本书从汽车研发的角度出发，深入浅出地阐述了汽车研发软件的概念、范畴及其在整个研发过程中的重要地位和作用，详细解析了国内外工业软件在汽车研发中的应用，涵盖了汽车CAD软件技术、汽车CAE软件技术、电控系统设计与仿真软件技术、测试验证与标定软件技术，以及辅助软件技术等关键技术。同时，本书还介绍了国内外领先的汽车研发软件企业及其产品，调研了国外汽车研发软件在中国汽车行业的应用现状，深入分析了汽车研发软件产业的市场格局和产业生态。此外，本书还探讨了汽车研发软件行业在产教融合方面的探索与实践，旨在培养更多符合行业需求的高素质人才。
本书研究了国内外汽车研发软件的发展历程和现状需求，希望能够给中国汽车研发软件产业提供参考，可供汽车整车企业、汽车科研院所与研发软件相关的管理人员、研发人员参考，也可供高等院校车辆工程等相关专业的师生阅读。

前言
现状篇
第1章　软件技术在汽车研发中的地位和作用 / 2
1.1　汽车研发软件技术的范畴和类别 / 2
1.1.1　CAD软件的应用 / 2
1.1.2　CAE软件的应用 / 3
1.1.3　CAM/CAPP软件的应用 / 4
1.1.4　电控系统设计仿真软件的应用 / 5
1.1.5　测试验证与标定软件的应用 / 6
1.1.6　研发辅助工具的应用 / 7
1.2　软件技术在汽车研发过程中的地位和角色 / 8
1.2.1　软件与汽车设计初期阶段的关联 / 8
1.2.2　软件在车辆系统集成中的角色 / 9
1.2.3　软件技术对研发效率和成本控制的影响 / 9
1.3　软件技术在汽车研发过程中的作用和意义 / 10
1.3.1　提升创新能力和技术竞争力 / 10
1.3.2　对环保和可持续发展的贡献 / 11
1.3.3　安全与性能的优化 / 11
第2章　汽车研发软件发展历程 / 12
2.1　CAD软件发展历程 / 12
2.1.1　国外CAD软件发展历程 / 12
2.1.2　国内CAD软件发展历程 / 17
2.2　CAE软件发展历程 / 21
2.2.1　国外CAE软件发展历程 / 21
2.2.2　国内CAE软件发展历程 / 26
2.3　电控系统设计与仿真软件发展历程 / 31
2.3.1　国外电控系统设计与仿真软件发展历程 / 31
2.3.2　国内电控系统设计与仿真软件发展历程 / 34
2.4　测试验证与标定软件发展历程 / 35
2.4.1　国外测试验证与标定软件发展历程 / 36
2.4.2　国内测试验证与标定软件发展历程 / 44
2.5　辅助软件发展历程 / 47
2.5.1　国外辅助软件发展历程 / 47
2.5.2　国内辅助软件发展历程 / 52
第3章　汽车研发软件国内市场分析 / 57
3.1　汽车研发软件需求现状分析 / 57
3.1.1　行业需求 / 57
3.1.2　技术需求 / 57
3.1.3　市场需求 / 57
3.1.4　安全需求 / 58
3.2　汽车研发软件市场竞争格局分析 / 58
3.2.1　市场占有率对比 / 58
3.2.2　企业竞争格局 / 59
3.2.3　核心技术发展 / 59
3.2.4　国内软件特色 / 60
3.3　汽车研发软件产业链发展分析 / 60
3.3.1　国外汽车研发软件产业链发展 / 60
3.3.2　国内汽车研发软件产业链发展 / 61
3.4　挑战与机遇 / 62
3.4.1　国产软件面临的挑战 / 62
3.4.2　国产软件崛起的机遇 / 63
政策篇
第4章　政策支持 / 68
第5章　标准规范 / 71
5.1　国内外汽车研发软件标准规范发展现状 / 71
5.1.1　国外汽车研发软件标准规范发展现状 / 71
5.1.2　国内汽车研发软件标准规范发展现状 / 77
5.2　中国汽车研发软件标准规范概述 / 79
5.2.1　各级标准规范梳理 / 79
5.2.2　团体标准 / 81
5.3　中国汽车研发软件标准规范发展建议 / 82
技术篇
