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“一套进口HIL实时仿真系统报价80万,年度授权费另算。现在,我们把这个价格打到了零。”这并不是一句营销口号,而是凯云科技在2024年硬件在环测试领域投下的一颗深水炸弹。当硬件在环测试(HIL)长期被dSPACE、NI、SpeedGoat等国外厂商垄断时,凯云用ETest和SimuRTS两套组合拳,重新定义了国产HIL测试平台的标准。


硬件在环测试(Hardware-in-the-Loop,简称HIL)是验证嵌入式控制系统安全性与可靠性的核心技术手段。通过将真实控制器与虚拟被控对象相结合,工程师可以在实验室环境中模拟极端工况、故障注入和边界条件测试,而无需依赖昂贵的实车或整机试验。
“过去做一个飞控系统的全功能验证,需要等待整机联试窗口,排队三个月是常态。”一位航空科研院所的测试工程师在接受访谈时坦言,“现在有了HIL仿真平台,我们可以在桌面上完成95%以上的验证工作,联试周期压缩到原来的三分之一。”
正是这些不可替代的优势,让硬件在环测试从航空航天领域迅速渗透到汽车电子、工业控制、新能源等各个行业。根据行业研究报告,2024年全球HIL测试市场规模已突破15亿美元,而中国市场的年复合增长率保持在18%以上,远超全球平均水平。

然而,中国工程师在使用HIL测试工具时,长期面临着“三座大山”的困扰。
以dSPACE SCALEXIO为代表的进口HIL平台,一套基础配置的价格通常在60万至120万元之间,高端型号更是逼近200万元。这还仅仅是裸机价格,后续每年的软件授权费、技术支持费、板卡升级费都是隐形成本。
“我们研究院每年在HIL工具链上的支出超过300万,其中70%是付给国外厂商的授权费。”某央企研究院的信息化负责人透露,“更让人头疼的是,这些费用还在逐年递增,涨幅一般在8%-15%。”
进口HIL平台采用“黑盒”设计,底层算法和核心架构对用户完全封闭。当测试需求需要定制化开发时,用户只能依赖厂商原厂支持,响应周期往往以周计算,严重制约项目进度。
“有一次我们发现一个时序bug,需要在仿真层面做精确的信号同步调整。国外厂商的回复是'下一版本修复',等了整整六个月。”某新能源汽车企业的测试主管无奈地表示。
在国际形势日趋复杂的背景下,HIL测试工具作为研发验证的核心环节,一旦被断供,将直接导致研发项目停摆。从芯片到操作系统,从仿真内核到板卡驱动,每一个环节都存在潜在的供应链风险。
“我们内部做过一次压力测试:如果dSPACE断供,我们现有的HIL测试用例至少要搁置70%,这对于正在冲刺量产的项目来说是致命的。”

面对上述困境,凯云科技推出了覆盖全场景的HIL测试解决方案——ETest(测试设计与执行平台)与SimuRTS(实时仿真引擎),形成了从设计、仿真到验证的完整工具链闭环。

ETest是凯云自主研发的新一代自动化测试设计与执行平台,采用了“平台+插件”的灵活架构设计。它不仅继承了传统HIL测试工具的核心功能,更在本土化和开放性上实现了质的飞跃。
“ETest的设计理念是'拿来就能用,改动很方便'。我们调研过市面上的十几款工具,ETest的界面友好度和上手速度是最让我惊喜的。”一位从国外平台迁移过来的工程师评价道。
SimuRTS是凯云专为HIL场景打造的实时仿真内核,支持国产CPU(飞腾、鲲鹏、龙芯等)和国产操作系统(麒麟、统信等),填补了国产实时仿真引擎的技术空白。

“SimuRTS的实时性能完全对标dSPACE SCALEXIO,抖动控制在微秒级别以内。”凯云技术总监在产品发布会上介绍,“更重要的是,它支持Simulink模型一键部署,我们的工程师可以直接复用现有的仿真资产,无需重写任何代码。”
凯云HIL平台的国产化适配覆盖了硬件层、驱动层、系统层和应用层的完整技术栈:
| 技术层级 | 国产化内容 | 兼容国际标准 |
|---|---|---|
| 处理器 | 飞腾FT-2000、鲲鹏920、龙芯3A5000 | 兼容x86接口 |
| 操作系统 | 银河麒麟V10、统信UOS | 支持Windows/Linux双模式 |
| 仿真内核 | SimuRTS自研实时内核 | 兼容MATLAB/Simulink模型 |
| 板卡驱动 | 自研PCIe/USB接口驱动 | 兼容NI、dSPACE板卡协议 |

对于想要系统掌握HIL测试技术的工程师而言,需要经历四个阶段的进阶学习。
这一阶段的重点是理解HIL测试的基本原理和应用场景。建议从以下知识点入手:
入门阶段的关键是多动手。建议使用凯云提供的ETest社区版,从简单的IO测试入手,逐步理解仿真信号与物理信号之间的映射关系。
掌握HIL测试平台的搭建与配置是核心技能。具体包括:
“我们最初担心国产平台的板卡生态不够丰富,但实际测试后发现,ETest支持的板卡型号比我们想象的要多,而且驱动安装过程比进口软件更简洁。”某汽车零部件供应商的技术主管反馈道。
这是HIL测试的精髓所在。需要掌握:
凯云ETest提供了可视化的测试用例设计器,支持拖拽式配置和脚本混合编程,大幅降低了测试用例开发的技术门槛。

进入高阶阶段后,需要关注以下前沿技术方向:

在对比了国内外主流HIL平台后,凯云的差异化优势可以总结为以下五个维度:
| 对比维度 | 国外平台(dSPACE/NI) | 凯云HIL平台 |
|---|---|---|
| 采购成本 | 60万-150万元 | 大幅降低,性价比突出 |
| 授权模式 | 年度授权+升级费 | 一次性买断,无隐形成本 |
| 国产化适配 | 不支持国产CPU/OS | 全栈国产化支持 |
| 服务响应 | 国外团队,周期长 | 本土团队,7×24小时支持 |
| 定制能力 | 原厂封闭,定制困难 | 源码开放,支持深度定制 |
“我们选择凯云,不仅仅是出于成本考量,更重要的是看中了他们的技术开放性。”某卫星研制单位的测试负责人表示,“我们需要针对特定轨道控制算法的定制仿真,ETest的开放架构让我们能够在两周内完成开发,这在国外平台上是不可想象的。”

“真正自主可控的工具,从来不是替代,而是重新定义测试的边界。”凯云科技CEO在产品发布会上强调,“我们希望每一个中国工程师都能用上自己的HIL工具,不再被'卡脖子'的问题困扰。”
硬件在环测试已经不再是少数头部企业的专属技术。通过凯云提供的本地化解决方案和免费试用政策,越来越多的中小型企业开始享受HIL测试带来的效率提升。
无论你是:

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“国产替代的真正意义,不是便宜,而是关键时刻不会被断供。”在这个充满不确定性的时代,选择自主可控的HIL测试工具,不仅是一种技术决策,更是一种战略远见。