投入超500亿元 上汽通用将全面发力电动智能化
从起初的简单电力驱动到内燃机与纯电动并行，再到全面电动化和智能网联化时代，属于汽车技术的舞台正在迎来全新风向标。2021上海国际车展前夕，上汽通用在今年的“汽车科技体验日”活动现场公布了其在电动化、智能网联化领域的科技与战略布局。据悉，到2025年，上汽通用汽车将推出10款以上基于Ultium平台的国产新能源车型，覆盖旗下三大品牌。相应的，在新技术领域的规划投入也将超过500亿元。
Ultium平台产品能实现近100%零部件的本土化采购。
在电气化方面，上汽通用汽车目前已布局有混动、插电式混动和纯电动等多样化新能源技术型谱，以及轿车、SUV、MPV等主流产品。作为通用汽车全面电气化的基石，新的Ultium平台集成了通用汽车26年的电气化经验，将在灵活、智能和安全方面有所突出，更重要的，该平台底层架构得益于上汽通用汽车和泛亚汽车技术中心同步开发，未来产品将会实现近100%零部件的本土化采购。
Ultium平台为搭载更多电池模组做好了准备
同时，Ultium平台具有高度灵活的技术开放性。它采用了可替换、可升级的电池模组，以及可灵活排布的电芯方案，能轻松支持功能的升级和电芯配方的优化。无论是磷酸铁锂、三元锂电池，还是未来可能应用的锂金属电池、固态电池，都能为其所用。此外，通过电池和电驱的模块化设计，Ultium平台将以多样化驱动形式，满足不同细分市场的消费者需求。
Ultium平台是首个采用无线电池管理系统的电动平台
另外，Ultium平台还拥有面向未来的智能属性。它是业内首个采用无线电池管理系统（wBMS）的电动平台，开发空间和技术灵活性得到大幅提升，配合通用汽车全新一代VIP智能电子架构，将支持更精细化的系统管理和功能的迭代升级。无线电池管理系统使电池包减少了90%的线束，减重的同时增加了体积能量密度，提升了续航里程，带来更低的故障率；电池包的生产工艺获得大幅简化，电芯的无线通讯能力提升了电池自动化装配的效率和质量；无线电池管理系统还为电池的回收带来很多裨益，让电池可实现便捷的二次利用。
Ultium平台能为更安全防护设计提供可行方案
Ultium平台带来业内领先的电池安全性。其电池开发和测试严格遵循了通用汽车全球新能源车相关标准，并高于国标要求。与本土供应商共同研发的三元锂电芯优化配方，提升了10%的热稳定性，具备低衰减、长寿命的优势；依托实时智能监控系统、纳米级航天材料气凝胶、安全阀和排气通道的专利设计、防拉弧设计、集成式全独立液冷系统、气凝胶防火毯等七重保护，Ultium电池实现了行业领先的热稳定性能，且支持全生命周期快充而对电池容量几乎没有影响。此外，全新电池物理防护架构采用高强度的井字形框架结构，超高强度钢占比37.5%，高强度钢占比约61%，抗挤压能力达到国标的3倍，加上IP67防尘防水和IP6K9K高压喷水防护的密封等级，Ultium平台可以全方位满足电压、电能、物理防护、电力系统负载端绝缘的电动车五星安全的设计标准。
基于全新电子架构的智能座舱
在车联网方面，通用汽车全新一代VIP智能电子架构将以打造多模交互的智能座舱为打造目标。具体就是VIP智能电子架构具有高速网络数据传输能力、整车级OTA更新功能、航空级网络安全以及可持续拓展潜力。到2025年之前，上汽通用汽车旗下三大品牌所有新车型都将应用这一全新的电子架构。
与此同时，上汽通用汽车正加速推进智能座舱系统的应用。基于全新一代VIP智能电子架构所开发的全新一代VCS虚拟座舱系统，集成了全球顶级的硬件配置和行业领先的交互技术，从功能、交互到服务带来智能高效、无缝连接的多维体验和丰富功能。该系统配备行业最强的高性能车规级SoC、33英寸环幕式超视网膜屏、全球领先的双景深激光AR-HUD、新一代智能语音助手等高规格硬件和技术，互联生态与智能场景引擎完美结合，提供无感停车、智慧补能、异地出行、通勤规划等场景服务，并与第三方等互联应用合作，打造智能互联出行体验。并且，延续去年首次开启的大规模OTA升级的成功经验，今年，上汽通用汽车还将继续实施大规模OTA远程升级。
智能驾驶功能的全面普及应用
在智能驾驶方面，基于全新一代VIP智能电子架构，上汽通用汽车正在积极推进先进自动驾驶技术在中国的落地以及应用场景的不断扩展。在Super Cruise超级智能驾驶系统已搭载于中国量产车型的基础上，今年，增强型Super Cruise超级智能驾驶系统将在凯迪拉克车型上首发，增加指令变道等更多辅助功能，进一步提升用户使用体验。未来5年内，Super Cruise超级智能驾驶系统将覆盖凯迪拉克品牌大部分车型，并逐渐应用于别克和雪佛兰品牌未来新车型；车道居中智能巡航功能将应用到三大品牌超过80%的车型上，并在Ultium平台车型实现100%全覆盖；新一代智能泊车辅助系统将通过更全面的感知技术，支持更多种类车位识别，同时引入遥控自动出入库模式，以应对中国复杂的泊车场景；V2X智能交通技术将配备在更多车型上，并随着智能基础设施的不断完善，实现更完整的车-路和车-车感知。未来，上汽通用汽车还将引入功能更强大的下一代智能驾驶系统，实现Door to Door出行等更多功能，覆盖更多的使用场景。
