映維網(wǎng)Nweon 2025年09月29日）在美國密歇根州沃倫市的通用汽車全球工匠創(chuàng)新中心，占地萬平的虛擬現(xiàn)實(shí)裝配實(shí)驗(yàn)室正在顛覆傳統(tǒng)汽車制造模式。通過虛擬現(xiàn)實(shí)與人工智能技術(shù)的深度融合，通用汽車允許分布在全美的工程師能如同共處一室般協(xié)同工作，在車輛投產(chǎn)數(shù)年前即可精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)并解決制造環(huán)節(jié)的潛在問題。這項(xiàng)創(chuàng)新不僅大幅節(jié)約研發(fā)成本，更開創(chuàng)了汽車制造業(yè)的“元宇宙”新紀(jì)元。

日前，USA Today分享了通用是如何利用VR技術(shù)來顛覆傳統(tǒng)汽車制造模式：

過去，解決全球汽車公司的制造難題往往需要頻繁的差旅奔波。

但如今，通用汽車的員工即便相隔千里，都能在虛擬空間中運(yùn)用實(shí)操方法協(xié)同解決問題。虛擬車輛裝配技術(shù)不僅比視頻會(huì)議更高效，比航空出行更經(jīng)濟(jì)，更是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重塑通用汽車整個(gè)預(yù)生產(chǎn)體系的縮影。隨著人工智能技術(shù)的引入，利用虛擬空間解決現(xiàn)實(shí)制造難題的流程已變得愈發(fā)精密。

在實(shí)體原型車尚未問世的數(shù)年前，通用汽車遍布全公司的員工就能登錄高度仿真的虛擬工廠（連微波爐都實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)建模），并同步開展車輛研發(fā)工作。

通用汽車虛擬現(xiàn)實(shí)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人馬克斯·西科爾斯基（Max Sikorski）介紹道：“當(dāng)我們?cè)谔锛{西州斯普林希爾工廠進(jìn)行生產(chǎn)建設(shè)時(shí)，所有模擬程序都在這里運(yùn)行。當(dāng)?shù)貑T工無需額外配置模擬系統(tǒng)，他們擁有相同設(shè)備，隨時(shí)可以加入我們。他們彼此可見，實(shí)時(shí)交流，這是元宇宙的真實(shí)應(yīng)用?！?/p>

西科爾斯基領(lǐng)導(dǎo)的虛擬現(xiàn)實(shí)團(tuán)隊(duì)駐扎在沃倫市的通用汽車全球工匠創(chuàng)新中心，這個(gè)占地萬平方英尺的虛擬現(xiàn)實(shí)裝配中心是全球規(guī)模最大的VR實(shí)驗(yàn)室之一。各全球工匠團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)通用汽車的原型車制造、小批量生產(chǎn)、特別版車型研發(fā)及維修工作。

通用的虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目于2022年啟動(dòng)，但從今年起，通用汽車所有未來車型都將經(jīng)過VR測試流程。

今年以來，通用汽車已舉辦六場大型虛擬構(gòu)建活動(dòng)，匯聚全球各廠區(qū)的制造員工在虛擬世界中開發(fā)技術(shù)，優(yōu)化預(yù)試產(chǎn)車輛的細(xì)節(jié)問題。

其核心目標(biāo)是：提前數(shù)年優(yōu)化產(chǎn)品開發(fā)與制造流程，在短期內(nèi)識(shí)別問題，避免制作實(shí)體原型車、改造已建成的生產(chǎn)線或承擔(dān)工傷風(fēng)險(xiǎn)。這種措施為公司節(jié)約了可觀的時(shí)間與資金成本。

西科爾斯基表示：“今年我們未接觸任何實(shí)車就發(fā)現(xiàn)了494個(gè)問題。在我們這個(gè)領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)問題反而是好事——因?yàn)楝F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的問題，未來就不會(huì)再成為隱患?！?/p>

在近期探訪中，巨型黑色隔斷將倉庫分割，僅留出一片凈空區(qū)域：燈光與線纜環(huán)繞的影棚式平臺(tái)構(gòu)成了虛擬現(xiàn)實(shí)測試空間。西科爾斯基解釋道：“大部分區(qū)域需要隔離，因?yàn)檫@里進(jìn)行的多數(shù)工作都屬于機(jī)密。我們處理的是比實(shí)體原型車還要提前數(shù)年的研發(fā)內(nèi)容?！?/p>

西科爾斯基透露，舞臺(tái)正前方幕布后隱藏著計(jì)劃于2028年投產(chǎn)的車型。他強(qiáng)調(diào)：“這不是理論設(shè)想。通用汽車不是在試點(diǎn)，而是在所有車型項(xiàng)目中全面推行這套系統(tǒng)。”

虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展歷程

底特律三大汽車制造商探索虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已逾十年，始終隨技術(shù)演進(jìn)更新流程，而最近將人工智能融入預(yù)生產(chǎn)模擬的舉措，為通用汽車帶來了更顯著的投資回報(bào)。

從今年起，西科爾斯基領(lǐng)導(dǎo)的十余位工程師與制造操作員團(tuán)隊(duì)，將對(duì)所有未來車型進(jìn)行虛擬裝配，同時(shí)監(jiān)測資深員工的身體負(fù)荷數(shù)據(jù)。

虛擬裝配檢查員德韋恩·卡斯韋爾（Dwaine Carswell）正是這樣的專家。作為全美汽車工人聯(lián)合會(huì)代表的員工，在通用汽車工廠擁有超過15年裝配經(jīng)驗(yàn)的他滿足汽車制造商設(shè)定的嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)他移動(dòng)時(shí)，綁縛在身體的傳感器會(huì)通過追蹤系統(tǒng)在屏幕點(diǎn)亮虛擬分身。若使用的身體部位顯示紅色，意味著系統(tǒng)判定：若卡斯韋爾這樣的員工在生產(chǎn)線持續(xù)該動(dòng)作，可能導(dǎo)致勞損或受傷。

相關(guān)數(shù)據(jù)源自西科爾斯基所說的“美國汽車工效學(xué)模型”。所述模型采用雙重標(biāo)準(zhǔn)——第95百分位男性體型與第50百分位女性體型數(shù)據(jù)。若工作對(duì)兩種模型都安全，意味著絕大多數(shù)員工能承受八小時(shí)輪班的動(dòng)作強(qiáng)度。

西科爾斯基指出：“這對(duì)通用汽車有利，因?yàn)槲覀兿Ｍ麊T工能靈活輪崗；對(duì)員工也有益。無論體型大小，都不會(huì)安排從事未經(jīng)體型適配驗(yàn)證的工作。”

通用汽車目前使用Xsens動(dòng)捕服，使卡斯韋爾的數(shù)字分身呈現(xiàn)為部分解構(gòu)的商場人體模型。但西科爾斯基透露，公司正考慮轉(zhuǎn)用電影制作領(lǐng)域的同類動(dòng)捕服。

自項(xiàng)目啟動(dòng)以來，西科爾斯基團(tuán)隊(duì)已追蹤解決超50項(xiàng)人機(jī)工程學(xué)相關(guān)安全問題。他對(duì)比道：“很多公司也做VR模擬，但他們是等問題出現(xiàn)才行動(dòng)。我們做的是探索性虛擬現(xiàn)實(shí)，在車輛投產(chǎn)數(shù)年前就構(gòu)建完整車輛模型，收集人類接觸所有環(huán)節(jié)的反饋。這需要巨大的時(shí)間和資金投入，但我們發(fā)現(xiàn)其回報(bào)價(jià)值無可估量?！?/p>

在參訪時(shí)，通用汽車全球預(yù)生產(chǎn)運(yùn)營總監(jiān)卡斯滕·加爾貝（Karsten Garbe）走向虛擬現(xiàn)實(shí)工作站，對(duì)著某個(gè)巨大車間揮手示意：“這里曾經(jīng)擠滿了制作原型車的工人，而現(xiàn)在如各位所見，幾乎空無一人。”

當(dāng)然，并非完全空置。

團(tuán)隊(duì)建設(shè)

加爾貝估算，原本從事原型車制造的15名員工已轉(zhuǎn)崗至其他部門。憑借高水平技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，他們能輕松完成部門調(diào)轉(zhuǎn)，而這種從實(shí)體制造向虛擬制造的轉(zhuǎn)型為汽車制造商帶來顯著效益。據(jù)通用數(shù)據(jù)，制造單臺(tái)原型車成本可達(dá)10萬美元。

工匠中心擁有700名技術(shù)工人，均需完成四年學(xué)徒期或獲得高級(jí)認(rèn)證。從經(jīng)銷商服務(wù)部門直接招聘是另一條人才渠道，員工需約一年培訓(xùn)才能勝任復(fù)雜車輛制造工作。

這正是他們成為公司虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目理想人選的原因。加爾被表示：“比如當(dāng)其他崗位需要人力時(shí)，他們能完全靈活調(diào)配。從教育背景看，他們適用于我們工廠所有制造和工程領(lǐng)域。這些專業(yè)人士能完成許多人工智能無法勝任的工作?！?/p>

