Így tervezik a Hyundai új autóit virtuális valóság segítségével
A virtuális valóság és az általa megformált járművek tervezése ma már egyáltalán nem számít utópiának, a Hyundai a tervezési értékelési folyamatban használt VR alkalmazása a hatékonyabb és jobb minőségű végtermék kialakításához járul hozzá.
Az autótervezés nem megy egyik napról a másikra: megfogalmazódik a koncepció, a tervezés iránya különböző területeken folyik és a számtalan kísérlet, hiba és igazítás ismétlődik. A folyamat során számos eszközt és módszertant vesznek igénybe. A tervrajzokat papírlapra rajzolják, amelyekből a számítógépek digitalizált vázlatokat és 3D-leképezéseket készítenek. Az agyagból készült modelleket néha kézzel simítják, amiből a digitális modellek számítógépek segítségével készülnek el. Mindenesetre minden megépített modellt több ember vizsgálja felül, akik szigorúan keresik a továbbfejlesztés lehetőségeit. A kész autó, a végtermék, sok ilyen iteráció és ismétlés eredménye.
Eddig legalábbis így történt. Egy új technológiai újítás megtöri a tervezési folyamat végrehajtását: a VR által támogatott autótervezési értékelés. Az autótervezés minőségének garantálására és tökéletesítésére az egyik legmodernebb technológia a VR használata, amely most mutatkozik be az autóiparban. Tavaly márciusban a Hyundai Motor létrehozta a világ legnagyobb VR formatervezési kiértékelő központját, ahol 20 ember egyszerre csatlakozhat a VR környezetbe és értékelheti az autó kialakítását. Ezen keresztül a Hyundai azt szeretné, hogy képes legyen a virtuális fejlesztési folyamatot révén az egész autó tervezését és fejlesztését virtuális környezetben megvalósítani.
A VR által támogatott tervezésértékelés meghaladja az idő és a tér fizikai korlátait – az értékelők a távirányító használatával megváltoztathatják az autó anyagát, textúráját, színét és alkatrészeit, hogy áttekintsék annak belső és a külső kialakítást. A digitális autót bármilyen környezetben vagy időben el lehet helyezni, hogy a formatervezés környezethez illeszkedését is megvizsgálhassák. Ez a technológia különösen hasznos nagy haszongépjárműveknél, amelyek mérete és volumene a valós helyszíni értékelést nehézkessé teszi. Az ilyen korlátozások egy VR környezetben azonban könnyen áthidalhatók.
A VR által támogatott tervezésértékelési folyamatot jelenleg sok új Hyundai modell fejlesztéséhez használják. Ugyan a rendszer még korai szakaszában tart, így használatának észrevehető eredményei még nincsenek, ám számos tömeggyártású modell és koncepcióautó megy keresztül ezen a folyamaton a szériagyártásig. Tavaly október végén mutatták be a Neptune üzemanyagcellás kamiontanulmányt , amelyet a VR által támogatott tervezés segítségével készítettek el. A Hyundai Digitális Formatervezési Csoportja felel a VR-támogatott tervezési kiértékelési folyamat felépítéséért és irányításáért.
Mikor döntöttek a VR-alapú tervezésértékelési eljárás alkalmazásáról?
Young-soo Park vezető kutató: 2018. áprilisától kezdtük el fontolóra venni a folyamat alkalmazhatóságát. Az elmúlt egy év során számos különféle autó fejlesztésében kísérleteztünk a virtuális valósággal és hatékonynak tartottuk a tervezésértékelés szempontjából. Ennek következtében megkezdtük a Tervezőközpontban a VR tervezéskiértékelő épület felépítését, ami márciusra készült el. Ekkor kezdődött el a VR tervezéskiértékelési folyamata.
Miért lehetséges, hogy a VR által támogatott folyamat elég hatékonynak bizonyult ezen a drasztikus változáshoz?
