虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景

摘要：介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)、虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造等的概念，闡述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：汽車(chē) 虛擬現(xiàn)實(shí) 虛擬設(shè)計(jì) 虛擬制造 虛擬試驗(yàn)

1 引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是近年發(fā)展起來(lái)的高級(jí)計(jì)算機(jī)技術(shù)，是建立在計(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)之上的。目前世界上對(duì)它還沒(méi)有一個(gè)確切的定義，不同的人對(duì)其有不同的理解。那么，何謂虛擬現(xiàn)實(shí)呢？比較有代表性的解釋有下列三種：

(1) 虛擬現(xiàn)實(shí)有時(shí)也稱(chēng)靈鏡和幻境，英文名稱(chēng)Virtual Reality，簡(jiǎn)稱(chēng)VR，是一種可以創(chuàng)造和體驗(yàn)虛擬世界（Virtual World）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這里所說(shuō)的虛擬世界是全體虛擬環(huán)境（Virtual Environment）或給定仿真對(duì)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，它可以是一特定現(xiàn)實(shí)環(huán)境的表現(xiàn)，也可以是純粹構(gòu)想的世界。

(2) 虛擬現(xiàn)實(shí)是使人可以通過(guò)計(jì)算機(jī)看見(jiàn)、操作極端復(fù)雜的數(shù)據(jù)并與之交互的一種方式。

(3) 虛擬現(xiàn)實(shí)是一種媒介，它具有三維合成環(huán)境，人們可以按自己的意愿，從任選視點(diǎn)實(shí)時(shí)地在其中連續(xù)而自由地探測(cè)、考察和體驗(yàn)。

Virtual Reality 一詞最早是由美國(guó)VPL公司的創(chuàng)建人之一Jaron Lanier 于20 世紀(jì)80 年代初正式提出來(lái)的，他認(rèn)為，與傳統(tǒng)的“人—機(jī)界面”相比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有質(zhì)的飛躍。傳統(tǒng)的“人—機(jī)界面”是將用戶(hù)和計(jì)算機(jī)視為兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)體，將界面視為信息交換的媒介，用戶(hù)將要求或指令輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)，計(jì)算機(jī)將信息或動(dòng)作反饋出來(lái)。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則將用戶(hù)和計(jì)算機(jī)視為一個(gè)整體，通過(guò)各種直觀的工具將信息可視化，用戶(hù)直接置身于這種三維信息空間中自由地操作和控制各種信息，由此成為信息的主人。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有多感知性（Multi— Sensory）、交互性(Interaction)、沉浸感(Immersion)、自主性(Autonomy)4 個(gè)重要特征。沉浸感是指用戶(hù)有“身臨其境”的感覺(jué)，而交互感是指用戶(hù)可以用日常使用的方法對(duì)環(huán)境內(nèi)物體進(jìn)行操作。

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(guó)家預(yù)備將該項(xiàng)技術(shù)作為競(jìng)爭(zhēng)未來(lái)市場(chǎng)的關(guān)鍵手段。對(duì)汽車(chē)工業(yè)而言，虛擬現(xiàn)實(shí)既是一個(gè)最新的技術(shù)開(kāi)發(fā)方法，更是一個(gè)復(fù)雜的仿真工具，它旨在建立一種人工環(huán)境，人們可以在這中環(huán)境中以一種“自然”的方式從事駕駛、操作和設(shè)計(jì)等實(shí)時(shí)活動(dòng)。并且虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也可以廣泛用于汽車(chē)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和培訓(xùn)等方面。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立的3 維汽車(chē)模型，可顯示汽車(chē)的懸掛、底盤(pán)、內(nèi)飾直至每一個(gè)焊接點(diǎn)，設(shè)計(jì)者可確定每個(gè)部件的質(zhì)量，了解各個(gè)部件的運(yùn)行性能。這種三維模型準(zhǔn)確性很高，汽車(chē)制造商可按得到的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)直接進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

美國(guó)通用公司是全球汽車(chē)界最早利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的公司之一。它采用的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件具有3 個(gè)圖形流水線部件，可分別投影在設(shè)計(jì)師的左邊、前面和地面上的大屏幕上，另外一臺(tái)單獨(dú)的桌面系統(tǒng)有時(shí)用做右面的第四面墻，設(shè)計(jì)師借助于該軟件就能設(shè)計(jì)一輛惟妙惟肖的汽車(chē)。

