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VR和AR用在汽車上是壹種怎樣的體驗?

VR技術幫助汽車制造商完成了大量工作,直到汽車正式投放市場。福特主要在三個功能領域使用VR技術:設計、工程和制造。

造車的時候用VR技術。

設計

自從壹個新的模型被構思出來,虛擬現實技術就被涉及到了。這將從福特的“2000X工作室”開始,該工作室支持福特的設計部門。

當然,以前汽車是用紙和筆設計的。到了現代,設計師開始依賴CAD工具。然而,這兩種方案都有明顯的缺陷。汽車的設計——畢竟是三維物體——是在二維平面上設計的。有了VR技術,福特的設計師們現在可以戴上他們的頭,在三維環境中用數字魔杖畫出他們的想法,並在三維虛擬環境中四處走動。

福特使用的沈浸式VR使用了壹個帶有23個攝像頭的動作捕捉系統和壹個頭戴式顯示設備,讓工人沈浸在未來的工作環境中。

通過釋放3D設計的潛力,並將動畫內容和3D渲染技術添加到照片般逼真的環境中,設計師還可以看到他們對新車的想法在現實世界中實現。

例如,全新跑車的設計過程可以在虛擬賽道維修車道中進行。通過VR頭顯,設計師可以在汽車周圍走動,並在360度的環境中檢查它。作為設計師,妳可以獲得壹輛未來汽車完整準確的視覺信息,就像妳真的從壹輛用戶的汽車旁邊走過壹樣。這就是VR做的事情,在這輛車不真的存在的前提下也能做到。

工程

當壹輛汽車的概念得到驗證,福特決定制造它,VR就會重新出現,在將設計語言變成真正的終端產品的過程中發揮著不可或缺的作用。

工程師會沈浸在其中,以確定更好的設計細節,必須對產品零件、發動機、內部人體工程學和其他設計細節做出決定。當產品設計放在壹起時,福特沈浸式汽車環境實驗室(FiVE)將繼續設計,他們將開始創建全尺寸、三維和虛擬版本的汽車,直到產品逐漸進入生產流程。

也就是說,當汽車真正準備好建造時,每個細節都將被仔細考慮,如座椅、儀表板、照明支架——妳能想到的所有那些——都將成為全尺寸、虛擬版本的汽車零件。之後,通過使用VR頭盔,設計師和工程師可以在汽車周圍走動來檢查它,就像汽車真的在實驗室裏壹樣。

工程師甚至可以隨意“透視”汽車。比如在討論後備箱的鉸鏈結構時,工程師可以選擇從虛擬的角度看後備箱的金屬結構。

那麽,為什麽要從零開始“制造”這樣壹款虛擬版的汽車呢?

虛擬現實技術的使用可以給實際工程過程帶來高效率和無限可能。而這些對於真實的工作環境來說都是非常困難的。例如,汽車零件將頻繁地以數字化方式進行更換以進行評估,如乘客部分的人體工程學設計、乘坐舒適性和外部面板的設計或儀表板的設計等。設計師還可以看到汽車外部面板的壹個小變化將如何影響實際駕駛過程中陰影和光線的反射。

使用這種技術的結果,即沈浸式VR技術,可以支持頻繁的原型設計變更和工程開發過程,正如福特所說。這個過程是高度可重復的,可以接受任何必要的工程變更。例如,設計師在設計新款野馬時,遇到如何放置內部面板以滿足左驅或後驅版本要求的問題,他們可以通過使用VR來解決。福特告訴我們這些。

真正酷的是,設計師和工程師可以遠程協作。例如,在設計壹輛新野馬時,迪爾伯恩VR實驗室的團隊可以與澳大利亞兄弟團隊合作——而且這種合作是實時的。通過使用VR技術,工程師可以在同壹個全尺寸3D版本的虛擬野馬周圍行走,並對任何細節進行協同設計。

如此細致地設計虛擬汽車的細節是相當困難的。但福特表示,他們在工程階段使用這項技術節省了大量時間,數字原型的頻繁調整也減少了之前必須制作的粘土模型數量。此外,遠程協助還降低了旅行成本。

這些當然都會省錢。然而,福特認為更重要的是,這項技術加速了產品設計過程,並允許采用更高端的工藝。福特聲稱,據他所知,他是第壹家在汽車設計過程中使用高分辨率、4K實時虛擬現實技術的汽車公司。

制造

當設計和工程流程完成後,福特VR實驗室開始在虛擬制造技術上下功夫。這是非常重要的壹步,可以把重要的信息反饋給設計和工程部分。

虛擬制造實驗室的主要作用是評估制造這款車的可行性,同時也會介紹工人的工作內容。畢竟,無論妳能設計出多麽完美的汽車,如果它不能制造或者制造過程不安全,它仍然是沒有用的。

在虛擬制造實驗室中,福特的團隊將利用VR和3D打印技術創建虛擬工作站,從而逐步模仿世界各地的虛擬生產線環境。並且通過使用安裝在工人身上的傳感器,全身運動捕捉系統將提供生產線上的工人未來可能產生的運動信息。畢竟這些動作在真實的汽車生產過程中都會遇到。

變速箱實際上安裝在發動機上。

通過使用VR和3D打印技術,將在發動機上虛擬安裝壹個變速箱。屏幕將顯示用戶看到的內容。

例如,在上面的照片中,妳可以看到壹個人戴著VR頭顯,旁邊是壹個白色的3D打印零件。這個部件是壹個真實大小的齒輪箱。這個員工需要把變速箱和發動機對準,這個發動機只能在他的頭顯裏看到。

這是壹個真實的測試案例,以確保工人能夠有足夠好的視角來對齊螺栓,並將變速箱與發動機結合起來。根據在VR中得到的結果,將這些數據提供給工程團隊,修改螺栓的長度等數據,保證安裝過程的正常進行。

利用VR技術規劃生產線流程的好處是,如果壹個產品容易制造,不僅可以提高產品的質量,還可以降低工人受傷的風險。

比如全身動作捕捉技術就可以做到這壹點。如果工人在組裝過程中不得不伸手去拿零件,福特可以測量工人腰部的應力,然後評估這是否會超過人體的安全極限。如果這個問題確實存在,工程團隊會做出改變。

再比如,使用VR技術還可以幫助計算將車身板件提升到給定機械手的高度和角度需要多少體力。這樣會影響對不同高度的識別嗎?如果是,是否有必要改變流程以適應不同的工人?

通過使用VR技術,可以預測未來生產線上工人的位置移動。這是極其寶貴的數據。福特公司表示,自從使用虛擬制造工藝以來,汽車制造工人發生了明顯的變化:

1.通過使用最新的人體工程學研究,工人的受傷概率降低了70%。

2.避免90%的過度運動、手部動作困難以及新機型上難以安裝的零件。

3.由於工傷概率的降低,工傷缺勤概率降低了75%。

中國增強現實產業聯盟簡稱AR聯盟或ARA。綜上所述,福特利用VR技術強化了設計、工程和制造過程,證明了VR是產品開發全過程中的有力工具。VR不僅是真實世界活動的精確替代品,還提供了創造無限可能性的工具。人們可以通過調查和評估來選擇每個階段最適合的應用模式,從而優化每個流程。目前AR主要應用於汽車制造和對工人的維修培訓。

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