实际上电动化相比于内燃机时代更大的改变在于“软件定义汽车”的开始，汽车将不在局限于交通工具或驾控体验产品，更多更智能的融入出行生活方式才是新的追求。相信在更多一线主流汽车厂商的推进和业务布局下，电动化和智慧出行的结合，会打造出令人无理由拒绝的全新用车体验，满足更广泛人群的用车需求。
从起初的简单电力驱动到内燃机与纯电动并行，再到全面电动化和智能网联化时代，属于汽车技术的舞台正在迎来全新风向标。2021上海国际车展前夕，上汽通用在今年的“汽车科技体验日”活动现场公布了其在电动化、智能网联化领域的科技与战略布局。据悉，到2025年，上汽通用汽车将推出10款以上基于Ultium平台的国产新能源车型，覆盖旗下三大品牌。相应的，在新技术领域的规划投入也将超过500亿元。
Ultium平台产品能实现近100%零部件的本土化采购。
在电气化方面，上汽通用汽车目前已布局有混动、插电式混动和纯电动等多样化新能源技术型谱，以及轿车、SUV、MPV等主流产品。作为通用汽车全面电气化的基石，新的Ultium平台集成了通用汽车26年的电气化经验，将在灵活、智能和安全方面有所突出，更重要的，该平台底层架构得益于上汽通用汽车和泛亚汽车技术中心同步开发，未来产品将会实现近100%零部件的本土化采购。
Ultium平台为搭载更多电池模组做好了准备
同时，Ultium平台具有高度灵活的技术开放性。它采用了可替换、可升级的电池模组，以及可灵活排布的电芯方案，能轻松支持功能的升级和电芯配方的优化。无论是磷酸铁锂、三元锂电池，还是未来可能应用的锂金属电池、固态电池，都能为其所用。此外，通过电池和电驱的模块化设计，Ultium平台将以多样化驱动形式，满足不同细分市场的消费者需求。
Ultium平台是首个采用无线电池管理系统的电动平台
另外，Ultium平台还拥有面向未来的智能属性。它是业内首个采用无线电池管理系统（wBMS）的电动平台，开发空间和技术灵活性得到大幅提升，配合通用汽车全新一代VIP智能电子架构，将支持更精细化的系统管理和功能的迭代升级。无线电池管理系统使电池包减少了90%的线束，减重的同时增加了体积能量密度，提升了续航里程，带来更低的故障率；电池包的生产工艺获得大幅简化，电芯的无线通讯能力提升了电池自动化装配的效率和质量；无线电池管理系统还为电池的回收带来很多裨益，让电池可实现便捷的二次利用。
Ultium平台能为更安全防护设计提供可行方案
Ultium平台带来业内领先的电池安全性。其电池开发和测试严格遵循了通用汽车全球新能源车相关标准，并高于国标要求。与本土供应商共同研发的三元锂电芯优化配方，提升了10%的热稳定性，具备低衰减、长寿命的优势；依托实时智能监控系统、纳米级航天材料气凝胶、安全阀和排气通道的专利设计、防拉弧设计、集成式全独立液冷系统、气凝胶防火毯等七重保护，Ultium电池实现了行业领先的热稳定性能，且支持全生命周期快充而对电池容量几乎没有影响。此外，全新电池物理防护架构采用高强度的井字形框架结构，超高强度钢占比37.5%，高强度钢占比约61%，抗挤压能力达到国标的3倍，加上IP67防尘防水和IP6K9K高压喷水防护的密封等级，Ultium平台可以全方位满足电压、电能、物理防护、电力系统负载端绝缘的电动车五星安全的设计标准。
基于全新电子架构的智能座舱
在车联网方面，通用汽车全新一代VIP智能电子架构将以打造多模交互的智能座舱为打造目标。具体就是VIP智能电子架构具有高速网络数据传输能力、整车级OTA更新功能、航空级网络安全以及可持续拓展潜力。到2025年之前，上汽通用汽车旗下三大品牌所有新车型都将应用这一全新的电子架构。
与此同时，上汽通用汽车正加速推进智能座舱系统的应用。基于全新一代VIP智能电子架构所开发的全新一代VCS虚拟座舱系统，集成了全球顶级的硬件配置和行业领先的交互技术，从功能、交互到服务带来智能高效、无缝连接的多维体验和丰富功能。该系统配备行业最强的高性能车规级SoC、33英寸环幕式超视网膜屏、全球领先的双景深激光AR-HUD、新一代智能语音助手等高规格硬件和技术，互联生态与智能场景引擎完美结合，提供无感停车、智慧补能、异地出行、通勤规划等场景服务，并与第三方等互联应用合作，打造智能互联出行体验。并且，延续去年首次开启的大规模OTA升级的成功经验，今年，上汽通用汽车还将继续实施大规模OTA远程升级。
智能驾驶功能的全面普及应用
