2021年是元宇宙元年，各大汽車制造商也爭先布局元宇宙。如何為元宇宙賦予生產力，為汽車賦予多維消費空間，為用戶賦予虛實共生世界呢？一起來看一下吧。

2020年，中國全年汽車總產量約為2393萬輛，總銷量為2531萬輛，占全球汽車銷量的32.5%，已連續十二年位居全球第一，中國繼續保持汽車生產和消費大國地位。其中，新能源汽車產銷量呈高速增長勢頭，全年銷量為136.7萬輛，同比增長10.9%，連續六年位居全球第一，動力電池、電驅動等關鍵零部件技術指標持續提升，成為全球汽車產業電動化轉型的重要驅動力[1]。

2020年國務院辦公廳發布新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年），計劃到2025年，新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%左右，實現高度自動駕駛汽車在限定區域和特定場景商業化應用，充換電服務便利性顯著提高。力爭到2035年純電動汽車成為新銷售車輛的主流，公共領域用車全面實現電動化，燃料電池汽車實現商業化應用，高度自動駕駛汽車實現規?；瘧?，充換電服務網絡便捷高效，氫燃料供給體系建設穩步推進，有效促進節能減排水平和社會運行效率的提升。[2]

可以說發展新能源、智能網聯汽車是中國從汽車大國邁向汽車強國的必經之路，也是應對全球氣候變化、實現碳達峰碳中和、建設綠色清潔世界、推動構建人類命運共同體發展的國家級戰略舉措。通過汽車產業與AI、5G、區塊鏈、元宇宙等新興數字技術融合發展，則是實現該目標的重要技術路徑。

2021年是元宇宙元年，汽車制造商爭先布局元宇宙，理想、蔚來、小鵬、吉利汽車先后對元宇宙商標進行了申請注冊；上汽集團則一口氣申請了100個元宇宙相關的商標，使用范圍包括汽車研發、生產、制造和銷售等；2021年9月，寶馬（BMW）推出了虛擬世界JOYTOPIA，其中包括：“Re:THINK”、“Re:IMAGINE”和“Re:BIRTH”三個主題，BMW集團通過虛擬世界向用戶展現企業未來的發展戰略，包括：循環經濟、電動交通、城市交通和可持續性?，F代汽車也在Roblox平臺上發布了一款展示現代汽車創新車型和未來移動出行解決方案的游戲Hyundai Mobility Adventure。通過該游戲用戶可以參加節日慶典、進行車輛展示以及溝通互動。

雖然元宇宙與車企的主營業務還未發生直接化學反應，各大車商扎堆入局也僅限于品牌推廣、展廳構建、銷售等輔助業務，但基于下一代互聯網的暢想，未來必將有更多的車企加入元宇宙行列。如何為元宇宙賦予生產力，為汽車賦予多維消費空間，為用戶賦予虛實共生世界，則是本文重點討論的內容。本文計劃用《車企扎堆入局“元宇宙”（一）——研發制造視角》，《車企扎堆入局“元宇宙”（二）——智能體驗視角》兩篇文章介紹汽車產業+元宇宙的應用場景和意義。

汽車研發制造是一個涵蓋材料科學、機械設計、控制科學等多學科的復雜系統過程。目前，國內外主要汽車企業已經建立起完整的研發、制造的數字化管理體系。大量數字化設計技術和虛擬仿真技術的發展和集成，使得數字原型、虛擬樣機、數字樣機、全功能虛擬樣機等在汽車產業得到廣泛應用，大量虛擬樣機被應用到運動仿真、裝配仿真和性能仿真當中。而為元宇宙賦予生產屬性則是加速汽車產業數字化升級，加快實體產業與虛擬經濟融合，實現汽車元宇宙虛實共生目標的關鍵。

一、元宇宙+汽車研發

汽車研發簡單說可以分為：概念設計、工程設計、生產準備等三個階段。概念設計階段包括：市場情報信息分析與規劃，造型設計，汽車總體設計與人機工程設計，汽車概念模型設計，目標車型分析等步驟。工程設計包括：車身設計、儀表板與內外飾設計、底盤平臺設計、電氣系統設計、動力系統設計、空氣動力學分析、運動學分析、性能分析、整車及零部件設計優化、CAE分析、數字化電子樣車設計（DMU）。生產準備包括：整車與零部件性能與工程評價、生產工藝分析、樣車試制和試驗、模具-夾具-檢具制作。

