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早在20世纪70年代便开始将虚拟现实用于培训宇航员。由于这是一种省钱、安全、有效 的培训方法，现在已被推广到各行各业的培训中。目前，虚拟现实已被推广到不同领域中，得到广泛应用。 1.在科技开发上虚拟现实可缩短开发周期，减少费用。例如克莱斯勒公司1998年初便利用虚拟现实技术，在设计某两种新型车上取得突破，首次使设计的新车直接从计算机屏幕投入生产线，也就是说完全省略了中间的试生产。 由于利用了卓越的虚拟现实技术，使克莱斯勒避免了1500项设计差错，节约了8个月的开发时间和8000万美元费用。利用虚拟现实技术还可以进行汽车冲撞试验，不必使用真的汽车便可显示出不同条件下的冲撞后果。 在虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起，成为人类探索客观世界规律的三大手段。用它来设计新材料，可以预先了解改变成分对材料性能的影响。在材料还没有制造出来之前便知道用这种材料制造出来的零件在不同受力情况下是如何损坏的。世界汽车研发的五大趋势第一大趋势：开发人才趋向“复合型”第二大趋势：新产品开发成为企业成败的重中之重第三大趋势：加速计算机网络化成为缩短开发周期的重要手段第四大趋势：虚拟现实技术将继续深入虚拟现实技术在汽车研发中的应用领域主要有：汽车虚拟设计、虚拟制造系统、汽车模拟驾驶、汽车虚拟维修技术、汽车实验研究仿真（包括汽车碰撞、高速稳定性实验、虚拟风洞等）。数字化产品开发，可以说是继福特流水线生产、丰田精益生产之后汽车工业的具有革命性意义的重大技术进步。设计人员或技术人员戴上三维立体眼镜就可以在计算机屏幕前进行样车设计或样车试验，这就是虚拟现实设计系统。世界上主要汽车制造公司都在虚拟现实技术方面有所动作。美国三大汽车公司均热衷于自行或联合开发虚拟环境，并将之用在汽车设计上。福特公司还在三个部门建立了研究虚拟现实技术应用的机构，该公司由于采用了海量数据库、参数化数学模型、快速原型制作、虚拟路试等高科技手段，使新产品上市的开发周期从20世纪80年代后期的平均42个月缩短到现在的30个月。通用公司已将产品开发全过程中完整地运用数码手段提升到了关乎企业生存的战略高度，数字化虚拟开发能力已在其近几年开发实践中显示出提高效率、提升质量、省钱省时的巨大成果。目前，德国汽车工业广泛采用了虚拟现实技术。几乎所有的汽车制造公司都建成了自己的虚拟现实开发中心。据奔驰、宝马、大众等大公司的报告显示，以“数字汽车”模型来代替木制或铁皮制的汽车模式，可将新车型样车设计时间从1年以上缩短到2个月左右，开发成本最多可降低到原先的1/10。虚拟现实技术还应用在零部件设计、内部设计、空气动力学试验和模拟碰撞安全试验等细小局部的工作中。汽车零部件的设计因为使用了虚拟现实技术，成本降低40%。研究人员还计划将虚拟现实技术进一步应用于销售、客户服务和市场调查等领域。第五大趋势：研发网络全球化的深度和广度进一步加强汽车产品设计方面虚拟现实技术可以构建汽车三维仿真模型，可显示汽车的悬挂、底盘、内饰直至每一个细节，设计者可确定每个部件的质量，了解各个部件的运行性能。这种三维模型准确性很高，汽车制造商可按得到的计算机数据直接进行大规模生产。通用公司是全球汽车界最早利用虚拟现实技术的公司之一。它采用的虚拟现实软件具有3 个图形流水线部件，可分别投影在设计师的左边、前面和地面上的大屏幕上，另外一台单独的桌面系统有时用做右面的第四面墙，设计师借助于该软件就能设计一辆惟妙惟肖的汽车。 通用公司注重虚拟现实技术对提高汽车制造效率的应用。在福特汽车公司，产品设计师运用虚拟现实软件可以看到虚拟汽车车门及发动机罩的铰接，可以设想在驾驶室的座位上来解决人机工程和视野问题。也可以观察到汽车在乡村公路上奔跑的情景。同时，动力系统的工程师借助更换一个虚拟机油滤清器来模拟发动机的维护。汽车虚拟现实演示室，为了让顾客购买到理想型号的汽车，配有特制的头盔和手套。顾客可以通过头盔和手套，来改变汽车的颜色和构造。如今在戴姆勒克莱斯勒公司通用和戴姆勒克莱斯勒公司，马自达汽车公司，德国大众公司，也都相继采用了虚拟现实技术来对研发时间和研发成本进行控制。 除上述两种应用外，在汽车工业产品前期研发，操作制造，和性能调试、试验和培训方面等方面，虚拟现实技术都已经应用进来，并越来越体现出促进汽车工业整体前进的重要性。