2025年3月26日-28日，2025商用車產(chǎn)業(yè)發(fā)展會議在湖北省十堰市舉辦。本次會議由中國汽車工業(yè)協(xié)會主辦，以“開辟新賽道，匯聚新動能——發(fā)展商用車產(chǎn)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力”為主題，采用“1+1+6+N”模式，即1場閉門會議，1場開幕式暨主旨會議，6個主題分會場和其他相關(guān)對接、展示等活動，旨在深入分析商用車發(fā)展面臨的新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)，探討商用車產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的新趨勢、新方向。其中，在3月27日下午舉辦的“主題分會場三：商用車安全與可靠性技術(shù)”上，襄陽達(dá)安汽車檢測中心有限公司副總工程師伊斯武發(fā)表精彩演講。

 以下內(nèi)容為現(xiàn)場發(fā)言實錄：

各位嘉賓，大家下午好！很高興參加2025年中國商用車論壇會議，來和大家一起交流商用車的安全性和可靠性技術(shù)。我是伊斯武，來自襄陽達(dá)安汽車檢測中心，我一直從事汽車可靠性試驗技術(shù)研究工作。我今天和大家分享的是：整車可靠性試驗中的用戶關(guān)聯(lián)和VPG技術(shù)。　

我今天從三個方面演講，一個是整車可靠性的驗證流程；整車道路可靠性規(guī)范開發(fā)；VPG虛擬試驗場技術(shù)。

大家都知道整車可靠性一直是汽車從業(yè)人員非常關(guān)注的問題，在2004年以前，汽車的準(zhǔn)入政策采取的是車型鑒定的方式，當(dāng)時車型鑒定是要求整車開展可靠性。在2004年以后，我們改變了，改成了目錄公告審查的方式，在目錄公告審查的時候取消了可靠性驗證。雖然這個項目取消了，但是整車可靠性的驗證一直是汽車開發(fā)流程中必不可少的一個環(huán)節(jié)。

提到可靠性，大家就會想到耐久性，有時候也經(jīng)常會說可靠耐久性，什么是可靠性？什么是耐久性？這兩個詞我們?nèi)菀赘慊煜鴺?biāo)對可靠性有一個很明確的定義，現(xiàn)在我們來看看國標(biāo)對它是怎么定義的。

在國標(biāo)GB/T12678—2021《汽車可靠性行駛試驗方法》是這么定義的：汽車在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。耐久性：產(chǎn)品在規(guī)定的使用和維修條件下，達(dá)到極限狀態(tài)之前，完成規(guī)定功能的能力?？煽啃灾傅氖且?guī)定的里程，耐久性里程指的是汽車的壽命里程，這兩者是有差異的。

這些年汽車行業(yè)是在快速發(fā)展，汽車的開發(fā)流程也越來越完善了，正常情況下整車的可靠性驗證是以試驗場的道路可靠性規(guī)范為源頭，從設(shè)計階段的數(shù)字模型的驗證，再到零部件DV試制階段的臺架可靠性驗證，再到樣車試制后的整車道路可靠性的驗證。

試驗工程師在提交試驗數(shù)字的時候經(jīng)常會面對一些質(zhì)詢，例如臺架工程師被問你這個臺架試驗是否驗證出產(chǎn)品的問題來？道路工程師會被問試驗場跑一公里相當(dāng)于用戶跑多少公里？面對這些問題都不好回答，因為這里有兩個源頭的問題沒有解決，一個是整車的壽命目標(biāo)是否有定義？設(shè)計人員說我定義60萬公里，我想問這60萬公里是怎么分配的呢？另外一個問題，道路可靠性規(guī)范與你的壽命目標(biāo)之間是否有關(guān)聯(lián)，也就是說你的道路可靠性規(guī)范是怎么編制出來的，如果沒有回答這兩個問題，前面的問題是沒辦法回答的。