元宇宙系列技術利用在3D視覺上“所見即所得”優勢，將為汽車設計、研發提供全新數字化體驗。

1. 提高汽車工程設計的數字化和構件化

目前，由于數字孿生在物理對象和虛擬對象的映射過程中，需要大量對物理對象進行數字化建模，受限于與物理對象在幾何、物理、行為和規則等特征上的千差萬別，數字孿生的建模、使用和維護成本高昂，大都全面用于航天、航空、船舶等價值高昂的產品，且定制化的特征明顯，很難全面很難普及。例如：美國國家航空航天局(NASA)基于數字孿生開展了飛行器健康管控應用；美國洛克希德·馬丁公司將數字孿生引入到F-35戰斗機生產過程中，用于改進工藝流程，提高生產效率與質量；中國航天科工集團在武漢國家航天產業基地衛星產業園正在開展基于數字孿生、柔性智能、云制造的新型研制生產模式。

而在汽車產業這樣的消費品中大范圍使用數字孿生技術最重要的是需要考慮如何降低數字孿生體的構造成本。

目前，數字孿生在實際應用中主要分為關鍵零部件孿生體，設備孿生體和系統孿生體等關鍵構件。各種數字孿生構件之間又形成層次型、關聯型和點對點型等關系。層次型關系是單個零部件孿生體與多個零部件孿生體構成的組合關系，關聯型關系是孿生體依托物理功能的關聯性構成的依賴關系。點對點型關系是對等孿生體之間的建立的非依賴型關系。

雖然，在數字孿生的構造過程中，呈現構件化特性，但受限于單一企業和單一應用場景，數字孿生構件數量有限，映射、生成、維護數字孿生構件的機構單一（主要集中在總裝工廠），數字孿生構件很難在大范圍場景中應用，限制了進一步的工程設計數字化。

元宇宙具備社會化、全員海量創作屬性，可以在汽車產業的個人（工作室）、設計企業、零部件企業、設備（裝備）企業和總裝企業之間建立社會化的數字孿生構件設計、生成、交易、維護、測試等全生命周期管理的數字化生態。利用元宇宙多維數字空間，可在更小粒度的汽車零部件上建立數字孿生體，通過數字孿生構件組裝特性，實現從小到大的積木式數字對象堆砌；利用元宇宙社會化對等交易網絡，實現數字孿生構件的點對點可信交易，從而將數字孿生構件的構造與使用分離，極大提高數字孿生體的應用范圍，降低構造成本。

元宇宙是將數字孿生普惠化、工具化、標準化的數字網絡基礎設施。

2. 基于操作型全息投影技術的汽車設計工具

在漫威系列電影中，大量采用操作型全息投影技術作為新型武器的設計工具，例如：鋼鐵俠的馬克系列裝甲?？梢哉f操作性全息投影是設計師們的終極設計利器，相較于傳統紙筆、計算機輔助設計軟件（CAD）、膠泥模型等設計工具。操作型全息投影技術具備成本低、仿真度高、視覺3D、透視度高、操作性強等優勢，是下一代設計工具。

汽車作為一個擁有一百二十多年歷史，標準化、商品化的成熟產品，除外觀設計外，其功能性部件早已實現組件化生產和裝配，具有零配件復用程度高的特點。在操作型全息投影設計工具的加持下，能更高效地對不同功能性部件進行組裝設計和測試，在與數字孿生技術配合下可通過性能參數的3D調優，實現“所見即所得”的設計效果。

目前，操作型全息投影技術還是前沿型技術，有很多技術難題亟待解決，遠未進入產業應用階段。英國格拉斯哥大學的一個工程師團隊提出基于全息投影的物理交互的觸覺系統^[4]，可完全不需要穿戴或手持外圍設備下實現具備物理反饋的全息操作，比傳統的VR/AR系統更加輕便。該系統主要由偽全息顯示、手勢識別模塊和觸覺反饋設備等三個組件構成，其核心是利用名為: Aerohaptics的氣動反饋系統，當用戶操縱虛擬物體時，該設備使用指向用戶手上的加壓空氣噴射，來復制觸摸感覺，同時它還提供位置和強度控制，以適應各種交互場景。