第6章　CAD软件关键技术 / 86
6.1　几何建模技术 / 86
6.1.1　NURBS曲线曲面 / 86
6.1.2　几何连续性 / 89
6.1.3　参数化建模技术 / 89
6.1.4　实体建模技术 / 91
6.2　设计验证技术 / 93
6.2.1　公差表示技术 / 93
6.2.2　运动模拟技术 / 94
6.3　大装配设计技术 / 95
第7章　CAE软件关键技术 / 97
7.1　结构与耐久 / 98
7.1.1　结构分析技术流程与技术 / 98
7.1.2　疲劳分析技术流程与技术 / 103
7.1.3　常用软件 / 105
7.2　碰撞与安全 / 105
7.2.1　技术流程与技术 / 105
7.2.2　常用软件 / 109
7.3　多体动力学 / 110
7.4　流体与热 / 115
7.4.1　流体力学 / 115
7.4.2　流体分析技术流程与技术 / 117
7.4.3　汽车相关计算流体力学的研究 / 121
7.4.4　热分析技术流程与技术 / 123
7.4.5　常用软件 / 125
7.5　电磁分析软件技术 / 126
7.5.1　电磁问题概述 / 126
7.5.2　低频电磁软件技术 / 127
7.5.3　高频电磁软件技术 / 135
7.5.4　常用软件 / 140
7.6　NVH / 140
7.6.1　技术流程与技术 / 141
7.6.2　常用方法及软件 / 143
7.7　轻量化及整车性能软件技术 / 144
7.7.1　技术流程与技术 / 144
7.7.2　常用软件 / 145
7.8　共性基础技术与软件 / 146
7.8.1　共性技术与软件 / 146
7.8.2　前沿技术发展与应用 / 153
第8章　电控系统设计与仿真软件关键技术/ 159
8.1　需求定义和分析技术/ 159
8.1.1　基于模型的需求分析技术/ 159
8.1.2　需求协同开发技术/ 167
8.1.3　需求管理工具的互操作性技术/ 169
8.2　系统功能/逻辑架构定义和分析/ 172
8.2.1　系统功能/逻辑架构定义与建模技术/ 172
8.2.2　多源异构架构模型协同设计技术/ 176
8.3　系统物理架构定义和分析/ 182
8.3.1　异构模型集成技术/ 182
8.3.2　方案空间构建技术/ 182
8.3.3　多目标决策技术/ 183
8.3.4　海量数据可视化技术/ 183
8.4　几何结构定义/ 184
8.4.1　基于模型数据驱动的协同设计技术/ 184
8.4.2　基于知识组件的快速原型设计技术/ 186
8.5　嵌入式系统定义与分析/ 188
8.5.1　基于AADL的嵌入式系统架构设计与分析方法/ 188
8.5.2　基于AADL的嵌入式系统架构多准则量化评估方法/ 190
8.6　高精度模型的建立与表示/ 194
8.6.1　建模语言选择和适应性/ 194
8.6.2　形式化建模和非形式化建模/ 197
8.6.3　数据驱动建模/ 198
8.6.4　模型迭代优化和升级技术/ 198
8.6.5　自动化模型构建技术/ 198
8.6.6　模型库构建技术/ 198
8.6.7　汽车协同设计技术/ 198
8.7　系统仿真求解和分析技术/ 199
8.8　仿真调度与同步技术/ 200
8.9　模型优化技术/ 201
8.10　数据后处理和可视化/ 201
8.11　模型验证和评估/ 202
8.11.1　模型验证技术/ 202
8.11.2　模型评估方法/ 202
8.12　模型与产品的一致性/ 203
8.13　多领域建模/ 204
第9章　测试验证与标定软件关键技术/ 214
9.1　系统虚拟集成与验证/ 214
9.2　模型/代码测试软件关键技术/ 218
9.3　仿真测试验证与标定软件关键技术/ 218
9.4　模型/算法测试软件关键技术/ 219
9.5　仿真模型测试关键技术/ 221
