Ценность иммерсивных 3D-экспериментов для автомобилей

Автомобильные инноваторы получают выгоду от 3D-изображений в реальном времени

Испытайте автомобильные эмоции в действии
Автомобиль представляет собой уникальное сочетание передовых технологий и потребительских желаний, и маркетинговые кампании в автомобильной сфере призваны вызывать как рациональные, так и эмоциональные реакции покупателей. Автоконцерны и рекламные агентства достигли высокого мастерства в демонстрации реалистичных впечатлений от вождения. Сегодня у покупателей есть возможность испытать автомобиль в захватывающей обстановке еще до того, как он будет выпущен.

Новаторы выходят за рамки 3D
Новаторы добиваются еще большего, получая выгоду за счет обмена интерактивным 3D-опытом в режиме реального времени между предприятиями и цепочками поставок. Они могут вызвать восторг у покупателей с помощью полностью иммерсивных конфигураторов, которые покупатели могут интерактивно изучать в 3D. Они могут работать над дизайном интерьера в глобальной виртуальной реальности, чтобы внедрять инновации и выявлять ошибки на ранних этапах. Они могут анализировать влияние технических решений на качество продукции, просматривая в реальном времени прилегание и отделку при различных условиях освещения. Они даже могут в интерактивном режиме ознакомиться с результатами моделирования воздушных потоков, зайдя внутрь виртуальной струи дыма. Или же они могут обучать операторов сборке двигателей в дополненной реальности до того, как линия будет построена, без дорогостоящих макетов.

Возможности для автомобильного бизнеса

Возможности обширны. В этой книге рассматриваются преимущества по нескольким параметрам, включая следующие:

Маркетинг и продажи

Инновации и дизайн продукции

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы

Инженерия производства

Тренировка

В электронной книге содержатся ценные сведения из интервью с лидерами отрасли Ford и Teague, а также материалы недавней отраслевой конференции с участием докладчиков из Audi, EDAG и Team One. В конце статьи приводятся некоторые ценные соображения, которые помогут автомобильным компаниям лучше понять возможности и доступные технологии, позволяющие использовать преимущества интерактивного 3D в реальном времени.

Чтобы выжить, OEM-производители и поставщики автомобилей должны принять цифровые технологии. Обмен интерактивными 3D-изображениями в контексте автомобиля - это новая парадигма цифровых коммуникаций. Она обеспечивает преимущества, которые распространяются на все автомобильное предприятие и сеть поставок.

Добавьте оживления и эффективности в маркетинг и продажи

Вызывайте у потребителей энтузиазм с помощью реалистичных визуализаций
Первый способ, с помощью которого многие автомобильные компании используют высококлассный рендеринг, - это создание реалистичных впечатлений от автомобиля для клиентов. Производители комплектующих и их партнеры из агентств умеют демонстрировать очень убедительные, фотореалистичные виды автомобилей. Они настолько хороши в применении материалов, текстур и красок, что иногда трудно сказать, что это рендер. Они завершают иллюзию, добавляя эффекты пыли, дыма или тумана для придания реалистичности и эмоциональности, а также используют передовые инструменты для создания фонов и освещения, отбрасывающего реалистичные, высокоточные тени и отражения.

Снижайте барьеры на пути к захватывающему опыту
Первые попытки реалистичной визуализации автомобилей были дорогими и трудоемкими. Сделать их интерактивными оказалось еще сложнее. Теперь компании могут создавать потрясающие виртуальные 3D-модели автомобилей непосредственно на основе существующих 3D-моделей CAD, а не вручную. Это также позволяет им разрабатывать 3D на ранних этапах, до появления макетов или даже для автомобиля, который, возможно, никогда не будет построен.

Более того, повторное использование реальных 3D CAD-моделей позволяет компаниям перейти к визуализации в реальном времени, что позволяет клиентам взаимодействовать с виртуальным автомобилем, исследовать его и создавать свои собственные впечатления. Например, компании могут создавать конфигураторы продуктов, которые помещают покупателя внутрь автомобиля, чтобы он мог выбрать нужные ему опции, цвета и материалы. Затем они смогут увидеть, как он превращается в автомобиль своей мечты, и изучить его во всех деталях, вплоть до рабочей симуляции развлекательной системы.

