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Tecnología de simulación en tiempo real

23 de abril de 2020

Tecnología de simulación en tiempo real Toyo Tire Corporation (compañía con sede en la Ciudad de Itami, en la Prefectura de Hyogo, y presidida por Takashi Shimizu —en adelante, «Toyo Tire»—) ha anunciado que ha creado una tecnología de simulación en tiempo real y de predicción de nieve utilizando el proceso de desarrollo de neumáticos para automóviles T-MODE, que integra CAE1 y la IA.
CAE: Computer Aided Engineering (ingeniería asistida por ordenador).

Tecnología de simulación en tiempo real que utiliza el aprendizaje automático
En el 2000, Toyo Tire creó la versión original del T-Mode, una plataforma de desarrollo de neumáticos para automóviles. En julio de 2019, la compañía anunció una versión avanzada y sistematizada, en forma de T-MODE, un proceso evolucionado de desarrollo de neumáticos para automóviles. En el proceso de desarrollo convencional, se introducen las especificaciones de diseño y se realiza una simulación. Las especificaciones de diseño se revisan y el proceso de simulación se lleva a cabo repetidamente hasta que los valores de rendimiento calculados alcanzan el rendimiento deseado. Cuantas más veces se repite esta operación, mayor es la duración global del proceso. Toyo Tire ha logrado integrar varios datos acumulados en las simulaciones realizadas hasta la fecha en el T-MODE mediante el SPDM². Utilizando estos datos e introduciendo las especificaciones de diseño en el sistema, gracias a la IA podemos predecir al instante los valores de rendimiento de los neumáticos. A raíz de esto, Toyo Tire ha ideado una tecnología de simulación en tiempo real que marca un hito. Asimismo, para crear esta tecnología Toyo Tire realizó una investigación conjunta con la Universidad de Osaka³. Se preparó un diagrama jerárquico que representa las especificaciones de diseño de los neumáticos y el rendimiento de estos de acuerdo con los conceptos de ingeniería de diseño. Basándose en esto, la compañía ha logrado visualizar la relación entre las especificaciones de diseño de los neumáticos y el rendimiento de estos utilizando metodologías de ciencias de datos. A la vista de esta conexión, se implementó el aprendizaje automático basado en los datos de las simulaciones. Esto permitió realizar cálculos en poco tiempo y hacer predicciones precisas.
² SPDM significa Simulation Process and Data Management (gestión de datos y procesos de simulación). Se trata de un sistema de infraestructuras que gestiona de forma centralizada diversos datos y comparte procesos estandarizados.
³ Universidad de Osaka, Licenciatura de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Mecánica, investigación conjunta con el profesor asociado Shintaro Yamasaki, el profesor asistente Kentaro Yaji, y el profesor Kikuo Fujita.

Especificaciones de diseño de los neumáticos y estructura jerárquica del rendimiento (diagrama conceptual)

Comparación de la resistencia a la rodadura de los valores previstos y reales4


Una vez introducidas las especificaciones de diseño, se realizó una comparación de los valores previstos calculados en tiempo real (eje horizontal) y los valores reales derivados de las simulaciones (eje vertical).

Tecnología de predicción de nieve
Anteriormente, Toyo Tire ya había establecido un método para predecir el rendimiento de tracción de un neumático en tipos específicos de calidad de nieve (nieve fresca, aguanieve). Sin embargo, gracias a la tecnología de la plataforma de simulación T-MODE desarrollada recientemente, ahora es posible predecir con un alto grado de precisión el rendimiento de tracción en nieve de un neumático en el entorno real en el que se esté utilizando. Para medir la fuerza de resistencia al corte5 de la nieve en condiciones reales de uso, Toyo Tire recurrió a la Universidad de Ciencia y Tecnología Marina de Tokio, la Universidad de Tecnología de Nagaoka y el Instituto Nacional de Tecnología de la Universidad de Nagano.6 Tras desarrollar conjuntamente el método de medición, se llevaron a cabo las mediciones pertinentes. Esto facilitó las pruebas realizadas con un sistema de análisis experimental de las características de corte anular para medir la fuerza de corte que actúa entre el caucho de los neumáticos y la nieve natural, teniendo en cuenta los factores de carga y velocidad durante la conducción y el frenado. Gracias a ello, Toyo Tire logró visualizar la deformación en los bloques durante la conducción y el frenado en los diversos entornos en los que se utilizan los neumáticos. De este modo, se pueden analizar los patrones de la banda de rodadura y relacionarlos con cada entorno. Esta nueva tecnología de predicción de nieve se utilizará para desarrollar nuevos productos.
Fuerza de resistencia al corte: el neumático, que tiene un gran bloque y profundos surcos en el área de contacto con el suelo, pisa la nieve y esta ofrece resistencia cuando el neumático corta en la dirección del área de contacto.
6 Investigación conjunta con Toshikazu Fujino, profesor asociado de la Universidad de Ciencia y Tecnología Marina de Tokio; Masajiro Abe, profesor de la Universidad de Tecnología de Nagaoka; y Kenji Yanagisawa, profesor asociado del Instituto Nacional de Tecnología del Colegio de Nagano.

 

Análisis de tracción

Deformación de las laminillas al aplicar la tracción

Toyo Tire seguirá analizando cuidadosamente las tendencias del mercado en constante cambio para desarrollar productos que se diferencien de los de la competencia utilizando el evolucionado T-MODE y aprovechando al máximo sus recursos únicos.