目前国内的虚拟现实技术发展迅速，如VRP-PLATFORM，VRP-SDK等产品已经达到虚拟现实技术发展的前沿领域。相信通过虚拟现实技术的不断提升，对汽车工业的应用前景将越来越广阔。2.3 在汽车试验中的应用 虚拟试验技术作为虚拟制造技术的一个环节，在汽车空气动力学及汽车被动安全性研究中正得到越来越广泛的应用，汽车被动安全性研究包括车身抗撞性研究、碰撞生物力学研究以及乘员约束系统和内饰件的研究。 虚拟试验方法的核心是有限元法和多刚体动力学的数值方法，它通过一定的前后处理程序和数据转换模板，以CAD 文件为输入，在计算机中模拟出与实际试验一样的环境。通过计算，得到试验报告。 设计师设计出的新型汽车是否合理，往往需要经过碰撞、风洞等测试加以检验。 最初检验新型汽车性能的方法是：先在一辆样车上放置木偶，加速后让它与墙壁碰撞，然后，再检测车身与木偶的受损程度，由此断定碰撞过程中，车与人的受力情形。这种方法，不仅存在着严重的误差，而且需先把样车做出来，费事费力。 而采用虚拟试验方法，则只需先用木材、黏土或陶土做一辆汽车模型，在风洞中测定其空气动力学数据，再把模型扫描进虚拟环境系统，把它放大成与真车一样的大小。通过虚拟环境系统模拟撞车，可以精确地把木偶的手或脚的受力情况反映出来，采用这个系统，可以减少约一半的设计费用及时间。 虚拟试验方法在中、外汽车界获得了日益广泛的运用在代表世界汽车工业最高科技水平的F1 赛车界，每年参赛的赛车都要进行一项虚拟测试。这项测试的环境与真实的赛场毫无二致，同样是马达轰鸣、风驰电掣，惟一不同指出是没有车手参赛。在这种虚拟环境中，计算机忠实地展现出了F1 赛事中各个赛道中可能出现的情况，重点是虚拟出发生车祸后赛车能够提供给车手的保护，通过它判断赛车能否有效地保护车手不受或少受伤害。近几年，F1 赛坛车祸频发，而几乎没有车手因此丧生，无疑，这套虚拟环境系统功不可没。 3、 虚拟现实技术在汽车工业中的前景展望 从总体上看，汽车工业应用虚拟现实技术开发、制造产品尚处于摸索阶段，目前，该项技术主要应用于概念车和车身内外模型的开发，另外在汽车装配中亦有少量使用。但随着虚拟现实技术自身的不断发展完善，人们有理由相信，它必将引起汽车各个领域的革命性变化。 3.1 敏捷制造/虚拟工厂 事实上，虚拟现实技术将广泛应用于汽车工业，主要是以美国工业界提出的一个敏捷制造/虚拟企业为契机的。1991 年，美国里海大学受美国国防部委托，牵头组织编写了21 世纪制造企业的战略的报告。在该报告中，首次提出了敏捷制造(Agile manufacture)和虚拟企业(virtual enterprise)的概念。他们认为敏捷(agility)是一种能使企业在无法预测、持续变化的市场环境中保持并不断提高竞争力的能力。 该报告设想到2006 年建立美国汽车（USM）公司，即实现汽车工业的敏捷制造/虚拟工厂，若该设想能如期实现，则可达到下列目的： (1) 每辆USM公司的汽车都按用户要求制造，每辆USM 公司的汽车从定货起3 天内交货。USM汽车在整个生命周期内有责任使用户满意，并且这种汽车能重新改造，使用寿命长。 (2) 用户可以利用USM 公司的图表、虚拟设计软件设计自己所需的汽车，并了解其售价、运行费用等。 (3) 用户初步选定车型后，可进行模拟试验，通过模拟试验或重选或提出意见，满意后办理订货手续。 (4) USM 公司工厂按年产6 万辆设计，同一条生产线上可装配其所有型号的变型车，数量不限。 (5) 在世界各地建厂，6 个月内投产。 (6) 4 个月提出一种新车型。 (7) 设计与制造能力匹配，产品设计与工艺设计同时进行，对全车设计与制造工艺进行虚拟设计和仿真。 (8) 设计通过后，有计算机选择所有制造设备，并投入生产。 未来敏捷制造/虚拟企业的模式将表现为由计算机网络控制的多个柔性制造单元组成的分布式自动制造与虚拟制造系统。 3.2 对并行工程的促进 不断发展的CAD、CAM、CAS(计算机辅助造型)、CAT(计算机辅助试验)、CAE(计算机辅助工程分析)等各个领域渗入虚拟现实技术 ，并形成一个具有集成性、并行工程的网络。各个虚拟现实工作室工作人员，可以在不同的地点、不同时间、不同场合进行虚拟现实对话，在进行产品设计的同时，虚拟现实技术有能力提供大量的数字化三维模型，对分析、研究、建立生产装配线、工艺流程、原材料品种和消耗、工厂费用和成本等，通过检测，最终选定一套最佳的工厂设计方案。 