Изучите преимущества

Автомобильные компании получают значительные преимущества от использования 3D в реальном времени в маркетинге и продажах, в том числе:

Ранняя доступность изображений, до появления физического продукта или прототипов

Снижение затрат на разработку 3D-искусства

Повышение вовлеченности клиентов в работу с автомобилем

Рост продаж

Повышение уровня проницательности и итеративности при разработке инновационных продуктов и дизайна

Погрузитесь в инновационный опыт

Инновации и дизайн по своей сути являются визуальными, опытными процессами. Рендеринг в реальном времени позволяет дизайнерам погрузить себя, свои команды, клиентов, поставщиков - и, возможно, даже регулирующие органы - в интерактивный процесс создания инновационных продуктов. Иммерсивное 3D меняет дизайн с "увидеть" на "ощутить" в реалистичной среде.

Современные технологии позволяют новаторам передавать идеи визуально, в трех измерениях и часто в реальном масштабе. Это позволяет им более полно изучить и поделиться концепциями дизайна, с разных точек зрения и в разных сценариях. Это естественный способ оценки различных конфигураций, таких как различные материалы, текстуры и отделка, для создания оптимального дизайна.

Поделитесь опытом

Помимо создания в иммерсивном 3D, дизайнеры могут сотрудничать в визуальной, контекстной перспективе, обмениваться опытом, чтобы быстрее получить вклад и отзывы, выявить ошибки или легко протестировать новые варианты и идеи для улучшения инноваций. Например, люди могут взять ранние дизайнерские модели и создать виртуальную или смешанную реальность. Один из способов сделать это - наложить различные варианты интерьера на глиняную модель или частичный прототип с помощью AR для проведения A/B-тестирования, а затем пригласить других людей, физически в лаборатории или виртуально, походить вокруг него, изучить его и провести естественную беседу.

Изучите преимущества
Автомобильные компании получают значительные преимущества от использования 3D в реальном времени при разработке и создании новых продуктов, в том числе:

Более ценный вклад и обратная связь с клиентами

Более обоснованные решения - Увеличение времени на итерации и поиск идей

Меньше дорогостоящих ошибок - проблемы и ошибки обнаруживаются раньше

Сокращение затрат и времени на создание макетов

Добавьте реалистичности и погружения в научно-исследовательскую и инженерную деятельность

Использование 3D в реальном времени для интерактивных обзоров дизайна

Ценность иммерсивного 3D в реальном времени не заканчивается на этапе проектирования. Инженерные команды уже давно используют визуализацию для совместной работы и анализа проектов. Иммерсивные, интерактивные технологии обещают вывести их на новый уровень. Интерактивные технологии дают ключ к поиску ошибок или оптимизации конструкции на более ранних этапах разработки автомобиля, что значительно экономит время и деньги.

Инженеры могут использовать свои 3D CAD-модели для интерактивного изучения последствий инженерных решений, чтобы получить готовые проекты. Например, 3D-технологии в режиме реального времени позволяют инженеру заглянуть внутрь сложного узла, такого как трансмиссия, и увидеть его в невиданном ранее виде. Но для поддержки инженеров требуется высокий уровень достоверности, позволяющий проводить интерактивные исследования, измерения, сечения и изучение физики реального мира, чтобы обеспечить точное понимание продукта. Иммерсивное 3D также позволяет инженерам разных специальностей понять, как их решения влияют на других. Например, возможность интерактивно исследовать влияние позднего изменения стиля на маршрутизацию проводов.

Использование иммерсивных технологий для изучения инженерных данных

Помимо просмотра продукта, иммерсивное 3D может помочь инженерам извлечь инженерные данные из электронных таблиц и представить их в трехмерном контексте автомобиля. Например, инженер по моделированию может поделиться результатами аварии, виртуально приведя инженера-конструктора в моторный отсек. Или инженер может поделиться результатами моделирования гидродинамики, чтобы оценить поток воздуха над радиатором в погруженной среде, в большом масштабе, используя виртуальный дым. Эти методы обеспечивают гораздо более осязаемый, реальный способ понимания, передачи и совместной работы над инженерными данными и решениями.

