汽車開發(fā)中的虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)探究

蘇仕杰

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國(guó)的汽車行業(yè)得到了極大的發(fā)展，但是，由于我國(guó)居民生活水平和生活質(zhì)量的不斷提高，對(duì)于汽車各方面的要求也越來越高。在這樣的背景下，虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)在我國(guó)汽車行業(yè)的開發(fā)工作中得到了極大的應(yīng)用和普及。虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展，不僅在很大程度上減少了汽車開發(fā)所需耗費(fèi)的時(shí)間，同時(shí)也大大的提高了汽車設(shè)計(jì)和開發(fā)工作的質(zhì)量和水平，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的時(shí)代背景下，虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展是必然的。

關(guān)鍵詞：汽車開發(fā)；虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)；市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)

一、虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的功能特點(diǎn)

虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用過程中，可以將其所需要設(shè)計(jì)和研究的產(chǎn)品上當(dāng)一個(gè)虛擬的空間當(dāng)中，在這個(gè)空間里人們可以根據(jù)其要求和構(gòu)思對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改變，同時(shí)并將相關(guān)的產(chǎn)品展現(xiàn)在人們面前，同時(shí)通過一定的計(jì)算和操作也可以收集到虛擬空間中產(chǎn)品的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息，進(jìn)而為相關(guān)工作人員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化和完善提供一定的數(shù)據(jù)支撐【1】。雖然從某種程度來說，虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用和研發(fā)會(huì)耗費(fèi)相當(dāng)大的成本，但是一旦其正式投入使用，就可以在很大程度上降低企業(yè)生產(chǎn)和完善產(chǎn)品所話費(fèi)的各項(xiàng)成本，同時(shí)也有力的保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和水平符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。理論上講，虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)一般具備以下幾點(diǎn)功能特點(diǎn)【2】：

第一，通過虛擬產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用，可以使得相關(guān)的工作人員和設(shè)計(jì)者對(duì)產(chǎn)品有一個(gè)直觀且客觀的感受，同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)讓客戶參與到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中去；

第二，在相關(guān)產(chǎn)品的試驗(yàn)和檢測(cè)過程中，不需要任何手段人們就可以直接參與到其過程當(dāng)中；

第三，虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)應(yīng)用和普及，可以在很大程度上提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)為其產(chǎn)品的維修和優(yōu)化也提供了一定的便利；

第四，由于虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)主要是在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行，因此不需要使用一些真實(shí)的材料或者樣品，無形之中降低了成本。

二、汽車中的虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)

（一）虛擬油泥建模

從以前來說，要想根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品的一些數(shù)據(jù)和信息來建立相關(guān)的模型，只能依靠計(jì)算機(jī)等技術(shù)手段和設(shè)計(jì)系統(tǒng)，但是由此建立而成的模型，相關(guān)工作者和設(shè)計(jì)人員只能通過鼠標(biāo)或者是鍵盤來對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感受。雖然從某種程度來說，利用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)手段和設(shè)計(jì)系統(tǒng)來建立模型可以在一定程度上方便相關(guān)工作者和設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品的修改完善和優(yōu)化工作，但是由于這種技術(shù)建立而成的模型不能使相關(guān)工作者和設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品有一個(gè)直觀的感受，在很大程度上阻礙了其靈感的激發(fā)【3】。而通過虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)來建立的油泥模型不僅可以在很大程度上激發(fā)相關(guān)工作者和設(shè)計(jì)人員的靈感，同時(shí)也滿足了其對(duì)產(chǎn)品有直觀、客觀且真實(shí)的觸覺感受，甚至可以實(shí)現(xiàn)親自模型進(jìn)行刮、削、掃等一系列工作，為其工作的開展提供了很大的便利。

（二）虛擬概念車的總體評(píng)價(jià)

在傳統(tǒng)的汽車設(shè)計(jì)和開發(fā)工作中，基本上主要使用計(jì)算機(jī)及其相關(guān)技術(shù)來設(shè)計(jì)汽車的圖像和模型，這一方式有很大的局限性，具體內(nèi)容如下【4】：

一方面，雖然通過計(jì)算機(jī)及相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)而來的汽車圖像是按照汽車的實(shí)際數(shù)據(jù)按照一定的比例設(shè)計(jì)完成的，但是，其無法體現(xiàn)出汽車的實(shí)際尺寸，即使人們仔細(xì)觀看和研究計(jì)算機(jī)圖像也無法實(shí)際的感受到汽車的大小和實(shí)際情況，甚至?xí)霈F(xiàn)產(chǎn)品不符合人民需要的問題；另一方面，計(jì)算機(jī)圖像和照片中的汽車不能讓人們直觀、客觀且真實(shí)的直接感受到汽車的特征和實(shí)際情況。而通過虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的虛擬概念車則很好地解決了這些問題。