在智能驾驶方面，基于全新一代VIP智能电子架构，上汽通用汽车正在积极推进先进自动驾驶技术在中国的落地以及应用场景的不断扩展。在Super Cruise超级智能驾驶系统已搭载于中国量产车型的基础上，今年，增强型Super Cruise超级智能驾驶系统将在凯迪拉克车型上首发，增加指令变道等更多辅助功能，进一步提升用户使用体验。未来5年内，Super Cruise超级智能驾驶系统将覆盖凯迪拉克品牌大部分车型，并逐渐应用于别克和雪佛兰品牌未来新车型；车道居中智能巡航功能将应用到三大品牌超过80%的车型上，并在Ultium平台车型实现100%全覆盖；新一代智能泊车辅助系统将通过更全面的感知技术，支持更多种类车位识别，同时引入遥控自动出入库模式，以应对中国复杂的泊车场景；V2X智能交通技术将配备在更多车型上，并随着智能基础设施的不断完善，实现更完整的车-路和车-车感知。未来，上汽通用汽车还将引入功能更强大的下一代智能驾驶系统，实现Door to Door出行等更多功能，覆盖更多的使用场景。
实际上电动化相比于内燃机时代更大的改变在于“软件定义汽车”的开始，汽车将不在局限于交通工具或驾控体验产品，更多更智能的融入出行生活方式才是新的追求。相信在更多一线主流汽车厂商的推进和业务布局下，电动化和智慧出行的结合，会打造出令人无理由拒绝的全新用车体验，满足更广泛人群的用车需求。
试驾2021款凯迪拉克XT5 XT6 轻混动 大不同
试驾2021款凯迪拉克XT5 XT6 轻混动 大不同
或许让电动车完全取代燃油车还为时过早，但通过电动化的技术手段让燃油车降低油耗提升效率，已经是大多数车厂认同的技术路线。不久前上市的2021款凯迪拉克XT5/XT6两款车型全系增配48V轻混动系统，在原有2.0T+9AT动力总成上新加入48V电池/电机，曾经豪放不羁的凯迪拉克在“触电”后又是怎样的体验呢？
2021款凯迪拉克XT5售价33.27-47.27万元，XT6售价39.27-55.27万元，相比2020款上调3000元。新车最主要的变化是增加48V轻混动系统，此外凯迪拉克智能互联体验CUE也同步升级。至于外观内饰则基本维持原样，还是经典的美式豪华格调。
作为凯迪拉克在豪华SUV市场的“基本盘”，同时也是凯迪拉克“双456”产品矩阵中整备质量最重的两款车，XT5和XT6率先用上48V轻混动不仅有显著的节油效果，也非常有利于改变一些消费者心中美国豪华车=费油的传统认知。
“人心中的成见是一座大山”，但凯迪拉克说它搬得动
凯迪拉克称：搭载48V轻混动系统的新款XT5油耗相比老款降低4-5%，新款XT6则降低5-6%。虽然和重混合动力车的燃效没法比，但和同级2.0T豪华SUV横向一比，发现美国车其实很能打，说实话我也没想到如今的凯迪拉克都如此省油！
2021款凯迪拉克XT5的工信部平均油耗为7升/100km（两驱）和7.4升/100km（四驱），作为对比，Benz GLC L的平均油耗是8.1-8.2升/100km，BMW X3是7.9-8升/100km。
这还是在凯迪拉克XT5比欧洲对手们长出至少100毫米、整备质量重100多公斤的前提下实现的。
更省油的秘密是凯迪拉克将智能可变缸发动机与48V轻混动技术结合，这可是新款XT5/XT6在同级豪华SUV中“独一份”的优势，既然技术占了上风，自然就有逆天改命的实力。
轻轻一混，大有不同
除了客观上更加高效节能，48V轻混系统还让2021款凯迪拉克XT5/XT6的驾乘品质有所提升，这其中最明显的变化是发动机启停更敏捷平顺，车辆起步时更轻盈。
新增的48V启发一体式电动机有10千瓦（14马力）最 大功率和50牛米扭矩，这种动力虽然不足以单独驱动汽车，但4倍于传统启动马达的出力可以轻松把发动机从停机状态迅速恢复到怠速运转，敏捷启动速度提升0.2秒，主观上几乎感觉不到启动延迟和震动，抬脚就走，非常顺滑。
在市区走走停停时还发现48V的另一个好处：发动机停机时“憋气”能力变强。以前开空调自动启停坚持不了半分钟，现在憋个2、3分钟毫无压力；48V系统带得动空调压缩机，所以发动机停机后制冷不中断。由于使用感受好还不影响舒适性，之前对这类功能有抵触的消费者大可放心，48V带来的改善很明显。
除了启停性能明显优于12V启动机，48V轻混动系统在车辆起步、中低负荷加速时会助力驱动给发动机“减负”，10千瓦和50牛米看似不多，但在内燃机热效率较低的中低速域却是非常有效的补充。
2021款凯迪拉克XT5/XT6搭载2.0T智能可变缸发动机，最 大功率174千瓦（237马力），峰值扭矩350牛·米，匹配9速手自一体变速箱，与老款车相同。凯迪拉克特意说明，配备48V轻混动系统的目的是省油和提升驾乘品质，电动机的任务是让发动机“减负”而不是“加力”，所以新车的零百加速和zui高车速等性能指标与老款相同。
