A verificação e validação de AV exige a fusão dos mundos real e virtual

Os dados coletados no mundo real podem ser usados para melhorar a fidelidade de execuções de teste simuladas e para permitir que os engenheiros investiguem e iterem em cenários de condução. (Crédito da imagem: Siemens)

Artigo escrito por Nand Kochhar, VP de Transporte Automotivo, Siemens Digital Industries Software
 

À medida que a indústria automotiva avança para o futuro, as empresas enfrentam o desafio de construir veículos que ofereçam maior conveniência, segurança e conectividade.

Prevê-se que o advento dos veículos autónomos e definidos por software (SDV/AV) só deve ampliar essa tendência, aumentando ainda mais os limites da complexidade dos veículos.

Os AVs, em particular, exigirão componentes de última geração de vários domínios, incluindo software, chips semicondutores, sensores e fiação elétrica – culminando nos veículos mais sofisticados já produzidos.
 

A complexidade dos AVs como um sistema-de-sistemas certamente será imensa.

No entanto, a verificação e validação da segurança, confiabilidade e desempenho do AV em todos os cenários de tráfego pode ser uma tarefa ainda mais assustadora.

As projeções indicam que as plataformas AV precisarão completar o equivalente a bilhões de quilômetros de testes para garantir sua segurança e confiabilidade.
 

Assim, um desafio crítico para os fabricantes de AV será o desenvolvimento de métodos de verificação e validação que possam avaliar rapidamente o desempenho desses veículos sofisticados em todos os tipos de tráfego e cenários climáticos.

Complexidade crescente exige fusão de real e virtual

 A complexidade crescente em todo o processo de desenvolvimento do veículo aumenta quando se trata de verificação e validação de um AV.

As projeções indicam que as plataformas AV precisarão completar o equivalente a bilhões de quilômetros de testes para garantir sua segurança e confiabilidade.

Um volume considerável de testes é necessário para investigar situações de trânsito não rotineiras que são difíceis de prever ao desenvolver um sistema de direção autônoma.
 

Os testes do mundo real devem ser aumentados com simulações de alta fidelidade que podem ajudar as equipes de projeto a coletar informações vitais de forma mais rápida e econômica.

Com uma abordagem combinada de testes e simulação do mundo real, as equipes de engenharia de AV podem identificar casos de borda na estrada e avaliar o comportamento do veículo em todos os cenários de direção de forma mais rápida e econômica.
 

Realizar tal abordagem real e virtual combinada exige uma plataforma de desenvolvimento AV integrada que possa testar e retestar a operação do veículo em cenários virtuais realistas durante todo o ciclo de vida do projeto.

Uma plataforma integrada de projeto e simulação AV permite que os resultados de teste e os dados de simulação sejam reincorporados ao projeto do veículo, criando um sistema de circuito fechado que melhora o projeto, a operação e as características físicas do sistema com dados de alta fidelidade.
 

Tal plataforma é habilitada por uma extensa abordagem de digitalização que suporta a criação de um gêmeo digital abrangente do AV, cobrindo o projeto, verificação e validação, monitoramento em campo e otimização do hardware, software, produção e ciclo de vida do veículo.

A digitalização suporta uma abordagem de simulação combinada

O desenvolvimento de sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS) e veículos autônomos é um processo de engenharia baseado em dados.

Grandes quantidades de dados são geradas, analisadas e incorporadas de volta ao projeto em cada etapa do ciclo de vida por meio do gêmeo digital abrangente.

Traduzir os dados brutos coletados em insights de engenharia que impulsionam melhorias e otimizações é onde as vantagens competitivas podem ser conquistadas e perdidas.
 

Tudo começa com a coleta de dados do mundo real.

Normalmente, a quantidade de dados coletados de um teste físico é imensa.

As soluções de coleta de dados digitalizados incluem um software que pode realizar uma análise inicial dos dados, distinguindo os dados que são pertinentes ao objetivo de teste em questão e permitindo que as equipes tomem decisões bem informadas sobre a prioridade de armazenamento e processamento de dados.
 

Os dados capturados se tornam ainda mais poderosos quando convertidos para o domínio virtual.

Os dados de teste do mundo real podem enriquecer os ambientes simulados do veículo e a dinâmica de condução, levando a um gêmeo digital de maior fidelidade.

Os cenários capturados durante os testes do mundo real também podem ser importados e recriados em uma solução de simulação.

Uma vez no ambiente de simulação, a equipe de engenharia pode alterar todos os parâmetros do cenário, como condições climáticas ou velocidades do veículo, permitindo que as equipes questionem todas as facetas do desempenho do sistema.

Simulações de alta fidelidade de um gêmeo digital de veículo abrangente também apresentam o melhor ambiente para a identificação dos chamados cenários “desconhecido-inseguros”.

As equipes de engenharia podem usar o conhecimento de situações conhecidas do mundo real em combinação com métodos matemáticos para descobrir cenários críticos alternativos.

Isso no ambiente virtual permite que as equipes descubram e analisem esses cenários de forma muito mais eficiente, reduzindo o número de cenários desconhecidos-inseguros e, portanto, o risco incorrido ao implantar sistemas AV.

Construa para o futuro da mobilidade com a digitalização

 A implementação bem-sucedida de sistemas de condução automatizada depende em grande parte da nossa capacidade de resolver o imenso desafio da verificação e validação AV.

Os AVs precisarão operar com segurança e confiabilidade em todas as condições climáticas e de tráfego, em ambientes urbanos, suburbanos e rurais.

Os fabricantes de AV e as empresas de transporte precisarão adotar o gêmeo digital abrangente para construir uma abordagem digitalizada de realidade mista para o desenvolvimento, verificação e validação de seus sistemas.

À medida que o futuro do transporte automatizado se aproxima da realidade, as empresas automotivas e de transporte enfrentam uma transformação tanto nos produtos que criam quanto nos métodos com os quais conduzem negócios.

Embora existam grandes oportunidades no futuro, o caminho até lá é dificultado por vários obstáculos.

As empresas que se comprometerem com a digitalização superarão esses obstáculos e estabelecerão uma base sólida para o futuro dos veículos conectados, automatizados e cada vez mais definidos por software.

 Nand Kochhar é vice-presidente de Automotivo e Transporte da Siemens Digital Industries Software.

Ele ingressou na Siemens em 2020, após quase 30 anos na Ford Motor Company, onde mais recentemente atuou como Engenheiro-Chefe de Sistemas de Segurança Global.

Nessa função, Kochhar foi responsável pelo desempenho de segurança veicular de todos os produtos das marcas Ford e Lincoln globalmente.

Ele também atuou como Líder Técnico Executivo, CAE, e como membro do Conselho Consultivo de Tecnologia da Ford.

O mandato de Kochhar na Ford também incluiu liderança executiva de engenharia em uma variedade de disciplinas, incluindo desenvolvimento de produtos, fabricação, digitalização, desenvolvimento e implementação de tecnologia de simulação.
 

A Siemens Digital Industries Software ajuda empresas de todos os portes em sua transformação digital usando software, hardware e serviços da plataforma Siemens Xcelerator.

O software e o gêmeo digital abrangente da Siemens permitem que as empresas otimizem seus processos de projeto, engenharia e manufatura para transformar as ideias de hoje em produtos sustentáveis do futuro.

De chips a sistemas inteiros, de produtos a processos, para todos os setores. Siemens Digital Industries Software – Accelerating transformation.