中国工程院院士谭建荣：产品数字孪生与汽车智能制造关键技术趋势

2019年8月10日，由中国高科技行业门户维科网主办的“ 2019中国智能汽车高峰论坛”在上海新国际博览中心圆满落幕！

在本次智能汽车高峰论坛上，中国工程院院士 、浙江大学教授谭建荣带来了《产品数字孪生与汽车智能制造——关键技术与发展趋势》的主题演讲。他认为汽车工业不仅仅推动其本身的发展，更带动了整个制造业的发展，推动了整个人类文明的进程。

中国工程院院士 、浙江大学教授 谭建荣

在下滑的汽车市场之下，自主品牌同样面临巨大的挑战。问题主要来自设计及产品开发上。而虚拟现实技术恰恰为汽车的设计生产提供了巨大能量。随后谭建荣院士以多家知名车企为例，展示了各种虚拟现实技术在汽车制造中的应用实例，并对未来趋势做出了分析。

以下为谭建荣教授的发言内容，智能汽车网编辑做了不改变原意的整理及编辑。

演讲原文：

维科网在上海举办人工智能大会，我觉得意义非常大。今天能够冒着风雨来到会议现场都是真正对这个技术有兴趣的人。我演讲的内容包括产品数字与汽车智能制造关键技术与发展趋势。

对于汽车，我们要看看市场环境怎么样？汽车工业到底存在什么问题？有哪些优势？今后怎么做？这些都是每个汽车行业内人士很关心的问题。

汽车是现代文明的重要标志，是全球规模最大，也是最重要的产业。卡尔·奔驰先生发明了世界上第1辆汽车，并且申请了汽车第1个发明专利。可见，奔驰是非常注重知识产权保护。

在汽车大规模生产方面，美国福特公司的贡献最大。美国福特公司第一任老板老福特提出了公差配合的理论。有了公差配合，就有了互换性；有了互换性，专业化生产才成为可能；专业化生产可能了，汽车才能大批量生产。

由于有了公差配合，就有了专业化生产，从而有了流水线生产。由此世界汽车制造的中心就从德国和法国转移到了美国，美国成为汽车制造第一大国，也是汽车制造第一强国。不过，汽车大批量生产在上个世纪后半段遭遇了严峻的挑战。

汽车工业精益生产是丰田公司首先实施的，但是精益生产的理念、理论方法是美国学者总结的，之后，他们又在精益生产的基础上提出了准时制造的理念。精益生产加准时制造就成为精准生产。所以现在汽车工业不仅推动了汽车工业本身的发展，还带动了整个制造业的发展，推动了整个人类文明的进程。

自2018年下半年以来，全球汽车工业正面临着寒冬。但在全球汽车不景气的背景下，两大公司在全球销量还超过了1000万辆。一个是德国大众，另一个是日本丰田。这两家企业去年销量超过1000万辆的原因有很多，但最主要的原因还是具有领先的设计技术、制造技术。

随着市场竞争日趋激烈，国产品牌、自主品牌的汽车将面临巨大的挑战。乘用车、商用车销量同比下降，即使新能源汽车销量有所上升，但是其发展还面临着的很多困境。李克强总理最近访问了日本，日本安排让他去参观丰田公司，李总理看了大吃一惊，因为丰田公司的技术，特别是新能源汽车的技术是非常先进，国内不少企业与国外发达国家相比还存在比较大的差距。

对于中国品牌乘用车市场份额不断下降的问题，该如何应对呢？我认为在技术上主要还是设计问题，国内不少制造企业新产品开发能力偏弱，真正有创新的车型还很少，大部分还是停留在仿制阶段，或者是改进型的设计比较多。要实现创新就需要用到虚拟现实、图形仿真技术。通过可视化技术装配产品就要依托计算机图形学、CAD图形仿真；通过物理感知构造汽车数字样机，则要用AR技术实现虚实融合。

目前，我国正处于数字制造阶段，将来还要推广智能制造。现在号称智能制造的企业很多，但实际上还没有达到智能制造的程度，大多是数字化制造、信息化制造、网络化制造，顶多是个自动化制造，离真正的智能化制造还有较大的差距。

现在汽车工业也开始重视智能化制造。但是大家对智能制造的理解不一样，一些人把过去做的信息化、数字化、网络化的制造，改头换面当智能制造，就是新瓶装旧酒。

我们首先要搞清楚什么是智能制造，我通过学习和研究，提出智能化设计制造、智能技术跟制造技术的融合，智能制造是对产品前生命周期中设计加工装备等环节的制造活动进行知识表达与学习，信息感知分析，智能决策与执行，实现制造过程，制造系统与制造装备的知识推理，动态传感和自主决策。

智能汽车包括虚拟现实技术、大数据、人工智能、产品设计、加工、装配、管理服务等环节。而5G有助于智能制造的发展，它具有传输性、快速性、大流量三个特点，这三个特点最典型的应用就是虚拟现实。4G时代的传输性、快速性、响应性达不到虚拟现实的要求，而5G的大流量，快速传输等特性，使得虚拟现实能够成为智能设计的一个主要手段。

虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技术生产一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境。在虚拟环境中，用户通过使用各种交互设备，同虚拟实体互相作用，进行具有身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流。虚拟现实系统具有三个特点，第1个就交互性，第2个就是沉浸性，第3个就是构想性。

虚拟现实之后美国又提出增强现实，增强现实有两个层面的理解，一个层面理解增强现实就是把真实录像的图片跟计算机生成的图像进行有机合成融合，这是一个结论。第二个解释是在真实世界上看不到的东西，通过虚拟现实能够看到；真实世界上听不到的东西，通过虚拟现实能够听到；在真实世界里面难以想象的东西，可以在虚拟现实当中实现。虚拟现实有很多种类，有简易型、沉浸性、共享型等。