氣動反饋系統示意圖

來源：Aerohaptic Feedback for Interactive Volumetric Displays^[4]

隨著未來全息投影物理反饋技術更加精確化，操作型全息投影帶來的全新設計體驗將使設計師愛不釋手，使設計工作變得更加有趣和高效。人類的設計工作從實物設計到圖紙設計、再到計算機輔助設計，最終將突破物理瓶頸實現全息3D的虛擬化設計階段。

3. 數模模型設計與虛擬驗證

在工業設計中，利用數字孿生技術提高設計的準確性，并通過虛擬仿真試驗驗證產品在真實環節中的性能，成為數字孿生技術賦能產品設計最為重要的應用場景。目前，在汽車產品的數字模型設計方面，首先，常使用計算機輔助設計工具（CAD）設計出滿足技術規格和功能需求的產品原型，并記錄汽車的各種物理參數。其次，通過在數字化驗證平臺上進行一系列可重復、可變物理參數、可加速的虛擬仿真實驗，來驗證汽車在多種外部環境下的性能和表現。最終，通過反復驗證和參數調整獲得最優化的汽車產品原型設計。這種在設計階段就驗證產品的適應性，并通過仿真找尋缺陷，對產品的性能和表現進行不斷優化的設計概念已經被廣泛地在汽車設計行業中應用^[8]。

特別是在車輛抗毀傷性能評估中，虛擬化評估手段將極大降低評估成本、擴大評估范圍。汽車作為連續工作在多樣化氣候和路況條件下的產品，其殼體材料、內部構造、零部件以及功能等在工作過程中均有可能出現異常狀態。而不同的毀傷源(例如碰撞、粉塵、外部攻擊等)也都會對車輛造成不同程度的傷害，因此需要對車輛進行抗毀傷性能評估?，F階段對其毀傷評估一般采用物理模擬毀傷的方式，但是這種方式費用高、精度低、置信度差。例如：美國的NCAP（New Car Assessment Programme），歐洲的“Euro-NCAP”，日本的“J-NCAP”，中國汽車技術研究中心 (簡稱“中汽研”)的 C-NCAP，中保研汽車技術研究院（簡稱中保研）的C-IASI等都是采用實車物理抗毀測試。

北京航空航天大學團隊基于數字孿生提出一種基于數字孿生技術的車輛抗毀傷評估方法，從材料、結構、部件及功能等多維度對車輛的抗毀傷性能進行虛擬數字化綜合評價。其通過對實體車輛與虛擬車輛的實時信息交互與雙向真實映射，實現物理車輛、虛擬車輛以及服務的全生命周期、全要素、全業務數據的集成和融合，從而提供可靠的抗毀傷評估的服務。將虛擬驗證與實體實驗有機結合，不但為科研人員提供了前所未有的豐富數據資源，也為客戶服務提供了更為全面的數據支持。

而基于元宇宙的虛擬驗證則是將通過建立車輛虛擬數字3D模型，包括：幾何模型、物理模型、行為模型以及規則模型等多維度融合的高保真模型，逼真地刻畫和映射物理車輛的狀態。并通過在元宇宙中保存的路況數字模型、氣候數字模型、空氣動力模型、以及事故碰撞模型等多維虛擬數字環境條件，開展海量、動態的車輛性能以及安全性虛擬測試。

通過對元宇宙數字環境條件的動態變化和突發事故模擬檢驗車輛在材料、總體結構、部件、功能方面是否達到設計預期?；谠钪娴奶摂M驗證能夠實現對車輛的材料性能、結構變化、部件完整性以及功能運行進行精確的仿真，從而對車輛的設計性能進行精準預測與可靠評估，使車輛的毀傷情況和抗毀傷性能得到更加全面和深入的了解。并且可通過虛擬現實技術，將整個驗證過程3D可視化的展示出來，構成模型和形式化的多維精確驗證。

