汽車業也要虛實整合，發展數位孿生！？

近期，汽車業的供應鏈大洗牌及數位轉型受到市場的矚目。面對電動車、共享汽車、自動車等各種趨勢的影響，許多汽車業已經運用新興科技迎接挑戰。其中，數位孿生就是一個備受矚目的科技。本文介紹汽車業如何運用數位孿生協助轉型。

（本文為專家投稿，作者為黃正傑。黃正傑博士長期研究雲端運算、大數據、人工智慧、工業互聯網等技術應用趨勢並協助前瞻計畫發展與管理。曾擔任產業數位轉型顧問、產業分析師、電子化技術顧問、供應鏈管理顧問等職務。目前為鼎新電腦前沿研發架構師，經營《就享知-科技轉角巷》頻道，並兼任文化大學助理教授。《T客邦》歡迎各路好手針對擅長主題投稿或是針對數位議題發表自身意見，詳情以及方式請見徵稿頁面。）

最近，汽車業由於電動汽車的高速發展，造成汽車業供應鏈重組，汽車業積極的進行數位轉型。其中，數位孿生技術在汽車業中扮演關鍵的角色，例如：電動車特斯拉將每台車的運行狀況即時傳回雲端服務中心，隨時改進行車效率並能提供未來產品改進的依據；一家F1賽車公司利用感測器及天氣、引擎溫度、潤滑油狀況等，協助駕駛員在競賽過程中表現得更好。以此，許多觀察家均認為數位孿生技術是汽車業數位轉型的重要推手。讓我們來看看汽車業如何透過數位孿生進行轉型吧！

▲ 汽車數位孿生概念（資料來源：Mierlo etc al.（2021））

數位孿生的汽車業應用

在汽車業，已經有許多廠商積極地運用數位孿生技術在各個產品生命週期階段中進行改善乃至於轉型，以下說明幾個應用：

1.研發設計：從汽車設計到製造通常需要5-6年的時間，有效的設計會影響該車款長期的穩定，否則可能會發生汽車召回的事件發生，乃至於造成事故的憾事。然而，對於汽車品牌商來說，在設計時考慮愈來愈多的零件、電子系統乃至於真實駕駛狀況測試等，都是嚴峻的挑戰。利用數位孿生3D模擬技術可以來提供設計協同、模擬測試，乃至於提出最佳的設計方式與零件材料清單。現今汽車的數位孿生模擬設計不僅僅考慮外型、內裝空間的舒適性或是空調舒適的模擬等，還包含機械動力系統、電子系統、系統晶片等模擬，進一步還能包含道路駕駛模擬，提供消費者更舒適、更安全保障的產品。例如：西門子 PAVE360汽車驗證系統可以協助汽車製造商、汽車晶片設計者、軟體業者、供應商進行協同設計與模擬，甚至融合感測系統、交通狀況等進行城市駕駛狀況的模擬測試，稱為汽車閉環模擬。西門子 PAVE360的模擬方式包含決定性規則與AI式的非決定數據模擬方式。

▲ 汽車閉環模擬（資料來源：西門子）

2.生產製造：在製造時，汽車業不僅要考慮複雜的材料、愈來愈多的電子零組件，還要滿足更多樣客製化需求及快速製造的壓力。這使得汽車在製造過程中必須要有效的掌握資源、生產計劃及製造程序，如：根據物料需求，AGV 自動搬運特定料到特定工作站、利用AR技術導引生產人員作業、利用物聯網技術偵測設備的效率以及預測維修等。例如：Mercedes-Benz Factory 56 的 TecLines 生產線，捨去傳統固定工作站的作法，改以400多輛 AGV 自動般運車與模塊化工作站方式作業；組裝員工可以利用平板上的視覺化技術、虛擬實境技術進行查看與操控。甚至，透過與供應商的協調，可以允許在世界各地供應商與工廠，追蹤料件的物流狀況，甚至客戶端的需求可以在最後組裝一刻進行變更（如圖所示：改變車輪形式）。在正式生產之前，生產過程還可透過VR虛擬實境進行視覺化模擬而優化；在製造過程中，生產人員可以透過平板電腦檢視生產設備狀況以及檢視每個正在組裝車子的品質狀況。

▲ Mercedes-Benz Factory 56虛實操控（資料來源：Mercedes-Benz）

3.銷售服務：汽車的銷售與服務上，分享汽車、訂閱汽車等概念更是挑戰汽車品牌商、OEM 製造商乃至於汽車維修商。汽車品牌商可以透過 AR/VR 工具協助銷售，例如：Audi 在展示中心運用虛擬實境讓顧客體驗汽車，並可選配汽車規格配件。此外，因應分享汽車、訂閱汽車等消費者汽車擁有概念的轉變，可以利用數位孿生技術協助監測汽車運行狀況，提高汽車運行效率、安全，減少汽車維修成本等，甚至提供駕駛人容易查找車位、購物推薦等移動服務需求。例如：電動車特斯拉的聯網強化汽車效率、Twaice 新創公司協助電動車電池效率監控與預測、輪胎公司利用數位孿生模擬，提供磨損預測、安全分析等模擬與預測，以及依里程、駕駛行為計價的商業模式等。在自動車領域，Schaeffer 自動車公司利用雲端模擬真實世界的每一個所屬自動車，持續地分析自動車運行狀況，自動控制汽車運行方式。

▲ Schaeffer 自動車公司數位孿生系統（資料來源：Schaeffer）