在通用公司的技術(shù)中心，當(dāng)工作人員進(jìn)入正在進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)工作的工作室時(shí)，戴上立體濾色眼鏡或頭盔式顯示器、數(shù)據(jù)手套等顯示設(shè)備，在大屏幕上就可以看到和真實(shí)的汽車(chē)一樣大小的三維立體圖像，它具有完全真實(shí)的立體空間，人們可以圍繞汽車(chē)來(lái)回走動(dòng)觀察，提出各個(gè)部位的改進(jìn)設(shè)想，也可以在另一個(gè)設(shè)計(jì)室中，坐在汽車(chē)的座椅上，讓各種各樣的儀表板、變速桿及各種附屬裝置都顯示在他們的眼前，還可以和坐在駕駛室另一側(cè)的工程師一起，對(duì)汽車(chē)的內(nèi)裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)、改進(jìn)。這種活生生呈現(xiàn)在你眼前的虛擬現(xiàn)實(shí)的情景，使你感到完全是身臨其境，在用自己的想象創(chuàng)造一輛汽車(chē)。

而在福特汽車(chē)公司，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件可以看到虛擬汽車(chē)車(chē)門(mén)及發(fā)動(dòng)機(jī)罩的鉸接，可以設(shè)想在駕駛室的座位上來(lái)解決人機(jī)工程和視野問(wèn)題。也可以觀察到汽車(chē)在鄉(xiāng)村公路上奔跑的情景。同時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)的工程師借助更換一個(gè)虛擬機(jī)油濾清器來(lái)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)。

最近，位于美國(guó)威斯康星洲的一個(gè)名叫“M L 汽車(chē)專(zhuān)家”的公司，用一種能產(chǎn)生汽車(chē)虛擬模型的計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)了一輛時(shí)速可達(dá)200 英里、取名為“撲食者”的轎車(chē)，該車(chē)是世界上第一輛不用圖紙和黏土模型設(shè)計(jì)的汽車(chē)。這種軟件不但能模擬顯示汽車(chē)的外觀形狀，還可以模擬汽車(chē)的內(nèi)部構(gòu)造及運(yùn)作情況。“撲食者”在設(shè)計(jì)時(shí)先把整車(chē)分成若干部分，設(shè)計(jì)者逐個(gè)部分進(jìn)行修改，直到滿(mǎn)意為止。然后進(jìn)行組裝，即使各設(shè)計(jì)好的部分組裝成了一輛完整的汽車(chē)，仍可以對(duì)其進(jìn)行整體修改。

在戴姆勒—克萊斯勒公司耗資巨大的梅賽德斯汽車(chē)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(chē)身設(shè)計(jì)師可以在這里檢查車(chē)體的線條和輪廓，檢測(cè)車(chē)身表面的光潔度，分析汽車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)性能等。

據(jù)報(bào)道，通用和戴姆勒—克萊斯勒公司采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)一種新車(chē)型的時(shí)間從1 年以上縮短到兩個(gè)月左右，開(kāi)發(fā)成本最多可降到原先的十分之一，而按常規(guī)，單單就車(chē)型開(kāi)發(fā)時(shí)間看，新款汽車(chē)的設(shè)計(jì)，至少需12~18 個(gè)月。

在馬自達(dá)汽車(chē)公司的汽車(chē)虛擬演示室，為了讓顧客購(gòu)買(mǎi)到理想型號(hào)的汽車(chē)，配有特制的頭盔和手套。顧客可以通過(guò)頭盔和手套，來(lái)改變汽車(chē)的顏色和構(gòu)造。

2.2 在汽車(chē)制造中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是虛擬制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)和靈魂，虛擬制造系統(tǒng)是由多學(xué)科知識(shí)形成的綜合系統(tǒng)，是利用計(jì)算機(jī)支持技術(shù)對(duì)必須生產(chǎn)和制造的汽車(chē)進(jìn)行全面建模和仿真，它能夠仿真非實(shí)際生產(chǎn)的材料和產(chǎn)品，同時(shí)產(chǎn)生有關(guān)它們的信息。也可以制定零件生產(chǎn)的機(jī)加工方案、擬定產(chǎn)品檢驗(yàn)和試驗(yàn)步驟等。

