計算的需求及分析

1.1 人們的需求提升

信息技術的高速發(fā)展，人類對計算機的應用越發(fā)廣泛，很多科學領域的研究逐漸微觀化，例如：生物學、力學、空氣動力學等。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、石油勘探、商業(yè)數(shù)據(jù)模型分析等。為了滿足人們對計算機運算、分析速度的要求提升，高性能云計算應運而生。

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

1.2 高性能云計算應用分析

云計算通常是指第三方服務商為用戶提供的公共云計算資源，可以通過互聯(lián)網訪問使用，其核心屬性是共享資源服務。由于CAE軟件不斷升級迭代，計算機模型精度要求提升，高性能計算面臨更大挑戰(zhàn)。高性能計算（HPC）的運算速度快、儲存容量大、可靠性高的高性能的特性，為解決大規(guī)模科學與工程問題所實施的計算。高性能計算通常是指使用很多處理器（作為單個機器的一部分），或者某一集群中組織的幾臺計算機（作為單個計算機源操作）的計算機系統(tǒng)和運算環(huán)境。很多從業(yè)者也無法清晰的分清楚這些概念。會把實時計算和流計算等同，這給數(shù)據(jù)工作帶來巨大的困擾。利用高性能云計算搭建企業(yè)CAE仿真平臺[1]。既能有效降低自建成本，又能實現(xiàn)資源規(guī)模的快速動態(tài)調整，極大滿足了高性能計算的波動性需求。

2.高性能計算中心對汽車制造業(yè)的主要作用

CAE適用計算機輔助求解復雜工程、產品結構強度、產品穩(wěn)定性、動力響應等力學性能的分析，計算結構性能的優(yōu)化設計等問題，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分析用于結構分析、NVH噪聲、振動與聲振粗糙度分析、碰撞安全分析、CFD流體動力學分析。汽車行業(yè)往往需要對整車進行有限次元CAE仿真分析，因此對計算資源的要求非常高，高性能計算中心的出現(xiàn)滿足了CAE仿真對于超強度高資源的計算要求。

3.高性能計算是汽車制造業(yè)的關鍵技術

汽車在制造、應用、研發(fā)過程中，為了節(jié)省研發(fā)周期，可以利用CAE模擬仿真技術，降低汽車實驗失敗帶來的經濟損失。隨著人們出行越發(fā)依賴軟件支持的產品和服務，要求汽車具備同時處理多個數(shù)據(jù)源、快速管理巨量計算。高性能計算為汽車制造業(yè)的未來發(fā)展提供了重要的救生工具。對于自動駕駛汽車來說，強大的5g網絡和動態(tài)云架構是制勝的關鍵，自動駕駛車輛需要復雜的技術，使用多個傳感器系統(tǒng)來模擬。面對各種外部條件的變化，如道路條件、其他車輛、意外障礙物等，沒有高性能計算（HPC）就無法加速車輛響應系統(tǒng)的數(shù)據(jù)密集型過程。因此，高性能云計算在汽車企業(yè)領域受到了廣泛汽車研發(fā)企業(yè)的高度重視。

3.1 高性能計算為汽車工業(yè)的未來提供了助力

高性能云計算的測試、學習將成推動汽車行業(yè)發(fā)展的主要助力，能夠為工作環(huán)境帶來活力、吸引創(chuàng)新型人才加入到汽車制造行業(yè)。服務是汽車行業(yè)應力的真正驅動力，并在有效范圍內增加企業(yè)的市場份額及核心競爭力。便于汽車行業(yè)打造降低實體依賴的發(fā)展體系，促進企業(yè)品牌提升，打造服務型企業(yè)，改變汽車制造業(yè)的格局。高性能云計算是汽車制造業(yè)由品牌變平臺的關鍵推動者，為汽車制造行業(yè)帶來了新的思維、行為方式。汽車企業(yè)可以不再依賴車輛的外觀、性能、客戶體驗來去感受汽車駕駛感官，而是整體提升客戶對汽車的體驗。汽車制造業(yè)可以依靠高性能云計算的計算能力，滿足客戶對汽車的期望，加快自動駕駛技術的完善。

3.2高性能云計算對汽車信息化平臺系統(tǒng)的優(yōu)化

采用云計算搭建應用服務層，可以構建人工智能化服務平臺，對接汽車運營服務平臺，進行反饋汽車檢測的動態(tài)信息處理、運維裝置。這樣可以達到實時服務用戶，輔助其對汽車與人、機器之間的信息交換、對接對話、反饋信息、維修檢測自動預警等模式進行監(jiān)測。很多汽車制造企業(yè)在高性能云計算平臺開發(fā)的基礎上，加快對新型節(jié)能汽車的研制步伐，以達到增加市場份額，提升經濟效益的作用。目前，汽車制造行業(yè)正在大范圍推廣銷售業(yè)務的服務運行管理模式，逐漸由傳統(tǒng)的線下運行營銷模式轉換為線上人工智能服務平臺的模式，通過人機智能對話、答復、轉接客服等程序的信息化系統(tǒng)平臺銷售模式，增加汽車的銷售量，提升自身的銷售能力。汽車企業(yè)在對接信息化服務平臺系統(tǒng)的研發(fā)領域中，收集了汽車領域范圍內的大數(shù)據(jù)，對內容進行智能化管控構造。還可以提供PaaS服務，利用多個共有的云上開發(fā)平臺，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)勢均能夠促進高性能云計算在汽車制造行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

結論：

綜上所述，以云計算技術為基礎，高性能云計算為前提，闡述了云技術計算的特點。高性能云計算在汽車制造行業(yè)的應用和分析，能夠有效提升汽車制造業(yè)對新車型的研發(fā)速度，尤其CAE仿真高性能云計算的應用，降低了汽車制造業(yè)對新車型的資金投入，降低企業(yè)經濟風險。結合汽車制造行業(yè)的研發(fā)、服務模式變化，構建新型汽車制造也得云平臺服務方案，有效提升汽車企業(yè)在行業(yè)內的核心競爭力，增加汽車市場占有份額，增加經濟效益，使汽車企業(yè)能夠在行業(yè)內可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]路致遠，趙明宇，儲毅等.基于云計算的電動汽車運營服務平臺設計[J].華東電力，2013，41（01）：152-156.