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計算機輔助造型設計在汽車設計中的作用
隨著汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和技術的進步，汽車設計和設計流程也在不斷完善，計算機應用技術也逐漸參與到汽車設計中來，計算機輔助造型設計(CAS)在汽車設計的作用也越來越大，具體包括CAD，CAID等等。以下是小編整理的計算機輔助造型設計在汽車設計中的作用，希望大家認真閱讀!
1.CAS及A面簡介
CAD(ComputerAided Design)是與設計相關的領域中大家都熟知的一個概念，泛指計算機輔助設計，它包括在建筑、工程、工業(yè)設計等多個領域中計算機輔助設計的工作。
CAID(Computer Aided Industrial Design)是一個比較新穎的概念，主要是指工業(yè)設計領域的計算機輔助設計，著重指造型設計領域。由于CAID的介入，使得設計領域在設計方法、設計流程、設計質(zhì)量、設計效率等方面得到大幅度的進步和改善。
CAS(Computer Aided Styling)，計算機輔助汽車造型設計，是特指汽車造型計算機輔助設計，具有汽車設計數(shù)字化的特點和汽車行業(yè)的特殊標準。汽車設計有美學上的要求，希望是新穎的、有創(chuàng)意的、讓人眼前一亮的，但同時材料的屬性、工程設計、法律法規(guī)、加工制造的需求又會對汽車造型有很強的限定，還要考慮到汽車是個高速行駛的產(chǎn)品，要以空氣動力學的各項參數(shù)作為基礎，能夠在行駛速度、平穩(wěn)性、耗油量等找到最好的平衡點。以上的這些需求都要以高品質(zhì)的曲面為基礎去解決，CAS是兼顧了工程、制造、法律法規(guī)后對汽車設計創(chuàng)意的在計算機中的表達，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——是在汽車造型設計領域中更為專業(yè)的概念，它特指在CAS后，確定了設計方案，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，使汽車造型曲面達到甚至超過制造要求。
2.CAS在現(xiàn)代汽車設計流程中發(fā)揮的作用
汽車開發(fā)流程是一個復雜的過程，這里僅從汽車造型設計的角度來闡述。
汽車傳統(tǒng)開發(fā)流程：車型定位——市場調(diào)查定位目標客戶群喜好——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——反復調(diào)整——全比例模型以及反復調(diào)整制作——特征截面圖——總布置詳圖等等。
由于當時計算機的應用尚未普及，所以設計人員要通過幾輪的實物模型進行形態(tài)的創(chuàng)造、分析、推敲和判斷，而實物模型的制造周期比較長，耗費的人力物力財力比較大，汽車開發(fā)過程長，費用高，在市場對于開發(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，計算機輔助造型設計便成為時代所需。
在計算機應用加入以后，目前國內(nèi)的汽車造型設計的流程是：
車型定位——市場調(diào)查定位目標客戶群喜好——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，評審，確定目標方案——方案進一步細化，數(shù)字模型更新，制作1：1的油泥模型——逆向凍結的全比例模型，進入后期A面數(shù)字模型階段，進行工程、制造配合，建造滿足生產(chǎn)和市場質(zhì)保要求的高質(zhì)量曲面。
在傳統(tǒng)汽車開發(fā)流程中，結構設計的驗證也需要通過實物模型，包括法律法規(guī)的驗證，結構剛度的驗證，所以除了外飾件以外，內(nèi)飾各個零件，發(fā)動機艙和地板等諸多零件也都需要制作實物模型。在現(xiàn)代的汽車開發(fā)流程中，有CAS的加入，省去了大量實物模型所要花費的時間和精力，很多結構設計的驗證在有了數(shù)字模型以后可以通過CAE在計算機中先行分析，再進行試驗，節(jié)省了成本。
