虛擬試製檢視原始碼討論檢視歷史

來自 搜狐網 的圖片

虛擬試製廣州汽車工程研究院基於VR/MR的虛擬試製，本項目是廣汽研究院試製智能工廠以數據智能為主線，個性化生產為特色，實現的幾個核心的智能化場景之一——基於VR/MR的虛擬試製。項目基於VR、MR等新一代三維數字化技術，在試製前期實現虛擬裝配設計驗證（如通過性仿真驗證，工裝、設備仿真驗證，裝配性仿真驗證，人機仿真驗證），在試製過程實現試製裝配三維可視化，引導工程師試製安裝，當現場工程師遇到複雜的試製問題，可通過MR遠程指導系統實現遠程專家實時指導。通過本項目建設有效提高了試製前驗證效率，減少了技術溝通成本，提高了試製問題響應速度。

一、案例簡介

本項目是廣汽研究院試製智能工廠以數據智能為主線，個性化生產為特色，實現的幾個核心的智能化場景之一——基於VR/MR的虛擬試製。本項目基於VR、MR等新一代三維數字化技術，在試製前期實現虛擬裝配設計驗證（如通過性仿真驗證，工裝、設備仿真驗證，裝配性仿真驗證，人機仿真驗證），在試製過程實現試製裝配三維可視化，引導工程師試製安裝，當現場工程師遇到複雜的試製問題，可通過MR遠程指導系統實現遠程專家實時指導。通過本項目建設有效提高了試製前驗證效率，減少了技術溝通成本，提高了試製問題響應速度。本項目在汽車企業數字化轉型、個性化生產試製等領域啟到了很好的示範作用。

二、案例背景介紹

廣汽研究院是廣汽集團汽車研發技術管理部門，負責新產品、新技術的規劃和研發工作。不同於汽車量產的流水線生產方式，樣車試製基本上是個性化生產，且處於研發過程中的樣車零部件狀態是不成熟的，生產效率比起量產要低得多。試製產能的提升一直是瓶頸，不管通過管理手段或信息化樣車生產能力提升都很有限（小於5%）。廣汽研究院的試製智能工廠，其業務涵蓋焊裝、塗裝、總裝、製件、測量和倉儲等，主導廣汽集團自主品牌所有的研發項目的整車產品試製生產，需要滿足6個新項目、大改款項目15個小改款項目同時在線試製能力，具備兩條白車身焊裝線，形成4個平台車型白車身同時在線試製能力，滿足鋼鋁混合、全鋁等先進輕量化車身柔性化製造及驗證的需求，能夠滿足多樣的研發個性化需求。本項目是廣汽研究院試製智能工廠的其中一個智能化場景應用——基於VR/MR的虛擬試製，在試製前期實現虛擬裝配設計驗證，在試製過程實現試製裝配三維可視化，引導工程師試製安裝，當現場工程師遇到複雜的試製問題，可通過MR遠程指導系統實現遠程專家實時指導。

三、案例應用詳情

基於VR、MR等新一代三維數字化技術，在試製前期實現虛擬裝配設計驗證，在試製過程實現試製裝配三維可視化，引導工程師試製安裝，當現場工程師遇到複雜的試製問題，可通過MR遠程指導系統實現遠程專家實時指導。

1、VR虛擬試製

VR虛擬裝配是基於VR技術在工藝設計之後，試製前對裝配工藝進行沉浸式的虛擬試製驗證，優化最佳裝配路徑，提高試製效率。在總裝設計階段，工程師會在ET和PT階段運用實物樣車或試製零部件進行裝配優化，整理ET和PT樣車試製裝配問題，驗證方式成本高，效率低。運用VR技術將總裝設計數據建立沉浸式的裝配模型，可快速的驗證和迭代裝配設計問題，有效的提高試製前驗證效率。主要應用包含以下四個方面：

通過性仿真驗證：在ET和PT階段運用虛擬仿真技術對白車身在生產線的通過性進行驗證，可全方位查看每角度通過時有無干涉問題，優化工裝設備改造和前後懸合車等大件裝配驗證。實現交互設備對三維數模的任意拾取，支持物理碰撞檢測和動態干涉排查，實現非穿透性質的虛擬拆裝，物理碰撞檢測間隙可自主設定。實現重力、摩擦力、碰撞力，並支持力反饋設備的接口。碰撞關係上可仿真並顯示剛體與剛體之間、剛體與柔性管線之間以及柔體管線相互之間的碰撞仿真分析和效果。

