趙曉敏

摘? ?要：隨著環(huán)保、能源等問題的日趨嚴(yán)重，為響應(yīng)國家大力發(fā)展新能源汽車的號召，某知名汽車主機(jī)廠在公司2025戰(zhàn)略中，明確提出將新能源戰(zhàn)略將定義成為未來發(fā)展的重點(diǎn)，并開始在華南基地布局打造全新的MEB模塊化平臺(tái)及電池工廠，在此形勢下，在全公司范圍內(nèi)，亟需培養(yǎng)出大量的新能源汽車、電池方面的高級技術(shù)人才。該主機(jī)廠已陸續(xù)籌劃和開展了各種形式的新能源汽車一體化教學(xué)，但由于目前新能源車輛及配套設(shè)備價(jià)格高昂，實(shí)訓(xùn)條件有限等因素，一方面造成了教學(xué)人力、物力成本居高不下，另一方面新能源汽車、電池的高壓特性帶來的實(shí)訓(xùn)過程中的安全事故等隱患，是新能源汽車培訓(xùn)領(lǐng)域中的兩大難題。為了有效解決上述問題，該公司率先引進(jìn)了VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)應(yīng)用于新能源汽車培訓(xùn)，并針對即將投產(chǎn)的某純電動(dòng)汽車車型開發(fā)了相關(guān)培訓(xùn)課程。

關(guān)鍵詞：新能源汽車? VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)? 模擬實(shí)操培訓(xùn)

中圖分類號：TP391.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（c）-0014-02

1? 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡稱VR）技術(shù)，興起于20世紀(jì)90年代的美國，是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，并結(jié)合三維圖像技術(shù)、多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)、傳感技術(shù)等多種高科技技術(shù)的最新發(fā)展成果，借助計(jì)算機(jī)等設(shè)備，產(chǎn)生一個(gè)高仿真度的三維虛擬世界，并提供視覺、聽覺、觸覺，甚至嗅覺等多種感官體驗(yàn)[1]。在這個(gè)虛擬世界中，用戶可借助VR頭盔等設(shè)備，直接觀察周圍世界及物體，并以自然的方式與虛擬物體進(jìn)行交互，從而獲得等同于真實(shí)環(huán)境的體驗(yàn)。

經(jīng)過多年發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)逐漸從實(shí)驗(yàn)室研究走向?qū)嶋H應(yīng)用，2016年成為業(yè)界公認(rèn)的VR產(chǎn)業(yè)元年，VR硬件、VR內(nèi)容呈井噴式增長，互聯(lián)網(wǎng)巨頭和硬件廠商的紛紛入局，各行各業(yè)開始接受VR來做體驗(yàn)方面的嘗試。

VR技術(shù)具有沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和想象性（Imagination）三大基本特性。

（1）沉浸性，是指通過自身的感知系統(tǒng)，在純自然的狀態(tài)下，使用外界的交互設(shè)備，使用者對虛擬出來的環(huán)境的投入程度;

（2）交互性，是指在虛擬環(huán)境中，使用者操作事物的難易程度和得到反饋的自然程度;

（3）想象性，是指用戶通過沉浸于虛擬環(huán)境中，不斷與環(huán)境進(jìn)行交互，并從環(huán)境中得到感性和理性的認(rèn)識。

2? VR技術(shù)在主機(jī)廠企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用背景介紹

企業(yè)培訓(xùn)的效果，很大程度上取決于所采用的培訓(xùn)手段[2]。傳統(tǒng)的課堂面授培訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等培訓(xùn)手段雖然是實(shí)施簡單，但互動(dòng)性較差，實(shí)戰(zhàn)性不足，對于新能源汽車這種實(shí)操性要求高的工作崗位，培訓(xùn)效果非常有限。

由于VR技術(shù)的上述3個(gè)特性，可以將VR技術(shù)運(yùn)用于新能源汽車培訓(xùn)，通過模擬真實(shí)的操作場景，讓受訓(xùn)的員工沉浸到近似實(shí)操的環(huán)境中，在模擬環(huán)境下進(jìn)行零風(fēng)險(xiǎn)的操作，以便于快速地理解和掌握新能源知識與工作技能，既增加了培訓(xùn)的趣味性，同時(shí)也達(dá)到了提升培訓(xùn)效果的目的。

相對于傳統(tǒng)的培訓(xùn)手段，VR培訓(xùn)有如下幾個(gè)優(yōu)勢，如圖1所示。

2.1 高仿真及沉浸性，可激發(fā)員工主動(dòng)參與培訓(xùn)互動(dòng)

虛擬演練環(huán)境是以現(xiàn)實(shí)演練環(huán)境為基礎(chǔ)進(jìn)行搭建的，操作規(guī)則同樣立足于現(xiàn)實(shí)中實(shí)際的操作規(guī)范，理想的虛擬環(huán)境甚至可以達(dá)到使受訓(xùn)者難辨真假的程度。演練現(xiàn)場的高度仿真，雙向互動(dòng)，增加了培訓(xùn)的趣味性，創(chuàng)新的“游戲式”教學(xué)，激發(fā)了員工參與培訓(xùn)的興致和熱情。

2.2 模擬高危操作，避免實(shí)物演示的觸電風(fēng)險(xiǎn)