我們怎么去解決這個問題呢？我們一般是采用用戶關(guān)聯(lián)的辦法去解決這個問題。在行業(yè)上用戶關(guān)聯(lián)是什么意思呢？它就是依據(jù)用戶的使用條件去開發(fā)整車在試驗場道路可靠性的規(guī)范，再以此為基礎(chǔ)去開展你的CAE 仿真數(shù)字模型驗證、臺架試驗驗證、道路試驗驗證，這樣下來，整個整車可靠性驗證的各個環(huán)節(jié)都與用戶使用的條件是關(guān)聯(lián)在一起的。這種情況下，你的CAE 仿真的安全系數(shù)當(dāng)然就是真實的了，你臺架上出現(xiàn)的問題就是有意義的，大概率情況下這些問題會是在道路上復(fù)現(xiàn)的。我們有了當(dāng)量關(guān)系數(shù)據(jù)以后，試驗場一公里相當(dāng)于用戶造成跑了多少公里就很清楚了。所以基于用戶關(guān)聯(lián)去開發(fā)整車道路試驗規(guī)范是非常有必要的。

下面我們聊一聊基于用戶關(guān)聯(lián)的整車道路可靠性規(guī)范開發(fā)。用戶關(guān)聯(lián)涉及的有四個方面：第一是用戶模型的定義；第二，數(shù)據(jù)采集及分析；損傷計算及關(guān)聯(lián)匹配；校核修正及規(guī)范定義。

用戶模型的定義是什么呢？這里面還蘊(yùn)含著車輛的載重和車速等信息，有了用戶模型以后，我們就可以制定你的采集方案，去開展你在公共道路和試驗場道路的數(shù)據(jù)采集工作、用戶關(guān)聯(lián)匹配等工作。匹配后得到了你的工況條件，我們還會根據(jù)我們的經(jīng)驗和可操作性，對整個使用條件進(jìn)行修正，最后我們會得到一個正式的道路可靠性試驗規(guī)范。這么一個過程就是用戶關(guān)聯(lián)的一個全過程。

用戶模型定義這個東西是用戶關(guān)聯(lián)中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，現(xiàn)在行業(yè)上往往是通過大量的平臺數(shù)據(jù)去挖掘信息，利用大數(shù)據(jù)處理的結(jié)果我們?nèi)ッ枥L更準(zhǔn)確的用戶圖像，及時去做用戶模型的定義。我們可以看看右邊的數(shù)據(jù)圖，這個表格圖就是我們基于大數(shù)據(jù)處理以后得到的整個用戶模型的定義。

關(guān)于用戶的大數(shù)據(jù)分析，這些大數(shù)據(jù)是怎么來的？往往在現(xiàn)在的市場上一般是來自于平臺提供的GPS數(shù)據(jù)，我們一般是選擇很多的特征參數(shù)，對車輛的使用工況進(jìn)行歸納、處理，整個大數(shù)據(jù)處理分析主要由三部分組成：一個是數(shù)據(jù)的前處理，還有數(shù)據(jù)分析，還有結(jié)果分析。中間這個流程圖就是我們做大數(shù)據(jù)分析的流程。

在用戶關(guān)聯(lián)中，我們會涉及海量的數(shù)據(jù)，基本上做一個商用車用戶關(guān)聯(lián)就幾百G的數(shù)據(jù)，如果你采集通道量更多，基本上可以達(dá)到1T的數(shù)據(jù)量。我們對這些數(shù)據(jù)分析的時候會做一些基本的數(shù)據(jù)分析，除了這些以外，我們還會去做信號頻率成分分析，頻段劃分，你的關(guān)聯(lián)匹配等等工作。

關(guān)聯(lián)匹配它的一個基本原則還是疲勞損傷的問題，但是我們把一輛車在用戶道路上60萬公里的損傷我們想把它在試驗場在1萬公里內(nèi)體現(xiàn)出來，整個試驗場的道路載荷還是會有很大的改變。

關(guān)于匹配分析的變量問題，對于整車來說，它是非線性系統(tǒng)，我們就必須要考慮頻率成分的問題，簡單來講，不同頻率信號，即使同樣大小，傳遞到車身來說它的能量都是不一樣的，對于車身來說，有些頻段的信號影響是比較大的，尤其低頻的信號對車身的影響是比較大的。我們在做關(guān)聯(lián)的時候就必須要注意這些問題。在關(guān)聯(lián)匹配的時候是以疲勞損傷作為一個基礎(chǔ)，同時我們又會去考慮頻率成分的問題，這樣就演化成了一個頻域損傷譜（RDS）。

這個是我們做用戶關(guān)聯(lián)的一個方程和流程，做匹配以后的數(shù)據(jù)我們還是會對它進(jìn)行校核，我們希望所有的測點它的損傷比都在合理范圍內(nèi)，但是這個很難達(dá)到。我們現(xiàn)在基本上一個原則，我們是希望所有測點的損傷比在5倍以內(nèi)，是這么一個水平。