西科爾斯基團(tuán)隊(duì)多數(shù)成員來自通用內(nèi)部，部分是在新冠疫情期間響應(yīng)公司轉(zhuǎn)產(chǎn)防護(hù)裝備號(hào)召的志愿者。加爾貝同時(shí)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)韓國、巴西的預(yù)生產(chǎn)運(yùn)營及中國合資企業(yè)業(yè)務(wù)，管理約2000名計(jì)時(shí)與受薪員工。

除制造團(tuán)隊(duì)成員外，西科爾斯基團(tuán)隊(duì)同時(shí)包含機(jī)械工程師、生物工程師和程序員。解決問題的心態(tài)與對(duì)技術(shù)的好奇心是主要錄用標(biāo)準(zhǔn)：“學(xué)校不教這些內(nèi)容，軟件和設(shè)備都太昂貴。我們只在通用內(nèi)部挖掘人才。我們可以培訓(xùn)車輛知識(shí)，但無法培養(yǎng)對(duì)技術(shù)的興趣?！?/p>

技術(shù)起源

西科爾斯基介紹，在每款車量產(chǎn)前，通用汽車曾制作數(shù)百臺(tái)原型車以確保制造方案能適配生產(chǎn)線。數(shù)十年來，這種試錯(cuò)過程需要大量人力與物資支持。

他回憶道：“這不是最經(jīng)濟(jì)的方式，但當(dāng)時(shí)別無選擇。直到2020年代末，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)終于發(fā)展到能讓我們?cè)谔摂M環(huán)境中用物理法則模擬真實(shí)造車?！?/p>

西科爾斯基所指是車輛部件在虛擬世界的反應(yīng)與現(xiàn)實(shí)世界完全一致。

在數(shù)字裝配廠中物體無法相互穿透，模擬工作的員工必須實(shí)際完成虛擬車輛內(nèi)部的零件安裝動(dòng)作。他們使用的工具與實(shí)體工廠完全一致，虛擬現(xiàn)實(shí)中看到的車輛高度也與生產(chǎn)線完全吻合。當(dāng)零件滑入定位時(shí)，用戶能感受到觸覺反饋提示音。

由于時(shí)間限制——工人需在45秒內(nèi)完成每個(gè)任務(wù)——某個(gè)需要14個(gè)動(dòng)作而非兩三個(gè)動(dòng)作安裝的零件，就可能增加生產(chǎn)線出錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)。

這時(shí)卡斯韋爾的價(jià)值就凸顯出來。即便計(jì)算機(jī)判定某個(gè)動(dòng)作理論上可行，他豐富的裝配經(jīng)驗(yàn)?zāi)芘袛喑鰧?shí)際操作中的不合理之處。

虛擬現(xiàn)實(shí)始于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，而通用汽車自1990年代使用的3D模型能提供精確尺寸與角度。這些數(shù)據(jù)過去用于制作實(shí)體原型，現(xiàn)在則為程序員提供虛擬系統(tǒng)開發(fā)依據(jù)。

西科爾斯基表示：“這樣在計(jì)算機(jī)完成設(shè)計(jì)前，我們無需在實(shí)物上投入資金。”

AI應(yīng)用

即便團(tuán)隊(duì)找到最理想的制造條件，都不意味著流程終結(jié)。制造的車輛同時(shí)必須便于維修，西科爾斯基團(tuán)隊(duì)正加強(qiáng)與通用內(nèi)部服務(wù)專家的合作，讓他們就潛在維修難點(diǎn)提前發(fā)聲。

西科爾斯基舉例道：“組裝時(shí)的部件堆疊方式可能會(huì)影響拆卸難度。過去服務(wù)部門要等到設(shè)計(jì)完成才能介入?，F(xiàn)在他們能協(xié)助我們?cè)O(shè)計(jì)更易維護(hù)的車輛，避免本該兩小時(shí)完成的維修工作花費(fèi)16小時(shí)?！?/p>

團(tuán)隊(duì)目前正運(yùn)用人工智能優(yōu)化制造流程，挖掘公司百年造車數(shù)據(jù)，避免重復(fù)解決數(shù)十年前已攻克的問題。當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)團(tuán)隊(duì)遇到可能增加制造成本或員工負(fù)荷的難題時(shí)，AI數(shù)據(jù)集能快速檢索通用歷史上類似案例及應(yīng)對(duì)方案。

他總結(jié)道：“沒有工程師能完全掌握45年前的技術(shù)細(xì)節(jié)，但AI可以。這樣我們就不必重新設(shè)計(jì)次優(yōu)方案。技術(shù)不是為了取代人力，而是讓工作更輕松、時(shí)間更高效。我們不會(huì)浪費(fèi)數(shù)天時(shí)間去解決已有答案的問題?！?/p>