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熊猫体育:吴松泉:从“借来的身体”到“中国体征”:汽车安全测试的国产化长征

来源:网络日期:2026-03-03 浏览:

  

熊猫体育:吴松泉:从“借来的身体”到“中国体征”:汽车安全测试的国产化长征(图1)

  汽车碰撞安全假人作为汽车安全测试的核心计量设备,长期被国外垄断,且国际假人基于欧美体征,无法精准适配国人,其自主化并实现“”化,对保障汽车产品安全、构建本土安全标准及支撑多领域国家战略至关重要。中汽中心牵头历经7年攻关,突破仿生设计、部件成型、系统检测三大关键技术,研制出拥有自主知识产权假人,实现技术从跟跑到并跑的跨越,成果已落地应用并获多项认可。目前国产假人在高端化方面仍与国际存在较大差距,建议从纳入国家科技规划、构建政产学研用创新联合体、培养交叉学科人才并推动标准国际化、推动市场应用和加速技术迭代等四方面发力,尽快完全实现“中国假人”自主可控、守护出行安全,并助力汽车产业升级和制造强国建设。

  测试用假人,行业标准称谓为拟人测试装置(Anthropomorphic Test Device, ATD),是一类严格复现人类人体几何尺寸、质量分布、关节刚度、软组织粘弹性与生物力学响应特性的高精度仿生测试计量设备。其核心本质是人体损伤风险的量化计量工具,通过内置高精度传感器,将碰撞、冲击、振动等极端载荷下的人体力学响应转化为可量化、可溯源的数值指标,是各类载具、防护装备安全性能法规准入、研发验证的核心基准设备。ATD的核心价值在于替代真人完成高风险、高重复性的极限载荷测试,建立标准化、可量化的安全评价体系,应用覆盖交通、军工、航空航天等多个核心领域,其中汽车被动安全为第一大应用场景(占全球ATD应用的大部分)。

  众所周知,汽车安全是连接技术与生命的纽带。随着汽车产业的高质量发展,消费者对车辆安全性的要求已从单一的“被动防护”延伸至全场景的生命守护。汽车碰撞安全假人是汽车安全开发的关键设计基准和核心检测装备,不仅是衡量汽车安全性能的“尺子”,更是国家质量基础设施建设的重要基石。然而,长期以来,我国这一核心领域面临着国外技术封锁与市场垄断的双重挑战。

  随着中汽中心在中国体征汽车碰撞假人关键技术上取得重大突破,这一重大“卡脖子”难题正被逐步破解。笔者近期多次与中汽中心碰撞假人攻关团队的专家开展探讨交流,深刻感受到这一领域对中国汽车安全及产业发展的重大意义。基于当前行业现状与最新成果,本文试图从行业视角出发,围绕国产碰撞假人的研制现状、技术突破与未来发展方向,提出一些思考与建议。

  一、【作用与意义】碰撞假人是汽车安全研发的“核心度量衡”,实现自主可控与“中国体征”化迫在眉睫

  据了解,汽车碰撞安全假人是各国汽车安全法规(如中国、美国、欧盟、日本)和NCAP(新车安全评价规程)强制要求的核心测试设备,用于正面碰撞、小偏置碰撞、侧面柱撞、追尾翻滚、行人保护等全工况测试,量化头部、颈部、胸部、腹部、骨盆、四肢的损伤风险,验证安全带、安全气囊、车身吸能结构、座椅等防护系统的有效性,是汽车产品上市准入的必备门槛。

  汽车碰撞安全假人处于汽车安全测试的核心环节,其供给和保障能力与汽车产业的综合竞争力直接相关。在过去很长一段时间里,该领域面临着严峻的外部挑战,加快实现国内供应和技术自主的必要性非常突出:

  一是破解高端测试装备“卡脖子”难题、筑牢汽车产品安全底线的关键举措。长期以来,汽车碰撞假人技术及市场几乎被美国独家垄断,这不仅大幅推高国内产业应用成本(单个假人价格一般为百万乃至千万元),更存在严峻的技术与产品断供风险。该装备作为汽车安全测试的核心检测基准,其供应与技术若受制于人,将直接威胁我国汽车产品的安全底线与竞争力。