4. 助力汽車獨立設計服務商品化

目前，汽車整車設計機構主要以汽車制造商的設計部門和研究院為主，但是近年來，也活躍著一些獨立設計公司，例如：國際上比較知名的ItalDesign Giugiaro、Pininfarina、Bertone Design等，國內也有上海龍創、同濟同捷、阿爾特、長城華冠等。但由于汽車獨立設計公司受限于工程設計上的劣勢，主要是以概念設計為主，且主要為汽車制造商提供外觀設計，例如：ItalDesign Giugiaro為奧迪提供設計；Ghia為福特提供設計等。由于汽車獨立設計企業與車企的設計部門存在競爭關系，汽車獨立設計企業一直以來處于夾縫中生存，市場前景并不樂觀。

元宇宙為汽車獨立設計公司帶來了更加廣闊的發展空間。首先，在元宇宙環境下的大量工程設計基礎設施被數字化和虛擬化，通過數字孿生將車身、儀表板與內外飾設計、底盤平臺設計、電氣系統、動力系統等構件化，通過構件的組合利用，可彌補汽車獨立設計公司在工程設計方面的經驗缺少。其次，元宇宙中VR、AR、MR等視覺系統將汽車獨立設計公司原有的2D靜態設計稿，提升至3D動態汽車模型，外觀、內飾、底盤平臺設計、電氣系統、動力系統設計等都將和汽車生產制造的數字孿生無縫銜接，極大提高汽車設計的穿透性。最后，汽車獨立設計公司的成果，在元宇宙世界里，不光只為單一汽車制造商服務，而是可形成游戲、電影、評測等直接模型和素材，通過元宇宙的數字化點對點的交易網絡實現汽車設計的商品化和服務化。

5. 樣車評估從設計者評價到用戶評價

2016年，達索系統公司針對復雜產品創新設計，建立了基于數字孿生技術的3DExperience平臺，利用用戶交互反饋的信息不斷改進產品的數字化設計模型，并反饋到物理實體產品中。2018年5月，達索航空公司將3DExperience平臺用于新型戰斗機研發，以及“陣風”系列戰斗機和“隼”式商務客機的生產能力提升方面；同年6月，土耳其航空工業公司宣稱將在TF-X第五代戰斗機研制中采用該平臺。^[6]

類似通過用戶對樣車的動態反饋，實現類似軟件項目管理中的最小可行化產品（Minimum Viable Product MVP）理念，是互聯網車企追求低成本、高效、快速迭代的造車目標。但此目標難以在現有的汽車研發平臺中實現，因為和軟件研發行業相比，車輛是一個現實的物理實體，其無法通過互聯互通的網絡直接實現動態反饋。常見的車企客服回訪、問卷調查無法細致的記錄用戶真實反饋細節。

元宇宙建立的虛實共生體，是將車輛物理實例對象和虛擬實例對象之間建立了一對一的直接映射，通過樣車自身的傳感器將用戶使用客觀情況動態反饋到車企平臺的虛擬對象中，車企對于樣車的虛擬對象可以進行一對一的詳細觀測，車輛在用戶實際使用過程中材料、總體結構、部件、功能方面的細微擾動都將被穿透式的記錄和分析。對于用戶的主觀評價，車企將建立車輛物理實例對象和虛擬規格對象之間建立多對一的直接映射，用戶對樣車的外觀、性能、安全性等主觀期望和評價，將動態綜合的反饋到樣車的虛擬規格對象中，從而實現樣車評估從設計者自評價到用戶評價的設計模式轉變。

二、元宇宙+汽車制造

2017年，洛克希德·馬丁公司在F-35 沃斯堡工廠使用了數字孿生技術的“智能空間平臺”，將實際生產數據映射到數字孿生模型中，并與制造執行和規劃系統相連，提前規劃和調配制造資源，從而全面優化生產過程。據估計，應用數字孿生等新技術后，每架 F-35 戰斗機生產周期將從目前的22個月縮短到17個月，制造成本降低10%^[6]。美國國家航空航天局(NASA)也基于數字孿生開展了飛行器健康管控應用。

在國內，將數字孿生用于生產制造的主要有航天、航空故障預測和維護，船舶全生命周期管理、復雜機電裝備故障預測與健康管理，汽車抗毀傷測試等領域。在中國制造2025、互聯網+制造 、制造業服務化、云制造等概念推陳出新，“數字孿生車間”也孕育而生?！皵底謱\生車間”主要通過對傳統車間管理的生產要素、生產計劃和生產過程管理的數字化復制，形成以數據為驅動的虛擬仿真車間，實現物理車間與虛擬車間的雙向映射、實時交互，將生產要素、生產任務、生產流程，全業務融合，為智能制造提供全面的數據支撐和質量保障?！皵底謱\生車間”的特點是以數據驅動、虛實融合和業務融合為主，是將傳統車間中的幾何、物理、行為和規則等多元屬性，降維到二維屬性，以提高模塊之間的數據利用效率。

