汽車主機廠模型設施模式師技能現狀及發展

張霓 李林 王旭飛

東風汽車公司技術中心 湖北省武漢市 430058

1 歷史概述

從20世紀70年代開始，計算機輔助設計在汽車行業中開始流行，主要以零部件為設計對象，從20世紀90年代中期開始，面向整車設計開發的汽車虛擬制造應運而生。目前國內外已經廣泛采用了現代汽車設計技術，它是以計算機應用技術為基礎的CAS計算機輔助造型，該項技術的應用，大大縮短了汽車設計開發周期。應用CAS進行二維和三維創意設計，通過動畫渲染和EVC虛擬現實展示，使造型設計展示實現了多樣化。

計算機輔助設計發展迅速，并在車身設計中帶來了越來越多的新造型技術以進行三維模型建模，油泥模型的相當一部分工作已經開始被數字化建模和多軸銑削加工代替。計算機建模可以更好地按照限定的總布置條件構造汽車的設計外表面，制作虛擬的汽車模型；多軸銑床可以快速地按照數據把油泥模型加工成造型合適的汽車模型，減少油泥模型師手工制作的工作量，銑頭與三坐標的結合也已經普及。 另外，為了更方便幾個項目同時展開，還有可移動數控機床可迅捷移動到各油泥模型間快速加工或修改油泥模型。

2 國內主機廠現狀

進入二十一世紀以來，中國汽車產業迅猛發展，產業規模迅速擴大，已經成為世界最大的汽車產銷國，我國汽車工業逐步完成產品結構和技術結構優化升級，基本實現關鍵技術的自主研發，形成持續的創新能力，逐步創立具有國際競爭力的自主品牌。

計算機輔助設計解決了傳統車身設計方法固有的開發周期長、設計累計誤差大等難題，在一定程度上縮短了開發時間和降低了成本，替代了傳統的手工制作油泥模型內芯和相當一部分內飾油泥模型的工作，使得設計師可以把更多的時間和精力用在設計思想的表達上，可以更關注造型設計方案的細節完善及整體造型效果的完美追求。尤其是虛擬現實技術的發展，讓一些激進、狹隘人士開始懷疑油泥模型存在的必要性。

有一段時期，為了縮短開發周期，快速出設計方案，設計師嘗試而通過計算機輔助設計和虛擬現實技術實現創意設計效果，忽視在油泥模型上的方案推敲，油泥模型師的主要角色只是機械地用數控加工設備將數據變成油泥模型，然后進行表面裝飾，但是通過計算機屏幕很難把握復雜微妙的造型曲面，最后出來的模型造型效果往往出現比例不協調、細節生硬、缺乏生動的語言和活力等問題，最后反反復復地調整，往往欲速而不達。

通過多次失敗地嘗試，包括廣汽、吉利、奇瑞等很多研發單位得出結論：要出好的設計效果，不能脫離在油泥模型上的造型推敲，而反過來說，則對模型師的主動形體塑造能力要求越來越高。

再個問題，就是在油泥模型開發過程中，為了追求縮短周期，設計師推崇少做或不做小比例油泥模型上的造型推敲，效果圖完成后直接進行全尺寸油泥模型的制作，后果是往往因設計方案并不成熟，需在全尺寸模型進行反復大尺度地調整，無法節省制作時間。例如我們在開發某款SVU項目中，一開始在效果圖完成后，就直接進入全尺寸油泥模型制作，在實施過程中發現對設計師從二維圖紙直接進入三維造型，思維上對整體造型很難把握，出現整體比例失調的問題，后尾臃腫，后保出現明顯的下墜感，反復幾輪嘗試了約4個多月的時間，均效果不理想，費時費力，最后還是返回推敲小比例油泥模型，不到一個月的時間，就將方案確定下來，順利進入下一步的工作。

目前，各大主機仍然在造型開發階段，把小比例油泥模型的制作放在很重要的位置，與全尺寸油泥模型相比，小比例油泥模型在造型方案的快速塑型是其重要的工作重點和特性。

3 未來研發和用戶需求發展方向

面向未來，計算機建模在特定階段越發具有快速、精確等優勢，但是與實體油泥模型制作相比，靈活性與人機交互等方面的差距還是比較明顯的，以目前的技術水平來講，對于想把設計做好的汽車企業，油泥模型還是不可缺少的環節，反復調整，不斷優化微妙二復雜的造型曲面對于數字建模軟件來說，并不具備效率上的優勢，在近期及以后相當長的一段時間，車身設計還將采取油泥模型體現的設計思想創意、數字化優化設計方案和細節的合作方式，但最后的生產，還是要靠計算機落實到數據上去。