Kyung-won Choi vezető kutató: A képernyőn megjelenő digitális modellezést már régóta használjuk a VR által támogatott folyamatokhoz is. 1996 óta, amikor építettük a Hyundai Coupét, a digitális tervezés kiértékelése a folyamat részét képzi. Kidolgozzuk az autót és mini filmekké alakítjuk, amelyet nagy kivetítőre helyezünk. Úgy gondoltuk, hogy ez költséghatékonyabb és időtakarékosabb, mint az agyagmakett használata, ezért a képernyőn megjelenő digitális modellek használatával az ipar egyik előfutára lettünk.
Ám a relatív hatékonyság ellenére a képernyőn megjelenő digitális értékelés egyértelmű korlátokkal rendelkezett. Mint mindannyian tudjuk, az autók nagy kiterjedésűek. Nehéz egy ilyen méretű tárgyat a képernyőn keresztül értékelni. Számos különféle módszert kipróbáltunk ennek a korlátozásnak a leküzdésére, ilyen például az autó felvétele egy sztereó kamerával és a termék 3D-kivetítővel vagy 3D-s televízióval történő áttekintése. De a torzulás minden alkalommal annyira súlyos volt, hogy új módszer keresésére volt szükség.
Nagyjából 2015 körül kezdődött a VR technológia széles körű terjedése. A HMD (fejre szerelt monitor), ami a VR használatának előfeltétele, fejlettebbé és költséghatékonyabbá vált, ami lehetővé tette számunkra, hogy megfontoljuk a technológia alkalmazását a tervezés értékelésénél. Egyszerűen fogalmazva: a VR tervezéskiértékelési folyamata a meglévő digitális értékelést áthelyezi a síkképernyőről egy virtuális 3D környezetbe. A kétdimenziós képek torzulásai és észlelési korlátai tehát leküzdésre kerültek és a tervezők közvetlenebb módon és intuitívabban tudják értékelni a járművek kialakítását.
Egy termék megtervezése során több szakaszon megy keresztül – melyik szakaszban lép be a VR?
Young-soo Park: Jelenleg csak a korai tervek kiértékelésekor. Mivel azonban a folyamat elméletileg alkalmazható a tervezés minden szakaszára, számos tesztet futtatunk a tervezés fejlesztésének különböző szakaszaiban is. A VR által támogatott értékelések korai eredményei elég ígéretesek voltak számunkra ahhoz, hogy érdekesnek találjuk. Most megpróbáljuk felhasználni ezt a folyamatot a korai terméktervezéshez, a prototípus tervezéséhez és felépítéséhez, az agyagmodell kiértékeléséhez, beállításához és befejezéséhez. A tervezés minden szakaszát javíthatjuk, ha a VR eszközt használunk.
Például a terméktervezés korai szakaszában sok ezzel foglalkozó csapat összegyűjtheti és felhasználhatja a VR-t egy konkrétabb koncepció kialakításához. A VR-ben a régi és az új modell összevethető, hogy megkönnyítse az arányok állítását. Úgy értem, ugyanez a valóságban is lehetséges, mert csak annyit kell tenni, hogy a járműveket egymás mellé állítjuk. De a VR lehetővé teszi számunkra, hogy egy járművet szó szerint átfedésben a másikra helyezzünk, vagy az összehasonlításhoz szükséges egyes alkatrészekre nagyítsunk. Ezek az eszközök megkönnyítik az első digitális koncepcióautó felépítését, amelyről a Digitális Tervezőcsapat tagjai valós időben oszthatják meg egymással véleményüket, amíg a termék megvalósul.
Az autótervezés egyik fontos lépése az agyagmodell kiértékelése. Van különbség a VR által támogatott eljárás és az agyagmodell használata között?
Sung-mook Kang kutató: A tervezésértékelés egyik szakaszában több tervezési javaslatot szeretnénk átfogóan áttekinteni, mielőtt a végleges tervről döntenénk. Az agyagmintákkal, amelyek meglehetősen időigényesek és költségesek, több modell létrehozása nehézkes és nem hatékony. Miután elkészültek, nehéz gyorsan változtatni a modelleken. Ez az oka annak, hogy az agyagminták általában a tervezési folyamat végső szakaszában következnek.