“元宇宙數字車間”是在“數字孿生車間”基礎上對虛擬空間的操作和呈現恢復其三維屬性，使虛擬空間的仿真更真實，更具備操作性和實時反饋能力?；凇霸钪鏀底周囬g”可以更真實的展現生產要素在生產過程的發展變化，特別是依托全息成像、VR、AR等3D顯示設備提供的設備健康、能耗管理、原材料、半成品、成品質量監控等；可以更準確的對生產計劃的進行沙盤預演、預測與矯正；可以實現更細粒度的生產任務跟蹤和調度。隨著元宇宙概念的普及，元宇宙正在從娛樂、游戲等消費領域逐漸影響到生產領域，特別是汽車這種高端消費品。

1. 立體多維生產過程管理

制造型企業經過多年的信息化洗禮，現已形成了以CRM、BPM、PLM、ERP、SCM、MES等為核心的一系列企業生產管理系統，其中生產過程執行管理系統（MES）作為生產執行層，起到了上承企業管理系統、智能分析系統，下啟設備管理系統的中間橋梁作用。MES主要由生產計劃管理、生產調度管理、作業執行管理、物料管理、設備管理、品控管理、工具管理、人員管理和數據看板主要功能構成。但以MES系統中心的生產過程管理，依然是時間維和數據維組成的二維信息模型，是將物料清單（BOM），設備狀態，產品狀態等物理多維實體對象降維為二維數據結構，以車間操作端的顯示器為2D呈現形態，以業務流程為數據串接工具的信息化模型。

傳統生產執行管理的信息化模型中，是將生產計劃和調度降維為時間和任務的信息模型。而“任務”本質上是一組符號狀態，是幫助生產相關人員聚焦的抽象對象?；谠钪娴臄底只a管理，則是將任務具象化，不同的生產任務具象化形式不盡相同，在汽車生產過程中，任務的具象化主要是包括：底盤、車架、發動機、整車等半成品或成品的物理生產對象，生產計劃和生產調度是通過元宇宙數字化車間的全息3D控制臺，直接將時間維度賦予多維的物理生產對象，生產計劃的中涉及的成本、物料、人員、電能、設備等生產要素與工期的動態調整將直接針對物理對象實現，從而為傳統MES系統提供全息排產和動態生產調度能力。

傳統制造生產過程監控是通過信息系統看板和現場巡視兩種方式構成，信息系統看板雖然可以通過數據呈現覆蓋大量生產實時信息，但降維后的數據與數據之間的抽象關系，已經不具備物理對象屬性，無法自然暴露潛在生產風險；現場巡視雖能直接看到物理對象的生產關系，但管理成本高，且缺乏對物理對象的穿透感知。利用元宇宙的數字化生產管理實現將實際物理生產要素映射為多維數字孿生對象模型，然后再將實際生產實例信息實時同步到數字孿生模型中，形成數字生產孿生。

生產過程監控則可直接利用全息投影、VR、AR等3D透視監控工具，對數字生產孿生的生產整體運行狀態和局部加工過程進行穿透式監控。特別是針對汽車底盤調校、發動機安裝、車架焊接等關鍵工序，可通過元宇宙的多維視角，全方位的觀察汽車生產過程的質量風險和生產進度風險。

原有數字孿生主要是針對數字化車間、設備以及產品數字孿生規格模型。而汽車作為一種高端消費品，在銷售后具備差異化的使用狀態特征，其生命周期也常常在15年以上。建立獨立于數字孿生車間而存在的汽車實例產品孿生，可將數字化管理模型繼續向消費級產品擴展。利用元宇宙多方參與、海量創作和分布式數據存儲特點，不僅在車輛規格級別建立全息數字孿生規格模型，還為每輛出廠的車輛建立1：1的全息實例級數字孿生。