Изучите преимущества

Автомобильные компании получают значительные преимущества от использования 3D в режиме реального времени в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, в том числе:

Раннее выявление проблем

Повышенная оптимизация инженерных решений

Сокращение необходимости в дорогостоящих прототипах

Более эффективное междисциплинарное сотрудничество

Повышение производительности и качества в машиностроении

Улучшение проектирования установок и линий с помощью технологий погружения

Ценность 3D в реальном времени для инженеров не ограничивается проектированием продукта. Иммерсивные технологии также очень хорошо подходят для проектирования заводов. Инженеры-производственники могут использовать 3D-проекты заводов и линий, чтобы изучить планировку и изменения на заводе, испытав их виртуально. Если 3D-модели завода отсутствуют, они могут дополнить их облаками точек с 3D-сканера, чтобы включить существующее оборудование и инфраструктуру для просмотра и изучения линии в масштабе.

Помимо знакомства с заводом, инженеры-производственники могут оценить виртуальный автомобиль в процессе его производства на виртуальном заводе. Это помогает проверить последовательность операций и логистику комплектующих. Кроме того, они могут виртуально изучать детали, узлы и инструкции по сборке в контексте производственной линии, чтобы увидеть влияние инженерных решений на производство.

Визуально изучите влияние конструкции завода на продукцию и операторов

Иммерсивное 3D также может быть использовано для лучшего понимания роли операторов на заводе. Например, его можно использовать для тестирования эргономики или просмотра взаимодействия операторов с автоматикой предприятия, такой как коботы. Некоторые компании даже используют 3D в режиме реального времени для оценки влияния производственных операций на качество продукции.

Изучите преимущества

Автомобильные компании получают важные преимущества от использования 3D в реальном времени при проектировании производства, в том числе:

"Сместитесь влево", чтобы раньше заметить проблемы

Проверка оснастки для сокращения задержек и бесполезной доработки

Снижение травматизма на производстве

Улучшение качества продукции

Уменьшение ограничений и повышение интереса к обучению

Использование виртуальных сред для обучения

Еще один способ получить пользу от иммерсивных 3D-сред - использовать их для виртуального обучения. Помимо "фактора крутости", который заключается в предоставлении сотрудникам высокотехнологичных тренингов, существует целый ряд очень ценных преимуществ. На самом деле, обучение часто является одним из первых способов использования компаниями 3D и виртуальной реальности в реальном времени.

Сократите потери продукции, расходы на симуляторы и поездки

Обучение на виртуальном оборудовании снижает необходимость в обучении на физической инфраструктуре. Это значит, что вам не придется снимать производственное оборудование с производства или строить дорогостоящие симуляторы. Она также позволяет операторам проводить обучение на виртуальных производственных линиях до завершения строительства физической линии, обеспечивая их продуктивную работу сразу же после ввода линии в эксплуатацию. Это также позволяет операторам проводить тренировки в других местах, не выезжая на симуляторы или реальные рабочие объекты.

Улучшенное обучение с помощью 3D в режиме реального времени

Обучение в виртуальной реальности не только дешевле, но и намного лучше, чем в альтернативных формах. Например, при сохранении реалистичности ощущений снижается риск получения травм или воздействия вредных веществ при обучении процедурам с присущей им опасностью.

Виртуальные элементы управления также способствуют развитию мышечной памяти, но компании могут улучшить этот вид обучения, добавив физические элементы управления в виртуальную среду с помощью смешанной реальности.

Изучите преимущества

Автомобильные компании получают значительные преимущества от использования 3D в реальном времени при обучении, в том числе:

Ускоренный выход на полную мощность

Повышение производительности

Сокращение количества ошибок

Расписание не зависит от наличия оборудования

Снижение стоимости физических тренажеров

Сокращение расходов на поездки для тренеров и участников

Освободите инновации и найдите дополнительные возможности использования

Обучение автономных транспортных средств в виртуальном пространстве

Существует множество других возможностей использования 3D в реальном времени, в интерактивном режиме и с погружением. Одна из них, появившаяся сравнительно недавно, связана с автономными автомобилями. Обеспечить системы машинного обучения достаточным количеством реальных данных для разработки алгоритмов движения очень дорого. Запись реальных сценариев требует больших затрат и увеличивает риск, не говоря уже о воздействии на окружающую среду. Вместо записанных ситуаций компании используют интерактивное 3D в реальном времени, чтобы разработать сценарии для обучения автономному вождению ИИ-двигателей, предоставляя сценарии и подключая LIDAR, радар и другие датчики.

