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虚拟试制广州汽车工程研究院基于VR/MR的虚拟试制，本项目是广汽研究院试制智能工厂以数据智能为主线，个性化生产为特色，实现的几个核心的智能化场景之一——基于VR/MR的虚拟试制。项目基于VR、MR等新一代三维数字化技术，在试制前期实现虚拟装配设计验证（如通过性仿真验证，工装、设备仿真验证，装配性仿真验证，人机仿真验证），在试制过程实现试制装配三维可视化，引导工程师试制安装，当现场工程师遇到复杂的试制问题，可通过MR远程指导系统实现远程专家实时指导。通过本项目建设有效提高了试制前验证效率，减少了技术沟通成本，提高了试制问题响应速度。

一、案例简介

本项目是广汽研究院试制智能工厂以数据智能为主线，个性化生产为特色，实现的几个核心的智能化场景之一——基于VR/MR的虚拟试制。本项目基于VR、MR等新一代三维数字化技术，在试制前期实现虚拟装配设计验证（如通过性仿真验证，工装、设备仿真验证，装配性仿真验证，人机仿真验证），在试制过程实现试制装配三维可视化，引导工程师试制安装，当现场工程师遇到复杂的试制问题，可通过MR远程指导系统实现远程专家实时指导。通过本项目建设有效提高了试制前验证效率，减少了技术沟通成本，提高了试制问题响应速度。本项目在汽车企业数字化转型、个性化生产试制等领域启到了很好的示范作用。

二、案例背景介绍

广汽研究院是广汽集团汽车研发技术管理部门，负责新产品、新技术的规划和研发工作。不同于汽车量产的流水线生产方式，样车试制基本上是个性化生产，且处于研发过程中的样车零部件状态是不成熟的，生产效率比起量产要低得多。试制产能的提升一直是瓶颈，不管通过管理手段或信息化样车生产能力提升都很有限（小于5%）。广汽研究院的试制智能工厂，其业务涵盖焊装、涂装、总装、制件、测量和仓储等，主导广汽集团自主品牌所有的研发项目的整车产品试制生产，需要满足6个新项目、大改款项目15个小改款项目同时在线试制能力，具备两条白车身焊装线，形成4个平台车型白车身同时在线试制能力，满足钢铝混合、全铝等先进轻量化车身柔性化制造及验证的需求，能够满足多样的研发个性化需求。本项目是广汽研究院试制智能工厂的其中一个智能化场景应用——基于VR/MR的虚拟试制，在试制前期实现虚拟装配设计验证，在试制过程实现试制装配三维可视化，引导工程师试制安装，当现场工程师遇到复杂的试制问题，可通过MR远程指导系统实现远程专家实时指导。

三、案例应用详情

基于VR、MR等新一代三维数字化技术，在试制前期实现虚拟装配设计验证，在试制过程实现试制装配三维可视化，引导工程师试制安装，当现场工程师遇到复杂的试制问题，可通过MR远程指导系统实现远程专家实时指导。

1、VR虚拟试制

VR虚拟装配是基于VR技术在工艺设计之后，试制前对装配工艺进行沉浸式的虚拟试制验证，优化最佳装配路径，提高试制效率。在总装设计阶段，工程师会在ET和PT阶段运用实物样车或试制零部件进行装配优化，整理ET和PT样车试制装配问题，验证方式成本高，效率低。运用VR技术将总装设计数据建立沉浸式的装配模型，可快速的验证和迭代装配设计问题，有效的提高试制前验证效率。主要应用包含以下四个方面：

通过性仿真验证：在ET和PT阶段运用虚拟仿真技术对白车身在生产线的通过性进行验证，可全方位查看每角度通过时有无干涉问题，优化工装设备改造和前后悬合车等大件装配验证。实现交互设备对三维数模的任意拾取，支持物理碰撞检测和动态干涉排查，实现非穿透性质的虚拟拆装，物理碰撞检测间隙可自主设定。实现重力、摩擦力、碰撞力，并支持力反馈设备的接口。碰撞关系上可仿真并显示刚体与刚体之间、刚体与柔性管线之间以及柔体管线相互之间的碰撞仿真分析和效果。