全息實例級數字孿生將跟隨車輛出廠-使用-保養-維修-報廢等活動，在汽車制造廠商、4S店、消費者、車管所之間實現流轉和交易，并為車輛提供全生命周期的數據采集、更新和升級。在售后服務過程中，消費者、維修人員和車輛管理人員都可利用AR工具，對車輛的規格數據和使用實例數據進行透視檢查和維護。

2. 利用3D顯示技術提供汽車制造數字化車間設備健康管理

目前，汽車數字化、自動化生產線已經在車企中普及，例如：上汽大眾MEB工廠始建于2018年，該工廠已實現84%自動化生產，有946臺機器人，加工深度67%。擁有立體在制品庫存系統，極大程度上縮減了空間成本、減少了人力，依靠RFID技術可以實現每一輛車每一個生產工藝的實時監控。大量計算機、自動化設備、機器人涌入汽車生產流水線，代替人工裝配、噴涂等，從而構成數字化、自動化車間。數字化車間設備的故障預測和健康則需要7*24小時不間斷的實時監控和預警。

數字孿生為機器人建立動作行為模型，通過攝像設備捕捉裝配機器人動作，并利用圖像動態數據與行為模型對照，檢查其動作穩定性；為關鍵核心設備建立物理模型，通過在齒輪箱、電機、軸承等關鍵設備上安裝傳感器，利用溫度、轉速、壓力、震動等數據與物理模型的對照，監控設備的健康程度；為噴涂設備建立化學模型，通過化學傳感器實時采集油漆倉化學數據，并與化學模型對照，檢查化學穩定性。數字孿生將制造車間的關鍵環節數字化到虛擬數據中，通過的數據行為和規則的比對分析，快速捕捉潛在故障。

數字孿生建立的數字化車間是通過將真實車間的設備降維為二維數字化空間，利用計算設備復制重建設備的幾何、物理、化學、行為等屬性。而數字孿生下的數字化車間依然還是二維和局部顯示的。通過元宇宙對數字孿生賦予三維圖像的采集、處理和顯示能力，則可將數字化車間中的二維數據升維到三維數據，更加逼真和全面的構建全息3D數字化車間。

首先，利用3D激光掃描儀器將現實車間的布局、構造、設備等的幾何數據采集并建立元宇宙車間的靜態3D模型；其次，將數字孿生機器人動作行為模型、核心設備物流模型、噴涂設備的化學模型，導入并重建其三維行為、規則屬性，建立元宇宙車間的動態3D模型。

利用全息投影將數字車間的動態3D模型投放到監控沙盤上，車間管理者可360度觀察車間現場運營實況，也可回放過去動態圖?；谌⑼队凹夹g的元宇宙數字車間將實體車間的總體和局部全方位的呈現在管理者面前，管理者可通過3D透視影像，觀察由幾何、物理、化學、行為等數字模型構造的汽車部件制造和總裝流水線上的微觀細節。元宇宙數字車間將大幅降低設備巡檢和健康管理的人員和成本。同時，當巡檢員帶上AR設備在設備現場檢查和維護時，可實現對該設備生產、安裝、運行、維護等全生命周期的信息的現場實時呈現，AR設備也能對潛在生產風險進行預警。

基于元宇宙汽車制造數字車間，對于全自動化、全數字化的車輛總裝流水線具備良好的兼容性，利用現有的數字孿生車間的機理模型即可擴展至元宇宙數字車間。元宇宙數字車間具備更逼真的人機交互和更全面的數字化呈現，更具備生產微觀監控的穿透性，必然是未來智能制造的不可獲取的基礎設施。

3. 基于元宇宙的整車出廠數字化檢驗

檢驗是指利用工具、儀器或其他分析方法檢查原材料、半成品、成品是否符合特定的技術標準、規格的過程。整車出廠檢驗是對總裝完成的每輛車輛進行符合性、功能性等多項客觀測評，是對零部件組裝后的一個新系統的評價，也是車輛出廠前的最后一道工序。對檢驗合格車輛直接出具合格證明，最后進行交付入庫。對有故障的車輛需要進行故障排查，重新復檢合格后才能出具合格證明。

