01
OEM厂商把虚拟仿真技术应用于制造开发
主要的OEM厂商都在一些不同的场合使用虚拟现实（VR）和增强现实（AR）系统来支持他们的制造研发工作。其中包括，奥迪、宝马、奔驰和沃尔沃……
奥迪是这项技术的早期采用者之一，目前正在测试用于评估新车型设计的VR "holodeck"。
正如奥迪生产实验室的VR专家Jens Angerer所解释的那样，holodeck是由一个巨大的可以自由活动的虚拟环境组成，其中包含能够让开发工程师和生产专家 "在早期阶段获得新车型的整体效果及其真实比例"的汽车的三维图像。Angerer观察到，使用这套系统，奥迪可以减少复杂的物理测试模型的数量，节省开发时间和成本。
"为了确保生产时所有的A级曲面符合设计和质量要求，在开发阶段我们会对汽车的工程数据反复进行评估。在早期阶段，VR可以帮助我们以小成本、高处置的方式获得汽车的比例模型。"他说。
"在后期详细评审阶段，现今的技术所呈现的视觉质量不高；但VR可以让我们从客户的角度观看汽车，从而保证我们的决策和客户是一致的。"他补充道。
今年将与奥迪R8一起在Böllinger Höfe下线的e-tron GT车型也使用了VR进行装配流程测试。作为试点项目的一部分，奥迪Neckarsulm工厂的物流规划人员目前正在测试如何在不需要任何物理原型的情况下对特殊包装箱进行规划并在虚拟环境下完成测试。
Angerer介绍，通过使用VR眼镜和控制主机以及专业的VR软件可以进行规划，该软件通过360°扫描来展现虚拟空间的三维室内地图。
"我们需要定制一些包装箱用来盛放敏感部件，如电气、前灯或挡风玻璃等。在制定计划时也将需要付出相应的成本，而使用VR进行特殊包装箱研发的成本更低，对环境也更好。"他解释说。
尽管Angerer指出，VR对奥迪来说 "并不是一项新技术"，在过去二十多年里奥迪在多个不同领域将CAVE用于支持其工程、制造和产品质量保证。他透露，近年来大众集团已经转向使用低成本多动能的HMD（头盔显示）设备。
"如今，大众集团采用HTC Vive Pro作为主要HMD设备，确保开发过程中的兼容性以及操作和使用过程中的可靠性。可以根据各个项目的需求进行增强或调整标准。"他说。
02
虚拟装配验证
梅赛德斯-奔驰使用该技术打造了一个 "虚拟装配站"。梅赛德斯-奔驰汽车公司发言人、全球商业传播部Tobias Brandstetter解释道，该装配站的工作方式类似于带有运动控制功能的电子游戏机，通过虚拟人进行虚拟装配，"用来测试后续的装配过程"。
在这个过程中，员工站在数字地板上，可以看到在两面侧幕上的与自己同步的虚拟人物。通过虚拟现实眼镜，员工能够看到真实的车辆，并可以测试装配情况。
"一个部件应该从哪边安装更好，从左边，还是从右边？这个位置对于装配站的员工来说，是符合人体工程学的舒适度，还是长期下去造成劳累？通过测试运行虚拟人，经验丰富的员工可以评估如何更有效地配置日常工作流程。"他说。
通过这样的方式，梅德赛斯-奔驰能够在批量生产前两年就使用VR来检查重要的装配步骤。根据Brandstetter的说法，将虚拟装配与汽车的设计结合起来使用，还可以 "同时有效地规划和优化生产，兼具人体工程学因素"。
"在第一个硬件制造之前，就已经确定了对规划的必要调整。使用VR不仅可以事先检查装配流程，还可以对每个装配工位的整个设置进行虚拟检查，包括所有货架和可用工具。"他指出。
"目前我们还在研究其他应用，比如增强现实和混合现实的整合。"他补充道。
03
三维数字化工厂
