Antes mesmo de o carro ser colocado no túnel de vento para avaliar a aerodinâmica ou jogado contra a parede no teste de impacto para verificar a segurança, os engenheiros da Fiat Chrysler Automobiles (FCA) já sabem os resultados, permitindo que melhorias sejam aplicadas e o teste físico apenas valide o virtual.
Com a evolução das tecnologias, principalmente as relacionadas à realidade virtual, tornou-se possível fazer simulações com programas de computação que reproduzem de maneira fiel e precisa diferentes situações a que o veículo pode ser submetido. E o resultado é impressionante.
No Polo Automotivo de Betim, a FCA integra moderna estrutura do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Giovanni Agnelli, que tem sistemas de alta tecnologia de Realidade Virtual (VA) e Realidade Aumentada (AR) usados para otimizar o desenvolvimento dos novos produtos, tornando os processos cada vez mais precisos e eficientes.
Todas as ferramentas estão reunidas no recém-inaugurado Virtual Center Latam, que recebeu investimentos de R$ 4,1 milhões, aplicados no que há de mais avançado do mundo digital à engenharia automotiva.
Evolução dos projetos
É no Virtual Center Latam que as diversas áreas da engenharia acompanham a evolução dos projetos, desde a concepção do conceito inicial à industrialização. Ali são feitas avaliações de diferentes aspectos, como ergonomia, segurança e interface dos sistemas e componentes.
A estrutura disponível no Virtual Center otimiza o tempo de comunicação entre as equipes envolvidas no processo de desenvolvimento do produto, incluindo os times da Engenharia de Produto, Assistência Técnica, Qualidade, Manufatura e fornecedores, entre outros. E os resultados das avaliações são comprovados nas performances virtuais.
Construído em uma área de 800 metros quadrados, o Virtual Center é composto de três ambientes. O primeiro deles é a Sala de Realidade Virtual, que usa software de última geração para criar modelos digitais imersivos em 3D. Por meio da power wall, com tela de 150 polegadas e tecnologia 3D ativa. Nela é possível visualizar, com o máximo de detalhes, a carroceria e todos os componentes do carro.
Ainda, com o uso de joysticks, realizar interações, como a retirada da bomba de combustível, simulando a troca do componente na concessionária e identificando possíveis dificuldades para que as correções sejam feitas ainda na fase de desenvolvimento
O outro ambiente é a Sala Integrada, que possibilita interações em um cockpit adaptável, composto por chassi, bancos dianteiro e traseiro, painel, console e volante com realidade virtual em 4D. Com o uso de óculos de realidade virtual imersivo, integrado ao sistema wireless, a sensação é de estar dentro de um carro.
Detalhes da arquitetura interna e externa são criados no ambiente virtual e, com os movimentos do corpo, ocorre a interface homem-máquina, como abrir e fechar as portas e o capô, colocar uma caixa no porta-malas ou uma lata no console e girar o volante.
As imagens são reproduzidas em tempo real nos quatro monitores de 75 polegadas instalados na sala. Além do joystick, a interação também pode ocorrer com o uso de luvas eletrônicas, que contam com sensores capazes de reproduzir o movimento das mãos no ambiente virtual.
O terceiro ambiente é a Oficina. Nela, depois da validação digital do projeto, dá-se início à construção dos modelos físicos dos componentes internos e externos do novo veículo, como faróis, lanterna, console, painel de instrumento, entre outros. Os materiais utilizados são resina, fibra de carbono e fibra de vidro, além da impressão 3D. Na oficina, os cálculos validados e certificados na Sala de Realidade Virtual e na Sala Integrada começam a ganhar vida, em um ambiente controlado, para nova sequência de avaliações.