9.5.1　交通流模型/ 221
9.5.2　传感器模型/ 227
9.5.3　驾驶员模型/ 235
第10章　辅助软件关键技术/ 240
10.1　元模型数据对象构建及扩展技术/ 240
10.1.1　模型管理技术/ 240
10.1.2　模型的关联追溯构建技术/ 241
10.2　汽车研发模型数据库技术/ 241
10.2.1　数据采集和存储/ 241
10.2.2　数据处理/ 242
10.2.3　数据访问和查询/ 242
产业篇
第11章　国外汽车研发软件产业/ 244
11.1　汽车CAD软件产业/ 244
11.1.1　CAD软件产业概况/ 244
11.1.2　主要CAD软件企业/ 245
11.1.3　CAD软件在汽车领域的应用/ 247
11.1.4　CAD软件产业发展趋势/ 248
11.2　汽车CAE软件产业/ 249
11.2.1　CAE软件产业概况/ 249
11.2.2　主要CAE软件企业/ 250
11.2.3　CAE软件在汽车领域的应用/ 251
11.2.4　CAE软件产业发展趋势/ 252
11.3　电控系统设计与仿真软件产业/ 253
11.3.1　电控系统设计与仿真软件产业概况/ 253
11.3.2　主要电控系统设计与仿真软件企业/ 254
11.3.3　电控系统设计与仿真软件在汽车领域的应用/ 256
11.3.4　电控系统设计与仿真软件产业发展趋势/ 257
11.4　测试验证与标定软件产业/ 258
11.4.1　测试验证与标定软件产业概况/ 258
11.4.2　主要测试验证与标定软件企业/ 258
11.4.3　测试验证与标定软件在汽车领域的应用/ 260
11.4.4　测试验证与标定软件发展趋势/ 261
第12章　中国汽车研发软件产业 / 262
12.1　CAD软件企业及产品 / 262
12.2　CAE软件企业及产品 / 264
12.2.1　南京天洑软件有限公司 / 264
12.2.2　深圳十沣科技有限公司 / 274
12.2.3　北京云道智造科技有限公司 / 279
12.2.4　湖南迈曦软件有限责任公司 / 284
12.2.5　上海积鼎信息科技有限公司 / 289
12.3　电控系统设计与仿真软件企业及产品 / 294
12.3.1　北京世冠金洋科技发展有限公司 / 294
12.3.2　浙江天行健智能科技有限公司 / 298
12.3.3　苏州同元软控信息技术有限公司 / 306
12.4　测试验证与标定软件企业及产品 / 322
12.4.1　北京赛目科技股份有限公司 / 322
12.4.2　北京经纬恒润科技有限公司 / 325
应用篇
第13章　汽车研发软件的使用现状 / 330
13.1　LS-DYNA / 330
13.2　HyperMesh/HyperView / 331
13.3　Oasys / 331
13.4　MeshWorks / 331
13.5　ANSA / 332
13.6　nCode / 332
13.7　Primer/Oasys / 332
13.8　AutoForm / 333
13.9　Virtual-Seat Solution / 333
13.10　ABAQUS / 333
13.11　Nastran / 334
13.12　FloEFD / 334
13.13　ADAMS / 334
13.14　STAR-CCM+ / 335
13.15　GT-SUITE / 335
13.16　AMESIM / 336
13.17　CRUISE / 336
13.18　HyperWorks / 336
13.19　CATIA / 337
13.20　ANSYS Maxwell / 337
第14章　国产汽车研发软件应用案例 / 338
14.1　南京天洑软件有限公司 / 338
14.1.1　案例1：某新能源汽车外气动风阻仿真 / 338
14.1.2　案例2：光谱仪热循环变形分析 / 338