A VR használatával azonban a digitális járművet mind a külső, mind a belső szempontból már a tervezési folyamat korai szakaszában teljes egészében láthatjuk. A távirányító egyszerű mozgatásával értékelhetjük és módosíthatjuk is azt. A VR környezetben egyidejűleg több tucat tervezési javaslatot hozhatnak létre, amelyek bármilyen elrendezésben vagy szögből megfigyelhetőek – így a folyamat valóban hatékony lehet. De még fontosabb az a képességünk, hogy már a kezdetektől kezdve kiértékeljük és befolyásolhatjuk a formatervezést. Itt rejlik a valós költség- és időmegtakarítás.
Young-soo Park: A digitális modellek egyre jobban meghaladják az agyagmodelleket az autótervezés során. Ez nemcsak költségmegtakarítás, hanem sokkal több annál, amire csak a digitális adatok képesek. A tervező szempontjából oly sok különböző szinten megkönnyíti az értékelést. A legjobb dolog a VR által támogatott tervezésértékelési folyamatban az, hogy bármikor tudjuk értékelni és módosíthatunk, amíg a digitális adatok jelen vannak. Természetesen a teljes folyamatot nem végezhetjük el VR-környezetben – legalábbis még nem egészen – így a folyamatunkban mind a VR, mind a valós értékelések egyidejűleg léteznek.
A hatékonyságon túlmenően milyen előnyei vannak a VR által támogatott tervezésértékelési folyamatnak?
Byung-sang Bae vezető kutató: A legnagyobb előny a fizikai korlátok leküzdése. Mint mondtuk, a VR-ben egyszerre több tucat elképzelést tudunk megjeleníteni az egyszerű összehasonlítás érdekében. Valójában nemcsak nem lennénk képesek minden javaslatra maketteket készíteni, de nem találnánk helyet sem arra, hogy az összes járművet egymás mellé helyezzük. Sőt, az autókat úgy tervezték, hogy szabadban mozogjanak. Tehát rendkívül fontos az értékelés a tervező laboratóriumán kívül is. Ha a gépkocsi tervezését korábban a kültéri környezettel összehangolva szerettük volna értékelni, ki kellett vinni a laboratóriumi modellt vagy megvárni, amíg az első tényleges prototípus elkészül. A VR segítségével azonban bármilyen környezetet megjeleníthetünk, amelybe a digitális autót elhelyezhetjük. Beállíthatjuk az időjárást, megváltoztathatjuk a Nap helyzetét, vagy akár éjszakai fényben is értékelhetjük az autót.
A közelmúltban bemutatott Neptune üzemanyagcellás kamiontanulmány már a VR által támogatott tervezési folyamat terméke. Mondana valamit a Neptune tanulmányról?
Kyung-won Choi: Valóban, a VR által támogatott folyamat nagy segítséget nyújtott a Neptune formatervezésében. A nagy tehergépjármű-konstrukciók formáit jellemzően nagyon nehéz értékelni a puszta térfogatuk miatt. Ha a 2D-képernyők torzulásain túl megpróbáljuk értékelni a digitális modellt, vagy megdöbbentően magas költségekkel megépítjük a teherautó agyagmodelljeit, akkor is mindenképpen vesztes helyzet áll fenn. Az ilyen méretű modellek megépítése több százezer dollárba kerül és hosszú időt vesz igénybe, tehát ha azt akarjuk mondani, hogy több javaslatot egyidejűleg szeretnének értékelni, akkor már legalább egymillió dollárt elérő árcédulákra zámíthatunk. És még a modellek építését követően a nagy méret tovább nehezíti a tervezők számára a hely és a tér jó érzékelhetőségét.
A VR viszont megszünteti ezeket a korlátokat. Például csökkenthetjük az autó magasságát a VR-ben, hogy a tervezők korlátozások nélkül láthassák a teherautó tetejét. A járműbe szabadon be- és kiszállhatunk, hogy megvizsgáljuk a belső teret is, ami az agyagmintákkal a valóságban lehetetlen lenne. De a legnagyobb előnye az idő. A digitális modell felépítése sokkal kevesebb időt vesz igénybe, mint az agyagmodell megformázása. A megtakarított idő felhasználható még több tervezési javaslat készítésére. Ebben az értelemben a VR finoman, de nagyon valós közvetett hatással van az általános tervezési minőségre is, mivel a megtakarított idő lehetővé teszi számunkra, hogy nagyobb erőfeszítéseket tegyünk az általános tervezési minőségre. Így érkeztünk a Neptune tervezéséhez, amely őszintén szólva nagyon jól sikerült.
