AI 消除汽車設計最大瓶頸之一,設計師與工程師第一次能即時共同決策
一輛車的外型不只是美學決定,更是由空氣動力學塑造的結果。油耗、電動車續航、高速穩定性,都與車身切割空氣的效率直接相關。
但長期以來,這個設計環節存在一個根本性的時間錯位:設計師釋出一個設計面後,必須等待數天甚至數週才能取得完整的氣動分析結果,而在這段等待期間,設計往往已經修改了好幾版。
從草圖到 3D 動畫,一天之內完成
AI 在 GM 通用汽車設計流程中的介入,比氣動分析更早,甚至早在設計師握著鉛筆勾勒第一張草圖的時候就開始了。
GM 創意設計師 Daniel Shapiro 描述,他以幾張手繪的未來雪佛蘭概念車圖為起點,將草圖輸入 AI 工具,再透過提示詞引導 AI 生成一系列圖像,最終產出一段展示概念車 3D 動態的預告動畫,「傳統上,從設計草圖到高品質動畫,需要多個團隊花費數個月,」Shapiro 說,「現在單一設計師一天之內就能完成,而且不需要過去那樣深厚的 3D 視覺化技術。」
這個改變不只是省時,而是改變了創意探索的可能性。設計師可以快速生成數十個設計變體,挑出最有潛力的方向,再從更成熟的起點繼續深化。
AI 處理的是 3D 渲染所需的技術設定,包括虛擬攝影機、光線、CGI 環境,這些過去都需要耗費大量的人工時間。Shapiro 說,「我們可以探索更多方向,對想法可以少一點執著,這改變了我們日常工作的方式。」
不過,人類的判斷仍是保持品牌差異性的關鍵。Shapiro 強調:「AI 不是一鍵解決方案,我們常常要跟它角力才能得到想要的結果。什麼感覺像 Buick、什麼感覺像 GMC、什麼感覺像 Cadillac,這些判斷仍然是我們在做的事。」
從數週等待到一分鐘決策
氣動分析端的改變同樣顯著。GM 研發部門技術研究員暨實驗室組長 Scott Parrish 的團隊,建立了一套 AI 驅動的虛擬風洞能預測氣動阻力,並將結果直接回饋至設計師使用的數位雕塑工具。
傳統流程依賴高精度的計算流體動力學分析與全尺寸風洞測試,兩者都精確但費時。設計師完成車身設計面後,需要將其釋出給工程師進行 CFD(Computational Fluid Dynamics,計算流體力學)模擬,數天或數週後才能取得阻力係數的回饋,再傳回設計師進行下一輪調整。
GM 虛擬整合工程總監 Rene Strauss 說,過去完成一整輪設計與工程迭代需要約兩週,現在幾乎是即時的。他舉了一個具體的例子:「只需幾下點擊,不到一分鐘就能讀取設計面並取得結果。」
Jaguar Land Rover 走的是類似路徑,他們與 Neural Concept 合作(一家從瑞士聯邦理工學院 AI 研究室衍生出來的新創公司),目前每天可為 Jaguar Land Rover 執行大量氣動模擬。
協作方式的改變,比速度本身更重要
AI 氣動分析工具帶來的另一個改變,是設計師與工程師之間的協作方式。
過去兩個部門是序列式推進,設計師做完、工程師跑分析,結果出來再傳回設計師。現在,兩人可以坐在同一塊螢幕前,即時調整車頂線條或引擎蓋弧度,幾乎同步看到這些改動對氣動阻力的影響。
Neural Concept 共同創辦人 Thomas von Tschammer 指出,這讓設計師與氣動工程師能在同一個討論中做出即時的設計取捨,而不只是加快了收斂速度,也讓更多設計變體的探索成為可能。
訓練資料是競爭壁壘,氣動優化直達消費者端
這些 AI 模型的效果,取決於訓練資料的廣度與品質。GM 的虛擬風洞以自家歷年 CFD 資料為訓練基礎,並刻意調整既有車型的形狀來生成更多樣的設計面資料。Parrish 說:「訓練資料愈好,模型表現就愈好。」GM 過去數十年累積的設計與工程資料,因此成了建構 AI 預測能力的核心資產,也形成了難以被輕易複製的競爭壁壘。
氣動分析的加速,最終的效益會傳遞到消費者端。Parrish 指出,降低氣動阻力能直接提升電動車的續航里程,甚至讓車廠使用更小、更經濟的電池,並將成本優勢反映在售價上。
AI 壓縮週期,驗證流程一步不少
值得注意的是,AI 在這個場景裡的定位,是壓縮決策週期而非取代後續驗證。
GM 的做法是將 AI 虛擬風洞用於設計探索階段。一旦某個設計方向看起來有潛力,它仍然需要通過完整的 CFD 分析,再視情況進入縮尺黏土模型製作,最終才進入實體風洞測試。Styles 總結:「AI 沒有改變我們走過的流程步驟,但它讓我們能更快地走過每一個步驟。」
從草圖到氣動分析,AI 在 GM 設計流程中扮演的角色是「釋放時間」,讓設計師和工程師能在同樣的工作時數內探索更多方向、做出更多嘗試。
各廠商用自有資料訓練的專屬模型,準確度將反映其歷史研發資料的廣度;而跨部門即時協作的改變,也意味著設計與工程之間的組織分工將隨著工具的演進持續調整。速度是最容易被量化的改變,但它帶動的組織與競爭層面的連鎖效應,可能才是更值得追蹤的長期影響。
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*本文開放合作夥伴轉載,參考資料:FastCompany、GM,首圖來源:GM
(責任編輯:鄒家彥)