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T-Mode: Plataforma para o Desenvolvimento de Pneus

23 de abril de 2020

A Toyo Tire Corporation (sede: cidade de Itami, prefeitura de Hyogo; Presidente: Takashi Shimizu) anuncia que as suas tecnologias de base convencionais para o desenho de pneus de automóveis, que combinam a CAE1 e a IA, foram alvo de evoluções e integradas num novo sistema sob a forma de um processo de desenvolvimento de pneus, o "T-MODE". De futuro, o desenvolvimento de pneus será realizado nesta nova plataforma através da utilização do T-MODE atualizado.
1CAE: sigla de Computer Aided Engineering (Engenharia Assistida por Computador). Refere-se à utilização de computadores para apoiar a engenharia.

Desenhos de pneus orientados por simulação
Em 2000, a Toyo Tire combinou duas tecnologias de simulação utilizando supercomputadores ([1] "Simulação de pneu", que reproduz o movimento do pneu em utilização e usa-o para a previsão do desempenho e a análise estrutural; e [2] "Simulação da condução", que reproduz várias informações do modelo do automóvel, número de passageiros, cargas, padrões de condução, entre outros, para avaliar o impacto nos pneus devido ao movimento do automóvel) para criar a sua tecnologia de base para o desenho de pneus "T-mode". Desde então, a empresa tem trabalhado de forma contínua para desenvolver os pneus ideais, utilizando todo o potencial desta tecnologia de design.

Do antigo "T-mode" ao novo "T-MODE"
Sendo a única parte do automóvel em contacto com a estrada, os pneus têm um papel importante na satisfação dos vários requisitos de desempenho dos automóveis. Com a competição pelos progressos tecnológicos na futura geração da mobilidade a começar a dominar a indústria — com a transição para os veículos elétricos (VE) e a disseminação da condução autónoma — os pneus têm de alcançar rapidamente um desempenho inequívoco e mudanças de funcionalidade para apoiar a "evolução da mobilidade". O design de alta precisão e de execução rápida serão os aspetos cruciais de tudo isto no futuro. A Toyo Tire utilizou o PSGD² para incorporar no T-mode convencional tecnologias de IA de apoio ao design (tecnologia de infraestrutura de simulação patenteada), tendo evoluído para processos de desenvolvimento de pneus mais avançados com o novo "T-MODE".
²PSGD: sigla de Processo de Simulação e Gestão de Dados. É um sistema de infraestrutura que pode unificar todas as formas de gestão de dados e partilhar processos padronizados.

Uma revolução no processo de desenvolvimento dos pneus através do PSGD
No processo de desenvolvimento dos pneus são introduzidos vários fatores de design e condições de utilização, e os ciclos de "desenho, simulação, prototipagem e avaliação" são repetidos para otimizar o desempenho e o desenho pretendidos. Para acelerar o desenvolvimento do produto, foram necessárias atualizações adicionais à capacidade de simulação e associações a desenhos de elevada precisão. O PSGD desenvolvido para este domínio revolucionou o processo de desenvolvimento da Toyo Tire.

(1) Gestão unificada de vários dados e utilizações como ativos partilhados
Tradicionalmente, os dados que os designers adquirem nas simulações são tratados como dados individuais do designer. No entanto, a nova plataforma T-MODE unifica a gestão dos vários tipos de dados como ativos partilhados, permitindo a sua partilha entre os designers. A associação destes dados de design, dados de simulação e dados de teste melhora o valor acrescentado dos dados e também permite o seu desenvolvimento como dados para uma aprendizagem profunda. Os dados das simulações executadas pelos designers são armazenados automaticamente num servidor partilhado e contribuem para reduzir o tempo do processo de teste e o tempo de execução do desenvolvimento do produto através da sua utilização numa nova análise e previsão como ativo da base de dados.

(2) Aplicação de IA e definição de um método de resolução de problemas inversos
As inovações do processo são antecipadas a velocidades nunca antes vistas devido ao desenvolvimento e à adoção do PSGD, que consolida as tecnologias de apoio ao design com as tecnologias de infraestrutura de simulação. Tradicionalmente, os meios de resolução envolviam primeiro a introdução das especificações de design e a execução de uma simulação, obtendo-se depois os valores de desempenho com base nos resultados. Se os valores do desempenho não satisfizessem os requisitos, as especificações do design seriam revistas e a simulação repetida, o que aumentava a duração do processo quando as repetições se tornavam frequentes. A obtenção dos dados de design para as estruturas, formas e padrões necessários para alcançar o desempenho pretendido através da abordagem "Resolução de Problema Inverso" é, essencialmente, uma forma de introduzir os valores de desempenho necessários e utilizar as especificações de design requeridas resultantes das tecnologias de IA.

Evolução das simulações aerodinâmicas
Em maio de 2018, a Toyo Tires anunciou que tinha desenvolvido a sua própria tecnologia de "Aerodinâmica de mobilidade" (simulação de aerodinâmica), que será eficaz no desenho de "pneus com excelentes características aerodinâmicas³" necessárias para reduzir ainda mais o consumo de combustível e aumentar a autonomia dos veículos elétricos.
³Características aerodinâmicas: são os atributos das forças do ar (resistência ao ar) e do fluxo de ar exercidos num corpo quando se move através do ar.

Analisamos e prevemos as características aerodinâmicas dos pneus e dos veículos em condições de rolamento num trecho de contacto do pneu4 utilizando um nível de simulação sem precedentes na indústria. Utilizamos desenhos de padrões de pneus reais para correlacionar as condições de utilização dos pneus quando um veículo está em movimento (principalmente a carga nos pneus e a velocidade do veículo) com as condições específicas às várias rodas e formas de veículos, depois de considerar como a forma do pneu se altera nessas condições.
4Condições de rolamento num trecho de contacto do pneu: condições exercidas quando o pneu está a rolar numa superfície de estrada real (condições no ponto de contacto).

Desde 2018 que a Toyo Tire se focou num novo sector e desenvolveu com sucesso tecnologias preditivas para as características aerodinâmicas de carroçarias completas dos veículos, considerando o contacto do pneu com a superfície, a deformação e a rotação. Além disto, em finais de 2019, a Toyo Tire alargou o âmbito do controlo da simulação aerodinâmica através do novo T-MODE, utilizando tecnologias preditivas capazes de sugerir desenhos de pneus que melhoram as características aerodinâmicas alargadas do veículo.

(Referência) A importância das características aerodinâmicas
A força de arrasto é a resistência a que um veículo está sujeito quando se move. Reduzir essa força pode resultar na melhoria da eficiência do combustível. Sob a pressão das expectativas sociais para aumentar o desempenho ambiental, os fabricantes de automóveis estão empenhados em desenvolver novos designs de veículos que resultem em melhores características aerodinâmicas. Os fabricantes de veículos elétricos enfrentam também o desafio de aumentar a autonomia por carregamento e, por isso, a melhoria das características aerodinâmicas tornou-se igualmente para eles numa meta importante. A Toyo Tire expôs, de 17 a 19 de julho de 2019, na "Exposição de Engenharia Automóvel 2019 Nagoya", realizada em Portmesse Nagoya (o salão de exposições internacional de Nagoya), as tecnologias relacionadas com o novo T-MODE referidas neste comunicado. A Toyo Tire vai continuar a levar os pneus até aos patamares mais elevados através da aplicação das nossas "tecnologias de design para a mobilidade rodoviária do futuro".