工裝、設備仿真驗證：對於工裝、設備的仿真驗證通常是在PT階段進行，在ET階段，對前、後懸合車工裝的定位、支撐、工具空間進行三維模型仿真驗證，驗證工裝、設備在使用時的人機性、便利性、實用性，以及驗證工裝、設備的使用能否滿足生產線節拍要求。

裝配性仿真驗證：主要包含：線束、管路裝配驗證、零部件投入驗證、裝配空間驗證、轉向管柱連接驗證、裝配效果驗證等。

人機仿真驗證：人機仿真驗證需要保證仿真驗證模型與實際生產環境一致或者相當水平，包括生產、車輛裝配設備、工時節拍、工具工裝等；ET過程中則需要工藝工程師在假定的條件下進行驗證。人機驗證內容包括：操作視野、作業姿態、身體負荷等要素。

2、MR遠程協助

基於雲部署方案結合混合現實技術建立MR遠程協同系統，為試製一線員工和研發工程師提供遠程協同平台，通過遠程協同系統幫助工程師遠程確定問題並遠程指導解決，實現試製問題的快速響應解決。

全息呈現、空間標註：一線工程師通過HoloLens將現場畫面傳輸給專家端，專家端通過三維箭頭標註實時畫面中的物件，標註箭頭精準指向物件，指導一線人員現場解決問題。

企業微信會議預約：用戶都通過企業微信的統一端口進行登錄，可直接進行會議預約、立即開會、會議查詢、接收會議消息通知等。

5G網絡應用：MR視頻空間標註需要更大的帶寬，通過結合試製場地布置的5G環境，為HoloLens端提供更高速穩定的網絡，保障MR遠程協助的清晰度和流暢度。

3、三維可視化指導

三維可視化指導是基於三維可視化平台（Sview）將數據自動輕量化處理後，根據試製裝配步驟建立可視化的指導知識庫，指導試製一線員工試製裝配作業。一般在試製過程中運用三維可視化平台Sview,將試製安裝指導書運用3D模型直觀建立作業指導書，試製工程師在數字化試製系統操作終端可直觀查看安裝步驟及相關注意事項。

四、創新性與優勢

本項目建設中的幾個亮點：

（1）利用VR技術將總裝設計數據建立沉浸式的配模型，快速驗證和迭代裝配設計問題，有效的提高試製前驗證效率。

（2）MR視頻空間標註需要更大的帶寬，通過結合試製場地布置的5G環境，為HoloLens端提供更高速穩定的網絡，保障MR遠程協助的清晰度和流暢度。

（3）MR遠程協助是基於雲部署方案結合混合現實技術建立的MR遠程協同系統。

五、案例應用效益分析

在數字化研究院建設過程中，以試製工程數字化、大數據等為關鍵項目的數字化研究院成效顯著。通過試製工程數字化平台建設，實現傳統業務開展從物理空間向數字化空間轉型升級，在汽車企業數字化轉型、個性化生產試製等領域啟到了很好的示範作用，得到行業的廣泛關注和認可。

異常停工降低50%：試製生產的異常停工主要有缺料停工和質量停工兩方面。

（1）在缺料停工方面，通過物料供應及時，實現關鍵件齊套率100%。物料採購環節：物料缺料提前兩個月預警，整體到貨準時率由原來的50%提升到80%。物料準備環節：入庫效率提升50%，由原來的3人降低至1人，出庫效率提升25%。物料配送環節實現了實時按需配送。

（2）在質量停工方面，通過質量快速處理，實現質量處理周期縮短75%。質量檢查設計1萬2千項檢查，問題逃逸降低90%。在措施共享方面，通過質量問題學習、知識地圖等措施重複問題減少75%。

設備利用率提升30%：試製生產設備利用率通過決策實時和生產及時兩方面進行提升。

（1）決策實時方面從通過數字化運營實現現場任務及時調整，通過決策APP實現異常決策由周轉變為實時決策。

（2）生產及時方面，通過倉儲APP實現備料周期由7天降低至1天，生產現場形成生產準備資料實時下發管控方式。