整車出廠檢驗是汽車制造廠商對車輛質量保障的最后一道把關，直接關系著消費者生命財產安全和道路交通安全，一直以來都處于非常重要的地位。

雖然，大量采用全自動化的汽車總裝流水線的生產下線可以用分鐘級來衡量，以特斯拉上海超級工廠為例，在2022年，Model Y生產線大約可以每34秒能下線一臺車，而Model 3生產線大約可以在55秒下線一臺車。但是，在最后出廠檢驗時，車輛光做淋雨試驗一項就要花費5分鐘，可以說整車出廠檢驗的效率決定了汽車真正的生產效率。

中國的整車出廠執行強制的出廠檢驗規定，檢驗內容主要包括：外觀、內裝和車門檢查，電器檢查，四輪定位、大燈調整，側滑試驗，輪轂檢測、車速表校準，底盤檢查、尾氣分析，淋雨試驗，路試檢查等。雖然各級別和各廠家在檢驗項目上略有差異，但主要的靜態檢驗和動態檢驗基本都必須涵蓋。

目前，各廠家為提高整車出廠檢驗效率，也通過建立綜合檢驗臺、流水線自動檢驗等方式提高檢驗速度，例如：將四輪定位檢測臺、軸重測量臺、制動性能檢查臺、側滑檢測臺、尾氣檢測臺、燈光檢測臺、淋雨房等設備布置為流水檢驗線，通過淋雨測試后開出檢驗線并展開路試。通過自動化流水檢驗線提高了檢驗速度，但并未解決汽車物理實體檢驗所必需的時間。例如：淋雨測試和路試等。

采用基于元宇宙的數字化整車檢驗，將構建一個數字化、虛擬化的車輛檢驗室，檢驗室由車輛全息數字孿生規格數據、車輛全息數字孿生實例數據和模擬檢驗場景數據構成。車輛全息數字孿生規格數據是標準物理車輛的3D數字化孿生，是車輛產品規格和國家標準的數字化對照模型；車輛全息數字孿生實例數據，則是數字車間生產線下線后根據車輛物理實際數據生成的車輛孿生模型實例；在數字化整車檢驗過程中，通過對車輛全息數字孿生實例數據與車輛全息數字孿生規格數據的自動化對照完成車輛出廠的靜態檢驗；通過對路況、天氣、駕駛等場景的數字化模擬，實現車輛出廠的動態檢驗。

基于元宇宙的數字化整車檢驗，不僅可以節省檢驗成本，提高檢驗效率，更重要的是可以通過海量的動態場景模擬，全方位的檢驗車輛的安全性和性能。未來車輛全息數字孿生實例數據還可同車輛車載電腦的實際使用數據進行實時對照，為消費者提供全生命周期的車輛狀態和安全風險預警。

（未完待續）

參考文獻：

工業和信息化部裝備工業發展中心.《中國汽車產業發展年報2021》.

國務院辦公廳. 新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）.http://www.gov.cn/zhengce/content/2020-11/02/content_5556716.htm

陶飛,劉蔚然,張萌,胡天亮,戚慶林,張賀,隋芳媛,王田,徐慧,黃祖廣,馬昕,張連超,程江峰,姚念奎,易旺民,朱愷真,張新生,孟凡軍,金小輝,劉中兵,何立榮,程輝,周二專,李洋,呂倩,羅椅民.數字孿生五維模型及十大領域應用[J].計算機集成制造系統,2019,25(01):1-18.DOI:10.13196/j.cims.2019.01.001.

Adamos Christou, Radu Chirila, and Ravinder Dahiya.seudo-Hologram with Aerohaptic Feedback for Interactive Volumetric Displays

百度.Apollo智能交通白皮書

本刊編輯部.美歐軍工領域發力數字孿生技術應用[J].國防科技工業,2019(02):36-37.

李普超,丁首辰,薛冰.從汽車智能化發展到汽車行業“元宇宙”展望[J].內燃機與配件,2021(24):164-166.DOI:10.19475/j.cnki.issn1674-957x.2021.24.054.

麻晨,董方岐,胡成琳.數字孿生技術在汽車行業中的應用[J].信息技術與標準化,2021(11):23-27.

胡云峰,曲婷,劉俊,施竹清,朱冰,曹東璞,陳虹.智能汽車人機協同控制的研究現狀與展望[J].自動化學報,2019,45(07):1261-1280.DOI:10.16383/j.aas.c180136.