秦彩寧　雷君一　張睿善

摘 要：當(dāng)前國(guó)家正致力于推進(jìn)新型能源體系建設(shè)，新能源汽車相比傳統(tǒng)汽車在能源耗費(fèi)量上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)業(yè)上升空間較大。本文主要介紹VR技術(shù)在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中的應(yīng)用價(jià)值及應(yīng)用要素，并從設(shè)備準(zhǔn)備、技術(shù)支持、系統(tǒng)分析和科學(xué)校驗(yàn)等角度探究VR技術(shù)在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中的應(yīng)用路徑，旨在進(jìn)一步擴(kuò)大新能源電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，促進(jìn)行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù) 新能源電動(dòng)汽車 拆裝試驗(yàn) 設(shè)備準(zhǔn)備

The Application of VR Technology in the Disassembly Test of New Energy Electric Vehicles

Qin Caining，Lei Junyi，Zhang Ruishan

Abstract：At present， the country is committed to promoting the construction of a new energy system. Compared with traditional vehicles， new energy vehicles have obvious advantages in energy consumption， and the industry has a larger room for growth. This article mainly introduces the application value and application elements of VR technology in the disassembly test of new energy electric vehicles， and explores the use of VR technology in the disassembly test of new energy electric vehicles from the perspectives of equipment preparation， technical support， system analysis and scientific verification. The application path aims to further expand the industrial scale of new energy electric vehicles and promote the modernization of the industry.

Key words：VR technology， new energy electric vehicle， disassembly test， equipment preparation

新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來源，或使用常規(guī)的車用燃料，采用新型車載動(dòng)力裝置，綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。VR技術(shù)在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中的應(yīng)用可使汽車內(nèi)部裝置實(shí)現(xiàn)可視化，支持相關(guān)技術(shù)人員分析汽車裝置結(jié)構(gòu)的合理性和控制穩(wěn)定性，繼而進(jìn)行精細(xì)化調(diào)整和改進(jìn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

1 VR技術(shù)在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中的應(yīng)用價(jià)值

“十二五”期間，我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，直接帶動(dòng)了汽車產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，以“綠色環(huán)?！睘橹黝}的新能源汽車逐漸實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，初步從技術(shù)空間轉(zhuǎn)移到了市場(chǎng)空間，成為汽車企業(yè)努力提高商品化特征的目標(biāo)對(duì)象。目前，針對(duì)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展國(guó)家出臺(tái)了《關(guān)于繼續(xù)開展新能源汽車推廣應(yīng)用工作的通知》、《關(guān)于進(jìn)一步做好新能源汽車推廣應(yīng)用的通知》、《關(guān)于加快電動(dòng)汽車充申基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》，為新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，使得新能源電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)環(huán)境逐步改善，VR技術(shù)在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中的應(yīng)用意味著我國(guó)汽車制造工藝和技術(shù)水平的不斷提升。從駕駛安全和使用壽命角度來看，VR技術(shù)在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中的應(yīng)用可新能源電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)具備明顯的數(shù)字化特征和可視化特征，相關(guān)汽車生產(chǎn)人員能夠利用VR技術(shù)提高汽車拆裝效率和精準(zhǔn)性，有效優(yōu)化汽車拆裝程序，同時(shí)，還能夠在VR技術(shù)的支持下完成直觀化的汽車產(chǎn)品效果評(píng)價(jià)，并借助自動(dòng)化生產(chǎn)平臺(tái)和相關(guān)現(xiàn)代化技術(shù)實(shí)現(xiàn)拆裝試驗(yàn)數(shù)據(jù)整合和結(jié)果分析，繼而利用虛擬現(xiàn)實(shí)服務(wù)平臺(tái)的工具系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)裝配定位，大大提高新能源電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化水平。

2 VR技術(shù)在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中的應(yīng)用要素

我國(guó)具有較大的新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模，公開資料顯示，2019年7月～12月全球插電式混合動(dòng)力車銷量分別為38112.0輛、37257.0輛、41633.0輛、48084.0輛、46474.0輛、52612.0輛，全球純電動(dòng)汽車銷量分別為96914.0輛、111034.0輛、124741.0輛、98024.0輛、118115.0輛、188822.0輛，純電動(dòng)車銷量同比增長(zhǎng)30%。由此可知，新能源汽車仍舊具有較大生產(chǎn)空間，VR技術(shù)在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中的應(yīng)用可切實(shí)促進(jìn)新能源汽車行業(yè)發(fā)展，其應(yīng)具備的應(yīng)用要素主要包括環(huán)境要素、設(shè)備要素、技術(shù)要素和人才要素。就環(huán)境要素而言，新時(shí)期和新形勢(shì)下，新能源電動(dòng)汽車生產(chǎn)、銷售環(huán)境逐步改善，考慮到新能源電動(dòng)汽車在拆裝試驗(yàn)中需要應(yīng)用較大場(chǎng)地，以支持相關(guān)拆裝行為，在應(yīng)用VR技術(shù)時(shí)應(yīng)致力于構(gòu)建新能源電動(dòng)汽車仿真拆裝試驗(yàn)室，該試驗(yàn)室可為VR設(shè)備運(yùn)行提供優(yōu)良條件。就設(shè)備要素而言，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)基于新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)的技術(shù)環(huán)境和試驗(yàn)需求，有針對(duì)性引進(jìn)相關(guān)先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，切實(shí)提高拆裝試驗(yàn)過程中技術(shù)人員的交互性體驗(yàn)和構(gòu)想性體驗(yàn)。就技術(shù)要素和人才要素而言，虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具以及系統(tǒng)集成技術(shù)，相關(guān)技術(shù)人員必須具備優(yōu)良的職業(yè)精神和終身學(xué)習(xí)能力，有效掌握這些先進(jìn)技術(shù)，以保證新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)的效果。

