您的位置 >首页 > 汽车 > 新闻正文

VR和3D扫描技术帮助奥迪e

奥迪e-tronGT是第一款在生产过程中不使用物理原型的奥迪车型,这是由包括三维建筑扫描、机器学习和虚拟现实技术在内的多项技术创新所促成的。整个装配过程,如装配程序和员工行为,都在虚拟空间中进行了测试和优化,虚拟空间模拟了现实世界中的每个微小细节。虚拟规划技术在很多基地得到了广泛的应用,使得数字化工作和互联互通工作成为可能,减少了出行或分配任务,爆发后也能施展才华。虚拟空间中的3D扫描和规划也使该过程更加高效和可持续。

虚拟规划的作用和三维扫描技术的意义

传统的奥迪新车生产规划流程需要使用多种原型车。这些原型都是在车辆生产规划初期用手工制作的零件做成的一次性模型,整个过程既耗时又成本巨大。这些原型需要在装配计划阶段使用,以定义和优化后期生产流程——。比如员工的安装任务有哪些?员工在哪里可以轻松接触到零件?整个安装过程能否由员工单独完成,需要哪些步骤和工具?零件的位置会有冲突吗?在奥迪e-tronGT的生产计划中,这些问题都是在虚拟世界中推导和回答的。每一步,每一个动作,都用虚拟现实技术在数字空间测试过。采用虚拟规划技术的目标是保证所有生产流程能够完美匹配,整个生产周期能够无缝衔接,生产过程中的每一个细节都能够根据需求和比例进行精确模拟。三维扫描技术在这方面发挥着重要作用。奥迪使用特殊的硬件和软件设备来创建物理生产设施的虚拟副本,其中包含车间中的所有设备、工具和货架。在内卡苏姆工厂园区生产奥迪e-tronGT的BllingerHfe工厂也进行了数字仿真。由于新的数字规划方法,未来的车辆生产可以基于该模型提前几年进行规划。

三维扫描技术的操作方式和人工智能技术的功能都在硬件上,扫描仪对于生成相应的数据非常重要。

扫描仪高约两米,下面有四个轮子,方便员工移动。顶部是一个激光雷达(光探测和测距)单元,三个额外的激光扫描仪和一个摄像头。扫描一个空间时,同时进行两个步骤:广角相机拍摄空间的照片,激光扫描仪精确测量空间的大小,生成周围环境的三维点云。仅内卡苏姆工厂就有25万平方米的生产空间,已经被这项技术扫描过。软件和硬件设施相互协作,将生成的点、图像和数据集转换为现有规划系统可用的整体图像。软件是奥迪内部基于人工智能和机器学习技术开发的。

将点云和照片结合起来,创建一个逼真的三维空间,类似于谷歌街景地图中看到的图片。空间比例和大小遵循一定比例,与现实相符。该软件还可以自动识别空间中的所有物体,如机器、货架和系统,并在每次扫描后自动学习,以更准确地识别、区分和分类物体。例如,系统可以区分搁板和钢梁,搁板的2/4位置可以在程序中更改,并在虚拟空间中重新定位,但钢梁的位置不能修改。有了这些数据,人们可以从任何起点虚拟浏览扫描的生产设施,并在车辆生产计划过程中直接使用这些数据。

虚拟规划和虚拟现实技术的应用场合及优势

奥迪e-tronGT是奥迪第一款只在虚拟环境下进行装配及相关物流流程测试,不使用任何物理样机的车型。

因此,奥迪准备了一个全面的虚拟装配规划模型,即数字模型,模拟车辆数据、材料加工、设备、工具和计划装配过程。3D扫描是其中一个要素。奥迪负责虚拟装配规划的安德烈斯科勒解释说,数字模型是进一步创新的基础。得益于奥迪开发的虚拟现实解决方案和数字模型,来自世界各地的同事现在可以在虚拟空间会面,并使用未来的生产设施。他们可以通过数字工人的形象来执行规划过程,也可以在我们的应用程序中体验和优化所有的更换零件规划过程。“经验结果可以用于基于VR应用的员工培训。

越来越多的项目开始在多个生产基地使用这些新技术。例如,奥迪在墨西哥圣何塞的恰帕斯工厂举办了主题为“生产/准备/流程”的研讨会。Ingolstadt的项目团队成员也参加了讨论。借助完全虚拟化的数字影像,专家们讨论并规划了奥迪Q5的中期改装,以及新奥迪Q5Sportback在虚拟现实中的制作。

所有装配程序,从人体工程学设计到装配线上机器、货架和零件的精确排列,都是实时共同定义和测试的。在集团内部,奥迪是包括数字模型在内的集成虚拟现实解决方案的研发领导者。作为一个集团项目,该项目在四环品牌的领导下继续跨品牌进行,并在越来越多的工厂推广。

虚拟集装箱规划在建设和流程之外的作用

虚拟计划不仅仅用于车辆生产过程和工序。运输和储存敏感部件的容器(称为特殊载体)等物体也可以使用这种技术进行规划。这些用于存放奥迪e-tronGT单个特别敏感部件(如电气模块或内部部件)的容器,是利用奥迪的跨工厂、跨部门虚拟现实应用技术进行规划的,而不是多个钢铁实体原型。虚拟集装箱规划的工作原理是:由于各部分都有数据集,这些数据集可以按比例直接存储在虚拟现实应用中。就像‘生产/准备/流程’研讨会一样,很多来自不同工厂的员工在一个虚拟的空间里见面,这是一种虚拟的方式来检查定制的载体是否合适。来自物流、装配规划、职业安全、质量保证、物流规划等部门的员工和供应商都参与了这个过程。

他们用数字笔在虚拟容器上标记了这些变化。在这个过程中,集装箱被多次装卸、移动和测量。

运输过程中零件的最佳安全性是该计划的目标之一,但员工或机器人也必须能够轻松地抓取零件并将其从运输工具上移除。一旦虚拟设计完成,人们就可以轻松地导出数据并制造特殊的载体。虚拟规划技术高度可持续性和环保性的原因

有时候,少即是多。虚拟规划技术的高度可持续性有三个原因:

少用资源:奥迪e-tronGT虚拟规划技术不使用实物原型,既节省时间,又节省材料和资源。特殊载体和虚拟集装箱规划也是如此:制造金属原型需要消耗资源和能源,虚拟规划在很多情况下节省了这些不必要的消耗。

减少浪费:敏感部件往往由带有定制保护衬里的普通载体运输,而不是特殊载体。所有这些保护衬里都是一次性的,定制的容器使保护衬里变得多余,因此虚拟规划直接减少了浪费。

减少出行:可持续性和环保是减少出行的首要目标。在疫情期间,出于健康考虑,尽量减少旅行。虚拟规划在这方面做出了重大贡献,那些曾经需要离线会议的流程现在可以在虚拟空间中实现。在虚拟规划中开辟更多可能的数字模型,是在虚拟空间中开辟更多可能性的基础。如果将虚拟规划(包括数字模型、3D扫描、虚拟现实应用)的可能性与3D打印结合起来,未来还可以在混合现实中进行“制作/准备/工艺”研讨会。当时人们可以通过3D打印机立即生产出单个零件,只需要消耗少量的资源。这样,人们就可以在虚拟空间中对单个元素进行物理测试,比如评估零件的触感和重量,这是充分发挥两个空间优势的关键一步。用虚拟图像在虚拟世界中进行虚拟会议和协作将越来越多地取代任务和长途旅行。如今,在基于3D扫描仪创建的空间中,数字室内导航已经成为可能。利用增强现实技术,机器设备在虚拟空间中的定位可以精确到厘米。

为您推荐的相关新闻