虛擬制造系統(tǒng)(Virtual manufacturing system)由虛擬信息系統(tǒng)(Virtual information system)和虛擬物理系統(tǒng)(Virtual physical system)組成。虛擬信息系統(tǒng)也叫虛擬邏輯系統(tǒng)，主要是用來(lái)模擬處理設(shè)計(jì)、管理、計(jì)劃調(diào)度等制造活動(dòng)中的信息；而虛擬物理系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)際的加工車(chē)間、包括機(jī)床、材料、工人等進(jìn)行建模，并在此模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真實(shí)際制造系統(tǒng)的制造過(guò)程。虛擬物理制造系統(tǒng)中的信息和實(shí)際的制造系統(tǒng)相一致，它是虛擬制造系統(tǒng)的關(guān)鍵。

虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用范圍涉及到汽車(chē)的整個(gè)生命周期，它可以在汽車(chē)生產(chǎn)設(shè)備、工裝和模具，甚至樣車(chē)的設(shè)計(jì)之前，很容易地生產(chǎn)系統(tǒng)和工藝過(guò)程進(jìn)行建模、修改、分析及優(yōu)化。在汽車(chē)柔性生產(chǎn)系統(tǒng)（ FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CMIS）的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，就廣泛運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

早在1997 年，福特汽車(chē)公司就宣稱(chēng)，它已成為第一個(gè)采用計(jì)算機(jī)虛擬設(shè)計(jì)裝配工藝的汽車(chē)廠商。這些技術(shù)的采用可以極大地促進(jìn)該公司更快地向市場(chǎng)推出新轎車(chē)、卡車(chē)。福特公司使用的是以色列Technomatix Technologies 公司所提供的軟件。

據(jù)報(bào)道，在美國(guó)通用汽車(chē)公司，汽車(chē)設(shè)計(jì)師可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)原型技術(shù)精心進(jìn)行測(cè)試，工作人員可以駕駛虛擬汽車(chē)在虛擬公路上行駛，以便檢查汽車(chē)的各種功能，或坐在駕駛室中檢查視野情況等。此外，虛擬制造系統(tǒng)還被應(yīng)用到齒輪的并行設(shè)計(jì)和裝配以及機(jī)器人的訓(xùn)練等地方。

由于生產(chǎn)過(guò)程和設(shè)計(jì)過(guò)程都在使用同樣的計(jì)算機(jī)虛擬模型和設(shè)備模型，因此，可以對(duì)設(shè)計(jì)、制造等生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行建模，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，實(shí)時(shí)地、并行地模擬出產(chǎn)品未來(lái)制造全過(guò)程及其對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響，預(yù)測(cè)產(chǎn)品性能、產(chǎn)品制造技術(shù)、產(chǎn)品的可制造性，從而更有效、更經(jīng)濟(jì)、柔性靈活地組織生產(chǎn)，使工廠和車(chē)間的設(shè)計(jì)與布局更合理、更有效，以達(dá)到產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和成本最小化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最高化。

日產(chǎn)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，模擬生產(chǎn)線上的過(guò)程，它使用虛擬工具，虛擬機(jī)械手和虛擬雇員（穿著與日產(chǎn)汽車(chē)工人一樣的藍(lán)色制服），利用數(shù)據(jù)庫(kù)中已經(jīng)存在的CAD 信息模擬一種虛擬的生產(chǎn)線，使各生產(chǎn)過(guò)程中的不同問(wèn)題呈現(xiàn)出來(lái)。

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，這時(shí)發(fā)現(xiàn)擋風(fēng)玻璃礙事，總裝線上的工人得窩著脖子干活，由于預(yù)先發(fā)現(xiàn)了這一問(wèn)題，并得到了及時(shí)解決，避免了正式生產(chǎn)時(shí)的麻煩。