14.1.3　案例3：某乘用车电机优化设计 / 340
14.2　北京世冠金洋科技发展有限公司 / 340
14.2.1　案例1：某飞机起落架数字孪生虚实融合平台 / 340
14.2.2　案例2：无人机适航试验综合管理系统 / 341
14.2.3　案例3：飞发一体化综合仿真 / 341
14.3　浙江天行健智能科技有限公司 / 343
14.3.1　案例1：PanoSim仿真工具链驾驶模拟器集成 / 343
14.3.2　案例2：自动驾驶信息安全仿真系统 / 343
14.3.3　案例3：基于虚拟仿真技术的自动泊车系统研发 / 344
14.4　上海新迪数字技术有限公司 / 345
14.4.1　案例1：国内某新能源车企产品研发设计 / 345
14.4.2　案例2：某集团研究院云创平台 / 345
14.4.3　案例3：东方电气产品研发设计及协同云平台搭建 / 346
14.5　苏州同元软控信息技术有限公司 / 346
14.5.1　案例1：车辆转向系统建模和集成验证 / 346
14.5.2　案例2：乘用车动力性和燃油经济性分析 / 349
14.5.3　案例3：MWORKS虚拟驾驶舱在ADAS测试的应用 / 350
14.5.4　案例4：重型商用车集成开发先进平台及应用 / 351
14.5.5　案例5：某特种车辆多学科协调仿真验证 / 353
14.6　北京赛目科技股份有限公司 / 356
14.6.1　案例1：基于Sim Pro的自动驾驶算法（SIL）模拟仿真测试 / 356
14.6.2　案例2：基于Safety Pro 的预期功能安全分析 / 357
第15章　中国汽车研发软件的产教融合现状 / 359
15.1　政策支持 / 359
15.1.1　国家产教融合相关政策 / 359
15.1.2　汽车产业相关产教融合政策 / 360
15.2　苏州同元软控信息技术有限公司产教融合工作 / 361
15.2.1　课程建设 / 362
15.2.2　实验室建设 / 362
15.2.3　联合培养基地建设 / 364
15.2.4　学生竞赛 / 365
15.3　北京世冠金洋科技发展有限公司产教融合工作 / 366
15.3.1　联合实验室 / 366
15.3.2　联合立项教育部项目 / 367
15.3.3　典型案例 / 368
15.4　浙江天行健智能科技有限公司产教融合工作 / 369
15.4.1　课程建设 / 369
15.4.2　科创平台 / 371
15.4.3　赛事平台 / 371
15.4.4　典型案例 / 372
15.5　北京国家新能源汽车技术创新中心产教融合工作 / 374
展望篇
第16章　中国汽车研发软件产业未来发展愿景及行动建议 / 376
16.1　中国汽车研发软件产业未来发展愿景 / 376
16.1.1　汽车研发深度数字化 / 377
16.1.2　基于AI技术的汽车研发 / 377
16.1.3　汽车研发服务新业态 / 378
16.1.4　面向个性化的汽车研发 / 378
16.2　推动中国汽车研发软件产业发展的行动建议 / 379
16.2.1　建立国家与地方、行业与企业联动的创新发展生态 / 379
16.2.2　以国家级项目支持加速突破汽车研发软件核心关键技术 / 379
16.2.3　加快培养汽车研发软件人才，形成复合型人才储备 / 379
16.2.4　大力推进企业示范应用落地，加速汽车研发产品成熟 / 380
16.2.5　建立汽车研发软件标准体系，全面提高综合服务能力 / 380
附录　常用缩写词 / 381
参考文献 / 382

中国汽车产业近年的迅猛发展得益于中国汽车研发和制造技术的厚积薄发。汽车工业软件技术是汽车研发和制造的关键融合技术，连接了汽车从产品定义到量产的全生命周期各环节。然而，汽车工业软件特别是汽车研发软件在中国汽车行业应用中，仍以国外商业软件为主。作为汽车产业的关键生产要素，汽车工业软件特别是车辆研发中的CAD、CAE等汽车研发软件随时有被国外技术封锁的风险，因此有必要从产业、市场、技术、应用等多维度对我国的汽车研发软件业态做全面研究，分析产业发展瓶颈，探讨解决之道。