工装、设备仿真验证：对于工装、设备的仿真验证通常是在PT阶段进行，在ET阶段，对前、后悬合车工装的定位、支撑、工具空间进行三维模型仿真验证，验证工装、设备在使用时的人机性、便利性、实用性，以及验证工装、设备的使用能否满足生产线节拍要求。

装配性仿真验证：主要包含：线束、管路装配验证、零部件投入验证、装配空间验证、转向管柱连接验证、装配效果验证等。

人机仿真验证：人机仿真验证需要保证仿真验证模型与实际生产环境一致或者相当水平，包括生产、车辆装配设备、工时节拍、工具工装等；ET过程中则需要工艺工程师在假定的条件下进行验证。人机验证内容包括：操作视野、作业姿态、身体负荷等要素。

2、MR远程协助

基于云部署方案结合混合现实技术建立MR远程协同系统，为试制一线员工和研发工程师提供远程协同平台，通过远程协同系统帮助工程师远程确定问题并远程指导解决，实现试制问题的快速响应解决。

全息呈现、空间标注：一线工程师通过HoloLens将现场画面传输给专家端，专家端通过三维箭头标注实时画面中的物件，标注箭头精准指向物件，指导一线人员现场解决问题。

企业微信会议预约：用户都通过企业微信的统一端口进行登录，可直接进行会议预约、立即开会、会议查询、接收会议消息通知等。

5G网络应用：MR视频空间标注需要更大的带宽，通过结合试制场地布置的5G环境，为HoloLens端提供更高速稳定的网络，保障MR远程协助的清晰度和流畅度。

3、三维可视化指导

三维可视化指导是基于三维可视化平台（Sview）将数据自动轻量化处理后，根据试制装配步骤建立可视化的指导知识库，指导试制一线员工试制装配作业。一般在试制过程中运用三维可视化平台Sview,将试制安装指导书运用3D模型直观建立作业指导书，试制工程师在数字化试制系统操作终端可直观查看安装步骤及相关注意事项。

四、创新性与优势

本项目建设中的几个亮点：

（1）利用VR技术将总装设计数据建立沉浸式的配模型，快速验证和迭代装配设计问题，有效的提高试制前验证效率。

（2）MR视频空间标注需要更大的带宽，通过结合试制场地布置的5G环境，为HoloLens端提供更高速稳定的网络，保障MR远程协助的清晰度和流畅度。

（3）MR远程协助是基于云部署方案结合混合现实技术建立的MR远程协同系统。

五、案例应用效益分析

在数字化研究院建设过程中，以试制工程数字化、大数据等为关键项目的数字化研究院成效显著。通过试制工程数字化平台建设，实现传统业务开展从物理空间向数字化空间转型升级，在汽车企业数字化转型、个性化生产试制等领域启到了很好的示范作用，得到行业的广泛关注和认可。

异常停工降低50%：试制生产的异常停工主要有缺料停工和质量停工两方面。

（1）在缺料停工方面，通过物料供应及时，实现关键件齐套率100%。物料采购环节：物料缺料提前两个月预警，整体到货准时率由原来的50%提升到80%。物料准备环节：入库效率提升50%，由原来的3人降低至1人，出库效率提升25%。物料配送环节实现了实时按需配送。

（2）在质量停工方面，通过质量快速处理，实现质量处理周期缩短75%。质量检查设计1万2千项检查，问题逃逸降低90%。在措施共享方面，通过质量问题学习、知识地图等措施重复问题减少75%。

设备利用率提升30%：试制生产设备利用率通过决策实时和生产及时两方面进行提升。

（1）决策实时方面从通过数字化运营实现现场任务及时调整，通过决策APP实现异常决策由周转变为实时决策。

（2）生产及时方面，通过仓储APP实现备料周期由7天降低至1天，生产现场形成生产准备资料实时下发管控方式。