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T-Mode (Plataforma inteligente de desarrollo de neumáticos)

23 de abril de 2020

Toyo Tire Corporation (compañía con sede en la Ciudad de Itami, en la Prefectura de Hyogo, y presidida por Takashi Shimizu) ha anunciado que sus tecnologías convencionales de diseño de neumáticos para automóviles, que combinan CAE1 y IA, han evolucionado hacia un nuevo sistema que toma la forma del proceso de desarrollo de neumáticos T-MODE. A partir de ahora se inicia una nueva etapa en la que el desarrollo de neumáticos avanzará con un T-MODE mejorado.
CAE: Acrónimo de Computer Aided Engineering (ingeniería asistida por ordenador). Se refiere al uso de ordenadores para dirigir la ingeniería.

Diseño de neumáticos por simulación
En el año 2000, Toyo Tire combinó dos tecnologías de simulación que utilizaban superordenadores ([1] La «Simulación de neumáticos», que reproduce el movimiento de los neumáticos para predecir el rendimiento y realizar el análisis estructural, y [2] la «Simulación de conducción», que reproduce información de varios modelos de automóviles, cantidad de pasajeros, cargas, patrones de conducción, etc., para evaluar cómo afecta a los neumáticos el movimiento del automóvil) para establecer su tecnología principal de diseño de neumáticos T-MODE. Desde entonces, la compañía ha trabajado continuamente para desarrollar los neumáticos ideales, exprimiendo todo el potencial de esta tecnología de diseño.

Del antiguo T-MODE al nuevo T-MODE
Los neumáticos —la única parte del automóvil que está en contacto con la carretera— desempeñan un papel muy importante a la hora de cumplir los requisitos de rendimiento de un coche. Con la actual competencia por los avances tecnológicos de la movilidad del futuro, que encarna la expansión del vehículo eléctrico y la conducción autónoma, los neumáticos deben lograr cambios claros de rendimiento y funcionalidad para adaptarse a la «evolución de la movilidad». Factores como la precisión y la rapidez de los diseños serán determinantes en el futuro. Toyo Tire ha utilizado el SPDM² para incorporar las tecnologías de diseño de IA al T-MODE convencional (una tecnología propia de infraestructuras de simulación), evolucionando hacia procesos de desarrollo de neumáticos más avanzados con el nuevo T-MODE.
² Acrónimo de Simulation Process and Data Management (gestión de datos y procesos de simulación). Un sistema de infraestructuras capaz de unificar todas las formas de gestión de datos y compartir procesos estandarizados.

Una revolución en el proceso de desarrollo de neumáticos por el SPDM
En el proceso de desarrollo de neumáticos, para optimizar el rendimiento y el diseño se introducen diversos factores de diseño y condiciones de uso, y se repiten los ciclos de «diseño, simulación, prototipos y evaluación». Para acelerar el desarrollo de los productos, se necesitaban nuevas mejoras de la capacidad de simulación y conexiones con diseños de alta precisión. El SPDM ha revolucionado el proceso de desarrollo de Toyo Tire.

1) Gestión unificada de datos diversos y utilización como activos compartidos
Normalmente, los datos que obtiene cada diseñador de las simulaciones se consideran datos de ese diseñador en particular. Sin embargo, la nueva plataforma T-MODE unifica la gestión de varios tipos de datos como activos compartidos, haciendo posible el intercambio entre diseñadores. La posibilidad de conectar esos datos de diseño, de simulación y de pruebas mejora el valor añadido de los datos y favorece el aprendizaje. Los datos de las simulaciones realizadas por los diseñadores se almacenan automáticamente en un servidor compartido, y contribuyen a reducir el ciclo de procesos de prueba y el ciclo de desarrollo del producto, utilizándolos en nuevos análisis y predicciones como un activo de la base de datos.

2) Aplicación de la IA y establecimiento de un método de resolución de problemas inversos
Las innovaciones en los procesos se suceden a una velocidad nunca vista gracias a la adopción del SPDM, que consolida las tecnologías que asisten en el diseño con las tecnologías de la infraestructura de simulación. Tradicionalmente, los medios de resolución consistían en introducir las especificaciones del diseño y llevar a cabo la simulación para, posteriormente, obtener valores de rendimiento a partir de los resultados. Si los valores de rendimiento no cumplían los requisitos, se revisaban las especificaciones de diseño y se repetía la simulación, alargando el plazo del proceso general cuando las repeticiones eran más frecuentes. Obtener datos de diseño de las estructuras, formas y patrones necesarios hasta alcanzar el rendimiento deseado aplicando el método de la «solución de problemas inversos» es, básicamente, un medio de introducir los valores de rendimiento requeridos y de utilizar las especificaciones de diseño necesarias derivadas de las tecnologías de IA.

Evolución de las simulaciones aerodinámicas
En mayo de 2018, Toyo Tires anunció su propia tecnología de «aerodinámica de la movilidad» (simulación aerodinámica), que resulta eficaz para diseñar «neumáticos con excelentes características aerodinámicas»,³ necesarias para reducir aún más el consumo de combustible y aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos.
³ Características aerodinámicas: atributos de las fuerzas del aire (resistencia del aire) y el flujo de aire ejercidas sobre un cuerpo cuando se mueve a través del aire.

Analizamos y predecimos las características aerodinámicas de los neumáticos y de los vehículos rodando en condiciones de contacto con el suelo4 gracias a un nivel de simulación sin precedentes en la industria. Utilizamos dibujos reales de la banda de rodadura para correlacionar las condiciones de uso de los neumáticos cuando un vehículo está en movimiento (principalmente la carga de los neumáticos y la velocidad del vehículo) con las condiciones específicas de las diversas formas de ruedas y vehículos, tras analizar cómo cambia la forma de los neumáticos en esas condiciones.
Condiciones de contacto con el suelo: condiciones ejercidas cuando el neumático está rodando en una superficie real de la carretera (condiciones en el punto de contacto).

Desde 2018, Toyo Tire se ha acercado a un nuevo sector y ha realizado con éxito tecnologías de predicción de las características aerodinámicas de carrocerías de vehículos enteros, analizando el contacto con la superficie, la deformación y la rotación del neumático. A finales de 2019, Toyo Tire ampliará los sectores de control de la simulación aerodinámica con el nuevo T-MODE, y avanzará hacia tecnologías de predicción capaces de sugerir diseños de neumáticos que mejoren las características aerodinámicas de todo el vehículo.

(Referencia) La importancia de las características aerodinámicas
La fuerza de arrastre es la resistencia a la que está sometido un vehículo al moverse. Reduciendo esa fuerza puede mejorar la eficiencia del consumo. Con la creciente preocupación medioambiental, los fabricantes de automóviles se esfuerzan por desarrollar nuevos diseños de vehículos con mejores características aerodinámicas. Los fabricantes de vehículos eléctricos también afrontan el reto de ampliar la autonomía de carga, por lo que para ellos mejorar las características aerodinámicas también se ha convertido en un objetivo importante. Durante un periodo de tres días, del 17 de julio (miércoles) hasta el 19 de julio (viernes), Toyo Tire estará presente en la Exposición de Ingeniería Automotriz 2019 de Nagoya que se celebrará en Portmesse Nagoya (el Salón Internacional de Exposiciones de Nagoya), y tiene previsto revelar las tecnologías relacionadas con el nuevo T-MODE anunciado en este comunicado. Toyo Tire seguirá elevando el listón de la calidad de los neumáticos aplicando nuestras «tecnologías de diseño para la futura movilidad en la carretera».