2.3 在汽車(chē)試驗(yàn)中的應(yīng)用

虛擬試驗(yàn)技術(shù)作為虛擬制造技術(shù)的一個(gè)環(huán)節(jié)，在汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)及汽車(chē)被動(dòng)安全性研究中正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，汽車(chē)被動(dòng)安全性研究包括車(chē)身抗撞性研究、碰撞生物力學(xué)研究以及乘員約束系統(tǒng)和內(nèi)飾件的研究。

虛擬試驗(yàn)方法的核心是有限元法和多剛體動(dòng)力學(xué)的數(shù)值方法，它通過(guò)一定的前后處理程序和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板，以CAD 文件為輸入，在計(jì)算機(jī)中模擬出與實(shí)際試驗(yàn)一樣的環(huán)境。通過(guò)計(jì)算，得到試驗(yàn)報(bào)告。

設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出的新型汽車(chē)是否合理，往往需要經(jīng)過(guò)碰撞、風(fēng)洞等測(cè)試加以檢驗(yàn)。

最初檢驗(yàn)新型汽車(chē)性能的方法是：先在一輛樣車(chē)上放置木偶，加速后讓它與墻壁碰撞，然后，再檢測(cè)車(chē)身與木偶的受損程度，由此斷定碰撞過(guò)程中，車(chē)與人的受力情形。這種方法，不僅存在著嚴(yán)重的誤差，而且需先把樣車(chē)做出來(lái)，費(fèi)事費(fèi)力。

而采用虛擬試驗(yàn)方法，則只需先用木材、黏土或陶土做一輛汽車(chē)模型，在風(fēng)洞中測(cè)定其空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，再把模型掃描進(jìn)虛擬環(huán)境系統(tǒng)，把它放大成與真車(chē)一樣的大小。通過(guò)虛擬環(huán)境系統(tǒng)模擬撞車(chē)，可以精確地把木偶的手或腳的受力情況反映出來(lái)，采用這個(gè)系統(tǒng)，可以減少約一半的設(shè)計(jì)費(fèi)用及時(shí)間。

虛擬試驗(yàn)方法在中、外汽車(chē)界獲得了日益廣泛的運(yùn)用。

在代表世界汽車(chē)工業(yè)最高科技水平的F1 賽車(chē)界，每年參賽的賽車(chē)都要進(jìn)行一項(xiàng)虛擬測(cè)試。這項(xiàng)測(cè)試的環(huán)境與真實(shí)的賽場(chǎng)毫無(wú)二致，同樣是馬達(dá)轟鳴、風(fēng)馳電掣，惟一不同指出是沒(méi)有車(chē)手參賽。在這種虛擬環(huán)境中，計(jì)算機(jī)忠實(shí)地展現(xiàn)出了F1 賽事中各個(gè)賽道中可能出現(xiàn)的情況，重點(diǎn)是虛擬出發(fā)生車(chē)禍后賽車(chē)能夠提供給車(chē)手的保護(hù)，通過(guò)它判斷賽車(chē)能否有效地保護(hù)車(chē)手不受或少受傷害。近幾年，F(xiàn)1 賽壇車(chē)禍頻發(fā)，而幾乎沒(méi)有車(chē)手因此喪生，無(wú)疑，這套虛擬環(huán)境系統(tǒng)功不可沒(méi)。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)中的前景展望

從總體上看，汽車(chē)工業(yè)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)、制造產(chǎn)品尚處于摸索階段，目前，該項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于概念車(chē)和車(chē)身內(nèi)外模型的開(kāi)發(fā)，另外在汽車(chē)裝配中亦有少量使用。但隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)自身的不斷發(fā)展完善，人們有理由相信，它必將引起汽車(chē)各個(gè)領(lǐng)域的革命性變化。

3.1 敏捷制造/虛擬工廠

事實(shí)上，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)，主要是以美國(guó)工業(yè)界提出的一個(gè)敏捷制造/虛擬企業(yè)為契機(jī)的。1991 年，美國(guó)里海大學(xué)受美國(guó)國(guó)防部委托，牽頭組織編寫(xiě)了《21 世紀(jì)制造企業(yè)的戰(zhàn)略》的報(bào)告。在該報(bào)告中，首次提出了敏捷制造(Agile manufacture)和虛擬企業(yè)(virtual enterprise)的概念。他們認(rèn)為敏捷(agility)是一種能使企業(yè)在無(wú)法預(yù)測(cè)、持續(xù)變化的市場(chǎng)環(huán)境中保持并不斷提高競(jìng)爭(zhēng)力的能力。