3 VR技術(shù)在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中的應(yīng)用路徑

3.1 設(shè)備準(zhǔn)備

VR技術(shù)具有交互性、沉浸感、想象性三大特性，因此可被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)，2015年～2019年，我國(guó)VR投融資規(guī)模分別為21.8億元、49.8億元、50.5億元、52.2億元和53.0億元，基于新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)對(duì)VR技術(shù)的應(yīng)用需求，應(yīng)通過設(shè)備準(zhǔn)備設(shè)置優(yōu)良的試驗(yàn)條件。

VR技術(shù)在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中具有長(zhǎng)期應(yīng)用基礎(chǔ)，在技術(shù)準(zhǔn)備階段中應(yīng)構(gòu)建新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)室，在該試驗(yàn)室中添加VR技術(shù)應(yīng)用體系，以VR設(shè)備為基礎(chǔ)，構(gòu)建新能源電動(dòng)汽車虛擬仿真拆裝試驗(yàn)系統(tǒng)。人機(jī)交互界面是新能源電動(dòng)汽車虛擬仿真拆裝試驗(yàn)系統(tǒng)的核心，主要包括一級(jí)界面、二級(jí)界面和三級(jí)界面，其中一級(jí)界面具有觸發(fā)功能和場(chǎng)景切換功能，可支持相關(guān)技術(shù)人員對(duì)新能源電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)體系和拆裝模塊進(jìn)行可視化研究，二級(jí)界面與一級(jí)界面相比更為細(xì)化，可支持相關(guān)技術(shù)人員對(duì)新能源電動(dòng)汽車各個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行分析，例如，就新能源電動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)而言，技術(shù)人員可在拆裝二級(jí)界面中可視化完成缸體拆裝、排氣部件拆裝，并展示拆裝視頻，除此之外，還能分析飛輪、鏈條導(dǎo)板、油底殼、曲軸、排氣歧管、排氣凸輪等相關(guān)電氣設(shè)備的安裝水平。在三級(jí)界面中，相關(guān)技術(shù)人員可對(duì)新能源電動(dòng)汽車的相關(guān)拆裝模塊進(jìn)行精細(xì)化分析，并進(jìn)行具體操作，通過場(chǎng)景切換真實(shí)感受拆裝過程[1]。

3.2 技術(shù)支持

公開資料顯示，2013年～2019年，歐洲純電動(dòng)汽車銷量分別為2.28萬輛、3.94萬輛、5.80萬輛、9.52萬輛、13.74萬輛、20.63萬輛、35.78萬輛，純電動(dòng)車在不同類型電動(dòng)汽車中的占比分別為82%、88%、88%、48%、51%、57%、66%，電動(dòng)汽車銷量同比增長(zhǎng)73%，這意味著新能源汽車制造行業(yè)已經(jīng)具備堅(jiān)實(shí)發(fā)展基礎(chǔ)。VR技術(shù)在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中的應(yīng)用可有效優(yōu)化拆裝流程，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)實(shí)現(xiàn)虛擬拆裝人機(jī)交互功能和虛擬拆裝操作[2]。就虛擬拆裝人機(jī)交互功能的實(shí)現(xiàn)而言，可借助新能源電動(dòng)汽車仿真拆裝試驗(yàn)系統(tǒng)的核心界面，構(gòu)建名稱顯示交互界面，在該界面中，操作者能夠根據(jù)拆裝需求對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行點(diǎn)擊和分析。例如，在新能源電動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝時(shí)，VR技術(shù)將通過虛擬化分析，將電動(dòng)汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行顏色區(qū)分，支持操作者清晰化了解新能源電動(dòng)汽車的內(nèi)部構(gòu)造，繼而針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)零部件進(jìn)行拆裝學(xué)習(xí)。而在虛擬拆裝操作中，相關(guān)操作人員可借助VR設(shè)備設(shè)身處地地感受新能源電動(dòng)汽車的拆裝環(huán)境，更加真實(shí)地模擬汽車的虛擬拆裝過程，在系統(tǒng)環(huán)境中利用虛擬化拆裝工具，如扳手、鉗子、螺絲刀等，按照正確拆裝工序進(jìn)行汽車拆裝[3]。