虽然账面性能数据差不多，但新车开起来确实是有更好的一面，这主要体现在主观层面上，就是所谓的“感觉好”。
电机辅助不仅省油，“减负”后的发动机运转噪音也更低，凯迪拉克XT5/XT6的隔音性能本身就不错，48V加持后发动机动静更小，车辆动态更轻盈。此外，电动机瞬间dian峰的出力特性与9AT变速箱精密配合，能起到“削峰填谷”的效果，让换挡时动力衔接更平滑顺畅，综合下来驾驶体验，乘坐舒适性都比老款车型有所提升。
新技术，新体验，给豪华感加分
顺滑、安静的行驶特性提升了新款XT5/XT6的高级质感，特别是这两款SUV车型本身就犹如美式豪装的起居室，是令人坐在车厢内能感觉到安全、舒适和放松的气氛。行驶特性的提升强化了这种印象，豪华感是加分的。
凯迪拉克XT5与XT6都诞生自C1XX平台，XT5定位中型SUV，更大的XT6则是6座/7座布局的中大型SUV。由于后者尺寸更大、更重，驾控灵活性不如XT5，但凯迪拉克在XT6上在舒适、豪华和智能安全方面下了更多功夫，别看尺寸庞大，但开起来十分轻松省心，更重要的是宽敞安静的车厢豪华感非常强，用料在同级别选手里无可挑剔。
厚重的实木饰板与柔软的真皮遍布车厢，铂金版还有手感上佳的Opus半苯胺真皮座椅和麂皮绒车顶，虽然整体氛围在今天看来有点老气，但材质考究，无论视觉还是手感都是特别正统的豪华氛围。
其实科技方面凯迪拉克也不含糊，新车使用最 新一代凯迪拉克移动互联体验CUE，可对安吉星和娱乐系统进行在线更新。
与此同时，2021款XT5与XT6的车机交互界面及车联应用也得到进一步的优化，搭载全新的显示界面，并推出包含个性化内容推送等丰富功能。与百度深度合作的智能语音交互功能也带来更便利的人机互动体验，设定导航，空调或座椅加热，即便是多个任务也可以放在一句话说完。亲测效果良好，绝大多数情况都能准确的一一做出回应。
2021款凯迪拉克XT5/XT6通过48V轻混动和升级的人机交互系统，带来更高效、便利、舒适安心的用车体验，让这两款SUV车型具备了更强的竞争力。
新车的外观、内饰方面几乎没有变化，只是XT6增加了一种名为“琉璃金”的车身颜色。总体来看，这次改款几乎全部落在技术层面，消费者获得的是产品技术升级与更好的用车体验，这一点比什么都强。
试驾2021款凯迪拉克XT5 XT6 轻混动 大不同
或许让电动车完全取代燃油车还为时过早，但通过电动化的技术手段让燃油车降低油耗提升效率，已经是大多数车厂认同的技术路线。不久前上市的2021款凯迪拉克XT5/XT6两款车型全系增配48V轻混动系统，在原有2.0T+9AT动力总成上新加入48V电池/电机，曾经豪放不羁的凯迪拉克在“触电”后又是怎样的体验呢？
2021款凯迪拉克XT5售价33.27-47.27万元，XT6售价39.27-55.27万元，相比2020款上调3000元。新车最主要的变化是增加48V轻混动系统，此外凯迪拉克智能互联体验CUE也同步升级。至于外观内饰则基本维持原样，还是经典的美式豪华格调。
作为凯迪拉克在豪华SUV市场的“基本盘”，同时也是凯迪拉克“双456”产品矩阵中整备质量最重的两款车，XT5和XT6率先用上48V轻混动不仅有显著的节油效果，也非常有利于改变一些消费者心中美国豪华车=费油的传统认知。
“人心中的成见是一座大山”，但凯迪拉克说它搬得动
凯迪拉克称：搭载48V轻混动系统的新款XT5油耗相比老款降低4-5%，新款XT6则降低5-6%。虽然和重混合动力车的燃效没法比，但和同级2.0T豪华SUV横向一比，发现美国车其实很能打，说实话我也没想到如今的凯迪拉克都如此省油！
2021款凯迪拉克XT5的工信部平均油耗为7升/100km（两驱）和7.4升/100km（四驱），作为对比，Benz GLC L的平均油耗是8.1-8.2升/100km，BMW X3是7.9-8升/100km。
这还是在凯迪拉克XT5比欧洲对手们长出至少100毫米、整备质量重100多公斤的前提下实现的。
更省油的秘密是凯迪拉克将智能可变缸发动机与48V轻混动技术结合，这可是新款XT5/XT6在同级豪华SUV中“独一份”的优势，既然技术占了上风，自然就有逆天改命的实力。
轻轻一混，大有不同
除了客观上更加高效节能，48V轻混系统还让2021款凯迪拉克XT5/XT6的驾乘品质有所提升，这其中最明显的变化是发动机启停更敏捷平顺，车辆起步时更轻盈。
新增的48V启发一体式电动机有10千瓦（14马力）最 大功率和50牛米扭矩，这种动力虽然不足以单独驱动汽车，但4倍于传统启动马达的出力可以轻松把发动机从停机状态迅速恢复到怠速运转，敏捷启动速度提升0.2秒，主观上几乎感觉不到启动延迟和震动，抬脚就走，非常顺滑。
