中北大学 036000
摘要：汽车行业整车产品设计开发简单来说就是根据客户的需求把一系列的数据进行实物化、商品化，企业可以是根据现有产品参数进行一些质量改进、性能提升、或者外观改造，也可以重新开发全新的产品。同时，由于人们的需求是随着社会的发展不断改变和提高，企业只有不断改进产品，不断创新，才能适应消费者的不断变化的需求。本文基于汽车总布置开发过程中的虚拟现实技术应用展开论述。
关键词：汽车总布置；开发过程；虚拟现实技术应用
引言
汽车总布置是指在汽车的总体配置方案确认后，要对总成和零部件进行空间的合理布置，并校核初步选定的各个部件的结构尺寸与安装位置能否满足整车空间尺寸的要求，使其在安全性、拆装便利性以及与人体的关系合理性等多个方面协调可靠，达到最优结果。
1探究现阶段汽车总布置设计总体概念以及方向
从定义上讲，汽车总布置设计并不难以理解，其别名为汽车总体设计。这一概念的具体内容和意义为在汽车的总体设计方案正式确定后，相关部门以及专业工作人员要对全面进行各总成以及部件的各项空间布置工作，随后对各个汽车部件尺寸以及结构进行校核工作，判定是否符合汽车整车参数以及尺寸的具体设计要求和标准，力争让其达到最佳效果，进而完成一个科学化、合理化的总布置方案规划。据笔者调研，现阶段汽车总布置的具体内容和工作方向包括以下几方面：①总成选型以及匹配工作。②设计硬点的确立以及设计控制规则的制定。③三维模型的预设装配工作。④汽车人机工程设计以及校核工作。⑤汽车整车性能计算工作以及CAE各项分析。⑥汽车运动学相关校核工作。具体而言，在现阶段的汽车总布置设计各项具体工作过程中，相关设计部门以及专业技术人员必须要遵守和遵循当前汽车市场的可行性、技术可行性、创新性等原则。也就是说，在现阶段的汽车总布置日常设计工作中，整体方向和目标是所布置以及设计的相关车型一定要符合整个市场的需求，并且应综合考虑目标销售区域的各类自然环境总体特征以及潜在客户的具体需求，还应该遵循目标销售地区的强制法规各项要求。当前阶段，整车舒适度、动力经济是否够高、汽车空间环境是否够大等因素都成为人们购车的考虑主体目标和方向，鉴于此种情况，这些客观因素以及优质性能必须要能够在相关设计的技术上得以实现和满足。这对现阶段汽车总布置设计相关人员提出了更高的要求。
2产品开发流程运用
根据公司产品开发特点，结合所开发产品的重要度及价值定位识别产品设计开发各阶段交付物，保证关键路径上的工作按期完成，同时结合所开发产品的类型（比如是在原有基础车型上进行部分变型变动还是全新开发产品）及产品的交期制定产品开发时间轴线图，根据产品开发各阶段工作内容及所需时间确定每阶段人员分工、每阶段到期输出交付物，责任到人进行定期监督评价，确保流程的有效运行。流程管理的核心就是客户，流程是因客户而存在的，流程管理的目的就是为客户提供更好的服务。运用产品开发流程进行整车产品设计开发不仅能够将各职能部门工作内容进行细化，还能提高工作效率，提高资源的合理配置程度，快速实现管理的通用化，最终提高顾客满意度和企业的市场竞争力并达到利润最大化和提高企业经营效益。
3虚拟制造技术
虚拟制造技术（简称VMT）是以计算机仿真技术为理论核心，通过计算机建模技术对产品设计及零件制造等各项生产过程统一建模，模拟全套生产加工过程，从而预估产品的实际使用情况、技术性能，检测技术问题，优化工艺生产路线。
在设计初始阶段，首先利用计算机模拟出制造过程中各项参数的变化趋势，并分析其对产品设计产生的影响，再预测产品制造成本和各项性能，有利于更加经济、有效地组织生产加工步骤，使资源得以合理配置，最终达到产品制造成本与生产周期最小化，设计品质最优化，生产效率最高化。计算机仿真技术对零部件的制造过程、加工方法、加工工序、工装过程、工艺参数的选用、加工工艺和装配工艺性等操作步骤均可进行建模仿真。尤其是在装配工艺中，操作者可通过虚拟环境对虚拟零件观察、操作，进一步分析、评价产品的可装配性问题，操作技术问题及工程学问题。因而将虚拟制造技术应用于汽车装配工艺，有利于研究、处理复杂的产品装配问题，同时能提前发现加工缺陷与装配过程中的问题，及时探寻处理方法，优化加工过程，提高生产效率。
4汽车总布置主要业务特点及痛点
汽车总布置设计的主要作用有如下：①整车零部件、系统装配的继承，确保其装配性，空间间隙和功能安全；②实现功能参数的最佳空间利用，如法律法规、碰撞、人机界面、功能、制造性、装配、售后和回收等；③采用标准假人来布置内部适应性及进出行、视野，空间以及舒适性分析等；④确保造型，工程及制造的可行性；⑤完成汽车布置结果，为产品性能开发和制造提供基础。以上的总布置主要过程中，涉及到的零件种类和数量都非常庞大，既要保证零件布置和匹配性能好，又要保证整体车辆性能满足要求，而在前期无法提供实物零件和总成的情况下，如何发现前期布置的装配问题，干涉问题，视野以及人机舒适性等问题，是所有开发车型项目中都会面临的问题。大部分的三维设计往往都没有较好的验证和评估工具，传统的做法仍然只是基于3D建模软件如UG，CATIA中进行各组测量数据的对比，基于以往经验计算各项分值，以及竞品车型的参考比对，从而综合得出一个较优方案，虽然在几个大节点前也会加工实物模型来验证，但验证的内容非常有限，再加上验证模型制造误差等，使得我们在实物评估时常常比较被动；同时实物模型的加工时间较长，加工费用也较高，车型及零件更新方案迭代效果和效率都有限，使得很多设计及工程问题很难在早期被发现，往往到造车时再发现这些问题时，有些更改时间上已不允许，而有些更改则需耗费巨大的人力物力。
5模拟装配实践过程
目前虚拟制造的实际应用并不多，是一种新技术，但虚拟制造在制造领域的实际应用广泛，虚拟制造的实际价值受到许多企业的重视。未来，虚拟制造有望成为推动制造业综合革新的核心技术。基于大部分仿真及模拟汽车装配地数据，通过这些内容可以通知汽车加工车间进行实践和组装，这些汽车零部件和整车可以通过模拟地数据进行装配，然后还可以对这些零部件进行创新和提高，将输出工程文件的相关内容，如流程图、工程设计等，进行模拟实践。通过对产品的实际参数和工艺进行实践，并对相关指标进行检测，可以大大降低汽车组装全过程中出现问题的几率。
结束语
虚拟机制备技术在汽车装配工艺中的应用，可以有效缩短新型汽车产品的开发周期，并降低开发成本，受到国内外汽车企业的广泛关注。基于目前发展情况，我国汽车制造企业需要大力推广新兴思想技术，为虚拟制造技术的进一步实现提供坚实基础
参考文献
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