3.3 系統(tǒng)分析

近年來，我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，相關(guān)現(xiàn)代化技術(shù)已經(jīng)在新能源汽車制造領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用，并已取得了實(shí)質(zhì)性應(yīng)用成效，基于新能源汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理性對(duì)運(yùn)行狀態(tài)和駕駛安全的影響，相關(guān)技術(shù)人員可利用VR技術(shù)在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中進(jìn)行系統(tǒng)分析，有效判斷某一運(yùn)行狀態(tài)下和結(jié)構(gòu)環(huán)境下汽車結(jié)構(gòu)的運(yùn)行穩(wěn)定性，判斷汽車是否會(huì)發(fā)生相關(guān)故障。同時(shí)，還可利用基于貢獻(xiàn)度的虛擬網(wǎng)絡(luò)故障診斷算法，包括故障過濾子算法和基于貢獻(xiàn)度的故障推理算法，針對(duì)新能源汽車拆裝過程進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析。另外，在OpenFlow協(xié)議的支撐下，基于CNN-SVM的SDN網(wǎng)絡(luò)鏈路故障定位算法還可在SDN網(wǎng)絡(luò)鏈路故障定位系統(tǒng)的支持下，結(jié)合VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)新能源電動(dòng)汽車拆裝流程優(yōu)化，大大提高真實(shí)拆裝效率。值得一提的是，在系統(tǒng)分析的過程中，還可添加故障反饋機(jī)制，支持相關(guān)人員在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中掌握相關(guān)故障的表現(xiàn)狀態(tài)，并利用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行修復(fù)和改進(jìn)。

3.4 科學(xué)校驗(yàn)

國(guó)家統(tǒng)計(jì)局資料顯示，2018年第一季度至2019年第四季度，新能源汽車銷售量分別為16.5萬輛、46.8萬輛、75.0萬輛、131.7萬輛、23.8萬輛、61.6萬輛、84.7萬輛和117.2萬輛，新能源汽車產(chǎn)銷率累計(jì)值分別為94.2%、98.9%、97.20%、100.9%、94.7%、97.4%、97.20%、98.7%，由此可知，新能源汽車行業(yè)具有優(yōu)良發(fā)展前景。在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中，可利用VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)拆裝結(jié)果的科學(xué)教研，技術(shù)人員可結(jié)合VR技術(shù)的可視化優(yōu)勢(shì)，根據(jù)全員參與原則、動(dòng)態(tài)識(shí)別原則、經(jīng)濟(jì)性原則和資料積累原則，有效利用從主觀信息源出發(fā)的菲爾德法、情景分析法以及從客觀信息源出發(fā)的核對(duì)表法、流程圖法、檢查表法和圖解計(jì)數(shù)法，完成新能源汽車拆裝風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別以及故障規(guī)律的掌握，并針對(duì)新能源電動(dòng)汽車的體系結(jié)構(gòu)和拆裝流程進(jìn)行拆裝結(jié)果評(píng)價(jià)，繼而在新能源電動(dòng)汽車的優(yōu)化設(shè)計(jì)中切實(shí)降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、工藝風(fēng)險(xiǎn)、電氣設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、接地風(fēng)險(xiǎn)以及電磁干擾風(fēng)險(xiǎn)，架構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定的控制體系和結(jié)構(gòu)體系。另外，在利用VR技術(shù)進(jìn)行新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)的過程中還可有效滲透物聯(lián)網(wǎng)分析技術(shù)，全面整合拆裝數(shù)據(jù)，從整體角度出發(fā)，對(duì)可能造成運(yùn)行隱患的拆裝流程進(jìn)行優(yōu)化處理，保證駕駛安全和新能源汽車的控制安全。

4 結(jié)語

總而言之，新能源汽車在能源消費(fèi)量上具有明顯優(yōu)勢(shì)，面對(duì)日益增加的能源應(yīng)用壓力，可以預(yù)見新能源汽車將在未來一段時(shí)間內(nèi)快速占領(lǐng)汽車市場(chǎng)。VR技術(shù)在新能源電動(dòng)汽車拆裝試驗(yàn)中的應(yīng)用可支持相關(guān)技術(shù)人員可視化分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，通過設(shè)備準(zhǔn)備、技術(shù)支持、系統(tǒng)分析和科學(xué)校驗(yàn)，高效率實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化。

基金項(xiàng)目：項(xiàng)目來源：教育部科技發(fā)展中心產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新基金課題。

項(xiàng)目名稱：《基于混合現(xiàn)實(shí)（MR）在新能源電動(dòng)汽車教學(xué)中的應(yīng)用研究》編號(hào)：2018C01066，于2019年11月立項(xiàng)。

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