  二是实现从“用他人标尺”到“打造中国标尺”的跨越,本质是争夺汽车安全领域的“生命测量权”。现行国际碰撞假人基于欧美人体征,与国人在骨骼形态、肌肉分布及生物力学响应上差异显著,难以精准评估本土汽车的驾乘防护效果。研发适配中国人体征的假人,是构建中国特色汽车安全评价标准体系的核心前提,能让安全测试更贴合本土需求,将技术进步切实转化为对国民交通出行的精准守护。

  三是我国掌握全球汽车安全领域标准定义权与行业话语权的重要抓手。碰撞假人作为汽车安全法规与评价标准的核心技术载体,此前国际标准由欧美主导,我国长期处于被动跟随地位。实现技术自主并打造中国体征假人,可更好构建适配本土的安全评价标准体系,更能依托技术成果参与甚至主导国际标准制定,打破国外规则垄断,提升全球行业话语权,并有助于提升标准规则层面的核心优势。

  四是有利于实现多领域技术协同赋能,精准服务国家战略发展需求。碰撞假人并非汽车领域专属装备,航空航天(机身坠撞、座椅弹射)、国防军工、船舶工程、轨道交通等国家关键领域,均对其有着迫切的应用需求。作为多学科交叉的高端测试通用技术,假人技术的自主化,能为各领域本土化安全技术的研发与创新提供核心测试支撑,筑牢相关领域安全技术发展的底层基础,有效赋能国家整体战略落地。

  可以说,汽车碰撞安全假人是汽车安全性能研发验证、法规准入与评价体系建设的核心计量基准,其自主可控既是破解高端测试装备 “卡脖子” 难题、筑牢我国汽车安全技术防线的关键抓手,更是我国构建自主汽车安全标准体系、提升全球产业话语权、实现汽车强国战略目标的重要底层支撑。

  二、【现状与进展】七年磨一剑:中国已成功突破三大关键技术,初步构筑起自主知识产权的产品体系

  据中汽中心专家介绍,汽车碰撞安全假人开发是一个涉及到汽车工程学、人体仿生学、材料科学、损伤生物力学、软件科学、信息科学等多学科交叉的系统工程,具有技术复杂及多学科耦合的特点,其主要难题在于需同时满足人机形态符合性、结构仿生性、材料等效性和响应可测性,既要真实模拟车内乘员真实的形态、性能,又要充分体现工程检测应用简便、高效。技术难点主要体现在三方面,一是针对形态关键参数难提取、力学特征参数难表征导致的“仿生设计难”,二是骨肌运动姿态难把控、肌肤力学性能难控制导致的“部件成型难”,三是仿生部件检测难统一、力学响应评价难量化导致的“系统检测难”。

  中汽中心深入贯彻习近平总书记关于“打好关键核心技术攻坚战,加速高端仪器设备国产化替代”的重要指示精神,将汽车碰撞安全假人研发作为破解“卡脖子”难题、保障汽车产品安全、提升公共安全治理水平的重要抓手。2018年,受工信部和国标委委托,中汽中心整合行业优势资源,牵头开展中国假人技术攻关,2020年成立刘志新首席专家工作室,实行专人负责、专项攻关机制。历经7年持续奋战,2024年中汽中心成功研制出具有自主知识产权的Hybrid III系列化及中国体征汽车碰撞安全假人,成为国内首家且唯一实现中国假人技术突破的单位,推动我国在该领域实现了从“跟跑”到“并跑”乃至部分技术“领跑”的历史性跨越。

  一是攻克了“仿生设计难”,实现了人机形态的高度符合。项目团队发明了人体体征关键参数采集及数据处理方法,构建了从真人特征到假人参数的数据关联模型。这解决了针对形态关键参数难提取的难题,确保了假人能够真实反映中国人的体貌特征与生物力学特性。

  二是突破了“部件成型难”,掌握了仿生肌肤核心技术。针对骨肌运动姿态难把控、肌肤力学性能难控制的瓶颈,团队研制出力学性能稳定的仿生肌肤关键部件。经院士专家鉴定,新型仿生肌肤材料及成型技术已达到国际领先水平,解决了材料等效性问题。

  三是解决了“系统检测难”,建立了全流程评价体系。研发了“骨架—皮肤—整机”系统化汽车碰撞安全假人检测控制技术,构建了全方位的测试评价体系。这一突破不仅实现了产品的高质量控制,更打破了国外在检测标准上的话语权垄断。