電壓高達(dá)380V的高壓系統(tǒng)始終是實(shí)操培訓(xùn)的一個(gè)安全隱患，任何一個(gè)違規(guī)操作都會(huì)造成人員觸電及培訓(xùn)設(shè)備損壞等風(fēng)險(xiǎn)。在理論培訓(xùn)到實(shí)操培訓(xùn)中間利用VR模擬培訓(xùn)作為過渡，為受訓(xùn)員工提供了一個(gè)零風(fēng)險(xiǎn)的操作環(huán)境，既可以提升操作者的熟練度，又可以通過系統(tǒng)的智能評估模塊對操作者的錯(cuò)誤操作予以提示和觸電的模擬反饋，提高受訓(xùn)人員的安全防范意識。

2.3 可隨時(shí)隨地開展培訓(xùn)，方便靈活

VR技術(shù)不受時(shí)間和空間的限制，使得受訓(xùn)學(xué)員可以在任意培訓(xùn)環(huán)境中進(jìn)行集中演練、既可以是培訓(xùn)教室，也可以是車間教學(xué)基地，只要將模塊化的VR設(shè)備快速部署到對應(yīng)的位置即可。受訓(xùn)者也可以利用個(gè)人的碎片化時(shí)間，自發(fā)地進(jìn)行重復(fù)性訓(xùn)練，可大大地增加培訓(xùn)時(shí)間，縮短培訓(xùn)周期。

2.4 VR培訓(xùn)課程一次投入，多次使用，可在異地工廠培訓(xùn)中心共享

雖然VR硬件設(shè)備及培訓(xùn)實(shí)物的建模、互動(dòng)開發(fā)等成本較高，一次性投入較大，但培訓(xùn)課程的可復(fù)制性，使得培訓(xùn)系統(tǒng)可以長期多次使用，并可在異地工廠的培訓(xùn)中心共享，而無需像傳統(tǒng)培訓(xùn)手段那樣需要大量地重復(fù)性購置配套的培訓(xùn)設(shè)備、工具等資源。對于企業(yè)來說，由于需要持續(xù)地、大規(guī)模地對員工開展培訓(xùn)，培訓(xùn)成本會(huì)隨著培訓(xùn)量的逐漸增加而逐步點(diǎn)，并最終顯現(xiàn)出相對于傳統(tǒng)培訓(xùn)方式的成本優(yōu)勢。

3? 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新能源培訓(xùn)平臺(tái)

該主機(jī)廠目前已經(jīng)開發(fā)了《PHEV高壓電池拆裝》、 《BEV構(gòu)造及能量流》、《BEV高壓斷電操作流程》等VR培訓(xùn)課程，新能源虛擬培訓(xùn)平臺(tái)已初具雛形。其中《PHEV高壓電池拆裝》內(nèi)建了培訓(xùn)效果評估功能，受訓(xùn)人員在VR培訓(xùn)結(jié)束后，可進(jìn)行模擬測試，測試過程中的錯(cuò)誤操作會(huì)被系統(tǒng)記錄，并在測試結(jié)束后進(jìn)行評分，評分結(jié)果可作為受訓(xùn)人員能否進(jìn)行實(shí)際操作的考核標(biāo)準(zhǔn)，如圖2所示。

在北方工廠、華南工廠兩地為工人、管理人員、經(jīng)理人員開展了多次針對性的培訓(xùn)，并在積極籌劃和開發(fā)更深層次、內(nèi)容更豐富的培訓(xùn)課程，如圖3所示。

新能源虛擬培訓(xùn)平臺(tái)也曾多次向來公司參觀的媒體機(jī)構(gòu)開放體驗(yàn)，均獲得了各媒體的一致贊揚(yáng)。

“新能源汽車維修的VR培訓(xùn)，非常人性化，充分考慮了員工的安全。”

——中國汽車報(bào)資深記者 孫煥玉

“感受到工廠在未來新能源生產(chǎn)方面所做的一些準(zhǔn)備。印象最深的是互動(dòng)環(huán)節(jié)VR培訓(xùn)體驗(yàn)?！?/p>

——中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)副主編 郭濤

4? 展望

未來虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將從兩個(gè)方面在公司內(nèi)部進(jìn)行拓展，一是繼續(xù)拓展在新能源培訓(xùn)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，涵蓋公司全部的新能源車型、新能源電池，以及經(jīng)銷商的售后維修培訓(xùn);二是在除培訓(xùn)外的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、銷售、展覽領(lǐng)域進(jìn)行拓展，例如VR生產(chǎn)工藝模擬、VR新車發(fā)布、VR試乘試駕等。同時(shí)，公司也在積極研究成立VR開發(fā)和交付中心的可行性，以達(dá)到降低開發(fā)成本，縮短交付周期的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 張占龍，羅辭，何為. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述[J]. 計(jì)算機(jī)仿真，2005，22（3）：1-3.

[2] 常鶴暉. 基于VR虛擬仿真技術(shù)的汽車專業(yè)課程建設(shè)[J]. 中國教育信息化，2014（9）：74-76.

[3] 張志鵬，勞奇成.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概況及應(yīng)用[J].制造業(yè)信息化，2005，4（9）：79-81.