Software de engenharia automóvel

O desempenho do veículo relaciona-se com as capacidades gerais, eficiência e funcionalidade de um veículo, abrangendo aspetos como aceleração, autonomia da bateria, segurança, aerodinâmica e gestão da água, sistemas avançados de assistência ao condutor (ADAS), gestão energética e térmica, ruído, vibração e aspereza (NVH) e acústica, força e durabilidade, controlos do veículo e condução do veículo.

A engenharia de desempenho automóvel é impulsionada pelos requisitos do negócio e proporciona uma otimização de sistema de ponta a ponta através de um ciclo contínuo de testes e monitorização virtuais. Utilizando um estratégia de deslocamento para a esquerda, os fabricantes de automóveis e os fornecedores visam proporcionar um melhor valor comercial ao descobrir potenciais problemas no início do ciclo de desenvolvimento. Ao usar a simulação no início do processo de design e testar virtualmente se os produtos cumprem os requisitos, podem detectar problemas precocemente e retificá-los num digital twin compreensível. Além disso, podem explorar alternativas de design no início da fase de design quando mudar de design é mais fácil e menos perturbador.

Uma simulação multifísica refere-se à análise de múltiplos fenómenos físicos simultâneos de um sistema ou sistemas e as interações entre eles. Impulsionado pelas exigências dos consumidores e pelos requisitos do negócio, o software multifísico de engenharia automóvel visa projetar produtos seguros e de alto desempenho mais rapidamente. Permite modelar a complexidade, explorar as possibilidades dos produtos a operar em condições reais e descobrir potenciais problemas no início do ciclo de desenvolvimento.

Tomemos por exemplo desenvolvimento da bateria do veículo, as equipas de design e engenharia precisam de integrar engenharia eletroquímica, elétrica, térmica e estrutural. A execução de campanhas isoladas direcionadas a estes atributos separados irá gerar modelos e conjuntos de dados redundantes e por vezes conflitantes. Em vez disso, usar uma abordagem multifísica tudo-em-um permite perceber exatamente como os componentes funcionarão quando integrados com outros e garante que mesmo o primeiro protótipo funcione conforme planeado.

Já se foi o tempo em que os testes automotivos (sistema) foram realizados em protótipos. Hoje, o desenvolvimento não pára no final do ciclo V. Em vez disso, continua num ciclo infinito usando dados históricos, dados de teste e dados de veículos em uso para criar modelos baseados em teste que definem a relação entre as características do veículo e o seu desempenho.

Um bom exemplo é teste de sistema baseado em modelo (MBST). O MBST é uma estrutura de engenharia que emprega três soluções-chave: modelos virtuais, sistemas físico-virtuais e protótipos físicos. Utiliza dados de teste para construir, validar e melhorar modelos de simulação, identifica interações através do XIl em vários cenários e melhora os dados de teste com modelos de simulação para protótipos físicos. Os fabricantes que utilizam MBST são mais eficientes, mais rápidos e evitam erros na transferência de dados ou pós-processamento.

Outro exemplo notável é prototipagem virtual. A prototipagem virtual é um método de teste eficiente que permite a exploração de alternativas de montagem de veículos antes da construção dos protótipos físicos. Aborda especificamente o desempenho do NVH e usa a análise de caminho de transferência (TPA) baseada em componentes para avaliar rapidamente vários designs, economizando custos ao detectar e controlar problemas precocemente.

Os métodos tradicionais de design e engenharia lutam com os fluxos de trabalho complexos de hoje. Aproveitando a inteligência artificial (IA) e o aprendizado de máquina (ML) acelera a tomada de decisões, aumentando a produtividade das equipas de engenharia e desenvolvendo produtos inovadores em prazos mais curtos. Adaptando-se a qualquer fase do ciclo de desenvolvimento, o Simcenter oferece uma estrutura para aplicar inteligência artificial para alavancar dados históricos, evitar erros, acelerar a análise e otimizar projetos com confiança.

Por exemplo, nos sistemas de veículos autónomos, a IA e o ML são utilizados para incorporar o comportamento humano na perceção da máquina. Embora os atuais sistemas de percepção de veículos autónomos quase correspondam às capacidades sensoriais humanas, especialmente em condições normais, ficam aquém em condições meteorológicas extremas e cenários complexos. Simcenter's processo de criação de cenário ajuda a gerar cenários críticos para OEMs e fornecedores AV, garantindo a conformidade com padrões de segurança como a segurança da funcionalidade pretendida (SOTIF).

A única maneira sustentável de integrar sistemas de veículos é abordar o design e a engenharia como um ecosystem completo. Isto permite que os fabricantes redesenham e reutilizem rapidamente o fluxo de trabalho à medida que os requisitos mudam e troquem atributos entre vários domínios. A nível do processo, é fundamental cumprir os requisitos enquanto se mantém conectado com o sistema de gestão do ciclo de vida do produto (PLM) para garantir que as alterações feitas num domínio sejam refletidas em todo o sistema. A abordagem de engenharia de sistemas baseada em modelo (MBSE) no desenvolvimento de veículos conecta a engenharia de sistemas com o resto da organização de desenvolvimento, melhorando a colaboração e a tomada de decisões.

Tomemos o exemplo de engenharia de acionamento elétrico. Um e-drive consiste num motor elétrico, uma caixa de velocidades e eletrónica de potência. Vários especialistas de diferentes domínios precisam trabalhar juntos para conseguir um acionamento elétrico eficiente e integrado. Portanto, é essencial deixar os silos de desenvolvimento tradicionais no passado e permitir a engenharia de sistemas multifuncional e entre domínios. Apenas uma abordagem de engenharia conectada, com fluxos de trabalho integrados e reutilizáveis através da aplicação do MBSE e de um digital twin, fornece aos fabricantes o conjunto de ferramentas de software de engenharia automóvel para gerir a complexidade em espiral da engenharia de veículos elétricos — não só do produto mas também do processo de desenvolvimento.