  据了解,中汽中心Hybrid III 系列和中国体征假人主要指标处于国际先进水平,且价格明显低于进口假人。目前,相关研究成果已应用于20余家主流车企的新车型研发,并拓展至轨道交通领域,不仅荣获多项行业科技一等奖,更入选了国务院国资委2025年20项大国重器及2024年中央企业科技创新成果推荐目录。作为汽车安全行业国家队和全球汽车碰撞假人联合研究工作组牵头单位,中汽中心将对标国际最前沿,集中力量攻克THOR与WorldSID系列等全球最新一代高仿生假人技术;将依托全球假人联合研究工作组平台,主导开发高精度数字假人模型,构建与国际接轨的虚拟仿真验证标准体系,为全球汽车行业提供高效、精准、绿色的数字化安全解决方案。

  近年来,国内还有几家高校、科技型企业等在汽车安全碰撞假人研发和产业化方面也开展了积极有效的探索,助力行业汽车安全测试能力提升。

  三、【问题与建议】建议从科技规划、产学研协同、人才标准、市场应用四方面发力,支持中国假人实现体系化、多样化、高端化、国际化

  据了解,我国汽车碰撞假人技术虽在中汽中心引领下取得了局部突破,但与以美国为代表的国际先进水平相比,仍存在阶段性差距。首先,在高仿生核心假人领域存在代际落差,以THOR和WorldSID为代表的高仿生假人技术仍由国外主导,其在生物力学响应、内置传感器精度及材料仿生特性上均领先于国内现有产品。其次,假人家族的多样性短板突出,国内在Q系列儿童假人、BioRID II后碰假人等细分领域尚处空白或起步阶段,难以支撑全场景、全交通参与者的安全保护需求。再者,假人数字化与标准化进程滞后,尽管国内已推出部分数字假人模型,但在模型验证体系、与欧美接轨的数字化标准制定方面尚未形成国际话语权,虚拟仿真工具尚未深度融入全球研发体系。

  建议政府有关部门将汽车安全高端检测装备研发纳入国家科技规划,并加快标准体系构建。对假人核心技术及周边技术的研发给予资金支持。支持行业机构牵头制定清晰的汽车碰撞安全假人高端仪器装备开发技术路线,建立符合中国人体体征的检测装备计量标准体系,为突破技术壁垒提供坚实保障。

  建议构建以优势央企(如中汽中心)为龙头,联合相关高校,协同主要车企的“创新联合体”。加强分工协作,形成“国家标准单位制定法规—科研机构和高校推动技术创新—企业推进市场应用”的闭环。加强统筹,搭建产学研用核心技术集成攻关国家平台,推动假人研发单位与车企、检测机构深度协同,避免单打独斗和资源浪费。

  依托“新工科”建设,加强汽车与医学、仿生、材料等多学科交叉融合,培养致力于解决“卡脖子”问题的拔尖创新人才 。

  加快填补中国人体征假人标准的空白,提升标准的配套性。同时,积极开展国际交流,从联合研发到标准互认,不仅要让中国假人“站得住”,更要助力中国检测标准“走出去”,提升国际话语权。

  给予首台(套)重大技术装备财政补贴、风险补偿保险等组合配套政策,降低车企、检测机构选用国产假人的应用成本与试错风险。引导汽车安全法规准入检测、车企新车型研发测试中优先采用国产碰撞假人。对研发单位基于市场应用反馈开展的技术迭代升级给予专项研发资金支持,同时鼓励向航空航天、轨道交通、军工等领域拓展,以规模化应用积累数据反哺技术升级。

  【写在最后】综上所述,国产汽车碰撞安全假人初步实现了从进口依赖到自主可控、从照搬欧美标准到构建中国特色体系的历史性跨越,既是守护国民出行安全的核心装备,也是我国汽车产业向全球价值链高端跃升不可或缺的重要支撑,更掌握了拟人测试装备的底层通用技术,可辐射航空航天、军工等多领域,是破解高端测试装备“卡脖子”难题、保障汽车产品安全的重要抓手。展望未来,随着专项政策的精准赋能、产学研用协同生态的持续完善,自主可控的“中国假人”必将实现持续迭代升级,既成为守护国民出行安全的坚固屏障,也为我国高端测试装备制造高质量发展与制造强国建设筑牢坚实的技术根基。

  (作者吴松泉,教授级高级工程师,长期研究汽车产业和政策,现就职于中国汽车技术研究中心有限公司)熊猫体育官网熊猫体育官网

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