汽車碰撞安全假人作為汽車安全測試的核心計量設備,長期被國外壟斷,且國際假人基于歐美體征,無法精準適配國人,其自主化并實現“中國體征”化,對保障汽車產品安全、構建本土安全標準及支撐多領域國家戰略至關重要。
中國汽車技術研究中心有限公司(以下簡稱“中汽中心”)牽頭歷經7年攻關,突破仿生設計、部件成型、系統檢測三大關鍵技術,研制出擁有自主知識產權假人,實現技術從跟跑到并跑的跨越,成果已落地應用并獲多項認可。
目前國產假人在高端化方面仍與國際存在較大差距,建議從納入國家科技規劃、構建政產學研用創新聯合體、培養交叉學科人才并推動標準國際化、推動市場應用和加速技術迭代等四方面發力,盡快完全實現“中國假人”自主可控、守護出行安全,并助力汽車產業升級和制造強國建設。
實現自主可控與“中國體征”迫在眉睫
測試用假人,行業標準稱謂是擬人測試裝置(ATD),是一類嚴格復現人類人體幾何尺寸、質量分布、關節剛度、軟組織粘彈性與生物力學響應特性的高精度仿生測試計量設備。其核心本質是人體損傷風險的量化計量工具,通過內置高精度傳感器,將碰撞、沖擊、振動等極端載荷下的人體力學響應轉化為可量化、可溯源的數值指標,是各類載具、防護裝備安全性能法規準入、研發驗證的核心基準設備。ATD的核心價值在于替代真人完成高風險、高重復性的極限載荷測試,建立標準化、可量化的安全評價體系,應用覆蓋交通、軍工、航空航天等多個核心領域,其中汽車被動安全為第一大應用場景。
汽車碰撞安全假人是汽車安全開發的關鍵設計基準和核心檢測裝備,不僅是衡量汽車安全性能的“尺子”,更是國家質量基礎設施建設的重要基石,其供給和保障能力與汽車產業的綜合競爭力直接相關。在過去很長一段時間里,汽車碰撞安全假人的研發面臨嚴峻的外部挑戰,加快實現汽車碰撞安全假人國內供應和技術自主的必要性非常突出:這是破解高端測試裝備“卡脖子”難題、筑牢汽車產品安全底線的關鍵舉措;是實現從“用他人標尺”到“打造中國標尺”的跨越,本質是爭奪汽車安全領域的“生命測量權”;是我國掌握全球汽車安全領域標準定義權與行業話語權的重要抓手;是實現多領域技術協同賦能、精準服務國家戰略發展需求的客觀要求。
三大關鍵技術實現突破
汽車碰撞安全假人開發是一個多學科交叉的系統工程,具有技術復雜及多學科耦合的特點。技術難點主要有三方面:一是針對形態關鍵參數難提取、力學特征參數難表征導致的“仿生設計難”,二是骨肌運動姿態難把控、肌膚力學性能難控制導致的“部件成型難”,三是仿生部件檢測難統一、力學響應評價難量化導致的“系統檢測難”。
2024年,中汽中心成功研制出具有自主知識產權的HybridIII系列化及中國體征汽車碰撞安全假人,推動我國在該領域實現了從“跟跑”到“并跑”乃至部分技術“領跑”的跨越。
一是攻克了“仿生設計難”,實現了人機形態的高度符合。項目團隊發明了人體體征關鍵參數采集及數據處理方法,構建了從真人特征到假人參數的數據關聯模型。這解決了形態關鍵參數難提取的問題,確保了假人能夠真實反映中國人的體貌特征與生物力學特性。
二是突破了“部件成型難”,掌握了仿生肌膚核心技術。針對骨肌運動姿態難把控、肌膚力學性能難控制的瓶頸,團隊研制出力學性能穩定的仿生肌膚關鍵部件。經專家鑒定,新型仿生肌膚材料及成型技術已達到國際領先水平,解決了材料等效性問題。
三是解決了“系統檢測難”,建立了全流程評價體系。團隊研發了“骨架—皮膚—整機”系統化汽車碰撞安全假人檢測控制技術,構建了全方位的測試評價體系。這一突破不僅實現了產品的高質量控制,更打破了國外在檢測標準上的話語權壟斷。
據了解,中汽中心HybridIII系列相關研究成果已應用于20余家主流車企的新車型研發,并拓展至軌道交通領域。中汽中心將對標國際最前沿,集中力量攻克THOR與WorldSID系列等全球最新一代高仿生假人技術;依托全球假人聯合研究工作組平臺,主導開發高精度數字假人模型,為全球汽車行業提供高效、精準、綠色的數字化安全解決方案。
四方面發力健全體系建設
我國汽車碰撞假人技術雖取得了局部突破,但與以美國為代表的國際先進水平相比,仍存在階段性差距。為此,提出如下建議:
一是列入國家科技發展規劃,加大政策支持。建議有關部門將汽車安全高端檢測裝備研發納入國家科技規劃,并加快標準體系構建。對假人核心技術及周邊技術的研發給予資金支持。支持行業機構牽頭制定清晰的汽車碰撞安全假人高端儀器裝備開發技術路線,建立符合中國人體體征的檢測裝備計量標準體系。
二是構建政產學研用聯合體,打造協同創新生態。建議構建以優勢央企為龍頭,聯合相關高校、協同主要車企的“創新聯合體”。加強分工協作,形成“國家標準單位制定法規—科研機構和高校推動技術創新—企業推進市場應用”的閉環。加強統籌,搭建產學研用核心技術集成攻關國家平臺。
三是夯實基礎學科人才培養,加速標準體系國際化。依托“新工科”建設,加強汽車與醫學、仿生、材料等多學科交叉融合,培養拔尖創新人才。加快填補中國人體征假人標準的空白,提升標準的配套性。積極開展國際交流,從聯合研發到標準互認,助力中國檢測標準“走出去”。
四是推動成果市場應用,加速技術迭代升級。降低車企、檢測機構選用國產假人的應用成本。引導汽車安全法規準入檢測、車企新車型研發測試中優先采用國產碰撞假人。對研發單位基于市場應用反饋開展的技術迭代升級給予專項研發資金支持。鼓勵向航空航天、軌道交通、軍工等領域拓展,以規模化應用積累數據反哺技術升級。
國產汽車碰撞安全假人初步實現了從進口依賴到自主可控的跨越,它既是守護國民出行安全的核心裝備,也是我國汽車產業向全球價值鏈高端躍升不可或缺的重要支撐,未來更可應用于航空航天等更多領域。隨著專項政策的精準賦能、產學研用協同生態的持續完善,自主可控的汽車碰撞安全假人產品必將實現持續迭代升級,既成為守護國民出行安全的堅固屏障,也為我國高端測試裝備制造高質量發展與制造強國建設筑牢堅實的技術根基。
轉自:經濟參考報
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