Outro recurso importante no Virtual Center Latam é a tecnologia de Realidade Aumentada (AR), que é a combinação do ambiente real com o virtual. Por meio de um tablet, é possível projetar, em uma carroceria, elementos das partes interna e externa do veículo. As dimensões são detalhadamente calculadas por meio de um scanner para garantir 100% de assertividade na interação entre o físico e o virtual. As análises virtuais também envolvem veículos da concorrência, para que sejam feitas comparações em busca do aprimoramento do produto.
Criação de novos carros
O ponto de partida para o desenvolvimento de um novo carro é o briefing conceitual. Trata se de um documento no qual são identificados a missão, o foco de performance do novo veículo e a comparação com os principais concorrentes.
No ambiente virtual também surgem os primeiros desenhos, já com as dimensões máximas do veículo, como bitola, distância entre-eixos, altura, largura e habitabilidade. A partir dessa imagem, o Design Center começa a criar a superfície do novo veículo.
Enquanto isso, a engenharia inicia as escolhas técnicas para definir qual plataforma — assoalho, compartimento do motor e chassis — sistemas e componentes irão compor o veículo.
Toda esta criação e interação feita por meio de simulações virtuais faz contraponto com os processos usados durante o desenvolvimento do Fiat 147, em 1976, totalmente realizados em pranchetas e modelos físicos.
Somente a partir da década de 1990, a FCA Latam começou a utilizar ambientes digitais, culminando com a criação do Virtual Center Latam. O processo evoluiu a um ponto em que, hoje, é possível escutar o ruído de rodagem de um veículo ainda na fase virtual, permitindo modificações para atingir a performance desejada.
Simulações no ambiente virtual
De acordo com Gustavo Costa, supervisor de Análise Virtual de Engenharia de Chassis, nas análises de dinâmica veicular, o piloto interage com a simulação, em tempo real. “É a experiência de dirigir um carro que ainda não existe fisicamente, em um conceito chamado driver-in the- loop”, revela Gustavo.
Essas interações são realizadas no SIMCenter, centro de excelência em simulação de dinâmica veicular da FCA, considerado o mais moderno da América Latina. No SIMCenter são definidas as características técnicas e funcionais dos componentes que determinam a dinâmica do veículo, como pontos geométricos de suspensão, amortecedores, molas, barras estabilizadoras, pneus, direção e freios.
A primeira sala está localizada no Polo Automotivo Fiat e compreende um simulador estático, com volante, câmbio e pedais. Nas interações no cockpit, são criadas as condições de avaliação do comportamento do veículo nas mais diferentes situações.
Após a validação dos modelos obtida no simulador estático, o próximo passo é a avaliação do comportamento do veículo no simulador dinâmico, instalado no campus Coração Eucarístico da PUC Minas, em Belo Horizonte. O sistema é formado por uma plataforma que realiza todos os movimentos de um veículo real por meio de nove atuadores, um cockpit equipado com sistema de áudio que reproduz os sons do motor e as reações dos pneus como piso, além de uma tela curva com ângulo de visão de 230 graus.
Antes dos testes de impacto realizados no Safety Center, centenas de validações são feitas no mundo virtual. Ainda no computador, é possível saber com até 98% de precisão quais são os pontos de contato do veículo com o ocupante em uma colisão e determinar como será feita a absorção desse impacto. “Isso revela que toda a estrutura de absorção é projetada e não obtida ao acaso”, explica Sílvio Piancastelli,
gerente de Desenvolvimento de Conceito do Grupo FCA.
Já o laboratório de User Experience (UX) do Design Center Latam conta com simuladores desenvolvidos para testar a usabilidade de interfaces e conectividade. Um dos simuladores cria um ambiente virtual bastante imersivo, em que é possível avaliar a interação do usuário com o quadro de instrumentos e o sistema de infotainment enquanto dirige.
“Com essas ferramentas, garantimos que o olhar de experiência do usuário esteja dentro do processo de desenvolvimento. O desafio é entender o cliente em profundidade nas interações com o carro, dentro de uma perspectiva de usabilidade e segurança”, conclui Leandro Alvarenga, líder da área de UX.
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