在市区走走停停时还发现48V的另一个好处：发动机停机时“憋气”能力变强。以前开空调自动启停坚持不了半分钟，现在憋个2、3分钟毫无压力；48V系统带得动空调压缩机，所以发动机停机后制冷不中断。由于使用感受好还不影响舒适性，之前对这类功能有抵触的消费者大可放心，48V带来的改善很明显。
除了启停性能明显优于12V启动机，48V轻混动系统在车辆起步、中低负荷加速时会助力驱动给发动机“减负”，10千瓦和50牛米看似不多，但在内燃机热效率较低的中低速域却是非常有效的补充。
2021款凯迪拉克XT5/XT6搭载2.0T智能可变缸发动机，最 大功率174千瓦（237马力），峰值扭矩350牛·米，匹配9速手自一体变速箱，与老款车相同。凯迪拉克特意说明，配备48V轻混动系统的目的是省油和提升驾乘品质，电动机的任务是让发动机“减负”而不是“加力”，所以新车的零百加速和zui高车速等性能指标与老款相同。
虽然账面性能数据差不多，但新车开起来确实是有更好的一面，这主要体现在主观层面上，就是所谓的“感觉好”。
电机辅助不仅省油，“减负”后的发动机运转噪音也更低，凯迪拉克XT5/XT6的隔音性能本身就不错，48V加持后发动机动静更小，车辆动态更轻盈。此外，电动机瞬间dian峰的出力特性与9AT变速箱精密配合，能起到“削峰填谷”的效果，让换挡时动力衔接更平滑顺畅，综合下来驾驶体验，乘坐舒适性都比老款车型有所提升。
新技术，新体验，给豪华感加分
顺滑、安静的行驶特性提升了新款XT5/XT6的高级质感，特别是这两款SUV车型本身就犹如美式豪装的起居室，是令人坐在车厢内能感觉到安全、舒适和放松的气氛。行驶特性的提升强化了这种印象，豪华感是加分的。
凯迪拉克XT5与XT6都诞生自C1XX平台，XT5定位中型SUV，更大的XT6则是6座/7座布局的中大型SUV。由于后者尺寸更大、更重，驾控灵活性不如XT5，但凯迪拉克在XT6上在舒适、豪华和智能安全方面下了更多功夫，别看尺寸庞大，但开起来十分轻松省心，更重要的是宽敞安静的车厢豪华感非常强，用料在同级别选手里无可挑剔。
厚重的实木饰板与柔软的真皮遍布车厢，铂金版还有手感上佳的Opus半苯胺真皮座椅和麂皮绒车顶，虽然整体氛围在今天看来有点老气，但材质考究，无论视觉还是手感都是特别正统的豪华氛围。
其实科技方面凯迪拉克也不含糊，新车使用最 新一代凯迪拉克移动互联体验CUE，可对安吉星和娱乐系统进行在线更新。
与此同时，2021款XT5与XT6的车机交互界面及车联应用也得到进一步的优化，搭载全新的显示界面，并推出包含个性化内容推送等丰富功能。与百度深度合作的智能语音交互功能也带来更便利的人机互动体验，设定导航，空调或座椅加热，即便是多个任务也可以放在一句话说完。亲测效果良好，绝大多数情况都能准确的一一做出回应。
2021款凯迪拉克XT5/XT6通过48V轻混动和升级的人机交互系统，带来更高效、便利、舒适安心的用车体验，让这两款SUV车型具备了更强的竞争力。
新车的外观、内饰方面几乎没有变化，只是XT6增加了一种名为“琉璃金”的车身颜色。总体来看，这次改款几乎全部落在技术层面，消费者获得的是产品技术升级与更好的用车体验，这一点比什么都强。
#可靠性仿真#是什么梗？一文读懂可靠性仿真的方法与应用
#可靠性仿真的概念#当前全球科技水平的不断提升使得航空航天、军事装备等行业得到空前发展。高科技产品功能结构复杂、系统组成庞大、研发周期长费用高、可靠性问题突出。传统的基于统计的可靠性设计分析方法，与性能设计专业技术体系不一致，在设计过程中难以相互融合，造成可靠性设计分析工作往往滞后于性能设计分析工作，可靠性设计分析难以对产品的设计状态产生真正影响。同时，传统的可靠性试验与评估方法需要大量新研产品进行试验，往往在研制后期才能开展。通过可靠性试验发现产品薄弱环节再进行设计更改，时间周期长并且代价较大。工程实践表明，传统的可靠性设计分析与试验评估方法，越来越难满足高科技产品高可靠长寿命的需求。
近年来，数字样机与虚拟仿真等相关技术发展迅速，国内外大部分科研机构都采用虚拟仿真技术进行产品三维建模装配与功能/性能分析，从而在设计阶段早期获得产品性能参数并改进设计。目前，将可靠性工作融入到产品设计和分析仿真过程，形成了在工程上有着强烈需求的#可靠性仿真#。可靠性仿真是充分利用产品现有的功能/性能模型及相关CAD工具，以系统功能/性能模型为内核，以可靠性模型为外壳，联合各专业CAD工具建立综合集成环境，实现可靠性与性能一体化建模仿真，支持在设计阶段开展基于仿真的可靠性设计、分析与评价。可靠性仿真结果可以为可靠性与性能的协同设计与分析提供模型与数据支持。综上可知，可靠性仿真技术对于解决工程中可靠性设计与性能设计“两张皮”问题具有极高的实用价值。
当然，在可靠性分析时，很多情况下难以直接建立应力、应变、位移等与载荷、材料、结构尺寸的关系，往往需要借助各种CAE工具，如有限元、多体动力学来进行分析，这种情况下反映为功能函数与基本随机变量的关系是隐式的。
