汽车智能化驱动基于模型的设计转变

汽车行业中汽车召回的新闻时有发生，部分原因是ECU的软件缺陷。软件的复杂程度使得软件质量控制的形势更加严峻，因为软件缺陷往往给整车厂商带来昂贵的破坏性后果。“根据Altran的研究表明，质量改进的需求是转向采用基于模型设计（Model-Based Design，简称MBD）的重要原因。基于模型的设计，成为汽车系统研发的前沿技术已经为时多年，在这些领域，模型的使用能够带来对效率和质量的最大化提高。使用系统级模型与验证技术的严谨的桌面仿真，是很多组织机构扩展使用基于模型设计的关键所在。”MathWorks设计自动化全球市场总监Paul Barnard指出，“自动代码生成已经成为采用基于模型设计的重要驱动力，全球多家汽车厂商已经在他们的研发流程中采用了这一设计方法，MATLAB和Simulink正帮助工程师们将ADAS与自主驾驶在真实路面上得以实现。”

MathWorks所推出的 MATLAB 是一种用于算法开发、数据分析、可视化和数值计算的程序设计环境，称为“科学计算的语言”。Simulink则是一种图形环境，可用于对多域动态系统和嵌入式系统进行仿真和基于模型设计。全球的工程师和科学家们都依赖于 MathWorks 公司所提供的这些产品系列，来加快在汽车、航空、电子、金融服务、生物医药以及其他行业的发明、创新及开发的步伐，同时MathWorks 产品也是全球众多大学和学术机构的基本教研工具。

Paul Barnard强调，与传统设计方法相比，当前基于模型的设计优势在于桌面仿真、算法的图形创作、实时原型、产品代码生成、对象建模等诸多方面。“趋势表明，如果你刚刚开始接触基于模型的设计，可以考虑从以下方面作为开展的突破口，包括桌面仿真，可执行的需求描述，快速原型与产品代码生成等。如果你正在应用基于模型的设计，接下来则应考虑关注验证与确认、被控对象物理建模等方面。”Paul Barnard表示，“总的来说，基于模型的设计优势总结为三个方面：首先是针对汽车产品的设计，能够提高产品设计的质量，改善设计，提高产品、软件开发的速度；其次，基于模型的设计是一个高效的设计流程，比如自动代码生成以及测试用例的自动生成等，这对于加快整个开发流程起到很大的作用；最后从提高产品质量的角度来看，在开发过程的早期，采用系统的仿真，可以在开发早期就发现软件的缺陷，这对于提高产品质量也起到了关键的作用。”

随着汽车行业逐渐走向智能化、电子化、互连化，以及ADAS的升温，对汽车设计提出了极大的挑战。对此，Paul Barnard认为，就汽车智能化多方面的技术而言，对整个行业的挑战主要是多领域技术的融合，包括来自不同传感器的数据、来自雷达的数据、来自摄像头的数据等等，这些数据融合以后要如何集成到软件中。“MathWorks的工具就提供了能够从各种工具去获取这些数据，把这些数据进行整合分析，然后应用于嵌入式软件的方案。对于MathWorks，挑战在于开发工具方面，怎样使工具功能更强大的同时让用户更容易使用，也包括如何将传统的工具应用到新的领域。在这方面，我们已经有了计算机视觉处理、雷达等新的工具箱来帮助用户进行相应的设计。另一方面，我们也将这些新的工具箱集成于传统的仿真设计环境中。”

MathWorks公司中国区总经理曹新康解释说，例如计算机图像处理的工具箱，以前用在安保、安防或者其他方面，现在要用在汽车上，就需要功能更强大，也需要做一些转变让其适用而且方便。例如相控阵雷达在军工方面应用很多，现在汽车也越来越多地使用雷达，怎样把这个技术融合到汽车设计过程中去，这就是一个挑战。

曹新康提到，中国市场表现非常出色，是MathWorks在全球成长最快的一个市场。“我们可以看到汽车行业在发生很大的变化，机会越来越多，包括中国有很多进行自主开发的企业都开始跟我们合作。“中国制造2025”计划不光在汽车行业，也给各行各业带来非常多的机会。在中国市场，MathWorks现在重点的一个服务方向在于，我们的用户可能相对国外的一些客户来说还比较新，他们使用我们工具的水平还需要进一步的提高，所以我们会在这方面做大量的投入，增强我们的技术支持力度。总之，中国市场对我们来讲是一个非常非常好的机会。”曹新康表示，“对于国内用户来说，他们从传统设计转向基于模型的设计过程中，最大的挑战在于流程的建立上。以前传统的手写代码或者开发流程都需要改变，最大的挑战可能不是来自技术，而是对于传统观念、固有流程的改变，这就需要我们从技术、方案等方面来协助。”

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