汽車(chē)設(shè)計(jì)的科技覺(jué)醒

本刊記者｜石菲

整個(gè)汽車(chē)設(shè)計(jì)發(fā)展史，就是一部科技創(chuàng)新史。隨著新科技、新材料的誕生，會(huì)出現(xiàn)不同設(shè)計(jì)風(fēng)潮的歷史階段。即便是過(guò)了100多年，這個(gè)規(guī)律仍在發(fā)揮作用。

一款新車(chē)型從開(kāi)始研發(fā)到投入批量生產(chǎn)，一般需要3年至4年。在十年之前，這個(gè)過(guò)程通常需要5年時(shí)間。而現(xiàn)在，軟件業(yè)繼CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）和PLM（產(chǎn)品生命周期管理軟件）之后，虛擬實(shí)景技術(shù)希望再次全面介入并極力簡(jiǎn)化汽車(chē)設(shè)計(jì)流程。

在過(guò)去的十年中，計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)將數(shù)字化工廠(chǎng)規(guī)劃、仿真以及同步工程等在以前看似不可能實(shí)現(xiàn)的做法轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實(shí)。雖然就目前來(lái)看，包含各種功能的軟件也的確使數(shù)據(jù)的一致性更具挑戰(zhàn)性，但是一些汽車(chē)制造商已經(jīng)普遍采用了一些獨(dú)立工具，在車(chē)輛真正投產(chǎn)之前進(jìn)行產(chǎn)品的優(yōu)化和評(píng)估。

此外，數(shù)字工廠(chǎng)規(guī)劃也將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)緊密聯(lián)系起來(lái)，這種發(fā)展從根本上說(shuō)來(lái)源于汽車(chē)制造商對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的訴求。從目前汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境來(lái)看，制造商要想立于不敗之地，必須要快速做出反應(yīng)。數(shù)字工具可以幫助他們將市場(chǎng)推廣的時(shí)間大幅提前，同時(shí)提高生產(chǎn)效益，使產(chǎn)量在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大化。

滿(mǎn)足個(gè)性化需求

汽車(chē)的三維動(dòng)畫(huà)模型通過(guò)借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立后，可以顯示汽車(chē)的各種零件，甚至是一個(gè)焊接點(diǎn)，這種三維模型的準(zhǔn)確率是相當(dāng)高的，設(shè)計(jì)者可以確定每一個(gè)零部件的質(zhì)量，了解每一個(gè)零件的性能，汽車(chē)制造商可以根據(jù)得到的數(shù)據(jù)直接進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)。有調(diào)查表明，利用虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)出的一種新車(chē)型可以在生產(chǎn)周期上節(jié)省一到兩個(gè)月的時(shí)間，開(kāi)發(fā)成本也可以節(jié)省原來(lái)的百分之十，按照常規(guī)來(lái)講，就車(chē)型開(kāi)發(fā)時(shí)間來(lái)說(shuō)，新款的汽車(chē)設(shè)計(jì)需要12到18個(gè)月，但是在虛擬現(xiàn)實(shí)汽車(chē)設(shè)計(jì)當(dāng)中，車(chē)身設(shè)計(jì)師可以在這里檢查車(chē)體的各種外形質(zhì)量，檢測(cè)車(chē)身的光潔度，還可以分析汽車(chē)的空氣動(dòng)力性能等等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在向全世界的汽車(chē)行業(yè)邁進(jìn)

事實(shí)上，利用數(shù)字化工具生成三維虛擬模型對(duì)于一些國(guó)際汽車(chē)制造商來(lái)說(shuō)已經(jīng)不是新鮮事了——福特汽車(chē)公司早已將三維實(shí)時(shí)虛擬模型技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面。福特密歇根州迪爾伯恩市的福特產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中心有一個(gè)稱(chēng)為iVR（Immersive Virtual Review，沉浸式虛擬評(píng)估）的實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)發(fā)人員在這里已經(jīng)完全采用三維虛擬模型來(lái)替代物理模型進(jìn)行汽車(chē)內(nèi)飾的開(kāi)發(fā)。

而在福特汽車(chē)位于德國(guó)科隆的3D CAVE虛擬設(shè)計(jì)工作室里，工程師已經(jīng)可以通過(guò)3D虛擬系統(tǒng)對(duì)新車(chē)內(nèi)上千項(xiàng)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行評(píng)估、優(yōu)化，而不必需要在面前擺放一輛真實(shí)的汽車(chē)。在這里，工程師身處一個(gè)由三面白色的墻壁和屋頂構(gòu)成的空間內(nèi)，位于中間的是一個(gè)汽車(chē)內(nèi)飾模型。3臺(tái)投影設(shè)備將車(chē)輛的3D影像投射到墻壁和屋頂上，當(dāng)工程師坐上座椅，借助偏光眼鏡和移動(dòng)感應(yīng)紅外線(xiàn)系統(tǒng)，就如同坐進(jìn)了一輛汽車(chē)之中并可以感受車(chē)內(nèi)各項(xiàng)設(shè)施，可以驗(yàn)證車(chē)身內(nèi)外飾的外觀(guān)是否與設(shè)計(jì)意圖吻合，快速評(píng)估各種設(shè)計(jì)方案。

