随着各类重型工程机械车辆内部系统的不断复杂化和互联，车身电子控制单元（ECU）数量和复杂性显著增加。由于整个车辆系统庞大，成本高昂，传统的测试台架已经无法满足大规模的系统化测试的需要，且出于安全性和可用性考虑，采用硬件在环（HIL）测试方法成为了一种切实可行的选择。

硬件在环（HIL）测试具备适应多信号类型和I/O需求、故障注入、信号调理、模型集成以及第三方设备集成的灵活性，为全面仿真系统提供了有效工具。通过HIL测试，制造商能够在设计早期验证ECU上的软件，提高测试效率，降低成本，并确保车辆系统的安全性和性能。

一、面临挑战

负载和复杂性：重型工程机械面临巨大的负载、丰富的信号传感器、复杂的功能，以及高度发达的液压系统和搭载的各种工程设备。这导致测试复杂性和工作量大幅增加。

多系统集成：重型工程机械车辆通常包含多个子系统，如机械系统、液压系统、电气系统等。在HIL测试中，需要有效地集成这些不同的系统，确保它们协同工作，同时考虑到其相互影响。

极端工况：重型工程机械车辆在实际操作中可能会面临各种极端工况，如不同的地质条件、坡度、载荷等。HIL测试需要能够在这些极端工况下进行模拟仿真测试，以评估采矿车在各种情况下的性能和稳定性。

二、解决方案

智能装备仿真测试一体化数字孪生平台Links-XIL为应对上述挑战提供了一体化的解决方案，平台基于MBSE方法论，能够与多种CAE工具集成，可涵盖重型工程机械车辆的传感器测试、设备控制、通信测试、系统建模仿真以及控制算法测试等多个方面。

系统构成：

2.1.Links-RT实时仿真软件：Links-RT是由灵思创奇自主研发的硬件在环仿真商业平台软件，可实现下位机状态监控、仿真运行管理、硬件I/O驱动、自动代码生成，以及实时记录、分析和导出仿真过程数据等功能。

2.2.Links-Box03 实时仿真机：多核高性能实时仿真机，其卓越的实时性能、高性能计算、并行处理、支持多任务和灵活性，确保了仿真系统对重型工程机械的测试能够实时响应、高效运算，并满足复杂系统模型和大规模数据处理的需求。

2.3. I/O扩展机箱：实现了模拟信号采集、生成、数字IO、PWM信号等功能，同时提供多种通信接口扩展，包括USB、RS232/422/485、以太网、CAN以及EtherCat等，这为系统提供了灵活的接口扩展能力，满足各种传感器、执行器和通信设备的需求。

2.4.信号适配设备：信号调理完成电气特性转换，确保信号安全接入仿真系统；信号转接实现接口物理形式转换，方便信号通道灵活接入仿真系统，从而确保系统正常运行。

三、方案价值

验证设计和性能：覆盖功能验证、系统集成、性能、稳定性、电气特性、通信接口、安全性和环境适应性等多个方面，以确保产品在各种工况下的正常运行和符合设计要求。

高效仿真：多核高性能实时仿真机能够高效支持重型工程机械车辆的机械、电气和液压系统的联合仿真测试，通过并行处理和高计算能力，全面模拟并验证车辆在各种工况下的性能和稳定性。

成本效益：多核平台的灵活性使其能够适应不断变化的测试需求，支持不同规模和复杂度的仿真任务，同时保持高效性能，从而最大限度地实现系统复用。

简单易用：Links-RT试验管理软件采用简单易用的界面，能够加载仿真模型、监控和调整测试参数，实现快速控制原型（RCP）与硬件在环测试（HIL），验证系统功能。

四、方案总结

平台能够全面检验车辆的电子控制系统在真实工作环境中的表现。这种方法不仅有效应对了车辆系统日益复杂的挑战，也为提前发现和纠正问题提供了可靠的途径。相比传统测试方式，硬件在环测试能够在设计早期阶段进行全面验证，从而降低成本、缩短研发周期，为工程师提供更为可控的测试环境，最终有助于提升整体产品的质量和可靠性。