計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)在汽車設(shè)計(jì)中的作用
隨著汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，汽車設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)流程也在不斷完善，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)也逐漸參與到汽車設(shè)計(jì)中來，計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)(CAS)在汽車設(shè)計(jì)的作用也越來越大，具體包括CAD，CAID等等。以下是小編整理的計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)在汽車設(shè)計(jì)中的作用，希望大家認(rèn)真閱讀!
1.CAS及A面簡(jiǎn)介
CAD(ComputerAided Design)是與設(shè)計(jì)相關(guān)的領(lǐng)域中大家都熟知的一個(gè)概念，泛指計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，它包括在建筑、工程、工業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的工作。
CAID(Computer Aided Industrial Design)是一個(gè)比較新穎的概念，主要是指工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，著重指造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域。由于CAID的介入，使得設(shè)計(jì)領(lǐng)域在設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)質(zhì)量、設(shè)計(jì)效率等方面得到大幅度的進(jìn)步和改善。
CAS(Computer Aided Styling)，計(jì)算機(jī)輔助汽車造型設(shè)計(jì)，是特指汽車造型計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，具有汽車設(shè)計(jì)數(shù)字化的特點(diǎn)和汽車行業(yè)的特殊標(biāo)準(zhǔn)。汽車設(shè)計(jì)有美學(xué)上的要求，希望是新穎的、有創(chuàng)意的、讓人眼前一亮的，但同時(shí)材料的屬性、工程設(shè)計(jì)、法律法規(guī)、加工制造的需求又會(huì)對(duì)汽車造型有很強(qiáng)的限定，還要考慮到汽車是個(gè)高速行駛的產(chǎn)品，要以空氣動(dòng)力學(xué)的各項(xiàng)參數(shù)作為基礎(chǔ)，能夠在行駛速度、平穩(wěn)性、耗油量等找到最好的平衡點(diǎn)。以上的這些需求都要以高品質(zhì)的曲面為基礎(chǔ)去解決，CAS是兼顧了工程、制造、法律法規(guī)后對(duì)汽車設(shè)計(jì)創(chuàng)意的在計(jì)算機(jī)中的表達(dá)，具有的高品質(zhì)曲面是和其他普通CAD產(chǎn)品的區(qū)別。
A面——是在汽車造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域中更為專業(yè)的概念，它特指在CAS后，確定了設(shè)計(jì)方案，根據(jù)全比例油泥模型逆向建模而成的數(shù)字模型。在數(shù)字模型的后期階段，著重解決遺留的工程細(xì)節(jié)問題(如配合、分縫線位置、質(zhì)保問題、制造問題等)以及優(yōu)化曲面質(zhì)量，使汽車造型曲面達(dá)到甚至超過制造要求。
2.CAS在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)流程中發(fā)揮的作用
汽車開發(fā)流程是一個(gè)復(fù)雜的過程，這里僅從汽車造型設(shè)計(jì)的角度來闡述。
汽車傳統(tǒng)開發(fā)流程：車型定位——市場(chǎng)調(diào)查定位目標(biāo)客戶群喜好——初期草圖繪制——效果圖繪制——效果圖篩選——膠帶圖——小比例模型制作——反復(fù)調(diào)整——全比例模型以及反復(fù)調(diào)整制作——特征截面圖——總布置詳圖等等。
由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用尚未普及，所以設(shè)計(jì)人員要通過幾輪的實(shí)物模型進(jìn)行形態(tài)的創(chuàng)造、分析、推敲和判斷，而實(shí)物模型的制造周期比較長(zhǎng)，耗費(fèi)的人力物力財(cái)力比較大，汽車開發(fā)過程長(zhǎng)，費(fèi)用高，在市場(chǎng)對(duì)于開發(fā)新車型的速度需求提高以后，傳統(tǒng)的開發(fā)流程無異已經(jīng)不能滿足要求了，計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)便成為時(shí)代所需。
在計(jì)算機(jī)應(yīng)用加入以后，目前國內(nèi)的汽車造型設(shè)計(jì)的流程是：
車型定位——市場(chǎng)調(diào)查定位目標(biāo)客戶群喜好——初期草圖繪制——效果圖繪制——效果圖篩選——數(shù)字化建模篩選出的方案及小比例油泥模型制作——數(shù)字化模型渲染，展示，評(píng)審，確定目標(biāo)方案——方案進(jìn)一步細(xì)化，數(shù)字模型更新，制作1：1的油泥模型——逆向凍結(jié)的全比例模型，進(jìn)入后期A面數(shù)字模型階段，進(jìn)行工程、制造配合，建造滿足生產(chǎn)和市場(chǎng)質(zhì)保要求的高質(zhì)量曲面。
在傳統(tǒng)汽車開發(fā)流程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證也需要通過實(shí)物模型，包括法律法規(guī)的驗(yàn)證，結(jié)構(gòu)剛度的驗(yàn)證，所以除了外飾件以外，內(nèi)飾各個(gè)零件，發(fā)動(dòng)機(jī)艙和地板等諸多零件也都需要制作實(shí)物模型。在現(xiàn)代的汽車開發(fā)流程中，有CAS的加入，省去了大量實(shí)物模型所要花費(fèi)的時(shí)間和精力，很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證在有了數(shù)字模型以后可以通過CAE在計(jì)算機(jī)中先行分析，再進(jìn)行試驗(yàn)，節(jié)省了成本。
