Mașinile viitorului, din realitatea virtuală în lumea reală: se schimbă totul, de la design la testare

Pe măsură ce tehnologiile moderne de design evoluează și devin din ce în ce mai digitalizate, designerilor li se oferă mai multă libertate de a experimenta fără costurile și timpii de livrare asociate cu metodele mai tradiționale.

Progresele înregistrate în Internetul obiectelor (IoT), inteligența artificială (AI) și VR au susținut transformarea digitală a industriei auto în ultimii ani, în special în cadrul procesului de proiectare a produselor pentru vehicule, sisteme și componente noi.

Hyundai este unul dintre astfel de producători de automobile care a îmbrățișat digitalizarea procesului de proiectare, favorizând instrumentele avansate din punct de vedere tehnologic, cum ar fi software-ul de proiectare digitală 3D, față de abordarea convențională, care necesită timp și costuri, de a produce modele de lut la scară.

Designerii companiei lucrează cu software-ul standard din industrie reprogramat pentru a permite lucrul colaborativ în medii multi-utilizator și cu mai multe locații. Folosind acest lucru, designerii pot crea modele și medii captivante în VR care imită realitatea într-un mod aproape perfect, accelerând foarte mult procesul de proiectare.

Potrivit lui Simon Loasby, directorul de design, procesul de design digital al producătorului auto poate fi împărțit în cinci elemente esențiale, primul dintre care este creativitatea colaborativă în design și cu toate celelalte funcții și regiuni ale companiei. Povestirea inovatoare și briefing-ul privind viziunea strategică sunt, de asemenea, vitale pentru procesul de proiectare, la fel ca și utilizarea tuturor instrumentelor 2D, virtuale și 3D adecvate, disponibile prin software-ul de proiectare al companiei.

„Pe măsură ce tehnologia VR, hardware-ul și software-ul se îmbunătățesc, capacitatea designerului de a proiecta în spațiul virtual este îmbunătățită”, spune el. „Acest lucru permite un design 3D adevărat în timp ce vă plimbați pe un model virtual 1:1.”

VR oferă oportunități de îmbunătățire a eficienței în domenii cheie ale producției de automobile, aducând contribuții vitale la diferite fațete ale producției de vehicule:

Prototipul și proiectarea

Designul vehiculului este de obicei un proces îndelungat, în care concepția în stadiu incipient trebuie să se concentreze atât pe caracteristicile interioare, cât și pe cele exterioare.

Un obstacol major în calea progresului poate fi o incompatibilitate între proiectele inițiale și cerințele practice de inginerie. Ai putea, de exemplu, să ai un design care arată bine, dar este insuficient de aerodinamic pentru a garanta performanțe îmbunătățite.

În consecință, poate exista o mulțime de mișcări înainte și înapoi între funcțiile de proiectare și inginerie, în căutarea soluției potrivite. Acest lucru necesită timp și resurse.

Vizualizarea VR și modelarea 3D le permit acum designerilor și inginerilor să preia prototipuri de vehicule CAD și să le redea în 3D.

Acest lucru oferă vizualizări vii și precise ale modelelor de vehicule la scară 1:1, unde proiectanții și inginerii pot avea o interacțiune la 360° cu acestea.

Toate acestea se pot întâmpla înainte ca orice prototip fizic să aibă loc, ceea ce face ca încercarea diferitelor configurații să fie mult mai ușoară, mai rapidă și mai rentabilă.

De asemenea, permite verificarea și evaluarea detaliilor, inclusiv a caracteristicilor de design interior, la începutul procesului.

2- Colaborare la distanță

Cum pot echipele auto să lucreze eficient la proiecte de colaborare atunci când nu se află în aceeași cameră, clădire sau chiar în aceeași țară?

Răspunsul vine de la aplicații VR avansate, inclusiv HMD-uri (afișaje montate pe cap) și camere VR imersive.

Persoanele fizice pot lucra la proiecte și concepte folosind propriul software și echipamente VR, dar și le pot prezenta prin medii VR imersive, cum ar fi VR CAVE (Cave Automatic Virtual Environment).

Acest tip de sistem combină simularea și prezentarea 3D cu un nivel ridicat de adaptabilitate pentru contribuții colaborative.

Software-ul VR precum TechViz este compatibil cu mai multe dispozitive și sisteme.

Inginerii, arhitecții și designerii individuali își pot aduce propriile dispozitive pentru a prezenta prezentări VR de grup, prezentând modele 3D sofisticate și lucrând la ele de la distanță, dar în colaborare, în timp real.

Colaborarea de la distanță folosind VR ajută la o mai bună claritate în proiectarea și inginerie auto. Poate scurta timpii de proiectare la piață și poate oferi oportunități de lucru mult mai strâns între echipe.

