汽車工業(yè)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

1、汽車工業(yè)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)汽車工業(yè)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，簡稱“VR”），是一種可以創(chuàng)造和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這里的虛擬世界是指全體虛擬環(huán)境或給定仿真對象的全體。而“虛擬環(huán)境”一般是指用計(jì)算機(jī)生成的有立體感的圖形，它可以是特定現(xiàn)實(shí)環(huán)境的表現(xiàn)，也可以是純粹構(gòu)想的世界。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是近年來發(fā)展起來的高級計(jì)算機(jī)技術(shù)，其建立在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真學(xué)、并行技術(shù)、人工智能、多媒體技術(shù)及高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等技術(shù)基礎(chǔ)之上

2、?；旌犀F(xiàn)實(shí)使用數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)實(shí)汽車廠和產(chǎn)品進(jìn)行虛擬，根據(jù)程度不同，通常分為如下個幾層次：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AugmentedReality，簡稱“AR”）；增強(qiáng)虛擬（AugmentedVirtuality，簡稱“AV”）；虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，簡稱“VR”）。而其中前兩項(xiàng)又被合稱為“混合現(xiàn)實(shí)”（MixedReality，簡稱“MR”），見圖1。圖1混合現(xiàn)實(shí)示意圖MR技術(shù)與VR技術(shù)的主要區(qū)別在于MR是一種“建立在真實(shí)基礎(chǔ)上的虛擬”

3、，其看上去比VR技術(shù)所呈現(xiàn)的效果更加真實(shí)，應(yīng)用起來也更為簡單，MR技術(shù)也是近些年來才逐步興起的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)?；旌犀F(xiàn)實(shí)，顧名思義，就是將實(shí)體的的場景或物體與虛擬的場景或物體相結(jié)合所產(chǎn)生的混合世界。數(shù)字化工廠“數(shù)字化工廠”又稱“虛擬化工廠”，即通過數(shù)字化技術(shù)、現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將傳統(tǒng)實(shí)物工廠所擁有的職能通過數(shù)字化形式在網(wǎng)絡(luò)上再現(xiàn)，并且在技術(shù)和實(shí)現(xiàn)的手段上大大擴(kuò)展了傳統(tǒng)工廠的各項(xiàng)職能。1991年，美國里海大學(xué)在《21世紀(jì)制造企業(yè)的戰(zhàn)略》報告

4、中首次提出了“敏捷制造”和“虛擬企業(yè)”的概念。該報告設(shè)想到2006年建立美國汽車（USM）公司，即實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)的敏捷制造虛擬工廠，若該設(shè)想能如期實(shí)現(xiàn)，未來敏捷制造虛擬企業(yè)的模式將表現(xiàn)為由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制的多個柔性制造單元組成的分布式自動制造與虛擬制造系統(tǒng)。據(jù)報道，通用和原戴姆勒克萊斯勒公司采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)一種新車型的時間從一年以上縮短到兩個月左右，開發(fā)成本最多可降到原來的110，而按照常規(guī)，單就車型開發(fā)時間看，新款汽車的設(shè)計(jì)至少需12

5、～18個月。在原戴姆勒克萊斯勒公司耗資巨大的梅賽德斯汽車設(shè)計(jì)中心里，設(shè)計(jì)人員可在該中心提供的“虛擬現(xiàn)實(shí)中心”的虛擬環(huán)境中進(jìn)行工作，車身設(shè)計(jì)師可以在這里檢查車體的線條和輪廓，檢測車身表面的光潔度，分析汽車的空氣動力學(xué)等性能。全球虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展方興未艾，美、日、歐等工業(yè)國家預(yù)備將該項(xiàng)技術(shù)作為競爭未來市場的關(guān)鍵手段。2.在生產(chǎn)中的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是虛擬制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)，虛擬制造系統(tǒng)是由多學(xué)科知識形成的綜合系統(tǒng)，其利用計(jì)算機(jī)支持技術(shù)對生產(chǎn)和制造

6、的汽車進(jìn)行全面建模和仿真，能夠仿真非實(shí)際生產(chǎn)的材料和產(chǎn)品，同時產(chǎn)生相關(guān)的信息。虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用范圍涉及到汽車的整個生命周期，它可以在汽車生產(chǎn)設(shè)備、工裝和模具，甚至樣車的設(shè)計(jì)之前，很容易地對生產(chǎn)系統(tǒng)和工藝過程進(jìn)行建模、修改、分析及優(yōu)化。例如，日產(chǎn)曾用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件“試線”，模擬從儀表板上拆除氣囊組件，此時發(fā)現(xiàn)擋風(fēng)玻璃礙事，總裝線上的工人不方便操作，由于預(yù)先發(fā)現(xiàn)了這一問題并將其及時解決，因此避免了正式生產(chǎn)時的麻煩。3.在試驗(yàn)中的應(yīng)用虛擬試驗(yàn)

7、技術(shù)作為虛擬制造技術(shù)的一個環(huán)節(jié)，廣泛應(yīng)用于汽車空氣動力學(xué)及汽車被動安全性研究中。虛擬試驗(yàn)方法的核心是有限元法和多剛體動力學(xué)的數(shù)值方法，它通過一定的前后處理程序和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板，輸入CAD文件，在計(jì)算機(jī)中模擬出與實(shí)際試驗(yàn)相同的環(huán)境，然后通過計(jì)算，得到試驗(yàn)報告。常見產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)首先了解客車的基本參數(shù)、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、運(yùn)輸、貯存、國標(biāo)、行標(biāo)以及企標(biāo)等最基本的專業(yè)知識；其次由新品的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人對參加項(xiàng)目的成員利用“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”分