這個是我的一個案例分享，這是我們給一個重卡用戶做的關(guān)聯(lián)匹配的項目，在這個PPT上可以看到有四個數(shù)據(jù)都是強(qiáng)化系數(shù)，從70到350不等。我這些年經(jīng)常被汽車廠家問一個問題，到底我們襄陽試驗場的道路跟外面試驗場的道路它的強(qiáng)化系數(shù)是多少？我們可以看到這個強(qiáng)化系數(shù)有很多的改變，它可以是70，也可以是350，也可以是130，也可以是250。說實在的，我沒有辦法給客戶一個很準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

這些數(shù)據(jù)蘊(yùn)含著很多信息在里面，第一點是什么呢？我們進(jìn)行強(qiáng)化當(dāng)量關(guān)系計算的時候是以哪個部位為準(zhǔn)？作為商用車來說，我們是把它分成三個部分，有底盤懸架、車架、車身。因為整車是非線性系統(tǒng)，你用不同的部位去計算，你的強(qiáng)化系數(shù)有很大的差異。第二個，這里提到了用戶道路，實際上這個強(qiáng)化系數(shù)指的就是試驗場一公里和用戶道路的一公里它的比對關(guān)系，這個用戶道路的一公里，還有試驗場道路的一公里，它蘊(yùn)含的就是你的工況條件有這個限制，所以這個數(shù)據(jù)我們沒辦法給不同廠家一個很明確的說法。第三個，我們在做強(qiáng)度計算的時候會涉及到有很多通道，每個通道計算的損傷比都是有差異的，我們以哪個通道為主呢？我們在做當(dāng)量計算的時候，在這個方案里我們是用一個百分位計算的方法，用百分位取值去定義它的強(qiáng)化系數(shù)。

這個也是我們做用戶關(guān)聯(lián)的一個案例，左邊的圖是在西北五省市公共道路的幾個GPS圖，右邊的曲線是我們優(yōu)化前后的規(guī)范它的損傷對比的情況。藍(lán)色的曲線是客戶的原方案，橙色的曲線是我們做用戶關(guān)聯(lián)后的方案?？梢钥纯凑w的效果，整體的損傷比都是接近1倍左右。另外一點，客戶的原方案有很多的點，它的損傷比達(dá)到了10倍以上，在我們新的方案里我們把它拉到5倍左右。整個的方案從效果上來看，我們認(rèn)為是避免了這個廠家的可靠性考核過強(qiáng)這個問題。

這是我們給一個長途物流車做的用戶關(guān)聯(lián)的案例，我就不細(xì)說了。

這個是我們給一個城市物流車做的用戶關(guān)聯(lián)的案例，我們是跑了有5個城市，每個城市有2000多公里，一共是1萬多公里的數(shù)據(jù)。

下面我給大家再介紹一下虛擬試驗場的技術(shù)。

虛擬試驗場VPG它的概念是集成數(shù)字路面模型、輪胎模型、汽車多體動力學(xué)模型形成一個虛擬仿真平臺，及時在ADAMS環(huán)境中完成仿真，獲取精確的動態(tài)響應(yīng)。這是VPG的概念。

VPG技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)是很普遍了，VPG技術(shù)主要涉及的是三個模型的問題，一個是對路面掃描的建模，第二個是對輪胎辨識建模，第三個是對整車的建模。

我們?yōu)榱颂岣吣愕恼嚹Ｐ途鹊膯栴}，我們還會做其他的一些測試，主要測試就會有你的零部件特征參數(shù)的測試，另外還有KNC測試，還有道路載荷譜的測試，這些測試的目的只是為了提高整車多體模型精度的問題。

另外，VPG最大的一個價值是什么呢？是減少整車試驗的次數(shù)，縮短研發(fā)的周期，降低研發(fā)的成本。

襄陽達(dá)安檢測中心從2017年就開始完成了一期、二期耐久路面的掃描，形成了1.0版的數(shù)字路面庫。在2024年我們又開展了第二次掃描，除了原先我們掃描的一期、二期的耐久路面，我們新增加的越野路面，一共有14家公司提供了襄陽試驗場的數(shù)字路面。

