高性能云計算在汽車制造業的應用核心探究

高明 譚成通

摘要：隨著汽車工業全球化進程的推進，其研發課題日益復雜，給汽車制造行業帶來了挑戰。信息技術的高速發展，人類對計算機的應用越發廣泛，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，為汽車制造的發展帶來巨大壓力。國內外汽車企業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的應用，可以有效滿足汽車企業的發展需求，能夠高效快速的計算出新車型的相關參數、安全性能、耗能等數據，加快新車型的研發速度，增加企業的競爭能力，增加企業經濟效益。

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

信息技術的高速發展，人類對計算機的應用越發廣泛，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。其數據展示也呈現可視化處理，如斷層分析、氣相、環境監測、石油勘探、商業數據模型分析等。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，節能環保。

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。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）的計算機系統和運算環境。很多從業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，這給數據工作帶來巨大的困擾。利用高性能云計算搭建企業CAE仿真平臺[1]。既能有效降低自建成本，又能實現資源規模的快速動態調整，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、產品穩定性、動力響應等力學性能的分析，計算結構性能的優化設計等問題，是一種近似數值分析方法。汽車制造業研發部門通常將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的關鍵技術

汽車在制造、應用、研發過程中，為了節省研發周期，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據源、快速管理巨量計算。高性能計算為汽車制造業的未來發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的數據密集型過程。因此，高性能云計算在汽車企業領域受到了廣泛汽車研發企業的高度重視。

3.1 高性能計算為汽車工業的未來提供了助力

高性能云計算的測試、學習將成推動汽車行業發展的主要助力，能夠為工作環境帶來活力、吸引創新型人才加入到汽車制造行業。服務是汽車行業應力的真正驅動力，并在有效范圍內增加企業的市場份額及核心競爭力。便于汽車行業打造降低實體依賴的發展體系，促進企業品牌提升，打造服務型企業，改變汽車制造業的格局。高性能云計算是汽車制造業由品牌變平臺的關鍵推動者，為汽車制造行業帶來了新的思維、行為方式。汽車企業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的優化

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測。很多汽車制造企業在高性能云計算平臺開發的基礎上，加快對新型節能汽車的研制步伐，以達到增加市場份額，提升經濟效益的作用。目前，汽車制造行業正在大范圍推廣銷售業務的服務運行管理模式，逐漸由傳統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。汽車企業在對接信息化服務平臺系統的研發領域中，收集了汽車領域范圍內的大數據，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平臺，就可以完成汽車制造行業的開發和部署工作，極大的降低了企業在IT方面的資金投入，以上優勢均能夠促進高性能云計算在汽車制造行業的蓬勃發展。

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的應用和分析，能夠有效提升汽車制造業對新車型的研發速度，尤其CAE仿真高性能云計算的應用，降低了汽車制造業對新車型的資金投入，降低企業經濟風險。結合汽車制造行業的研發、服務模式變化，構建新型汽車制造也得云平臺服務方案，有效提升汽車企業在行業內的核心競爭力，增加汽車市場占有份額，增加經濟效益，使汽車企業能夠在行業內可持續發展。

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.