由于數(shù)字模型的加入，降低了實物模型的重要性(但實物模型仍是汽車開發(fā)中不可缺少的部分)，用數(shù)字模型和實物模型互相印證的方式進行開發(fā)，提高了設計研發(fā)的質(zhì)量，增加研發(fā)的靈活性，減少研發(fā)成本支出，降低勞動強度和減少人工數(shù)量，縮短研發(fā)時間，提早了新車上市時間和回收投入成本，對于汽車技術的提升起到了重要的作用。
3.CAS與汽車造型設計的關系
在上一章節(jié)的設計開發(fā)流程中可以看出CAS是用數(shù)字模型對設計的創(chuàng)意表達。在項目立項以后，市場部根據(jù)此車型的目標客戶群會給出市場定位。設計師根據(jù)市場定位如高雅、運動、時尚等以及市場主要競爭車型確定設計方向，進行初期草圖繪制，以及進一步效果圖的制作。
數(shù)字設計師根據(jù)效果圖進行數(shù)字模型的制作，設計師參與數(shù)據(jù)制作的過程，在數(shù)字設計師和設計師的合作下制作出能夠準確、完整的表達設計意圖的高品質(zhì)曲面數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)制作結束后用渲染軟件形成高品質(zhì)圖像，實時影像，并可以結合動畫，音樂等，采取投影的方式在大屏幕上展示，迅速、方便、直觀、生動的展示汽車造型的整體和細節(jié)，比較篩選不同方案的優(yōu)缺點，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、直觀的方式進行設計評審的。
4.CAS與工程制造的關系
采用計算機輔助造型設計后，模型數(shù)據(jù)實現(xiàn)了跟其他設計研發(fā)工序的無縫交流。設計模型數(shù)據(jù)采用特定格式發(fā)布至共享數(shù)據(jù)庫PDM上，產(chǎn)生項目里唯一的零件號和版本號，工程部門根據(jù)設計數(shù)據(jù)制作工程數(shù)據(jù)，同時也上傳至PDM上，其他相應功能部門如質(zhì)保、試驗、安全、電子電器、發(fā)動機等可以在項目里各取所需數(shù)據(jù)，用分析軟件進行工程可行性分析、試驗驗證、安全法規(guī)驗證、流體力學分析、人機工程分析等等。
5.CAS與市場推廣的關系
傳統(tǒng)的新車市場推廣過程是待樣車完成后，運輸?shù)綄ｉT的拍攝地點，由專業(yè)人員進行實景拍攝。這是一個復雜、耗費巨大運輸費、拍攝費的過程。整個過程不僅時間周期相當漫長，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。計算機輔助造型過程可以隨時出圖，輕易渲染，無需傳統(tǒng)過程中的運輸和實景拍攝。這樣便可以大大節(jié)約廣告拍攝費用，剛氐由設計、試做到制造的總成本。并且減少了這個過程時間周期，不再受季節(jié)天氣等因素限制。
CAS介入新車推廣以后，既縮短了市場推廣的時間周期，又可以節(jié)省了總的成本費用。在新車上市前就可以對新車進行充分的宣傳，對新車的銷售大有益處。
6.CAS的未來發(fā)展趨勢
從汽車概念設計的角度看，隨著CAD、人工智能、多媒體、虛擬現(xiàn)實等技術的進一步發(fā)展，對概念設計過程必然有更深的認識，對概念設計思維的模擬必將達到新的境界。CAD將朝著更加自然的人機交互方式、更加有效的設計手段的方向發(fā)展。概念設計的方案也更富有創(chuàng)新性。計算機輔助設計系統(tǒng)是一個人機—體化的智能集成設計系統(tǒng)。
從整個汽車設計與制造的發(fā)展趨勢看，概念設計作為汽車開發(fā)過程中的重要組成部分，必然與其發(fā)展趨勢相一致。因此，概念設計與其他設計過程最終必將建立統(tǒng)一的產(chǎn)品設計支撐模型。在這一模型的支持下，產(chǎn)品設計過程是一種并行的、協(xié)同的、面向全生命周期的設計模式。概念設計的結果能夠直接進行詳細設計，概念設計師能簡捷有效地對詳細設計過程中的方案進行概念層次上的修改。
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