汽车研发软件主要包括汽车CAD、CAE、验证、测试、分析以及辅助软件等。汽车研发软件通过精确的模拟效果和高效的计算分析结果，显著降低研发中的验证和测试成本，大幅提高研发效率，缩短汽车研发周期，因此被广泛用作汽车研发辅助工具。本书全面系统地介绍了汽车研发软件概念及其在车辆研发中的作用和意义，考察了其在国内外的发展历程和市场生态发展，力求通俗易懂地讲解其所涵盖的各学科所形成的关键技术。汽车产业的发展带动了汽车研发软件形成庞大的产业链，本书聚焦汽车研发软件，介绍了国外汽车研发软件产业的著名企业及其产品，对国内外软件产业做了分析，也客观地考察了国外汽车研发软件在国内汽车行业的应用现状。尽管中国汽车研发软件产业受到国外成熟汽车研发软件巨头的合力挤压，在市场夹缝中艰难生存，但近年在国家产业政策的大力支持下有了长足进步。本书收录了部分国产汽车研发软件企业的核心产品和应用案例，为在人才培养过程中应用国产商业软件，国产汽车软件企业在国家政策的鼓励下积极投身于产教融合，做出了有益探索和实践。本书根据编者在汽车行业多年的实践，讨论了未来汽车研发软件产业的发展愿景，并为产业发展提出了行动建议。
本书共分为6篇16章。第1篇是现状篇，主要介绍了汽车研发软件的范畴、类别、地位和作用，展示了汽车研发软件从进入汽车行业到今天的发展历程，分析了当前汽车研发软件市场的需求现状、竞争格局、产业链现状和蕴含的机遇挑战。第2篇是政策篇，收录了近年部分汽车研发软件相关产业政策，以及部分工业研发软件相关的标准规范。第3篇是技术篇，主要介绍了CAD软件和CAE软件的关键技术，讲解了以结构与耐久、碰撞与安全、多体动力学、流体与热、电磁分析软件技术、NVH、轻量化及整车性能软件技术、共性基础技术与软件等学科为基础理论所形成的关键技术，讲解了需求定义和分析技术、系统功能/逻辑架构定义和分析、系统物理架构定义和分析、几何结构定义、嵌入式系统定义和分析、高精度模型的建立与表示、系统仿真求解和分析技术、仿真调度与同步技术、模型优化技术、数据后处理和可视化、模型验证和评估、模型与产品的一致性、多领域建模等内容，还讲解了系统虚拟集成与验证、模型/
代码测试软件、仿真测试验证与标定软件、模型/算法测试软件、仿真模型测试等关键技术，并介绍了元模型数据对象构建及扩展技术、汽车研发模型数据库技术。第4篇是产业篇，介绍了国内外著名的汽车研发软件企业及其产品。第5篇是应用篇，介绍了国外汽车研发软件在中国部分整车企业和零部件企业的使用现状，展示了部分国产汽车研发软件的应用案例，并介绍了中国产教融合的政策支持以及国产软件企业产教融合的探索和实践。第6篇是展望篇，总结了中国汽车研发软件产业未来发展愿景及行动建议。
本书由国家新能源汽车技术创新中心原诚寅、北京航空航天大学杨世春教授主编，国家新能源汽车技术创新中心王泽兴，北京航空航天大学陈飞、任秉韬，国家新能源汽车技术创新中心郝维任副主编，由来自十余家企业的专家共同编写。
本书在编撰过程中，得到了国产汽车软件企业以及多家整车企业和零部件企业的大力支持，很多企业直接参与了本书的编写或提供了企业资料，还为本书贡献了宝贵的意见和建议。本书参考了国内外很多学者的论文与著作，已经将主要参考的文献列于书后。在此，向所有参编单位的专家学者致以深深的谢意！本书提及的观点及论述可能会存在不妥之处，敬请读者批评指正！本书初稿完成后，承蒙国家新能源汽车技术创新中心专家进行了审阅，他们提出了许多宝贵建议，在这里对他们表示衷心的感谢！同时恳请读者对书中存在的错误及不当之处提出批评和修改建议，以便本书再版修订时参考。

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