从可靠度计算的角度分析，模拟法和响应面法一般只需要获得功能函数在给定样本点的值，这些值可以借助CAE工具分析获得，再对结果进行统计来计算可靠度；一次可靠度法不仅需要计算功能函数的值，还需要获得功能函数关于随机向量的梯度。
利用CAE工具进行可靠性仿真计算，必须解决以下2个问题：
1、可靠度计算程序对CAE软件的封装和调用，以实现功能函数值的计算；
2、梯度的计算，这可以在获得功能函数值的基础上采用有限差分法计算。
因此关键是实现利用CAE工具实现功能函数值的计算。有两种实现可靠性仿真计算的思路：抽样仿真和迭代仿真，如图1所示。
#可靠性仿真的方法#可靠性仿真一般采用数学仿真方法。所谓数学仿真，就是用数学模型代替实际系统在计算机上进行试验。与其它方法相比，数学仿真具有以下优点：
1、精度高。仿真计算机是数学仿真的主要硬件设备。随着仿真机技术的发展，计算机运算精度有了很大的提高，这保证了试验结果的精确性。同时，数学仿真试验结果的逼真度和置信度，主要依赖于建立的数学模型的准确性。现有的可靠性和仿真技术已经能较好地解决可靠性建模这一问题。
2、对计算机要求较低。可靠性仿真不要求实时仿真，因此在一般的个人微机、工作站上就可以进行，而不需专门的昂贵的仿真机（小型机、巨型机等）。这一点更有利于可靠性仿真工作的开展 。
3、难度较低。可靠性数学模型变为计算机上运行的仿真模型，可以直接利用系统数学模型中各种坐标系及其变换关系进行，不必考虑因实物接入而带来的各坐标系之间的协调转换，降低了实现仿真的难度。
4、成本低。数学仿真突出的优点之一就是所有试验封闭在计算机上进行，它不需要实物的参与，又可以进行大量的、 重复性的试验，节省了可靠性工程经费的投入。可靠性仿真特别适用于可靠性统计试验。
对于庞大、复杂的系统，其各分系统、组合、元器件、零件都有不同的失效类型和故障模式，传统的分析方法研究十分困难。可靠性仿真则可以较好地解决这一问题。它即可以应用于可靠性设计中，也可以应用于可靠性试验中；既可以应用于可靠性统计试验，又可以应用于可靠性工程试验；既可以先对各分系统，如电气、液压等重点分系统进行可靠性仿真，进而依据这些结果对全系统进行可靠性仿真；也可以直接对全系统进行可靠性仿真，具有广泛的应用范围。
可靠性仿真在不同的研制阶段也具有不同的做法：在方案论证阶段，利用可靠性设计手册提供的可靠性预计数据和可靠性分配数据进行仿真试验，对系统作出比较粗略的估计；在工程研制阶段，就可以利用有关的试验数据进行仿真试验，通过修改实际系统，可以提高系统可靠性水平，通过对仿真结果的统计分析，可以实现对系统可靠性精确的评估；在产品使用阶段，通过对发生故障的复现、排除，实现对产品的改进设计。
可靠性仿真一般采取以下步骤 :
1、建立可靠性数据库（RDBF）。广泛收集可靠性数据, 对数据进行加工处理,得出各分系统及各分系统内各元器件、组合部件等的寿命分布类型和可靠性参数值，从而建立系统的可靠性数据库。
2、构造故障树（FTA）。故障树法是可靠性工程中最常用、最有效的一种设计分析方法，它既可以进行定性分析，也可以进一步用于进行定量分析。通过与故障模式及影响分析法(FMEA)的有机结合，由工程设计人员建立系统、分系统故障树，并邀请有关的可靠性工程人员参加审查，以保证故障树的逻辑关系正确 。
3、建立可靠性模型（数学模型）。利用系统的热设计、冗余设计、降额设计以及积累零件、元器件、部件、组合和分系统的失效模式, 由专业人员建立可靠性模型。
4、建立可靠性仿真模型。根据可靠性模型的形式、计算机类型以及试验要求将可靠性模型转变适合于计算机处理的形式，即可靠性仿真模型，并依据有关参数进行仿真模型的验证，确定模型的有效性。
5、编制仿真程序。利用仿真软件将可靠性仿真模型输入计算机，并对仿真程序要使用的数组定维、设置工作单元位置、输入可靠性仿真参数、初始条件、规定输出打印间隔、打印数据和绘图比例尺等。
6、可靠性仿真试验。依据仿真目的，在可靠性仿真模型上进行大量的仿真试验。仿真不同于一般的科学计算，它要求体现出“在模型上进行试验”这个含义，也就是在仿真试验时，工程技术人员就像在真实系统上进行试验那样可以观察系统的动态过程，适时地改变系统的初始条件和有关参数，甚至结构模型，实现人机交互功能。
7、可靠性仿真结果分析与评定。对于复杂的随机过程，一般采用蒙特卡洛法（Monte Carlo）等统计方法，通过选择不同的随机初始条件和随机输入函数，对可靠性仿真系统进行大量的统计计算，并得出系统变量的统计特性。