通過多次實踐表明，在模型開發的流程中，省略小比例油泥模型的開發，并不一定能縮短開發周期；相反，在小比例油泥油泥模型階段，往往因設計師思維由計算機操作轉向三維實物表現手段的切換，屬設計思維最為活躍的時期，通過小比例油泥模型，可將腦海的設計創意更加清晰和明確。由于小比例油泥模型成本低廉、見效快速、修改容易的先天優勢，使得小比例模型的開發越來越受到大家的重視，特別是制作優秀的小比例模型，能為后期的全尺寸油泥模型開發打下良好的基礎，甚至在進入全尺寸油泥模型階段的同時，仍同步推敲小比例油泥模型，促進造型方案的進一步成熟。

4 符合未來特征的模型研發設備和模型師技能建議

做設計與做造型最重要的要素不是軟件或設備，而是人，是由油泥和數模背后的設計師、模型師和數字師，這就像決定誰拍攝的照片好，不是由相機決定的，而是由手握相機的攝影師決定的，再好的攝影器材也比不上一雙善于發現的眼睛硬件設備如何發達和誰取代誰，一點意義都沒有，人不能局限于設備與技術，更不能被硬件所束縛，如何提高模型師的三維造型能力和設計素養、如何實現模型師與設計師、數模師的配合效果實現“1+1+1大于3”才更有意義。

設計師畫出草圖和效果圖，通過模型將這些圖立體化，制作出油泥模型，油泥模型是設計師紙上方案到真實車體的一個橋梁，是設計師思維與創意最形象最直觀的表達載體，它不僅提供了用來探討車身形態曲面和體量關系的空間，讓人可以真實地感受觸摸，還能準確地檢驗出設計方案是否滿足總布置尺寸要求、人機工程的要求和相關法規的要求，能夠進行比較真實的風洞實驗。通過掃描模型提供點云數據，進行A面構建，所以雖然數字設計、虛擬現實技術已高度發達，但油泥模型在汽車設計開發過程中仍不可替代。

隨著特斯拉等一大批新能源汽車的出現，意味著新一輪的能源革命的開始，這項巨大的變革必定將對汽車開發的各個環節產生重大影響，只是有個時間差的滯后反應，油泥模型這個環節也很難獨善其身，置身于這場革命之外。面對數字化以及新能源、新材料、無人駕駛等高新革命的沖擊，未來車型開發的重點必將發生顛覆性的改變，比如風洞的要求可能降低、之前工程技術不能實現的車身造型問題開始得到解決、造型曲面有可能極度夸張、手工介入的程度開始減少等等現象，建議模型師的個人技能朝以下方向發展：

其一，提升模型的設計質量。新時代的模型師，不單為設計師提供單純的技術幫助，還能給予設計師設計上的幫助，未來模型師數量上可能減少，但專業能力和綜合能力上要求更高，只有稱得上真正的三維設計師的模型師才能更有機會立足，也就是在模型制作的過程中，模型師提供更多的設計成分，主動性地提供高質量的設計輸出，而不是一臺“工具”，只會被動地接受設計指令，最終影響并提升設計結果。

要做到這點，就要求模型師在造型設計上有更深的追求和藝術造詣，要多看、多想，善于思考和發現，不單能快速解讀設計師的創作意圖，還能通過三維型面的推敲，促進設計師創意思路進一步地完善、升華。

其二，做到一專多能。不但需要精通油泥模型制作，還能操作數控機床、3D打印設備、數字掃描、獨立構建數字曲面等多種技能，要求不但懂得模型制作技術，還能掌握油泥模型相關聯的技術專業，如油泥模型及樣車上所用RP件模型品質管控、硬質模型及展車制作技術等等，還有相當的美學素養與設計造詣，從某種意義上說，他不單是模型師，還是設計師和工程師。

其三，就是要求模型師要有較強的學習主動性，樂于接受新鮮事物，不斷用新知識、新技術武裝自己，接受新的調整，并善于思考，發掘新的手段和方式來革新現有模型制作技術。

比如在檢測手段上，早期是通過貼膠帶斑馬線來檢測模型表面的光順效果，效率比較低，目前則使用高光燈帶，電源開啟后，平行的高亮燈光映射到模型表面上，能快速檢測模型的表面質量。

模型師通過激光水平儀所發出的垂直和水平的光線，快捷調整模型姿態和定位，這在以前，則通過傳統的尺寸測量或三坐標打點檢測完成。

5 結語

汽車主機廠模型師技能對于汽車造型開發有著重要的影響，將關系到工作效率和設計質量，希望大家對于油泥模型師這個角色有著更多的思考，也同時希望在中國汽車工業自主研發過程中各專業對汽車造型越來越重視，關注油泥模型師的需求和要求，從而促進汽車油泥模型專業健康地發展，也使他們心無雜念，能創造出更多富有市場競爭力的車型，成為一名新時代的創造者。