制造业正在改变：从“物理样车”到“虚拟验证”
2025 年 9 月，《USA Today》刊登报道——通用汽车（GM）在密歇根州沃伦市启用的虚拟现实装配中心（VRAC）。这座占地1万平方英尺的实验室不生产汽车，却在“制造未来”。
在这间实验室里，工程师戴上VR头显，就能走进一辆尚未问世的汽车，与零部件互动、模拟装配流程、检验工艺可达性，甚至进行安全性与人体工学评估。这一操作在过去看似科幻，但背后反映了制造业正在经历的结构性变革——从“物理样车试错”，走向“虚拟验证先行”。
GM 希望用这种方式，将传统的“先造再改”变成“先验后造”，在生产线尚未建成之前，就能发现设计缺陷与装配问题。而推动这种变革的关键，正是像 IC.IDO 这样的工业虚拟验证技术。它让企业能够在投入巨资建造生产线之前，把潜在问题消灭在虚拟世界里。
图片来源：USA Today
一、为什么制造业正在转向“虚拟优先”？
过去几十年，制造业竞争的焦点是成本与效率；而在智能制造时代，时间与准确性成为新的决定性资源。传统开发流程中，设计、工艺与制造往往是线性进行：只有当物理样车完成后，工程师才能发现装配干涉、视线遮挡或操作不便等问题。而此时再去修改，代价极高。
如今，借助虚拟现实（VR）和工业仿真技术，企业能够在产品仍处于 CAD 模型阶段时，进入沉浸式“数字孪生世界”，完成：
•装配验证
•工艺规划
•人体工学评估
•维护仿真
•跨部门评审
这种“虚拟优先”的研发逻辑，让企业能在更早阶段发现问题、协同解决，并大幅减少物理样车数量和返工次数。
GM 的 VR 实验室正是这种趋势的典型代表：他们力求让几乎所有预生产验证在虚拟世界中完成。
二、GM 是怎么做的？从一个小实验室到企业级虚拟中心
1. 传统原型构建的高成本与低效率
在 VR 技术成熟之前，GM 每开发一款新车都需构建数百个物理原型，以验证设计可行性。这一过程耗时、昂贵且难以快速迭代。据GM估算，构建一个物理样车的成本高达10万美元。
2. 从人体工学实验室起步
早在 2020 年前后，GM 在全球人体工程（Global Ergonomics）团队中试用 VR。工程师通过虚拟环境验证装配工人的动作可达性、视线、姿态安全等问题。GM采用了美国汽车行业通用的人体工学模型，基于95%男性与50%女性标准，确保大多数工人都能安全操作。
3. 2022 年：VR 项目正式启动
GM 在密歇根沃伦的 Global Artisan Innovation Center 成立 Virtual Reality Assembly Center（VRAC）。初期团队仅有一台 15 英尺见方的 VR 装置、一副头显和两名员工。
如今，这个小团队已成长为支撑 GM 新车型预生产的核心力量，成为每款新车开发流程的标准环节。在这里：
•设计师
•工艺工程师
•装配专家
•维护工程师
可以在同一虚拟环境中合作，模拟每一步装配操作，评估工具使用空间、工人可达性、视觉盲区、安全风险等问题。现场不再需要实体样车——虚拟模型即可完成完整工艺验证与优化。
4. VR 在整车流程中的常态化应用
VRAC 的应用已覆盖多个环节：
•虚拟装验证：在 VR 中模拟每个零件的装配，提前识别潜在干涉
•工艺规划：评估生产节拍、操作站布局、工序顺序
•人体工学分析：通过虚拟人体模型评估姿态、视野和操作舒适度
•跨部门协作评审：设计、制造、质量、售后等团队在同一虚拟场景中实时讨论
GM 团队甚至邀请一线装配工参与 VR 评估，让“最懂工艺的人”直接在虚拟环境中提出优化建议。
这种“虚拟装配线”让问题在现实投产前就被发现并解决。
图片来源：USA Today
三、GM 已经取得了什么成果？
GM 的 VR 实验室不只是展示空间，而是实实在在的工程决策平台。
根据报道，通用汽车今年已 "虚拟 "举办了六次大型制造活动，来自通用汽车各业务部门的制造员工参加了这些活动。工程师在虚拟环境中识别并修复了494项潜在问题。这些问题在传统流程中可能直到样车阶段才被发现，代价高昂。
通过这种方式，GM 显著减少了对物理样车的依赖，加快了设计与制造之间的循环反馈。VR 验证结果可直接回馈至 CAD 与工艺系统，使问题闭环在数字空间内完成。
GM 官方表示，VR 实验室正成为各部门协作的核心节点：
•设计师在 VR 中修改设计
•制造团队即时验证工艺可行
•安全专家同步评估人机交互与安全标准
最终决策由多方共同完成，避免了传统多轮会议与纸面评审的反复。这一体系让 GM 成为全球首批将 VR 从“试点工具”提升为“主流程验证体系”的汽车制造商之一。
图片来源：USA Today
四、未来：GM的“全虚拟化”之路
GM 的愿景是，让几乎所有研发与生产验证都转向虚拟环境。除了装配验证，VR 还将应用于：
•工厂布局与生产节拍仿真
•售后服务与维修培训
•机器人路径规划
•经销商与客户体验可视化
GM 正在打造一个“从虚拟到现实”的完整生态系统，让研发、制造、销售、服务都在同一个数字孪生体系中协同。
当然，挑战依旧存在：
•数据兼容性与系统集成
•高保真仿真所需算力
•不同部门对虚拟协作的适应
但 GM 显然笃信：虚拟验证是通往智能制造的必经之路。
五、从GM到全行业：IC.IDO让“虚拟验证”触手可及
GM 的故事告诉我们，VR 不只是展示技术，而是改变决策方式的工具。帮助更多制造企业实现这一能力的是像 IC.IDO 这样的工业仿真平台。
1. “看得见，更能做得到”
在 IC.IDO 中，工程师能在 VR 空间中真实地装配每一个零件。系统具备高精度物理仿真和碰撞检测算法，任何姿态、角度、力度都遵循真实物理规律。这意味着你不仅能“看见模型”，还能像在工厂一样操作它。
2. 数据闭环的工业级集成
IC.IDO 能与主流PLM 系统深度融合（如 Windchill等）。工程师在虚拟空间中发现问题，修改建议会自动回写设计数据库，形成完整的数字闭环验证流程。
3. 从工艺到培训的全流程应用
无论是装配可达性验证、工位优化、人体工学分析，还是操作培训与维护仿真，IC.IDO 都能实现沉浸式验证与可视化展示。在许多汽车与装备制造企业中（如Volkswagen、Daimler、Volvo、Caterpillar、Komatsu等），IC.IDO 已成为研发与制造协同的“共同语言”。
六、虚拟验证，不只是看未来，而是提前实现未来
GM 的 VR 实验室是一个标志性事件。它让人们看到制造业正从“现实造车”转向“虚拟造车”，而虚拟验证正成为制造创新的加速引擎。未来，拥有虚拟验证能力的企业，将能：
•更早发现问题
•更快做出决策
•更灵活地适应市场变化
IC.IDO 希望帮助更多企业像 GM 一样，从“数字样机”迈向“虚拟智造”，用虚拟的方式，让未来提前上场。
结语
制造业正在经历一场静悄悄却深刻的革命。
虚拟验证不再是“锦上添花”的展示工具，而是企业竞争的新起点。
如果你也在思考：
•如何让设计、工艺、制造协同更高效？
•如何像GM一样建立虚拟实验室？
来源：是德科技CAE