Симуляция вождения в виртуальной реальности может обеспечить гораздо большее разнообразие сценариев, на которых можно учиться. Модели могут включать в себя физически зафиксированные миры и сценарии, а также генерировать новые и изменять сценарии, чтобы отразить различные условия, такие как освещение или погода. Используя технологию 3D-разработки в режиме реального времени, компании могут генерировать сцены с другими автомобилями, пешеходами и прочим из заранее определенных библиотек. Использование 3D в реальном времени не только снижает стоимость обучения ИИ, но и уменьшает риск проверки алгоритмов автономного вождения.

Получение информации путем анализа интерактивного опыта

Учитывая, что автомобильная промышленность только начинает использовать эти инструменты, компании изучают различные варианты их применения. Еще один класс возможностей связан с анализом того, как люди исследуют и взаимодействуют с иммерсивными средами.

Например, какие области автомобиля привлекают внимание людей в VR-конфигураторе? Какие варианты наиболее интересны для них? Автокомпании могут изучить поведение клиентов, чтобы оценить их предпочтения, узнать, что привлекает их внимание, понять их требования и получить уникальные сведения о клиентах.

Устранение дорожных заграждений и ограничителей скорости

Первопроходцы получили прибыль и проложили путь

Пионеры 3D в реальном времени показали путь, расширили границы и доказали свою ценность. В процессе они создали рынок для инструментов, которые раньше были доступны только крупнейшим инженерным организациям с огромными бюджетами. Они взяли передовые инструменты рендеринга, разработанные в оборонной промышленности, которые затем были коммерциализированы игровой индустрией, и адаптировали их для промышленного использования.

Снижение барьеров для входа Открытые возможности

Теперь этот путь готов для других, чтобы получить ту же ценность при гораздо меньших инвестициях. Частично это связано со значительными улучшениями в программных решениях и процессах. Но самое большое изменение заключается в том, что стоимость и сложность оборудования, необходимого для работы с 3D-средами в режиме реального времени, значительно снизились. Спрос на аппаратное обеспечение и обработку данных переместился с серверных ферм на рабочие станции и мобильные устройства. Наконец, в игровом сообществе теперь есть штат квалифицированных разработчиков.

Платформы адаптируются для промышленности

Пионеры взяли инструменты и сделали их пригодными для корпоративного использования, не жертвуя гибкостью и гибкостью. Они узнали, как сделать 3D в реальном времени готовым к производству, используя существующие данные, такие как 3D CAD, детали и сборки, чтобы значительно сократить потребность в дорогостоящих 3D-изображениях или ручном 3D-переводе. Теперь компании обратили внимание на улучшение подготовки данных, чтобы использовать промышленные 3D CAD-модели и создавать более легкую, "тесселированную" геометрию, которая лучше поддается обработке в реальном времени.

Ведущие инструменты теперь позволяют получать 3D-модели CAD с меньшим количеством ошибок перевода и меньшей необходимостью ручного ремонта или доработки. Производительность и результаты сильно различаются, поэтому компаниям, ищущим решения, следует обратить внимание на эту область.

Автомобильная промышленность набирает обороты

Современные платформы являются зрелыми
Если первопроходцам часто приходилось создавать собственные наборы инструментов, то сегодня существуют платформы, предоставляющие широкий спектр возможностей для удовлетворения современных промышленных потребностей. Достижения в области технологий и инструментов обеспечивают оперативность и гибкость при разработке новых возможностей. Кроме того, они стали гораздо более плавными, что привело к значительному снижению AR-болезни.

Ведущие платформы позволяют развернуть 3D в реальном времени на любом объекте - от высокотехнологичных пещер и силовых стен до недорогих гарнитур виртуальной реальности или смартфона. По сути, они взяли передовые технологии и сделали их практичными и доступными для промышленности.