該報(bào)告設(shè)想到2006 年建立美國(guó)汽車(chē)（USM）公司，即實(shí)現(xiàn)汽車(chē)工業(yè)的敏捷制造/虛擬工廠，若該設(shè)想能如期實(shí)現(xiàn)，則可達(dá)到下列目的：

(1) 每輛USM公司的汽車(chē)都按用戶(hù)要求制造，每輛USM 公司的汽車(chē)從定貨起3 天內(nèi)交貨。USM汽車(chē)在整個(gè)生命周期內(nèi)有責(zé)任使用戶(hù)滿(mǎn)意，并且這種汽車(chē)能重新改造，使用壽命長(zhǎng)。

(2) 用戶(hù)可以利用USM 公司的圖表、虛擬設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)自己所需的汽車(chē)，并了解其售價(jià)、運(yùn)行費(fèi)用等。

(3) 用戶(hù)初步選定車(chē)型后，可進(jìn)行模擬試驗(yàn)，通過(guò)模擬試驗(yàn)或重選或提出意見(jiàn)，滿(mǎn)意后辦理訂貨手續(xù)。

(4) USM 公司工廠按年產(chǎn)6 萬(wàn)輛設(shè)計(jì)，同一條生產(chǎn)線上可裝配其所有型號(hào)的變型車(chē)，數(shù)量不限。

(5) 在世界各地建廠，6 個(gè)月內(nèi)投產(chǎn)。

(6) 4 個(gè)月提出一種新車(chē)型。

(7) 設(shè)計(jì)與制造能力匹配，產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，對(duì)全車(chē)設(shè)計(jì)與制造工藝進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)和仿真。

(8) 設(shè)計(jì)通過(guò)后，有計(jì)算機(jī)選擇所有制造設(shè)備，并投入生產(chǎn)。

未來(lái)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(gè)柔性制造單元組成的分布式自動(dòng)制造與虛擬制造系統(tǒng)。

3.2 對(duì)并行工程的促進(jìn)

不斷發(fā)展的CAD、CAM、CAS(計(jì)算機(jī)輔助造型)、CAT(計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn))、CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程分析)等各個(gè)領(lǐng)域滲入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) ，并形成一個(gè)具有集成性、并行工程的網(wǎng)絡(luò)。各個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)工作室工作人員，可以在不同的地點(diǎn)、不同時(shí)間、不同場(chǎng)合進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)話，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有能力提供大量的數(shù)字化三維模型，對(duì)分析、研究、建立生產(chǎn)裝配線、工藝流程、原材料品種和消耗、工廠費(fèi)用和成本等，通過(guò)檢測(cè)，最終選定一套最佳的工廠設(shè)計(jì)方案。

同時(shí)，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、工程技術(shù)人員、經(jīng)銷(xiāo)商、供應(yīng)商等，還可在該虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，共同探討各種產(chǎn)品的性能與市場(chǎng)前景，以便生產(chǎn)出用戶(hù)滿(mǎn)意的汽車(chē)產(chǎn)品，并且有關(guān)產(chǎn)品的供貨合同、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)、儲(chǔ)運(yùn)等問(wèn)題，都可以一并解決。

3.3 在產(chǎn)品試驗(yàn)中的應(yīng)用

按傳統(tǒng)的工作方式，汽車(chē)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到最后投產(chǎn)，期間不僅要經(jīng)過(guò)幾輪實(shí)車(chē)試裝，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)和工藝的合理性，而且要進(jìn)行大量艱苦又費(fèi)時(shí)耗力的野外試驗(yàn)，若利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，則可在計(jì)算機(jī)上虛擬各種試驗(yàn)條件，進(jìn)行車(chē)輛的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等試驗(yàn)。

如虛擬風(fēng)洞可以讓汽車(chē)工程師看到模擬的空氣流場(chǎng)，使人感到好像真的站在風(fēng)洞里一樣。試驗(yàn)人員把虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)放入這種“風(fēng)洞”中，可考察發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣、燃燒、排氣時(shí)氣體流動(dòng)的狀況，觀察熱量在其零部件上的散發(fā)過(guò)程，以改善制動(dòng)、排氣系統(tǒng)的冷卻性能。

