如何在工程中实施前置测试？

工程和产品开发中的前置测试依赖于一套关键的软件和方法，以促进敏捷、早期测试、验证和团队协作。让我们来看看成功实施新的数字测试策略和努力需要什么：

• 计算机辅助工程的仿真和建模软件（CAE）为跨功能团队提供了在各种条件下系统、子系统和组件行为的见解。
• 计算机辅助设计软件（CAD）有助于创建新功能和详细的产品创意。
• 虚拟原型样机技术允许快速创建用于早期测试的数字模型。
• 沉浸式、紧密协作和沟通工具促进了团队合作、快速反馈循环和多学科团队之间的协调，
• 数据分析和可视化软件帮助工程师理解大型数据集。
• 项目管理软件确保项目按计划进行，并在预算成本范围内。

让我们仔细看看一些关键的推动者，将性能测试活动从后期阶段转移到V模型的左侧。

人工智能（AI）等新技术在促进前置测试和虚拟原型样机测试方法方面发挥着关键作用。人工智能驱动的工具和算法使工程师能够分析大量数据，并以前所未有的准确性和效率模拟复杂的场景。机器学习算法可以识别数据中的模式和异常，有助于在开发过程的早期发现潜在问题。此外，人工智能驱动的预测分析使制造商能够更有信心地预测产品性能和可靠性，从而做出积极的决策和降低风险。通过利用人工智能的力量，组织可以提高左移测试的有效性，加速创新，并推动整个产品生命周期的持续改进。

并行工程不是一种技术，而是支撑前置方法的基本原则。它强调跨学科的协作和整合，使团队能够同时工作而不是按顺序工作。通过打破孤岛和促进跨职能沟通，并行工程有助于早期识别和解决问题。

在前置的背景下，并行工程的主要好处是，从V模型开始，持续的性能测试和验证活动就无缝集成到开发过程中。这允许快速迭代和反馈循环，使团队能够立即解决潜在问题，并根据数据驱动的见解对新产品功能做出明智的决定。

前置测试在汽车行业有着深远的应用，特别是在满足消费者不断变化的需求和制造商面临的复杂挑战方面。从确保车辆安全到满足严格的排放法规，汽车制造商面临着越来越大的压力，需要在更短的时间内提供高质量、可持续的出行解决方案。通过采用前置测试方法和链接不同的仿真软件，汽车研发组织可以简化产品开发周期，减少对物理原型的依赖，并在设计过程的早期就对新功能做出明智的决定。这种方法使他们能够验证多个工程领域的设计变更，如材料刚度、碰撞安全性、NVH和耐用性，确保车辆在物理测试前符合性能和安全标准。 

设计空间探索领域的项目是汽车行业的一组特定应用：产品的开发涉及考虑形成产品设计空间的众多变量。探索和评估所有可能的变量组合是不切实际的，并且使用传统方法成本高昂，如实验设计（DoE）和传统的CAE优化。这些方法在范围、时间消耗和成本方面都有局限性，需要专业技能。

在ESI，我们一直在开发选项，为我们的车辆模型配备最先进的模型订单减少功能，该功能由智能机器学习技术提供支持，以更少、更实惠的模拟运行创建设计空间的参数化模型。我们致力于使熟练和非熟练的工程师能够快速掌握变量的影响，并找出产生预期结果的重要组合，使他们能够优先考虑负载情况和设计参数，以便进行深入检查。

快速参数化设计空间探索可用于: 

• 虚拟碰撞测试结果，在有限的时间内优化车辆安全性、重量和成本，
• 低速RCAR保险评估，优化碰撞可修复性和安全评级。

为了用虚拟样机取代物理原型，无缝集成物理至关重要，将从设计到操作的整个数字线程连接起来。等待10个小时来获得碰撞模拟结果是不够的。客户希望更快的结果。我们的混合双胞胎概念至关重要，因为它加速了模拟过程。混合人工智能和模拟一起改变了游戏规则。

Emmanuel Leroy

ESI集团首席产品与技术官

关于丰田TILT实验室的用户案例是在产品开发中的大量测试中采用前置方法的最佳实践示例。通过主动集成先进的虚拟现实软件IC. IDO，丰田在元宇宙中彻底改变了其设计和验证流程，用于多种应用，例如对装配过程及其整体生产环境中的产品集成和工人安全的沉浸式审查。这一转变增强了其分布式团队之间的协作和决策，从而提高了效率和生产力。此外，进行身体评估的能力实际上减少了公司的碳足迹，并促进了员工更好的工作与生活平衡。