同时，企业领导、工程技术人员、经销商、供应商等，还可在该虚拟现实环境中，共同探讨各种产品的性能与市场前景，以便生产出用户满意的汽车产品，并且有关产品的供货合同、设计、生产、试验、储运等问题，都可以一并解决。 3.3 在产品试验中的应用 按传统的工作方式，汽车从产品设计到最后投产，期间不仅要经过几轮实车试装，以检验设计和工艺的合理性，而且要进行大量艰苦又费时耗力的野外试验，若利用虚拟现实技术，则可在计算机上虚拟各种试验条件，进行车辆的动力性、经济性等试验。 如虚拟风洞可以让汽车工程师看到模拟的空气流场，使人感到好像真的站在风洞里一样。试验人员把虚拟发动机放入这种“风洞”中，可考察发动机进气、燃烧、排气时气体流动的状况，观察热量在其零部件上的散发过程，以改善制动、排气系统的冷却性能。 3.4 供、销商介入汽车生产 以前，每当主机厂设计新车型时，经常因一些技术参数的更改而与零部件供应商进行反复沟通与协商，而这些沟通与协商几乎都是以邮件、传真等方式进行的，很不方便。 但在虚拟现实技术的环境中，主机厂工程技术人员设计新车型时，可要求主要零部件供应商将拟采用的零部件数据以CAD 及CAS 的方式输入主机厂的数据库，并让它们进入主机厂的开发网络，当主机厂修改设计方案时，与之配套的零部件也将实时进行修改，不必与供应商反复沟通与协商。 据悉，IBM 公司已开发了一种“汽车模拟开发系统”，该系统已不仅仅局限于车型开发，还可以提供给汽车生产商以下方面的模拟数据：市场调查、工程研究、数字化制造及产品模拟、测试、制造、产品支持、数据管理及使用、商业推广计划等。 3.5 人员培训 利用虚拟现实技术建立虚拟培训基地，对有关从业人员进行继续工程教育，关于这一点，可以借鉴航空界利用虚拟现实技术模拟飞行器的经验，设计模拟驾驶室，训练驾驶员。英国皇家装甲公司曾用虚拟现实技术对一种新的14.5 吨车辆进行了试验，创建立一种专用车辆训练软件。 4、 小结 目前，我国汽车界对该项技术得实际运用尚处于起步阶段，仅在清华大学、天津中国汽车技术中心等单位的试验室有所利用。 其实，我国汽车生产企业运用虚拟现实技术，已经具备了不少有利条件，首先，一汽、二汽、上汽等大公司已有多年运用三维计算机软件（如UG、CATIA、PRO-E 等）进行产品设计的经验，且他们的产品大多已形成了CAD、CAE 等数据，可以很方便地将这些电子数据输入到虚拟现实环境中。 虚拟现实技术正渗入汽车工业的各个领域，如汽车的虚拟造型、虚拟设计、虚拟工艺制造、虚拟试验、虚拟装配等，它不仅为汽车开发人员创造了更为自由得工作环境，而且，从根本上动摇了一系列被视为经典的汽车产品开发理论和原则。虚拟现实技术的推广和应用将使汽车工业的思想概念、开发方式、部件供应、组织形式、市场竞争及人才培训方面产生全方位的创新和变革。在虚拟现实技术的未来发展中，虚拟汽车和真实汽车之间的界线会变得越来越模糊。 我国汽车界在推广和引进虚拟现实技术的时候，要从我国的实际出发，通过认真地研究外国先进技术和经验，努力探索出中国汽车工业迈向该技术的道路。虚拟仿真的高超之处 在造型设计的初期，在传统设计流程中，需要制作大量的小比例和11的油泥模型，进行造型方案的评选和改进。这些油泥模型将耗费大量的人力物力和时间。而有了虚拟现实技术，在方案设计阶段，CAS依照设计师的效果图甚至是草图，快速地将二维图转变为三维数据，然后将三维数据输入虚拟仿真系统进行非常逼真的模拟展示，从而替代了相当一部分前期14和11油泥模型的制作。而在造型设计的后期，运用虚拟仿真系统评审通过后的数字模型，采用CAM技术运用五轴铣床加工出11的硬质模型（树脂材料），经过简单的手工加工就可以成为最终的造型冻结模型，其花费时间和成本只是油泥模型制作的几分之一甚至更少。 在汽车的颜色和材料设计方面，通过虚拟现实软件提供的材质编辑和创建功能，可以轻易地为模型变换材质和颜色，为设计师和决策者提供了丰富多彩的选择，而不再需要大量样件和样板的制作。 其实，虚拟现实系统在造型设计中的应用远不止这些。内饰、外饰每一个零件的造型更改，都可以通过数字模型的建立，用虚拟现实系统进行展示和评审，减少了大量样件和快速成型件的制作。 在汽车的工程设计中，虚拟样机是用来代替物理样机的一种计算机数字模型，在CAD领域，虚拟样机通常又被称为数字化样机（DMU，Digital MockUp），即将数字化技术应用于产品的制造过程，通过数字化建模和信息处理来改进制造过程，提高产品质量，