3.4 供、銷(xiāo)商介入汽車(chē)生產(chǎn)

以前，每當(dāng)主機(jī)廠設(shè)計(jì)新車(chē)型時(shí)，經(jīng)常因一些技術(shù)參數(shù)的更改而與零部件供應(yīng)商進(jìn)行反復(fù)溝通與協(xié)商，而這些溝通與協(xié)商幾乎都是以郵件、傳真等方式進(jìn)行的，很不方便。

但在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的環(huán)境中，主機(jī)廠工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)新車(chē)型時(shí)，可要求主要零部件供應(yīng)商將擬采用的零部件數(shù)據(jù)以CAD 及CAS 的方式輸入主機(jī)廠的數(shù)據(jù)庫(kù)，并讓它們進(jìn)入主機(jī)廠的開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)主機(jī)廠修改設(shè)計(jì)方案時(shí)，與之配套的零部件也將實(shí)時(shí)進(jìn)行修改，不必與供應(yīng)商反復(fù)溝通與協(xié)商。

據(jù)悉，IBM 公司已開(kāi)發(fā)了一種“汽車(chē)模擬開(kāi)發(fā)系統(tǒng)”，該系統(tǒng)已不僅僅局限于車(chē)型開(kāi)發(fā)，還可以提供給汽車(chē)生產(chǎn)商以下方面的模擬數(shù)據(jù)：市場(chǎng)調(diào)查、工程研究、數(shù)字化制造及產(chǎn)品模擬、測(cè)試、制造、產(chǎn)品支持、數(shù)據(jù)管理及使用、商業(yè)推廣計(jì)劃等。

3.5 人員培訓(xùn)

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立虛擬培訓(xùn)基地，對(duì)有關(guān)從業(yè)人員進(jìn)行繼續(xù)工程教育，關(guān)于這一點(diǎn)，可以借鑒航空界利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬飛行器的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)模擬駕駛室，訓(xùn)練駕駛員。英國(guó)皇家裝甲公司曾用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)一種新的14.5 噸車(chē)輛進(jìn)行了試驗(yàn)，創(chuàng)建立一種專(zhuān)用車(chē)輛訓(xùn)練軟件。

4 小結(jié)

目前，我國(guó)汽車(chē)界對(duì)該項(xiàng)技術(shù)得實(shí)際運(yùn)用尚處于起步階段，僅在清華大學(xué)、天津中國(guó)汽車(chē)技術(shù)中心等單位的試驗(yàn)室有所利用。

其實(shí)，我國(guó)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，已經(jīng)具備了不少有利條件，首先，一汽、二汽、上汽等大公司已有多年運(yùn)用三維計(jì)算機(jī)軟件（如UG、CATIA、PRO-E 等）進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，且他們的產(chǎn)品大多已形成了CAD、CAE 等數(shù)據(jù)，可以很方便地將這些電子數(shù)據(jù)輸入到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正滲入汽車(chē)工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，如汽車(chē)的虛擬造型、虛擬設(shè)計(jì)、虛擬工藝制造、虛擬試驗(yàn)、虛擬裝配等，它不僅為汽車(chē)開(kāi)發(fā)人員創(chuàng)造了更為自由得工作環(huán)境，而且，從根本上動(dòng)搖了一系列被視為經(jīng)典的汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)理論和原則。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的推廣和應(yīng)用將使汽車(chē)工業(yè)的思想概念、開(kāi)發(fā)方式、部件供應(yīng)、組織形式、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及人才培訓(xùn)方面產(chǎn)生全方位的創(chuàng)新和變革。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展中，虛擬汽車(chē)和真實(shí)汽車(chē)之間的界線會(huì)變得越來(lái)越模糊。

我國(guó)汽車(chē)界在推廣和引進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的時(shí)候，要從我國(guó)的實(shí)際出發(fā)，通過(guò)認(rèn)真地研究外國(guó)先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，努力探索出中國(guó)汽車(chē)工業(yè)邁向該技術(shù)的道路。