Разработка автомобилей: трехмерный мир

В автоиндустрии все активнее применяют различные способы 3D-моделирования. Разработка в виртуальном пространстве ускоряет процесс проектирования автомобиля и облегчает его доводку. Рассмотрим самые интересные способы трехмерной визуализации.

Автомобили принято менять чаще, чем холодильник или ботинки – чуть ли не каждые три года, как закончится гарантия. Но помните, что на разработку новой машины с нуля уходит около пяти лет, парой-тройкой лет меньше – на обновление существующей модели. Однако усовершенствование виртуальных способов моделирования способно облегчить и ускорить процесс как на этапах проектирования машины, так и во время предсерийной доводки. За последние два десятилетия прогресс в этом вопросе очевиден.

Honda: мультики и ДТП

Honda разработала новую систему трехмерного моделирования цифровых краш-тестов, которую в ближайшем времени планирует применять в действительности. В технологии симулирования реальных автомобильных аварий используется софт от американской компании 3DXITE (до мая этого года она называлась Dassault Systems), разработки которой изначально применялись при создании мультфильмов и фильмов.

Теперь инженеры Honda могут лучше оценивать результаты виртуальных краш-тестов и быстрее вносить необходимые изменения. Что может существенно сократить работу над машиной – с нескольких недель до нескольких часов – и при этом сделать ее эффективнее. Причем как показали сравнительные испытания, 3D-моделирование реально работает: физический краш-тест настоящего автомобиля и его 3D-версия демонстрируют идентичные результаты, вплоть до крошечных отлетающих кусков металла.

В трехмерном виртуальном мире инженер может рассмотреть повреждения со всех сторон, «вертя» разбитую машину с помощью кнопок, стереть кузов и увидеть «внутренности» авто, сделать прозрачным барьер, о который ударяется автомобиль. Новое 3D-моделирование краш-тестов впервые было применено для кроссовера Acura MDX и седана TLX, а с осени станет обязательной частью всех «хондовских» программ.

BMW: махнул рукой и машина собрана!

Проект «Индустрия 4.0», разработанный для концерна BMW, направлен на усовершенствование производства деталей для серийных автомобилей. Система инфракрасных стереокамер позволяет рабочим управлять процессом при помощи жестов, словно играя в игру на консолях Sony PlayStation или Xbox с функцией Kinect!

Программа была протестирована на заводе по выпуску комплектующих в немецком городе Ландсхут. На линии по контролю качества только что произведенных бамперов установили две инфракрасные 3D-камеры, запрограммированные распознавать жесты рабочих. При обнаружении брака сотруднику достаточно указать пальцем на дефектную деталь, чтобы данные автоматически занеслись в базу. В результате работнику не нужно тратить время и нервы на заполнение формуляров, что ускоряет процесс производства. В BMW заявили, что проект признан удачным и будет реализован в серийном виде на заводах марки.

Баварская компания также уже использовала 3D-моделирование при разработке электромобиля i3. Немцы прибегли к помощи той самой компании Dassault Systems, которая создала софт для виртуальных краш-тестов Honda. В BMW использовали программу для проектирования и производства композитных элементов и структур, что позволило выявлять особенности их применения заранее и визуализировать возможные деформации, которые могут снизить качество конструкции.

Lexus: иллюзорный мир

Виртуальное моделирование автомобильные компании применяют не только для разработки автомобилей, но с целью спрогнозировать поведение человека за рулем. Для этого строятся автомобильные симуляторы, измеряющие реакцию и состояние здоровья и имитирующие поведение водителя в состоянии опьянения и т.д. Например, Lexus использует физический автомобиль, находящийся в огромной сфере высотой 4,5 метра и диаметром 17 метров. Вокруг пилота размещены экраны, создающие иллюзию окружающей действительности с обзором в 360 градусов, с пешеходами, автомобилями и зданиями.

Дело — труба. Виртуальная

Для расчета аэродинамики кузова автомобиля, от которой зависит расход топлива и динамика разгона машины, автопроизводители применяют аэродинамические трубы. «Продувая» в них машины, инженеры и дизайнеры видят, как можно доработать обтекаемые воздухом детали. Используют и виртуальные аэродинамические трубы, и уже не только при работе с болидами «Формулы-1», но и с серийными машинами. Виртуальная «продувка», в отличие от физической, позволяет проследить за прохождением потока воздуха внутри системы охлаждения тормозов или определить степень турбулентности вокруг каждой отдельно взятой детали.

…Короче говоря, сегодня без использования 3D-моделирования в автомобильной промышленности — никуда. Ведь для того, чтобы разбить сотню другую прототипов, нужно не только потратить много денег, но и уйму времени. Причем к такому способу прибегают не только разработчики массовых машин – не брезгуют этим даже при создании дорогущих суперкаров, собираемых на заводах как бы вручную. Тем не менее, без реальных краш-тестов и ветровых тоннелей так же не обойтись: виртуальный мир – одно, а реальность может преподносить сюрпризы, не заложенные в программу.