A VR technológia fejlődése ellenére a megjelenített kép továbbra is kissé eltér a valóságtól. Mit gondol, mikor lehet ezeket a hiányosságokat orvosolni?
Sung-mook Kang: Nem tudom megmondani a pontos időt, de ez tényleg csak idő kérdése. A VR technológia és a HMD eszköz folyamatosan fejlődik. Szükségünk lesz egy HMD-re, amely elég magas felbontással rendelkezik a valóság megközelítéséhez. De úgy gondolom, hogy a technológiai fejlődés biztosítja, hogy egy nap eljutunk oda. Viszont mégsem hiszem, hogy a VR által támogatott folyamat teljesen helyettesíteni fogja a jelenlegi valódi modell értékelését. A két módszernek megvannak a maga előnyei és hátrányai, tehát legalább a belátható jövőben ki kell egészíteniük egymást. Az egyik nagy dolog, amelyet a VR nem tud helyettünk megtenni, az anyag textúrájának érintéses szimulálása. Ebből a célból továbbra is valóság-alapú modellekre van szükségünk.
A jövőbeli fejlesztéseket szem előtt tartva, a VR által támogatott tervezésértékelés folyamata vajon valaha teljes egészében felválthatja a mostani folyamatokat? A VR tapintható információinak korlátozottsága csak átmeneti akadálynak tűnik.
Young-soo Park: Ez a dilemma nemcsak a Hyundai, hanem az összes többi gyártó számára is. A jelenlegi VR-környezet csak vizuális információt szolgáltat, így a tárgy más érzékszervi megértése mindig kihívás. Van egy eszköz, amit „adatkesztyű” -nek neveznek, amely lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy megtudja, hol helyezkednek el az egyes elemek a virtuális térben. De ez a felszerelés sem közelíti meg a tényleges tapintható stimulációt. Nehéz megérteni, hogy pontosan hogyan lehet a hordható eszközöket a VR által támogatott tervezésértékelési folyamatban alkalmazni. Tényleg sokat gondolkodunk rajta. Egyelőre azonban a technológiai fejlődés jelenlegi szintje nem elegendő az érintés szimulálására, ami nyilvánvalóan fontos a formatervezés értékelése szempontjából. Nagyon sok időbe telik, mire ezt az akadályt le lehet küzdeni.
Milyen előnyöket várhatnak el a Hyundai ügyfelei e folyamat szélesebb körű alkalmazásától?
Jelenleg nehéz ezt megmondani, mivel a folyamat kevesebb, mint egy éve van használatban. De egy dologra gondolok, hogy a VR formatervezési értékelése elősegítheti a gyártó és a fogyasztó közötti jobb kapcsolatot. Például visszajelzéseket kaphatunk a fogyasztóktól, ha a digitális VR autót nyilvánosságra hozzuk. A VR környezetben a fogyasztók ugyanúgy megszemlélhetik a járművet, mint a tervezőink és visszajelzéseik gyorsan a kész formatervben is visszatükröződhetnek. Itt ismét hasznos lesz a technológia azon képessége, hogy átlépi a tér és az idő korlátait. Ha ez az elrendezés valamilyen módon megtörténik, akkor a fogyasztók segítséget nyújthatnak az ízlésüknek megfelelő autóterv elkészítésében, ami számukra konkrét előnyt jelent.
Ha a tervezés kiértékelésén túl alkalmazni tudjuk a VR technológiát az autófejlesztés minden aspektusára – tervezésre, összeszerelésre, gyártásra, teljesítményértékelésre – akkor drasztikusan csökkenthetjük a fejlesztési időt és a költségeket. Mondhatnánk, hogy még hosszú utat kell megtenni. De a Digitális Tervezőcsapat létezik és azon dolgozik, hogy ez az álom valóra váljon.
Forrás: hyundaimotorgroup.com
