建筑实践2023年9期

虚拟现实技术在汽车配件设计与生产中的应用评估

李希伟、徐建、黄林、王涛

杭州嘉田汽配有限公司

摘要：本文评估了虚拟现实技术在汽车配件设计与生产中的应用。针对产品设计与可视化、碰撞测试与安全性评估以及人机界面与人因工程等方面，分析了虚拟现实技术的作用和效果。研究结果表明，虚拟现实技术能够帮助设计师可视化配件的外观和功能，提高设计质量；模拟碰撞场景评估配件的强度和安全性，并提前发现潜在问题；评估人机交互界面，改进用户体验；模拟制造过程，优化生产效率。未来，虚拟现实技术有望在汽车行业中发展，并推动行业向数字化、智能化方向发展。

关键词：虚拟现实技术；汽车配件设计；汽车配件生产；

引言：

虚拟现实技术作为一种沉浸式的交互体验技术，在各个领域展示出了巨大的潜力。它利用计算机生成的虚拟环境，通过头戴式显示设备和手柄等交互设备，使用户能够身临其境地感受和参与其中。虚拟现实技术已经在游戏、娱乐、医疗等领域取得了显著的成果[1]。

虚拟现实技术在汽车配件设计与生产领域的应用也正逐渐引起人们的关注。通过虚拟现实技术，设计师可以实时可视化和修改汽车配件的外观和功能，加速产品设计过程。此外，虚拟现实技术还可以模拟碰撞测试场景，评估配件的强度和安全性，并在生产过程中提供实时反馈[2]。此外，虚拟现实技术还可用于培训操作员和技术人员，提高生产线效率和员工技能。

因此，本文旨在评估虚拟现实技术在汽车配件设计与生产中的应用潜力。我们将探讨虚拟现实技术在产品设计与可视化、碰撞测试与安全性评估、人机界面与人因工程以及制造过程模拟与优化等方面的应用。最后，我们将对虚拟现实技术在汽车行业中的发展前景进行展望。通过这些评估和展望，我们可以更好地理解虚拟现实技术在汽车配件设计与生产中的价值和影响。

2虚拟现实技术在汽车配件设计中的应用

2.1 产品设计与可视化：

虚拟现实技术在汽车配件设计中的应用使设计师能够更好地可视化配件的外观和功能。通过虚拟现实技术，设计师可以将设计的配件置于虚拟环境中，以逼真的方式观察其外观和细节[3]。设计师可以通过头戴式显示设备沉浸在虚拟环境中，以真实的尺寸和比例查看配件，并即时感知其外观效果。此外，虚拟现实技术还可以提供实时交互和修改功能，设计师可以通过手柄等交互设备进行操作，调整配件的尺寸、形状、材料等参数，实现即时的反馈和调整。这种实时交互和修改的能力使设计师能够更快速地迭代和优化设计，提高设计效率和质量。

2.2 碰撞测试与安全性评估：

虚拟现实技术在汽车配件设计中的应用还包括模拟碰撞场景，评估配件的强度和安全性。通过虚拟现实技术，设计师可以模拟各种碰撞情况，如正面碰撞、侧面碰撞等，以模拟真实的碰撞效果。设计师可以观察配件在碰撞过程中的表现，如受力情况、变形程度等，并通过虚拟现实技术提供的实时数据分析和反馈来评估配件的强度和安全性。这种虚拟现实技术的应用可以帮助设计师提前发现潜在的问题和缺陷，并及时改进设计方案，以确保配件在实际使用中的安全性和可靠性。

2.3 人机界面与人因工程：

虚拟现实技术在汽车配件设计中的应用还涉及人机界面和人因工程的评估。设计师可以利用虚拟现实技术模拟和评估配件的人机交互界面，以确保用户能够轻松理解和操作配件。通过虚拟现实技术，设计师可以模拟用户与配件的交互过程，并观察用户在虚拟环境中的行为和反应。设计师可以评估界面的布局、交互方式、反馈机制等因素，以提供更好的用户体验和操作便捷性。基于虚拟现实技术的人因工程评估和改进使得设计师能够更准确地了解用户需求和行为，从而优化配件的设计，提高用户满意度。

虚拟现实技术在汽车配件设计中的应用使设计师能够更好地可视化配件的外观和功能，通过实时交互和修改进行设计优化，模拟碰撞场景评估配件的强度和安全性，提前发现潜在问题并改进设计方案，以及评估人机界面和人因工程，提供更好的用户体验和操作便捷性。这些应用推动了汽车配件设计的创新和发展，提高了设计质量和效率。

