激发价值潜能 数字化平台驱动汽车设计革新

  【天极网数码频道】汽车，堪称工业革命以来最为复杂的机械商品之一。怎样通过设计让汽车超越机械本身的美感，成为传达人类思想与理念的工具，一直是汽车设计师矢志不渝的目标。从纯手工打造到自动化主导的规模化生产，从手绘草图、油泥模型到二维软件再到三维设计，汽车业的发展深刻描述和反映了制造业的工艺和设计水平变迁。如果说软件的介入颠覆了汽车业传统设计流程的话，那么三维设计的应用则彻底释放了设计的潜能。可以说，数字化设计技术的应用让汽车工业实现了跨越式的发展。欧特克以AutoCAD软件起家，三十多年来不断丰富数字样机的深度和广度，其发展历程可谓一部数字化软件驱动设计革新的历史。欧特克通过对软件和技术创新的持续投入，推动数字样机平台化解决方案的演进，为数字化设计全面深入行业应用赋能。

  数字化驱动设计

  过去，设计师通过观看二维草图，然后依靠耗时的传统方式将其直接转化为手工打造的铝合金车身，最后这些一次性的车身被扫描到计算机上，以便于修改曲面用于加工。这种方式不能对汽车曲面快速生成实时渲染的图形，因而需要团队拥有高超的手工技能，不但很耗费时间，而且在制造过程中进行完善的空间也很有限。可以说，在三维可视化软件成熟且广泛应用之前，汽车业始终无法摆脱围绕物理样车设计的“顽疾”：由于物理样车成本高昂，而且模型修改复杂度和难度很高，设计师很难获得多个样本并及时调整。同时，由于并非每款设计都会上市量产，这样的流程也会造成巨大的浪费。欧特克解决方案工程师Mike Russell介绍说，在汽车制造商的传统设计流程中，设计师一开始可能提出100款设计，之后会压缩到10款，而最终呈现的可能只有4款实体样品。

  现在，三维可视化软件的诞生和发展为汽车制造商改造设计流程提供了可能。在欧特克面向汽车制造业的一则美轮美奂的宣传片中描述了这样的一幕：望着窗外滑落的雨滴，设计师放下手中的咖啡，用手持设备拍下窗户上的一滴水珠，一幕经典的汽车工业设计画卷便从这里逐渐展开。从想象、设计到创造，设计师运用各种二维和三维设计软件完成了从概念设计、形成草图到模型创建和仿真模拟再到可视化分析、实时渲染并呈现不同设计效果的全设计流程。在这一过程中，无论是设计的流程和效率，还是其创造性的潜能，都得到了充分的激发与释放。

  从CAD到CAE，从二维到三维，Autodesk Alias、Autodesk Showcase等软件悉数登场，其强大的整合式数字样机设计平台跨越并衔接工业设计从设计师思维到工程师思维的不同阶段，从整体的外部造型设计到内部的零部件工程设计，欧特克机械设备及工厂设计套件最终能将全部的设计内容集成到流程图表之中，并实现从平面图到3D工厂模型的转换，最终提升和优化了生产效率。

  直面设计流程挑战

  家族式设计、模块化制造，从这些当下汽车制造商广泛采用的策略可以看出，厂商对节省时间和资金的需求比以往更高。与此同时，汽车制造商更多地采用模块化设计，与零部件供应商共同承担风险。可以说，高价值产品的背后离不开设计成本的优化与效率提升。

  汽车是一个复杂的综合产物，并非使用最先进的设计工具和拥有最顶尖的设计师就能设计出最漂亮的汽车。实际上，汽车的设计制造流程涉及面非常广，涵盖造型设计、工程设计、零部件成型、空气动力学模拟、可视化呈现等多个维度。传统汽车设计流程还牵涉到工厂和工厂之间的协作难题。一款汽车并非所有的部件都由汽车厂家设计，比如灯具通常会委托灯具厂设计生产，汽车厂商会给车上留出“洞”，限定好尺寸，同时灯的造型还要符合整个车的造型，灯具厂即便设计出五到六款车灯也可能达不到汽车厂家的要求，拖长了整个项目周期和成本。

  从协作的角度看，零部件供应商、全球化的产品研发团队与汽车制造商之间高效的合作是产品实现加速创新、获得市场成功的关键。成本压力、数据的可用性与集成、设计修改引发的连锁反应、产品潜在的性能问题、与供应商和非技术团队的沟通、概念设计与工程和制造流程之间缺乏联系等，这些都是汽车零部件供应商所面临的共同挑战。

