高性能云计算在汽车制造业的应用核心探究

高明 谭成通

摘要：随着汽车工业全球化进程的推进，其研发课题日益复杂，给汽车制造行业带来了挑战。信息技术的高速发展，人类对计算机的应用越发广泛，人们对生活质量的要求提升，也导致对汽车的外观、使用功能、安全性能要求变高，为汽车制造的发展带来巨大压力。国内外汽车企业为了提升自身的市场竞争力、增加市场份额，均加强了对新型车的研究。高性能云计算在汽车制造业的应用，可以有效满足汽车企业的发展需求，能够高效快速的计算出新车型的相关参数、安全性能、耗能等数据，加快新车型的研发速度，增加企业的竞争能力，增加企业经济效益。

关键词：高性能云计算  汽车制造  应用研究

1.高性能云计算的需求及分析

1.1 人们的需求提升

信息技术的高速发展，人类对计算机的应用越发广泛，很多科学领域的研究逐渐微观化，例如：生物学、力学、空气动力学等。其数据展示也呈现可视化处理，如断层分析、气相、环境监测、石油勘探、商业数据模型分析等。为了满足人们对计算机运算、分析速度的要求提升，高性能云计算应运而生。

其具备以下几个特点：（1）较大弹性、规模巨大、无限延伸。（2）虚拟化。（3）较强的兼容性。（4）按需自助服务，安全性好。（5）使用成本低，节能环保。

1.2 高性能云计算应用分析

云计算通常是指第三方服务商为用户提供的公共云计算资源，可以通过互联网访问使用，其核心属性是共享资源服务。由于CAE软件不断升级迭代，计算机模型精度要求提升，高性能计算面临更大挑战。高性能计算（HPC）的运算速度快、储存容量大、可靠性高的高性能的特性，为解决大规模科学与工程问题所实施的计算。高性能计算通常是指使用很多处理器（作为单个机器的一部分），或者某一集群中组织的几台计算机（作为单个计算机源操作）的计算机系统和运算环境。很多从业者也无法清晰的分清楚这些概念。会把实时计算和流计算等同，这给数据工作带来巨大的困扰。利用高性能云计算搭建企业CAE仿真平台[1]。既能有效降低自建成本，又能实现资源规模的快速动态调整，极大满足了高性能计算的波动性需求。

2.高性能计算中心对汽车制造业的主要作用

CAE适用计算机辅助求解复杂工程、产品结构强度、产品稳定性、动力响应等力学性能的分析，计算结构性能的优化设计等问题，是一种近似数值分析方法。汽车制造业研发部门通常将CAE分析用于结构分析、NVH噪声、振动与声振粗糙度分析、碰撞安全分析、CFD流体动力学分析。汽车行业往往需要对整车进行有限次元CAE仿真分析，因此对计算资源的要求非常高，高性能计算中心的出现满足了CAE仿真对于超强度高资源的计算要求。

3.高性能计算是汽车制造业的关键技术

汽车在制造、应用、研发过程中，为了节省研发周期，可以利用CAE模拟仿真技术，降低汽车实验失败带来的经济损失。随着人们出行越发依赖软件支持的产品和服务，要求汽车具备同时处理多个数据源、快速管理巨量计算。高性能计算为汽车制造业的未来发展提供了重要的救生工具。对于自动驾驶汽车来说，强大的5g网络和动态云架构是制胜的关键，自动驾驶车辆需要复杂的技术，使用多个传感器系统来模拟。面对各种外部条件的变化，如道路条件、其他车辆、意外障碍物等，没有高性能计算（HPC）就无法加速车辆响应系统的数据密集型过程。因此，高性能云计算在汽车企业领域受到了广泛汽车研发企业的高度重视。

3.1 高性能计算为汽车工业的未来提供了助力

高性能云计算的測试、学习将成推动汽车行业发展的主要助力，能够为工作环境带来活力、吸引创新型人才加入到汽车制造行业。服务是汽车行业应力的真正驱动力，并在有效范围内增加企业的市场份额及核心竞争力。便于汽车行业打造降低实体依赖的发展体系，促进企业品牌提升，打造服务型企业，改变汽车制造业的格局。高性能云计算是汽车制造业由品牌变平台的关键推动者，为汽车制造行业带来了新的思维、行为方式。汽车企业可以不再依赖车辆的外观、性能、客户体验来去感受汽车驾驶感官，而是整体提升客户对汽车的体验。汽车制造业可以依靠高性能云计算的计算能力，满足客户对汽车的期望，加快自动驾驶技术的完善。

3.2高性能云计算对汽车信息化平台系统的优化

采用云计算搭建应用服务层，可以构建人工智能化服务平台，对接汽车运营服务平台，进行反馈汽车检测的动态信息处理、运维装置。这样可以达到实时服务用户，辅助其对汽车与人、机器之间的信息交换、对接对话、反馈信息、维修检测自动预警等模式进行监测。很多汽车制造企业在高性能云计算平台开发的基础上，加快对新型节能汽车的研制步伐，以达到增加市场份额，提升经济效益的作用。目前，汽车制造行业正在大范围推广销售业务的服务运行管理模式，逐渐由传统的线下运行营销模式转换为线上人工智能服务平台的模式，通过人机智能对话、答复、转接客服等程序的信息化系统平台销售模式，增加汽车的销售量，提升自身的销售能力。汽车企业在对接信息化服务平台系统的研发领域中，收集了汽车领域范围内的大数据，对内容进行智能化管控构造。还可以提供PaaS服务，利用多个共有的云上开发平台，就可以完成汽车制造行业的开发和部署工作，极大的降低了企业在IT方面的资金投入，以上优势均能够促进高性能云计算在汽车制造行业的蓬勃发展。

结论：

综上所述，以云计算技术为基础，高性能云计算为前提，阐述了云技术计算的特点。高性能云计算在汽车制造行业的应用和分析，能够有效提升汽车制造业对新车型的研发速度，尤其CAE仿真高性能云计算的应用，降低了汽车制造业对新车型的资金投入，降低企业经济风险。结合汽车制造行业的研发、服务模式变化，构建新型汽车制造也得云平台服务方案，有效提升汽车企业在行业内的核心竞争力，增加汽车市场占有份额，增加经济效益，使汽车企业能够在行业内可持续发展。

参考文献：

[1]路致远，赵明宇，储毅等.基于云计算的电动汽车运营服务平台设计[J].华东电力，2013，41（01）：152-156.