#可靠性仿真的应用#对于设备来说，当前的发展趋势是利用可靠性仿真技术，建立产品可靠性仿真模型，支持在设计阶段开展基于仿真的可靠性设计分析与虚拟试验评估。可靠性仿真技术以各性能专业的仿真模型为基础，进一步考虑产品的寿命周期载荷、故障行为与故障机理以及工艺参数的散布特性，建立可靠性仿真模型，即基于可靠性的产品数字样机。在基于可靠性的数字建模、数据传递、拓延和试验仿真过程中，提升和验证产品的可靠性。
以液压伺服产品为例，其总体设计流程如图2所示。图中展示了控制系统设计、液压系统设计与执行机构设计之间的耦合关系。其中，控制系统需要利用控制系统仿真（Matlab/Simulink）来辅助设计；液压系统需要利用液压系统仿真（AMESim）来辅助设计；执行机构需要利用多体动力学仿真（ADAMS）来辅助设计。
液压伺服产品等机电产品，其生产制造与使用环境中存在着各种不确定性因素，例如加工制造误差、材料属性的分散性、元器件参数漂移以及随机环境载荷（温度、湿度与振动）等。这些不确定性因素会对机电产品的实际性能产生深刻影响。例如电子控制系统参数的累积误差，可能导致其控制输出响应超出规定值而发生故障；执行机构的制造安装误差与外界环境载荷作用，可能导致运动卡滞等严重故障。
机电产品传统设计分析方法，一般只关注标称状态下的性能响应，难以考虑内外不确定性因素影响下的性能散布特性，导致设计出来的产品可能面临较高的故障风险，无法保证其可靠性满足要求。可靠性仿真技术能够将各种不确定性因素引入到仿真模型中来，利用多种不确定性量化手段，实现对产品性能响应不确定性的度量，并且找出关键不确定性因素，通过控制这些不确定性因素达到提高产品可靠性水平的目的。
#可靠性仿真的概念#当前全球科技水平的不断提升使得航空航天、军事装备等行业得到空前发展。高科技产品功能结构复杂、系统组成庞大、研发周期长费用高、可靠性问题突出。传统的基于统计的可靠性设计分析方法，与性能设计专业技术体系不一致，在设计过程中难以相互融合，造成可靠性设计分析工作往往滞后于性能设计分析工作，可靠性设计分析难以对产品的设计状态产生真正影响。同时，传统的可靠性试验与评估方法需要大量新研产品进行试验，往往在研制后期才能开展。通过可靠性试验发现产品薄弱环节再进行设计更改，时间周期长并且代价较大。工程实践表明，传统的可靠性设计分析与试验评估方法，越来越难满足高科技产品高可靠长寿命的需求。
近年来，数字样机与虚拟仿真等相关技术发展迅速，国内外大部分科研机构都采用虚拟仿真技术进行产品三维建模装配与功能/性能分析，从而在设计阶段早期获得产品性能参数并改进设计。目前，将可靠性工作融入到产品设计和分析仿真过程，形成了在工程上有着强烈需求的#可靠性仿真#。可靠性仿真是充分利用产品现有的功能/性能模型及相关CAD工具，以系统功能/性能模型为内核，以可靠性模型为外壳，联合各专业CAD工具建立综合集成环境，实现可靠性与性能一体化建模仿真，支持在设计阶段开展基于仿真的可靠性设计、分析与评价。可靠性仿真结果可以为可靠性与性能的协同设计与分析提供模型与数据支持。综上可知，可靠性仿真技术对于解决工程中可靠性设计与性能设计“两张皮”问题具有极高的实用价值。
当然，在可靠性分析时，很多情况下难以直接建立应力、应变、位移等与载荷、材料、结构尺寸的关系，往往需要借助各种CAE工具，如有限元、多体动力学来进行分析，这种情况下反映为功能函数与基本随机变量的关系是隐式的。
从可靠度计算的角度分析，模拟法和响应面法一般只需要获得功能函数在给定样本点的值，这些值可以借助CAE工具分析获得，再对结果进行统计来计算可靠度；一次可靠度法不仅需要计算功能函数的值，还需要获得功能函数关于随机向量的梯度。
利用CAE工具进行可靠性仿真计算，必须解决以下2个问题：
1、可靠度计算程序对CAE软件的封装和调用，以实现功能函数值的计算；
2、梯度的计算，这可以在获得功能函数值的基础上采用有限差分法计算。
因此关键是实现利用CAE工具实现功能函数值的计算。有两种实现可靠性仿真计算的思路：抽样仿真和迭代仿真，如图1所示。
#可靠性仿真的方法#可靠性仿真一般采用数学仿真方法。所谓数学仿真，就是用数学模型代替实际系统在计算机上进行试验。与其它方法相比，数学仿真具有以下优点：
1、精度高。仿真计算机是数学仿真的主要硬件设备。随着仿真机技术的发展，计算机运算精度有了很大的提高，这保证了试验结果的精确性。同时，数学仿真试验结果的逼真度和置信度，主要依赖于建立的数学模型的准确性。现有的可靠性和仿真技术已经能较好地解决可靠性建模这一问题。
2、对计算机要求较低。可靠性仿真不要求实时仿真，因此在一般的个人微机、工作站上就可以进行，而不需专门的昂贵的仿真机（小型机、巨型机等）。这一点更有利于可靠性仿真工作的开展 。
3、难度较低。可靠性数学模型变为计算机上运行的仿真模型，可以直接利用系统数学模型中各种坐标系及其变换关系进行，不必考虑因实物接入而带来的各坐标系之间的协调转换，降低了实现仿真的难度。