剛才也講了，VPG主要涉及三個模型建立，前面一個是路面的掃描建模，現(xiàn)在我們再說輪胎模型。我們現(xiàn)在用得比較多的叫Ftire輪胎模型，F(xiàn)tire輪胎模型是基于實驗室實測數(shù)據(jù)開展辨識的。襄陽達(dá)安檢測中心已經(jīng)擁有了20多條商用車輪胎的模型，F(xiàn)tire輪胎模型辨識的過程是什么樣的過程呢？實際上還是比較簡單的，簡單來講就是我不斷去調(diào)整輪胎模型的參數(shù)，讓輪胎模型仿真的數(shù)據(jù)與臺架試驗測試的數(shù)據(jù)越來越接近，這個時候我們就可以獲取一個合適的輪胎模型，它實際上就是不斷去調(diào)整輪胎模型的參數(shù)，就是這么一個過程。這就是一個輪胎模型辨識的過程。

這個展示的是Ftire輪胎辨識的結(jié)果，藍(lán)色的是實驗室實測的曲線，紅的是仿真的數(shù)據(jù)，這兩個數(shù)據(jù)是非常接近的，這個時候我們就可以認(rèn)為這個輪胎的模型是合適的。

這個是整車多體模型建模搭建的過程，這里我就不講了。

VPG仿真它的精度主要是取決于模型的精度，我們剛才說了有三個模型，一個是路面的掃描，因為我們是采用激光掃描，都是有精度保證的，這個路面的精度問題我們就不考慮了。另外一個輪胎模型，輪胎模型是通過辨識確認(rèn)的，輪胎模型也是沒辦法去改變的。這里面影響最大的是什么精度？就是你整車模型的精度。在數(shù)字樣車階段，因為沒有實物，這個時候我們就沒有辦法去校準(zhǔn)整個模型的精度，我們一般是通過經(jīng)驗去評估你仿真數(shù)據(jù)的有效性，是這么弄的。

在物理樣車的階段，我們可以對比VPG仿真與實測的數(shù)據(jù)，我們?nèi)ピu估VPG仿真的結(jié)果，我們通過不停地去調(diào)整整車建模的參數(shù)，直到我們仿真的指標(biāo)滿足了要求為準(zhǔn)。

在整車建模的時候，設(shè)計人員會提供零部件的特性參數(shù)，但是提供的設(shè)計參數(shù)往往與零部件實測的參數(shù)有些差異，為了提高建模的精度，我們建議還是用零部件實測的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

在物理樣車階段我們還可以利用KC測試，KC測試數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)結(jié)果對比，可以提升整車模型的精度。

這個是我們仿真與實測數(shù)據(jù)的對標(biāo)，評估的指標(biāo)，也就是說我們做VPG仿真必須有一個指標(biāo)，這個指標(biāo)我們是把它分成了兩級，其中一級指標(biāo)主要以Z向力、加速度、位移為主，其RMS比值在0.8-1.2之間。其他方向的力和力矩為二級指標(biāo)。有些廠家已經(jīng)基于VPG仿真的數(shù)據(jù)直接就開展零部件試驗，有的甚至直接開展12通道軸耦合道路模擬試驗。從這個行為可以說明一個問題，廠家對VPG仿真出來的數(shù)據(jù)如果是有效的，這個VPG仿真的結(jié)果它的精度是合適的。

這是我給大家分享的一個案例，它是新能源廂式貨車的VPG項目，我們直接看它的數(shù)據(jù)。這里展現(xiàn)的是一級指標(biāo)，主要有Z向力以及底盤懸架桿件力等，可以看到這些一級指標(biāo)它在坑洼路、比利時、共振路等5種主要工況路面情況是非常好的，相對偽損傷比值達(dá)到了0.5-2之間，RMS比值在0.8-1.2之間，這個精度基本上和我們做整車道路模擬試驗的精度是差不多的。我們現(xiàn)在馬上就會推出整車道路模擬的國標(biāo)，國標(biāo)里對RMS誤差比例基本上就跟這差不多了，可以看到我們這個結(jié)果是相當(dāng)不錯的，這個結(jié)果客戶也是非常滿意的。

這是一個6×4牽引車的VPG項目。

這是6×4重卡的VPG項目。

這是微卡的，我就不再給大家講細(xì)節(jié)了。

好，謝謝大家，我的分享完畢。

（注：本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱）

來源：中國汽車工業(yè)協(xié)會