（文/余悅強(qiáng)）隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車維修行業(yè)對(duì)技術(shù)人才的需求日益增加。然而，傳統(tǒng)的汽車維修實(shí)訓(xùn)教學(xué)面臨著設(shè)備昂貴、更新速度快、實(shí)訓(xùn)成本高等問(wèn)題。為了解決這一難題，專注于虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）仿真技術(shù)研究的王智杰成功開(kāi)發(fā)了一款基于VR技術(shù)的汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，為汽車維修教育帶來(lái)了革命性的變革。
汽車維修行業(yè)對(duì)技術(shù)人員的需求日益增加，尤其是隨著汽車電子控制技術(shù)的普及，電控發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷成為了維修技術(shù)人員的必備技能。然而，傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)依賴于昂貴的設(shè)備和場(chǎng)地，且設(shè)備的更新速度較快，導(dǎo)致許多職業(yè)院校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)難以跟上技術(shù)發(fā)展的步伐。VR仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)高級(jí)工程師王智杰意識(shí)到，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，不僅可以大幅降低教學(xué)成本，還能提高教學(xué)效果。
他開(kāi)發(fā)的“汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”采用了VR、3Dmax、Java和.Net等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高度逼真的虛擬維修場(chǎng)景。該系統(tǒng)通過(guò)三維建模技術(shù)，精確還原了汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部件，包括傳感器、執(zhí)行器、ECU控制單元等。學(xué)員可以通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤在虛擬環(huán)境中進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝、檢測(cè)和故障診斷操作，完全模擬真實(shí)的工作流程。
該系統(tǒng)的核心創(chuàng)新在于其強(qiáng)大的交互性和數(shù)據(jù)引擎。系統(tǒng)不僅能夠模擬發(fā)動(dòng)機(jī)的物理邏輯關(guān)系，還能根據(jù)學(xué)員的操作實(shí)時(shí)生成動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流，幫助學(xué)員理解和掌握故障診斷的思路和方法。例如，當(dāng)空氣流量計(jì)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，模擬出怠速不穩(wěn)、發(fā)動(dòng)機(jī)喘抖等現(xiàn)象，學(xué)員可以通過(guò)數(shù)據(jù)流分析和故障碼查詢，逐步排查故障原因。
圖1：虛擬故障診斷工作場(chǎng)景
圖2：虛擬車間主場(chǎng)景
圖3：發(fā)動(dòng)機(jī)艙虛擬建模效果
目前，該仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)已經(jīng)在長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院等多家職業(yè)院校投入使用，并取得了顯著的教學(xué)效果。通過(guò)虛擬實(shí)訓(xùn)，學(xué)員可以在計(jì)算機(jī)前完成電控發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷操作，不僅節(jié)省了實(shí)訓(xùn)設(shè)備和耗材的成本，還避免了實(shí)際操作中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)。此外，系統(tǒng)還支持網(wǎng)絡(luò)版運(yùn)行，允許多名學(xué)員同時(shí)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作，極大地提高了教學(xué)效率。
在這個(gè)基礎(chǔ)上，他進(jìn)一步擴(kuò)展系統(tǒng)的功能，增加更多復(fù)雜的故障診斷場(chǎng)景，并開(kāi)發(fā)燃油供給系統(tǒng)和機(jī)械部分的故障模擬。更重要的是，王智杰還引入了更多的交互技術(shù)，如觸覺(jué)反饋和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR），進(jìn)一步提升系統(tǒng)的沉浸感和真實(shí)感，并取得了顯著的成功。
圖4：王智杰（VR技術(shù)高級(jí)工程師）
王智杰接受采訪時(shí)說(shuō)，系統(tǒng)不僅適用于職業(yè)院校的教學(xué)，還可以用于汽車維修企業(yè)的員工培訓(xùn)。通過(guò)虛擬仿真技術(shù)，企業(yè)可以在不占用實(shí)際設(shè)備的情況下，對(duì)新員工進(jìn)行系統(tǒng)的故障診斷培訓(xùn)，提升員工的技能水平。
王智杰團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的基于VR技術(shù)的汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，不僅為汽車維修教育帶來(lái)了新的解決方案，也為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用樹(shù)立了典范。通過(guò)這一系統(tǒng)，學(xué)員可以在虛擬環(huán)境中反復(fù)練習(xí)，掌握復(fù)雜的故障診斷技能，為未來(lái)的職業(yè)生涯打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)必將在更多領(lǐng)域發(fā)揮其巨大的潛力，推動(dòng)教育和培訓(xùn)方式的革新。（文/余悅強(qiáng)）
