关于“汽车研发虚拟设施”

    最近,本网《车坛讯息》登载了来自1月7日《北京汽车报》"上海建成汽车研发虚拟设施"的消息:目前中国第一套虚拟汽车车型开发设施目前在上海泛亚汽车技术中心建成并投入使用。这套应用了世界最先进的数字开发技术的虚拟开发设施将会极大地缩短汽车产品开发周期,提高汽车本土开发能力。

    有网友问,什么是"汽车研发虚拟设施"?查现代汉语词典,"虚拟"一词的含义有两个,一是"不符合或不一定符合事实的",二是"虚构"。照此理解,"虚拟设施"就成了"不符合事实的虚构设施"。还有,什么是"虚拟现实"?

    看来,汉语也与英语一样,有"普通汉语"和"科技汉语"之分。这"虚拟现实"就是典型的"科技汉语","虚拟设施"就是实现"虚拟现实"所需要的设施。要直观地大致地了解科技术语"虚拟现实",最好的方法是玩电子游戏。在游戏中您只是面对电脑屏幕,却可以进入原始森林、爬上屋顶、掉入陷阱......您可以根据自己的意愿选择进入某一个场景,得到的体验如身临其境。

    虚拟现实(Virtual Reality)一词在20世纪80年代初正式提出来,与传统的"人一机交互界面"比较,虚拟现实技术具有多感知性(Multi-Sensory) ,交互性(Interaction)、沉浸感(Immersion)、自主性(Autonomy)四个重要特征。而传统的"人一机交互界而"只是简单地把界面作为信息交换的媒介,用户将要求或指令输入计算机,计算机将信息或反馈出来。想想电子游戏和网上棋赛的不同感受就能初步了解这些区别。

    要实现汽车研发虚拟环境不是玩电脑游戏这么简单,它是建立在计算机图形学、仿真学、并行技术、人工智能、多媒体技术及高性能计算机系统等技术基础之上的。除了全景图形显示、立体滤色眼镜、头盔式显示器、数据手套等昂贵的设备外,更重要的是集中了相关学科精华的软件设施,建立汽车研发虚拟环境的投资是巨大的。只看项目的规模就可以作为入选车坛讯息的依据,但是我们选中这条消息的主要原因在于它对我国汽车工业发展的的深远影响。

    本网《技术漫谈》"现代汽车的造型设计"一文介绍了传统的汽车车身开发过程,要花费很多的人力、物力去制做大量的物理模型,进行实物验证工作,通常从构思到试产要经历四至五年。而用先进的虚拟现实设计技术,车型开发的时间可以缩短至几个月。

    虚拟现实设施要提供汽车设计的工具,设计师借助于设计软件能进行汽车的设计,确定汽车各部分的参数。汽车模型建立后可以在大屏幕上看到真实感极强的1:1的汽车立体图象,设计人员可以围绕汽车观察,提出设计改进提案;进入驾驶室体验仪表板、变速杆等装置的位置是否适合,乘坐是否舒适,视野是否开阔。轻点鼠标就可以修改设计,修改后的模型又可以即时提供体验和验证。现在巳有概念车设计阶段由始至终都是用虚拟开发技术完成的,真正实现了设计计算机化,省略了油泥模型工序。既缩短了设计周期,还降低了成本。

    完整的汽车研发虚拟设施还包括虚拟制造系统(Virtual manufacturing system),利用计算机技术对即将投产的汽车进行建模和仿真,制定零件生产的加工方案、产品检验和试验方案。进行生产过程的模拟可以发现生产过程可能出现的问题,例如日产曾用虚拟现实技术模拟从仪表板上拆除气囊组件,发现挡风玻璃的位置限制了工人的身体,预先发现问题后对生产线进行了调整,保证了正式生产的顺利进行。

    虚拟测试(Virtual testing)是虚拟制造系统的重要组成部分,对汽车进行运行过程的模拟,可以发现使用过程可能出现的问题。在进行最终的道路试验前,在计算机中建立汽车模型,对它进行制动性能、操纵稳定性等各种性能测试,可以缩短开发周期,节省开支,减少试验故障。

车汇通
2005年2月11日