另一个较早在汽车制造业中使用VR和AR的先驱是宝马。这家德国OEM制造商将VR技术用于虚拟规划活动，如虚拟样板工程和工厂规划，包括场地规划--以及3D数字化作为收集现有工厂结构的精确3D模型的工具。
与 "数字化 "的其他领域一样，宝马集团虚拟规划与调试集群经理Matthias Schindler透露，宝马通常会采用知名供应商提供的标准硬件和软件解决方案以"确保其应用具有成本效益、可靠并适用于大量用例"。例如，目前使用包括HTC Vive（与高性能计算机一起用于VR应用），以及微软HoloLens和 "其他智能眼镜 "用于AR相关应用。
"新的数字解决方案的一大动机是减少工厂的停机时间，以及制造资源的任何计划内或计划外的停滞。VR已经得到证明，可以减少真实工厂中计划所需的时间，重要的是，可以整合新的生产结构，"Schindler说。
例如，近宝马使用虚拟纸板工程的3D数字化也说明这种潜力，Schindler估计只需要大约30分钟的，而不是 "封锁特定区域，在生产现场工作三四天"。
"使用VR不仅可以事先检查装配流程，还可以对每个装配工位的包括所有货架和可用工具在内的整个设置进行虚拟检查。"
"新产品功能，特别是电气传动系统和部件，也必须在产品开发过程的早期进行分析，而虚拟化将工厂“带到”了设计师和生产工程师面前。三维可视化还有助于提高生产概念在实施之前的成熟度，因为错误可能在很早阶段就已经很明显了，"他观察到。
04
XR混合现实体验
自2018年以来，沃尔沃一直在其工作流程中使用Varjo（总部位于赫尔辛基的技术公司）的新型混合现实头盔。基于XR-1设计原型，沃尔沃将逼真的虚拟元素添加到汽车内部，使设计师能够在未来的汽车制造之前进行设计研究，甚至在试车场上试驾新的设计。
"沉浸式设计和用户研究用例包括测试新的头盔显示系统以及信息娱乐和主动安全系统。此外，还能够将其使用范围扩展到驾驶场景，驾驶员在驾驶汽车时能看到周围的场景，如虚拟麋鹿。"Varjo混合现实产品经理Marcus Olsson解释道。
"沃尔沃的设计师不再需要等到实际的概念内饰模型制作出来后才能得到反馈。相反，他们可以在更早的阶段得到输入，迅速做出调整，并在不同的环境中看到新设计的效果；例如，在阳光明媚的天气、树下或阴天里的效果。他补充说：“他们可以尽可能多地保留现实，如真实的道路、自然环境、路标等，只替换他们想要评估的部件，例如新的显示器或内饰。”
05
VR沉浸式头盔在虚拟驾驶中的应用
在Olsson看来，这种方法的关键好处是，沃尔沃汽车公司 "能够快速迭代设计和用户体验概念，避免更换繁琐工具和软件，节省大量的资金。"
“从本质上讲，这个系统让他们可以在一天内完成通常需要数周或更长时间的事情。尤其是建立一个原型是非常昂贵的，因为它涉及到先进的投影机和光学器件。而使用VR头盔节省了很多成本。”他指出。
"此外，沃尔沃工程师现在可以在佩戴混合现实头盔的同时驾驶一辆真实的汽车，并可以无缝添加虚拟元素或功能，使驾驶员和汽车的传感器看起来都很真实。沃尔沃的安全专家能够利用该技术来开发和评估主动安全功能。”他补充道，"他们可以在佩戴头盔的同时，在测试赛道上驾驶一辆真实的汽车进行虚拟主动安全系统测试和增强现实的环境测试。"
Olsson透露，目前 "许多汽车制造商 "都在使用Varjo的VR头盔，紧密的合作伙伴包括大众集团、奥迪和宝马等。
他观察到，与修改昂贵且耗时的物理原型（如油泥模型）相比，现有和新车功能的虚拟原型可以大大降低OEM厂商的成本、加速迭代周期。
封面图片来自网络，文章来自ams