Автомобили разрабатывают решения с учетом их особых потребностей
Компании, занимающиеся разработкой программного обеспечения для автомобильной промышленности, добавляют специальные возможности для удовлетворения потребностей отрасли. В отличие от 3D-изображений для игр, использование в автомобилях требует высокой точности соответствия реальному транспортному средству. Автомобильные компании также используют преимущества новых инструментов и шаблонов, характерных для данной отрасли. Специальные решения, в которых материалы, текстуры и цвета берутся из библиотек, реалистично представляющих исходные предметы, помогают обеспечить реалистичность и технологичность.

Решения, подходящие для автомобильной промышленности, могут использовать большие и сложные наборы данных 3D CAD с тысячами деталей. Они могут преобразовать эти модели в точные, но легкие 3D-модели. Платформы также позволяют автопромышленности включать информацию из нескольких источников, например, модели MCAD с данными ECAD или CFD, и объединять их для создания полного представления автомобиля. Платформа, созданная для автомобильной промышленности, может интегрироваться с существующими системами, включая PDM или PLM, чтобы использовать знания о деталях, узлах и контексте автомобиля.

Наконец, автомобильные компании должны уметь работать эффективно и быстро, чтобы они могли принимать инженерные изменения и быстро видеть их влияние на весь автомобиль. Для этого им требуются новые уровни автоматизации и интеграции, чтобы индустриализировать процессы и заставить их работать в корпоративной среде.

Лидировать, следовать за лидерами или отстать еще больше

3D в реальном времени наступает, готовы вы к этому или нет

Ценность использования иммерсивного 3D в реальном времени в автомобильной промышленности неоспорима. Лидеры будут продолжать внедрять инновации и расширять свое лидерство. Что еще более важно, снижение барьеров для входа означает, что все больше компаний смогут воспользоваться преимуществами 3D в реальном времени, включая стартапы, которые внедряют цифровые технологии, чтобы вытеснить ветеранов отрасли. Иммерсивное 3D в реальном времени быстро становится важнейшей частью современного технического инструментария для автомобильной промышленности. Мы считаем, что новаторы будут продолжать двигаться вперед, а те, кто не внедряет иммерсивные 3D-технологии, будут все больше отставать.

Начало работы

Пришло время компаниям найти возможность или проблему и решить ее. В качестве первого шага компаниям следует начать с доказательства концепции (POC). Однако POC должен приносить пользу, а не просто служить учебным упражнением. Создавайте ценности, учитесь и развивайте полученные знания, предпринимая следующие шаги. Компании могут выбрать проект, подобный описанному здесь, используя опыт первопроходцев, или раскрыть творческий потенциал собственной организации, например, проведя "хакатон".

Время действовать пришло

Если ваша компания ждала момента, чтобы начать работать с 3D в реальном времени, то сейчас самое время. Стоимость значительно снизилась. Время, необходимое для создания ценных решений в 3D, гораздо меньше. Специализированные ресурсы для разработки теперь готовы к работе. Вычислительные мощности можно получить на месте или через облако.

3D-технологии, используемые в режиме реального времени и с погружением, еще никогда не были так доступны. Компании, внедряющие 3D в реальном времени, все еще могут получить преимущество, а автомобильные компании могут получить значительные выгоды во многих аспектах своего бизнеса:

Маркетинг и продажи

Инновации и дизайн продукции

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы

Инженерия производства

Тренировка

Обучение беспилотных машин

Аналитика VR

___________________________________________________________________________________

Джим Браун - президент Tech-Clarity, независимой исследовательской и консалтинговой компании, которая специализируется на анализе бизнес-ценности программных технологий и услуг. Джим имеет более чем 20-летний опыт работы в области программного обеспечения для обрабатывающей промышленности. Он имеет обширный опыт работы в промышленности, управленческом консалтинге, индустрии программного обеспечения и научных исследованиях.

Опыт Джима охватывает корпоративные приложения, включая PLM, ERP, управление качеством, управление жизненным циклом услуг, производство, управление цепочками поставок и многое другое. Джим увлечен совершенствованием инноваций, разработкой продуктов и повышением эффективности инженерной деятельности за счет цифровизации и разумного использования программных технологий.

Джим - опытный исследователь, автор и публичный оратор. Он с удовольствием выступает на конференциях и в любом другом месте, где может пообщаться с людьми, увлеченными идеей повышения эффективности бизнеса с помощью программных технологий.