梁连昊 孙雨

中国汽车技术研究中心,天津300300

摘要：针对研发中心试验室三维搭建的繁琐问题，通过对试验室设备的深入了解，搭建三维模块，为研发中心试验室的设计及布局提供便利。

关键词：研发中心；sketchup；设备

引言

汽车研发中心设计一般可分为方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段。在设计领域，研发中心试验室的设计缺乏创新性，其中一方面是由于受到三维软件的禁锢，尽管面向设计者的三维软件种类繁多，但大多软件操作繁琐，占用资源大，灵活机动性较差，既耗费设计者精力，也耽误设计时间。能够把试验室模块化，再把设计思维或设计图纸快捷、高效地以三维模型的形式呈现出来已经成为这个快节奏时代的杀手锏。

Sketchup名为草图大师，早先是由@Last Software公司开发的一款软件，2006年3月被Google公司收购。草图大师是一套极易上手的设计工具，它与CAD的二维定量的性质不同，也与3dsmax的操作复杂性有差别，具有操作简便、功能强大、占用资源小等优点，本课题将以sketchup软件为基础进行研究。利用其灵活、多变的特点，便于对三维图形进行创建、观察和修改。

研发中心是集各类汽车相关试验室及相关工作人员为一体的一个机构，主要承担着汽车产品的研发以及整车或零部件等部件的检测，可以说是一个车企的灵魂，车企在市场上的成败皆由于此。作为研发中心试验室工艺设计人员，深知三维展示在前期方案设计阶段的必要性，与二维的AutoCAD图纸不同的是，三维图更能给客户提供一个直观的画面。没有工艺设备的试验室只是一个空房子，并不能达到一个展示的效果，因此，首要任务是要搜集并掌握试验室设备参数信息，然后绘制成三维图，而要想快速搭建试验室，则是要把设备以模块形式存放，以便在设计时可以在试验室建筑内随时调用。

与建筑设计不同的是，工艺设计主要以满足设备功能性、实现区划合理性为主，在基本满足建筑结构的前提下，对试验室进行合理区划。不得不提的是，为了便于查看在现实中施工的可行性，二维图依然是设计的基础，三维的展示只是为了视觉上更加直观。本课题的目的是把设备立体化，模块化，可以快捷地摆放到合理尺寸的试验室内，把建设完工的场景以动画效果提前呈现出来。研发中心主要可分为整车试验区、碰撞试验区、排放及发动机试验区、新能源试验区、NVH及EMC试验区、零部件试验区、造型楼及试制车间，每个区域内又分为很多试验类别，根据实际情况不同，每个试验中心的试验要求也不尽相同，但是在新能源汽车时代来临之前，汽柴油发动机作为汽车的心脏，其试验及检验能力往往是必不可少的。因此，本文将以一个标准发动机试验室为例对模型的搭建过程进行描述。

发动机试验室主要分为发动机性能排放试验室和发动机性能耐久试验室，主要对发动机的动力性、经济性、耐久性等其它重要性能进行测试。主要包括电力测功机，进气空调设备、冷热冲击设备、发动机水温控制设备、发动机中冷温度控制设备、机油温度控制设备、发动机激光对中设备，以及油耗仪、烟度计、燃烧分析仪、活塞漏气量仪等发动机测试分析仪器。还有全室空调、冷却循环水、冷冻水、压缩空气、配电柜、尾气排放等公用辅助设备来支持设备的正常运行。

在前期调研阶段，选择参观了几家车企的研发中心，察看了每一个试验室的设备布置情况，由于涉及到保密问题，试验室内部一般是不允许拍照的，这也给课题的顺利进行增加了一定难度，毕竟三维绘图是以设备原型为样本，因此，只能通过现场测量，观察记录等方式进行取样，记下设备品牌型号等参数，再通过与设备厂商进行联系沟通的方式获得设备的相关参数，依据此来进行绘图（见图1）。在现场还详细询问了每条管路的功能及走向，由于公用系统管路复杂性，在设计过程中极易出现互相干涉现象，如果在三维模式下，则可以快速方便地找到问题并解决问题。一般公用辅助设备会放置在二层或者厂区的站房处，为了增加模型的仿真度，又详细察看了二层相关辅助设备的参数，并把水、暖、动、电四大公用专业的管路综合在一起，并以不同颜色来区分，从而形成一个整体的系统。（见图2）

在数据分析阶段，先是把不同车企中具有相同试验功能的试验室进行归类，通过对比发现，由于研发能力和试验要求不同，造成不同试验室所选择的设备品牌不同，由于受厂区占地面积影响，房间规划的大小不同，造成部分设备的摆放位置有所不同，因此管路的布置走向也会因此而产生差别，但整体设计思路还是一致的，比如一些主要设备的相对位置。考虑到每个项目的试验室因实际情况不同具有不可复制性，因此，在绘制三维模型的时候，都是把试验室内的每一个设备单独成组，再把每一个系统归为一个组，这样做的目的是为了日后修改调整的时候可以更加高效便捷。

绘制设备模块是为了搭建试验室，试验室的建筑墙体和柱子自然也是不可缺少的。因此在摆放设备之前要先把建筑体“立”起来，这时可以使用sketchup的导入功能。具体方法是，先在AutoCAD图中删掉多余的图层，只留下建筑相关的线条，另存为一个dwg格式文件。打开sketchup软件，选择菜单中的“文件”，选择“导入DWG”选项，之后会弹出一个对话框，选择刚才另存的文件，点击对话框右边的“选项”按钮，将导入单位选为“毫米”，这样可以使导入进来的CAD图与原CAD图的比例一致，导入成功后，先用“炸开”命令分解在原CAD图中形成的块，然后将所有的线归为一个图层，并分组，以此来作为底图，选择“画笔”对线条进行重新描绘，最后可以使用“拉伸”工具把建筑物拉到实际需要的尺寸。得到建筑物后，即可将绘制好的设备按照试验室的尺寸进行调整并摆放（见图3、图4、图5）。至此，发动机试验室的模型已搭建完毕。

实践证明，Sketchup作为一款辅助设计三维软件，的确发挥了其灵活，便捷的特点，既达到了三维展示的目的，又缩短了操作时间，使过去繁杂的绘图任务变得轻松而有趣，在与客户交流的时候甚至可以随时修改与调整，来满足客户的需求，具有很高的互动性，在这个既要求效率又要求质量的信息化时代，不断地触发着我们对工作的思考。作为新时代的设计工作者，将会发掘并应用更多方法来提高工作效率，以增强设计实力和竞争力。

参考文献：

【1】 王修贵.sketchup在建筑设计中的应用，山西建筑，2008

【2】 罗志华.sketchup辅助建筑设计创作思想解读

【3】 程亚宾.sketchup软件在建筑设计构思中的应用研究，哈尔滨工业大学，2007

【4】 吴志强.sketchup在小型建筑设计中的应用研究，山东大学，2011年

【5】 http://www.sketchup.com/zh-CN

【6】 Sketchup软件系统帮助

 

   图1：设备

 

图2：公用系统