1. 项目背景
汽车是一种高度离散制造生产、产品性能要求高、结构复杂、使用场景多变的产品，任何一个设计制造缺陷都可能造成严重的后果。
所以，汽车研发中心试验室对汽车整车、总成及零部件的试验工作起着至关重要的作用。目前，汽车试验室主要采用实际行驶或模拟仿真的方式来考察和检测其各种性能和寿命是否达到预期的目标。
作为一个试验密集型行业,随着汽车试验国家标准的实时更新、生产厂家试验要求的提高，汽车试验过程变得越来越复杂，对试验的要求也越来越高,所以对汽车研发中心试验室的建设也提出更高的要求。
2. 行业痛点
传统的试验方式已无法满足现有的实验需求了，主要表现为：
2.1 数据孤岛
由于试验需求不同，汽车试验设备品牌、型号各异, 设备间相对孤立，试验设备集成度低、主设备间基本没有做到互联互通。
常规设备间由小规模集成，这种集成往往是主设备通过Canbus、Modbus、RS232等形式与周边设备(传感器、气体分析仪、烟度计、油耗仪等)通信，在试验过程中再由周边设备将数据上传给主设备，主设备实时或定期将主、周同一时段的数据写入本地数据库，试验结束后再通过辅助工具对试验数据进行分析，生成曲线或者图标数据报告，最后由人工誊写至正式试验报告中。
这导致管理层在分配试验时很难通过实时目视化看板直观知晓哪个试验间的试验设备满足试验条件。
2.2 试验业务流程不透明
当前业内大多数汽车研发中心试验室启用的试验室信息管理LIMS系统由于功能的限制，试验任务分配时无法获取各个试验室的工作饱和度，试验排程需要通过人工分配的方式来实现，这样就会存在分配不均的可能性。
除此之外,试验过程中,LIMS系统不能实时动态反馈试验数据,只能在试验结束后被动接受主检上传的试验报告，会让试验数据有受人为干扰的风险，将直接影响试验数据的客观性和试验结果的准确性。
为了满足日益增加的试验要求，消除信息孤岛造成的不良影响，统筹各个试验业务流程，整合多源试验信息，建设汽车数字孪生试验室对促进企业更好发展具有十分重要的意义。
3. 汽车试验室数字孪生系统建设目标
基于用户业务需求，运用数字孪生技术建立一个集成化汽车试验室数字孪生可视化管理平台。汽车试验室数字孪生系统整合现场设备、试验业务流程，实现设备层试验室主设备跨平台、跨品牌互联互通；业务层在试验前置流程、试验中及试验后续处理全过程透明化管理，最大限度减少人为干预，确保试验的客观、公正。
汽车试验室数字孪生系统把大量重复性的工作交给汽车试验室数字孪生可视化管理平台按照自定义的规则智能化处理，大大降低了员工工作强度；打破信息孤岛，提升汽车研发中心试验室数据流转效率。最终实现“同一平台、信息共享、多级监视、分散管控”的目标。
4. 汽车试验室数字孪生系统建设方案
4.1 试验室主设备互联互通
当前试验室主设备与周边设备集成，形成一个小规模的设备集成系统，而各类主设备之间并没有实现互联互通。
为了实现设备互联互通又不影响主设备按照正常模式进行试验,汽车试验室数字孪生建设方案拟设定了如下系统架构：
让试验室主设备通过Can总线或其他通信方式实现按照特定协议将数据传给中间机M_Box,中间机按照与主设备约定的协议解析数据包,并将提取的数据、文件等上传应用服务器,应用服务器将数据和文件等对象写入相对应服务器和存储设备。
4.2 数据采集系统设计
数据采集系统的主要任务是实时获取汽车检测数据与试验设备运行状态数据，帮助试验人员洞察整个试验过程，并且监控设备的运行状态，在发生异常时能精准定位至异常点，提升检测效率。
汽车实验室数字孪生系统将数据采集模块划分为通讯子模块和数据处理存储子模块。
4.3 自动生成试验报告
汽车试验室数字孪生系统的引入，让汽车试验告别了传统人工协助记录试验结果的方式，试验室主检人员只需关注试验过程的规范性。不仅减少了无效的人力资源，还大大提升了试验结果的精准度。
通过汽车试验数字孪生系统，试验结果可实时存入数据库，试验结束后系统根据试验类型、设置的试验参数自动过滤无效数据，自动生成标准化试验报告。有效帮助试验人员从大量重复机械性工作中解放出来，进而将更多精力放在试验的合规性方面，由此还可以提高试验的效率和精准度。
4.4 优化试验业务流程
根据试验进程，汽车试验业务流程主要分为前置流程、试验过程和试验后处理过程。涵盖试验前合同评审乃至试验结束后费用结算等12项业务流程，非常的繁杂，使用传统的方式不仅效率低，中间容易出现认为造成的纰漏导致结果不精准。
5.小结
汽车试验室数字孪生系统的引入大大简化了试验业务全流程：当试验室人员获取车企试验意向后，通过汽车试验室数字孪生系统下达试验任务,试验室主管能参考各个试验室主检工作饱和度分配试验任务,主检接单进行试验,试验结果自动上传系统并分析数据出具试验报告。把整个业务流程都搬到了线上，试验人员只需按照设定的规则在线智能化处理，这不仅大大减少了无效动作，提高了试验室运转效率，还提高了试验透明度和精准度。