  对于汽车制造商来说，要想在当今的市场中取得成功，需要在从概念设计到产品上市的整个开发流程中致力于消除低效因素。开发团队不仅需要能够在设计流程早期对设计进行研究，而且还必须具备与有关各方就设计进行交流的能力。从最初的概念设计阶段就能对设计进行可视化、优化和管理，可以有效避免在物理样机创建阶段出现设计问题。此外，各领域的相关人员能够在整个开发流程中交流和协作，无需重复创建所需数据，这一点也很重要。

  数字化平台释放价值

  在全球化日益明显的今天，遍布世界各地的数据中心和供应链企业与主机厂进行协作的同时，伴随着大量的数据交换。因此，在设计之初，数据传输、分析和设计集成就成为汽车行业的一大挑战。在高度分工与协作的生产制造流程中，数字样机与整合式的平台化解决方案逐渐发展成设计工具的主流趋势。

  而实际情况是欧特克对汽车制造设计的主流趋势显然有所预见，其汽车设计解决方案一直处于不断完善之中：从最开始用于造型设计阶段，到面向工程的技术曲面阶段，一直到验证分析阶段。如今，欧特克的汽车设计理念已经延伸至制造阶段的工厂设计环节，保证工厂的设计布局能够最大化地满足汽车设计、生产、制造的全流程需求。以欧特克工业造型设计软件Autodesk Alias、照片级的渲染软件Autodesk Showcase和仿真模拟系列软件Autodesk Simulation，以及欧特克产品设计套件(Autodesk Product Design Suite)和欧特克机械设备及工厂设计套件(Autodesk Factory Design Suite)为例：它们能提供从早期的草图绘制、造型、渲染、仿真模拟，到数字化设计平台，再到工厂的设计布局，涵盖汽车从概念设计到可视化、仿真模拟再到生产制造以及售后整个全流程需求。

  欧特克软件中国有限公司制造业总监严天翌表示，现在，一款汽车对外形、成本、结构的设计和修改可以完全放在数字化环境中进行。草图——模型——修改的设计流程被颠覆：理论上，草图阶段完全可以设计出一千款产品，然后不断在数字化环境中预览、调整和优化，压缩数量，最终只生产出一款样机。同时，包括灯具这样的零部件设计也可以实现早期协同，使之更匹配整车的设计感。欧特克数字样机与整合式的平台化解决方案所倡导设计理念，不仅能让设计师们轻松掌控复杂造型，将他们恣意挥洒地设计灵感变为现实。除此之外，欧特克数字化平台所释放的价值，也给汽车制造厂商带来巨大的经济效益和社会效益。

  在2012年“灵感绽放——欧特克设计师之夜”活动上，上海汽车集团公司乘用车产品造型部总监邵景峰对此深有同感，“国际化的创新思维和创意基因正越来越融入到面向未来的汽车设计理念中，打造高效的设计协同平台，对拥有众多供应链的汽车制造商来说尤为重要。欧特克数字样机在帮助设计师提升设计创新能力、协同设计、数据管理以及优化设计流程等方面功不可没。”

  实际上，对于汽车企业来说，设计解决方案的选择性有很多，而欧特克聪明地选择了不断扩展解决方案外延的作法，为汽车企业提供了更强的移植和兼容能力，这也是欧特克近年来逐渐凸显的优势之一。更好的设计工具能够让设计更加方便，让设计灵感转换成可生产性的比例提高。

  今天，随着技术的发展，软件与汽车设计结合得愈来愈紧密。来自欧特克的一组数据表明：在“云”中做单一的设计渲染比在实体设备上快3到5倍，建筑师甚至可以借助云技术把制作设计渲染的时间从90分钟缩短为12分钟。简单地说，云计算让软件计算效率成倍提高。效率成倍提高让软件和汽车设计中的一项应用具有了普及的可能性，这就是软件仿真。厂商可以通过软件仿真实现一些测试环境，比如数字化风洞，对车型的加热、空气流通、散热等方面进行仿真测试，甚至对引擎能效本身的情况也可以进行测试，从而进行优化和调整。

  未来，云计算、移动化等技术形态将进一步重塑汽车制造业的设计流程和客户体验。移动终端的普及正在逐渐覆盖到消费者，它为汽车企业有效率地实现客户定制生产提供了可能。可视化下一步的发展方向或许就是如何增强虚拟和现实之间的联动，将数据连接的广度进一步扩展。这或许也是平台化解决方案供应商未来可能的发展方向。