4、成本低。数学仿真突出的优点之一就是所有试验封闭在计算机上进行，它不需要实物的参与，又可以进行大量的、 重复性的试验，节省了可靠性工程经费的投入。可靠性仿真特别适用于可靠性统计试验。
对于庞大、复杂的系统，其各分系统、组合、元器件、零件都有不同的失效类型和故障模式，传统的分析方法研究十分困难。可靠性仿真则可以较好地解决这一问题。它即可以应用于可靠性设计中，也可以应用于可靠性试验中；既可以应用于可靠性统计试验，又可以应用于可靠性工程试验；既可以先对各分系统，如电气、液压等重点分系统进行可靠性仿真，进而依据这些结果对全系统进行可靠性仿真；也可以直接对全系统进行可靠性仿真，具有广泛的应用范围。
可靠性仿真在不同的研制阶段也具有不同的做法：在方案论证阶段，利用可靠性设计手册提供的可靠性预计数据和可靠性分配数据进行仿真试验，对系统作出比较粗略的估计；在工程研制阶段，就可以利用有关的试验数据进行仿真试验，通过修改实际系统，可以提高系统可靠性水平，通过对仿真结果的统计分析，可以实现对系统可靠性精确的评估；在产品使用阶段，通过对发生故障的复现、排除，实现对产品的改进设计。
可靠性仿真一般采取以下步骤 :
1、建立可靠性数据库（RDBF）。广泛收集可靠性数据, 对数据进行加工处理,得出各分系统及各分系统内各元器件、组合部件等的寿命分布类型和可靠性参数值，从而建立系统的可靠性数据库。
2、构造故障树（FTA）。故障树法是可靠性工程中最常用、最有效的一种设计分析方法，它既可以进行定性分析，也可以进一步用于进行定量分析。通过与故障模式及影响分析法(FMEA)的有机结合，由工程设计人员建立系统、分系统故障树，并邀请有关的可靠性工程人员参加审查，以保证故障树的逻辑关系正确 。
3、建立可靠性模型（数学模型）。利用系统的热设计、冗余设计、降额设计以及积累零件、元器件、部件、组合和分系统的失效模式, 由专业人员建立可靠性模型。
4、建立可靠性仿真模型。根据可靠性模型的形式、计算机类型以及试验要求将可靠性模型转变适合于计算机处理的形式，即可靠性仿真模型，并依据有关参数进行仿真模型的验证，确定模型的有效性。
5、编制仿真程序。利用仿真软件将可靠性仿真模型输入计算机，并对仿真程序要使用的数组定维、设置工作单元位置、输入可靠性仿真参数、初始条件、规定输出打印间隔、打印数据和绘图比例尺等。
6、可靠性仿真试验。依据仿真目的，在可靠性仿真模型上进行大量的仿真试验。仿真不同于一般的科学计算，它要求体现出“在模型上进行试验”这个含义，也就是在仿真试验时，工程技术人员就像在真实系统上进行试验那样可以观察系统的动态过程，适时地改变系统的初始条件和有关参数，甚至结构模型，实现人机交互功能。
7、可靠性仿真结果分析与评定。对于复杂的随机过程，一般采用蒙特卡洛法（Monte Carlo）等统计方法，通过选择不同的随机初始条件和随机输入函数，对可靠性仿真系统进行大量的统计计算，并得出系统变量的统计特性。
#可靠性仿真的应用#对于设备来说，当前的发展趋势是利用可靠性仿真技术，建立产品可靠性仿真模型，支持在设计阶段开展基于仿真的可靠性设计分析与虚拟试验评估。可靠性仿真技术以各性能专业的仿真模型为基础，进一步考虑产品的寿命周期载荷、故障行为与故障机理以及工艺参数的散布特性，建立可靠性仿真模型，即基于可靠性的产品数字样机。在基于可靠性的数字建模、数据传递、拓延和试验仿真过程中，提升和验证产品的可靠性。
以液压伺服产品为例，其总体设计流程如图2所示。图中展示了控制系统设计、液压系统设计与执行机构设计之间的耦合关系。其中，控制系统需要利用控制系统仿真（Matlab/Simulink）来辅助设计；液压系统需要利用液压系统仿真（AMESim）来辅助设计；执行机构需要利用多体动力学仿真（ADAMS）来辅助设计。
液压伺服产品等机电产品，其生产制造与使用环境中存在着各种不确定性因素，例如加工制造误差、材料属性的分散性、元器件参数漂移以及随机环境载荷（温度、湿度与振动）等。这些不确定性因素会对机电产品的实际性能产生深刻影响。例如电子控制系统参数的累积误差，可能导致其控制输出响应超出规定值而发生故障；执行机构的制造安装误差与外界环境载荷作用，可能导致运动卡滞等严重故障。
机电产品传统设计分析方法，一般只关注标称状态下的性能响应，难以考虑内外不确定性因素影响下的性能散布特性，导致设计出来的产品可能面临较高的故障风险，无法保证其可靠性满足要求。可靠性仿真技术能够将各种不确定性因素引入到仿真模型中来，利用多种不确定性量化手段，实现对产品性能响应不确定性的度量，并且找出关键不确定性因素，通过控制这些不确定性因素达到提高产品可靠性水平的目的。
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