3- Procesele de producție auto

Pe lângă integrarea sa cu designul și inginerie, VR contribuie și la procesele de asamblare și producție de automobile.

Un exemplu este cu validarea.

În mod tradițional, compilarea și menținerea datelor corecte de configurare a produsului a fost complexă și consumatoare de timp.

Este, totuși, esențial pentru a ajuta industria de automobile să continue să evolueze și pentru a asigura o eficiență optimă a producției.

Folosind o linie de asamblare VR, operatorii pot verifica și evalua cât de mult ar trebui să dureze sarcinile repetitive, dar bazând aceste informații pe datele CAD.

Acest tip de intervenție poate apoi economisi timp și resurse, prin testarea diferitelor configurații în scenarii virtuale, în timp real, înainte de a le aplica procesului de producție real, fizic.

4- Ergonomia mașinii

Performanța vehiculului este un lucru, dar felul în care se simte de fapt mașina când merge este, de asemenea, un element vital în designul auto de succes.

Analiza ergonomică se concentrează pe interacțiunea fizică a ocupanților unui vehicul cu dimensiunile și designul interior al acestuia.

Factorii din analiza ergonomică includ postura șoferului și pasagerului, percepția de confort și spațiu și poziționarea instrumentelor și a oglinzilor.

VR poate evalua interiorul unui vehicul, dar poate oferi și date precise și utile despre ceea ce va experimenta șoferul când îl conduce. Și, folosind tehnologia de realitate virtuală, toate acestea se întâmplă cu mult înainte ca vehiculul să intre în orice etapă fizică de producție.

O metodă este ca un subiect de cercetare să poarte costum de urmărire pe tot corpul și să evalueze interacțiunea lor într-un mediu simulat de vehicul 3D.

Un altul este de a îmbina o platformă de simulare de conducere cu un scenariu de conducere 3D, astfel încât, de fapt, individul să ia modelul 3D pentru un test de condus simulat, oferind date ergonomice complete în timpul acestui proces.

Evaluarea ergonomică VR se poate aplica și liniei de asamblare a vehiculelor, ajutând la optimizarea condițiilor pentru angajați și la maximizarea eficienței.

Concluzie

În 2021, Hyundai a dezvăluit primul său model de concept de mașină complet proiectat digital, SEVEN. Modelul a fost dezvoltat folosind sistemul VR imersiv al companiei, care a anulat nevoia de modele fizice la revizuirile de viziune și a folosit oferta de proiectare a locației la distanță fără fir pentru mai mulți utilizatori a sistemului.

„Procesul VR a permis ca interiorul să fie dezvoltat în proporție de 80%, practic, cu costuri foarte mici de modelare fizică”, explică Loasby. „Procesul a permis, de asemenea, o colaborare imersivă între studiourile de design europene și Namyang în realizarea interiorului.”

Echipele companiei din Europa, Coreea și SUA au reușit să proiecteze împreună modelul în spațiul VR în timpul pandemiei de Covid-19 și, în loc să producă o multitudine de modele la scară pe tot parcursul procesului de proiectare, designerii au putut să producă doar un model pentru verificare la final. De fapt, echipele au finalizat semnarea virtuală pentru întregul vehicul înainte ca Loasby să fi văzut un singur model fizic.

„În cele din urmă, acest lucru ne-a permis să economisim timp, să reducem călătoriile și amprenta de carbon, să reducem deșeurile, să reducem costurile de construire a modelelor fizice și să colaborăm la nivel global”, adaugă el.

Prin adoptarea celor mai recente inovații în VR, firmele de automobile își pot revizui procesele de proiectare pentru a dezvolta modele cu caracteristici care depășesc limitele, în timp ce eficientizarea procesului digital poate accelera foarte mult dezvoltarea vehiculelor.

Incursiunile pe care realitatea virtuală le face în industria auto sunt atât variate, cât și profunde.

Prototiparea virtuală ajută la transferul proceselor de proiectare, scurtând timpul de lansare pe piață și economisind atât costuri, cât și resurse. Dar VR în industria auto influențează și alte părți ale procesului de producție.

Pe linia de asamblare, poate ajuta la validare și poate ajuta la optimizarea proceselor de producție. De asemenea, acceptă ergonomia liniei de producție, precum și ergonomia vehiculului.

Pe măsură ce tehnologia VR continuă să avanseze, va deschide inevitabil o serie de noi oportunități pentru inginerii de proiectare auto.

VR este orientat atât spre design, cât și pe producție, dar și spre client. Oferă o perspectivă și claritate asupra modului în care pasagerii vor experimenta noile modele de vehicule.