3虚拟现实技术在汽车配件生产中的应用

3.1 制造过程模拟与优化：

虚拟现实技术在汽车配件生产中的应用包括利用虚拟现实技术模拟配件的制造过程，以提高生产效率。通过虚拟现实技术，生产人员可以在虚拟环境中模拟配件的制造过程，包括装配、焊接、涂装等环节。这种虚拟模拟使生产人员能够更好地理解和熟悉整个制造流程，从而提前发现潜在的问题和瓶颈，并进行相应的优化。通过虚拟现实技术，生产人员可以在虚拟环境中尝试不同的工艺参数和操作方式，评估其对生产效率和产品质量的影响，从而优化制造过程，提高生产效率和产品品质。

3.2 培训与技能提升：

虚拟现实技术在汽车配件生产中还应用于培训操作员和技术人员。通过虚拟现实技术，操作员和技术人员可以进行虚拟培训，模拟实际的操作场景和流程。虚拟现实技术可以提供逼真的虚拟环境和互动体验，让学习者能够实时感知和参与到虚拟场景中。操作员和技术人员可以在虚拟环境中进行实际操作的模拟，学习正确的操作步骤和技巧。通过反复练习和模拟，他们可以提高技能水平和熟练度，减少操作失误和事故风险。同时，虚拟现实技术还能够减少生产线培训的时间和成本，提高员工的学习效率和培训的效果。

3.3 远程协作与协同工作：

虚拟现实技术在汽车配件生产中的应用还包括实现远程协作和协同工作。通过虚拟现实技术，不同地点的生产人员和团队可以在虚拟环境中进行协作和沟通。虚拟现实技术提供了沉浸式的远程协作平台，使团队成员能够身临其境地共享虚拟场景和模型。他们可以进行实时的交流和讨论，共同解决问题和制定决策。此外，虚拟现实技术还可以提供共享标注和指导功能，使团队成员能够在虚拟环境中进行标注、标记和指导，促进更有效的协同工作和信息共享。通过虚拟现实技术的应用，多地点的生产场所之间可以实现更紧密的协作，提高生产效率和沟通效果。

虚拟现实技术在汽车配件生产中的应用涵盖制造过程模拟与优化、培训与技能提升以及远程协作与协同工作。这些应用能够提高生产效率，优化制造过程，提升员工的技能水平和培训效果，同时促进跨地点的协作和沟通。虚拟现实技术的应用将为汽车配件生产带来更高的效益和创新潜力。

4虚拟现实技术应用评估结果与前景展望

对虚拟现实技术在汽车配件设计与生产中的应用进行评估和总结，可以看到其带来了许多积极的效果和潜力。在产品设计与可视化方面，虚拟现实技术使设计师能够更好地可视化配件的外观和功能，并进行实时交互和修改。在碰撞测试与安全性评估方面，虚拟现实技术模拟碰撞场景，提前发现潜在问题，并改进设计方案。在人机界面与人因工程方面，虚拟现实技术评估配件的人机交互界面，改进用户体验和操作便捷性。在配件生产方面，虚拟现实技术实现制造过程模拟与优化，培训与技能提升，远程协作与协同工作。这些应用提高了设计质量、生产效率和员工技能水平，促进了团队协作和沟通。

展望虚拟现实技术在汽车行业中的发展前景，可以预见它将持续发展和应用。随着虚拟现实技术的进一步成熟和普及，它将为汽车配件设计与生产带来更多创新和便利。未来，虚拟现实技术有望进一步改善产品设计过程，加强设计师与用户之间的互动和反馈，以满足个性化和定制化需求。在生产领域，虚拟现实技术可能与物联网、人工智能等技术相结合，实现智能化的生产流程和协同工作。此外，随着5G网络的普及和带宽的提升，虚拟现实技术在远程协作和协同工作方面的应用将更加广泛，打破地域限制，实现全球范围内的团队协作。

总的来说，虚拟现实技术在汽车配件设计与生产中的应用已经展现了明显的优势和潜力，并且未来有望继续发展。它将为汽车行业带来更高效、创新和可持续的设计与生产方式，推动整个行业向着数字化、智能化的方向发展。

结语

虚拟现实技术在汽车配件设计与生产中的应用为行业带来了巨大的变革和创新。通过可视化设计、碰撞测试、人机界面优化和生产过程模拟，虚拟现实技术提高了设计质量、生产效率和员工技能。展望未来，虚拟现实技术将继续发展，为汽车行业带来更多机遇与突破，实现个性化定制、智能化生产和全球协作。虚拟现实技术的发展将为汽车配件设计与生产注入新的活力，推动行业不断迈向新的高度和成功。

参考文献

[1]张杰,钟为超,李小玲.汽车配件生产环节中的物料防错纠错系统设计[J].企业科技与发展,2019(05):39-40.

[2]李君强.虚拟现实技术(VR)和增强现实技术(AR)在工程机械领域的发展与研究[J].中国市场,2020(15):171-173.DOI:10.13939/j.cnki.zgsc.2020.15.171.

[3]张光曙.虚拟现实技术及其在机械设计与制造中的应用初探[J].科技创新与应用,2020(18):151-152.