目前，日本、韓國(guó)的模型能力比較強(qiáng)，大多采取基于實(shí)物模型的開(kāi)發(fā)手段。歐美等國(guó)的數(shù)據(jù)能力和三維建模能力很強(qiáng)，很多采用數(shù)字模型選型的開(kāi)發(fā)手段。在我國(guó)，大多是結(jié)合這兩種手段一起研發(fā)。

上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心創(chuàng)意設(shè)計(jì)經(jīng)理劉小勇一直從事汽車(chē)創(chuàng)意設(shè)計(jì)工作，采取虛擬的三維數(shù)字模型，戴上特制的眼鏡就可以看到三維效果。上汽通用五菱在開(kāi)發(fā)一款車(chē)的時(shí)候，劉小勇的團(tuán)隊(duì)制作了一個(gè)虛擬的三維動(dòng)畫(huà)視頻短片，很快獲得了領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)，將方案確定下來(lái)。而實(shí)物模型由于仿真件加工時(shí)間較長(zhǎng)，需要的時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)。

他表示，現(xiàn)在上汽通用五菱越來(lái)越注重設(shè)計(jì)思路和技術(shù)的結(jié)合，力爭(zhēng)設(shè)計(jì)思路把握客戶(hù)需求，管理層總監(jiān)層面全部都要進(jìn)行市場(chǎng)回訪(fǎng)。

目前上汽通用五菱已經(jīng)可以做到在終端銷(xiāo)售時(shí)提供一些個(gè)性化和功能化的選擇給客戶(hù)。比如車(chē)身顏色、個(gè)性化的配件等，利用虛擬三維技術(shù)，甚至可以在4S店或者銷(xiāo)售終端擺一臺(tái)顯示器向客戶(hù)展示不同的配件安裝效果，由客戶(hù)可以自行搭配。

實(shí)現(xiàn)中國(guó)特色

除了滿(mǎn)足消費(fèi)者的個(gè)性化需求，未來(lái)汽車(chē)設(shè)計(jì)的發(fā)展還要注重環(huán)境和能源問(wèn)題，這應(yīng)該引起越來(lái)越多的重視。

中國(guó)汽車(chē)經(jīng)過(guò)過(guò)去50多年的發(fā)展，給普通公眾帶來(lái)了便利，但同時(shí)也給社會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題。堵車(chē)是其中最首要的一個(gè)問(wèn)題。也許大多數(shù)人不知道開(kāi)車(chē)出行對(duì)城市來(lái)說(shuō)意味著什么，北京市小汽車(chē)平均載客量是1.19人，堵車(chē)時(shí)每輛車(chē)占用道路面積為24平米，平均每個(gè)駕車(chē)者占的平均道路面積為22平米，這樣的效率對(duì)于城市交通來(lái)講顯然是無(wú)法忍受的。隨著城區(qū)道路的擁堵，加上越來(lái)越嚴(yán)厲的限行措施，上班族不得不采用其他的形式上班。

清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)系教授嚴(yán)揚(yáng)認(rèn)為日本汽車(chē)造型的特點(diǎn)是很甜美，意大利的汽車(chē)設(shè)計(jì)熱情、優(yōu)美，充滿(mǎn)的戲劇性，中國(guó)的汽車(chē)外形設(shè)計(jì)充滿(mǎn)了青花瓷等中國(guó)元素，但這都體現(xiàn)在外形上。而中國(guó)的道路系統(tǒng)有自己的特點(diǎn)，這是需要中國(guó)設(shè)計(jì)師來(lái)解決的問(wèn)題。此外，中國(guó)馬上就要進(jìn)入老齡化社會(huì)，2050年中國(guó)會(huì)有4.3億的老人，老人的數(shù)量比全球所有的老人加起來(lái)可能還要多。到那時(shí)如果65歲的人還需要上班，需要駕駛怎樣的汽車(chē)？

“中國(guó)有非常多的特點(diǎn)需要我們的設(shè)計(jì)師去思考，我覺(jué)得這才能成為中國(guó)汽車(chē)設(shè)計(jì)的特色。比如說(shuō)城市車(chē)輛可以設(shè)計(jì)得更小一些，使一個(gè)車(chē)位可以停兩輛到三輛車(chē)，使城市空間能夠得到充分利用。此外，北京汽車(chē)平均時(shí)速只有20公里，汽車(chē)時(shí)速過(guò)快無(wú)法發(fā)揮價(jià)值。再比如可以加大汽車(chē)外殼的彈性，未來(lái)發(fā)生剮蹭時(shí)也可以避免糾紛等。我們應(yīng)該直面去解決交通問(wèn)題，去創(chuàng)造我們更合理的、更舒適的出行體驗(yàn)，我覺(jué)得這是我們?cè)O(shè)計(jì)師的責(zé)任?！?嚴(yán)揚(yáng)說(shuō)。

目前，汽車(chē)設(shè)計(jì)還更多停留在外觀(guān)和消費(fèi)者的個(gè)性體驗(yàn)上，未來(lái)，如果設(shè)計(jì)師們真正做到將汽車(chē)和應(yīng)用想結(jié)合，汽車(chē)設(shè)計(jì)的工業(yè)覺(jué)醒才會(huì)真正到來(lái)。