（三）汽車車身室內(nèi)的虛擬人體工程學(xué)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)

隨著人民生活水平的提高以及對(duì)生活質(zhì)量的要求和標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，人們對(duì)于汽車的要求不僅僅局限于外觀和安全性，更加的重視起了車內(nèi)的舒適程度。因此要是用一定的人體工程學(xué)知識(shí)來滿足人們對(duì)汽車舒適度的要求。而虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)可以將人體工程學(xué)模型系統(tǒng)放置到虛擬的空間當(dāng)中，隨后相關(guān)的工作人員可以通過一定的操作和控制來檢測(cè)汽車的舒適度。在試驗(yàn)和檢測(cè)的過程當(dāng)中，相關(guān)的工作人員可以通過控制一個(gè)虛擬的人物，使其擺出任意的姿勢(shì)和視點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)汽車的舒適程度是否符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有一個(gè)準(zhǔn)確且客觀的認(rèn)知。

（四）虛擬風(fēng)洞技術(shù)

在傳統(tǒng)汽車開發(fā)和設(shè)計(jì)的過程中，其風(fēng)洞試驗(yàn)只是使用相關(guān)的煙霧器來對(duì)氣體作用下汽車車身的實(shí)際變化情況，但是傳統(tǒng)的汽車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)僅僅使用了實(shí)車的四分之一，且其所使用的模型與汽車的實(shí)際情況也存在一定的差異，最終導(dǎo)致模擬實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果與實(shí)際情況有一定的偏差。而應(yīng)用了虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的虛擬風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)不僅可以在很大程度上復(fù)制出真實(shí)的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，同時(shí)也可以讓相關(guān)的設(shè)計(jì)者和用戶可以直觀的感受到模擬風(fēng)洞的效果，而且通過這種方式收集而來的數(shù)據(jù)和相關(guān)信息也為后續(xù)工作的開展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)【5】。

（五）汽車碰撞虛擬仿真

除了對(duì)汽車的美觀程度和舒適性有一定的要求以外，人們對(duì)于汽車安全性的要求也相對(duì)較高，而傳統(tǒng)的汽車安全檢測(cè)工作基本上都是使用真實(shí)的新車來進(jìn)行撞擊，進(jìn)而根據(jù)撞擊的結(jié)果來得出一定的數(shù)據(jù)和資料，隨后對(duì)汽車的安全性進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和改善，這種汽車安全性檢測(cè)方法不僅耗費(fèi)了相當(dāng)大的成本，同時(shí)其檢測(cè)結(jié)果也具備一定的片面性。而虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)中的模擬仿真系統(tǒng)可以在很大程度上呈現(xiàn)出汽車撞擊后各方面的數(shù)據(jù)和結(jié)果，為汽車安全性優(yōu)化和改善提供了相對(duì)客觀且全面的數(shù)據(jù)和資料。

（六）汽車整車性能的虛擬仿真

在傳統(tǒng)的汽車整車性能的檢測(cè)工作中，只能通過一定的計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行，這種方式不能真實(shí)且客觀的展現(xiàn)出汽車運(yùn)行過程中的實(shí)際情況以及駕駛員和乘客的實(shí)際感受。而虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)中虛擬仿真系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)的駕駛?cè)撕统丝驮谔摂M的空間中仿真駕駛汽車，為汽車安全性能的提高和改良奠定了一定的基礎(chǔ)。

一般來說，汽車整車性能模擬仿真系統(tǒng)主要由幾大部分組成，分別是運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)、聲響模擬系統(tǒng)、視景模擬系統(tǒng)、觸感模擬系統(tǒng)、模擬艙以及中央控制臺(tái)等，使得駕駛員在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的過程中，汽車的運(yùn)行情況可以用一定的數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行表達(dá)，而汽車的聲響以及駕駛員和乘客的實(shí)際感受可以利用多個(gè)數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行實(shí)時(shí)的展現(xiàn)。

結(jié)束語

虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)在汽車開發(fā)和設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用和普及，不僅在很大程度上提高了汽車研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及維修優(yōu)化改良的工作效率，同時(shí)還大幅度的降低了相關(guān)工作成本的耗費(fèi)。雖然目前我國(guó)汽車行業(yè)中的虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)已經(jīng)取得了一定的成果，但是仍舊需要繼續(xù)在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行研究和分析，以期可以對(duì)我國(guó)虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的完善以及汽車行業(yè)的發(fā)展起到一定的借鑒意義和促進(jìn)作用。

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