由于數(shù)字模型的加入，降低了實(shí)物模型的重要性(但實(shí)物模型仍是汽車開發(fā)中不可缺少的部分)，用數(shù)字模型和實(shí)物模型互相印證的方式進(jìn)行開發(fā)，提高了設(shè)計(jì)研發(fā)的質(zhì)量，增加研發(fā)的靈活性，減少研發(fā)成本支出，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和減少人工數(shù)量，縮短研發(fā)時(shí)間，提早了新車上市時(shí)間和回收投入成本，對(duì)于汽車技術(shù)的提升起到了重要的作用。
3.CAS與汽車造型設(shè)計(jì)的關(guān)系
在上一章節(jié)的設(shè)計(jì)開發(fā)流程中可以看出CAS是用數(shù)字模型對(duì)設(shè)計(jì)的創(chuàng)意表達(dá)。在項(xiàng)目立項(xiàng)以后，市場(chǎng)部根據(jù)此車型的目標(biāo)客戶群會(huì)給出市場(chǎng)定位。設(shè)計(jì)師根據(jù)市場(chǎng)定位如高雅、運(yùn)動(dòng)、時(shí)尚等以及市場(chǎng)主要競(jìng)爭(zhēng)車型確定設(shè)計(jì)方向，進(jìn)行初期草圖繪制，以及進(jìn)一步效果圖的制作。
數(shù)字設(shè)計(jì)師根據(jù)效果圖進(jìn)行數(shù)字模型的制作，設(shè)計(jì)師參與數(shù)據(jù)制作的過程，在數(shù)字設(shè)計(jì)師和設(shè)計(jì)師的合作下制作出能夠準(zhǔn)確、完整的表達(dá)設(shè)計(jì)意圖的高品質(zhì)曲面數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)制作結(jié)束后用渲染軟件形成高品質(zhì)圖像，實(shí)時(shí)影像，并可以結(jié)合動(dòng)畫，音樂等，采取投影的方式在大屏幕上展示，迅速、方便、直觀、生動(dòng)的展示汽車造型的整體和細(xì)節(jié)，比較篩選不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)，提取最優(yōu)方案。
這一過程不僅僅存在于前期CAS階段，在后期A面階段也是用這種快捷、方便、直觀的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)審的。
4.CAS與工程制造的關(guān)系
采用計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)后，模型數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了跟其他設(shè)計(jì)研發(fā)工序的無縫交流。設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)采用特定格式發(fā)布至共享數(shù)據(jù)庫PDM上，產(chǎn)生項(xiàng)目里唯一的零件號(hào)和版本號(hào)，工程部門根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)制作工程數(shù)據(jù)，同時(shí)也上傳至PDM上，其他相應(yīng)功能部門如質(zhì)保、試驗(yàn)、安全、電子電器、發(fā)動(dòng)機(jī)等可以在項(xiàng)目里各取所需數(shù)據(jù)，用分析軟件進(jìn)行工程可行性分析、試驗(yàn)驗(yàn)證、安全法規(guī)驗(yàn)證、流體力學(xué)分析、人機(jī)工程分析等等。
5.CAS與市場(chǎng)推廣的關(guān)系
傳統(tǒng)的新車市場(chǎng)推廣過程是待樣車完成后，運(yùn)輸?shù)綄ｉT的拍攝地點(diǎn)，由專業(yè)人員進(jìn)行實(shí)景拍攝。這是一個(gè)復(fù)雜、耗費(fèi)巨大運(yùn)輸費(fèi)、拍攝費(fèi)的過程。整個(gè)過程不僅時(shí)間周期相當(dāng)漫長(zhǎng)，而且還要受季節(jié)和天氣等自然因素限制。CAS介入新車推廣以后，使得宣傳與推廣變得非常容易。計(jì)算機(jī)輔助造型過程可以隨時(shí)出圖，輕易渲染，無需傳統(tǒng)過程中的運(yùn)輸和實(shí)景拍攝。這樣便可以大大節(jié)約廣告拍攝費(fèi)用，剛氐由設(shè)計(jì)、試做到制造的總成本。并且減少了這個(gè)過程時(shí)間周期，不再受季節(jié)天氣等因素限制。
CAS介入新車推廣以后，既縮短了市場(chǎng)推廣的時(shí)間周期，又可以節(jié)省了總的成本費(fèi)用。在新車上市前就可以對(duì)新車進(jìn)行充分的宣傳，對(duì)新車的銷售大有益處。
6.CAS的未來發(fā)展趨勢(shì)
從汽車概念設(shè)計(jì)的角度看，隨著CAD、人工智能、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)概念設(shè)計(jì)過程必然有更深的認(rèn)識(shí)，對(duì)概念設(shè)計(jì)思維的模擬必將達(dá)到新的境界。CAD將朝著更加自然的人機(jī)交互方式、更加有效的設(shè)計(jì)手段的方向發(fā)展。概念設(shè)計(jì)的方案也更富有創(chuàng)新性。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一個(gè)人機(jī)—體化的智能集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
從整個(gè)汽車設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展趨勢(shì)看，概念設(shè)計(jì)作為汽車開發(fā)過程中的重要組成部分，必然與其發(fā)展趨勢(shì)相一致。因此，概念設(shè)計(jì)與其他設(shè)計(jì)過程最終必將建立統(tǒng)一的產(chǎn)品設(shè)計(jì)支撐模型。在這一模型的支持下，產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程是一種并行的、協(xié)同的、面向全生命周期的設(shè)計(jì)模式。概念設(shè)計(jì)的結(jié)果能夠直接進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，概念設(shè)計(jì)師能簡(jiǎn)捷有效地對(duì)詳細(xì)設(shè)計(jì)過程中的方案進(jìn)行概念層次上的修改。
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