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T-Mode (piattaforma intelligente sviluppo di pneumatici)

23 aprile 2020

Toyo Tire Corporation (sede centrale: Itami, Prefettura di Hyogo; Presidente: Takashi Shimizu) annuncia l'evoluzione e la formulazione delle proprie tecnologie di base per la progettazione di pneumatici, basate su CAE1 e IA, in un nuovo sistema, ossia il processo di sviluppo di pneumatici "T-MODE". In futuro, lo sviluppo dei pneumatici si evolverà grazie all'uso della T-MODE aggiornata.
1CAE: abbreviazione di Computer Aided Engineering. Si riferisce all'uso dei computer a supporto dell'ingegneria.

Design di pneumatici sulla base di simulazioni
Toyo Tire ha combinato due tecnologie di simulazione che impiegano supercomputer ([1] "Tire Simulation", la quale riproduce il movimento degli pneumatici in uso e lo impiega per prevedere le prestazioni e per l'analisi strutturale, e [2] "Driving Simulation" la quale riproduce varie informazioni sul modello di auto, numero di passeggeri, carichi, schemi di guida e altro ancora, per valutare l'impatto sulle gomme derivante dal movimento dell'auto) per impostare la propria tecnologia di base per la progettazione di pneumatici "T-mode" nel 2000. Da allora, l'azienda lavora senza sosta per realizzare le gomme ideali, sfruttando appieno questa tecnologia di progettazione.

Dal vecchio "T-mode" al nuovo "T-MODE"
Essendo l'unica parte dell'auto a contatto con la strada, le gomme svolgono un ruolo fondamentale nel soddisfare i vari requisiti di prestazione per le automobili. La concorrenza in fatto di progressi tecnologici nella mobilità di prossima generazione ha iniziato a dominare il settore, per esempio, con la conversione ai veicoli elettrici e la diffusione della guida autonoma. Pertanto, gli pneumatici devono raggiungere rapidamente standard elevati di prestazione e funzionalità per stare al passo con "l'evoluzione della mobilità". Precisione e velocità estreme nella progettazione ne saranno la chiave in futuro. Toyo Tire ha utilizzato l'SPDM² per integrare le tecnologie di supporto alla progettazione IA nel convenzionale T-mode (tecnologia proprietaria per infrastrutture di simulazione), evolvendosi verso processi di sviluppo di pneumatici più avanzati con il nuovo "T-MODE".
²SPDM: abbreviazione di Simulation Process and Data Management. Un sistema di infrastrutture in grado di unificare tutte le tipologie di gestione dati e di condividere processi standardizzati.

Una rivoluzione nel processo di sviluppo di pneumatici grazie all'SPDM
Nel processo di sviluppo degli pneumatici, vengono inseriti una varietà di fattori di progettazione e condizioni di utilizzo, e si ripetono i cicli di "progettazione, simulazione, prototipazione e valutazione" al fine di ottimizzare le prestazioni e la progettazione richieste. Allo scopo di accelerare lo sviluppo del prodotto, sono stati necessari ulteriori aggiornamenti della capacità di simulazione e connessioni a progetti di alta precisione. L'SPDM, realizzato a questo scopo, ha rivoluzionato il processo di sviluppo di Toyo Tire.

(1) Gestione unificata di vari dati e utilizzo come risorse condivise Di norma, i dati acquisiti dai progettisti dalle simulazioni sono gestiti come dati dei singoli. Invece, la nuova piattaforma T-MODE unifica la gestione di vari tipi di dati come risorse condivise, consentendo la condivisione tra progettisti. Il collegamento di questi dati di progettazione, dati di simulazione e dati di prova ne migliora il valore aggiunto e ne consente anche lo sviluppo come dati per un apprendimento approfondito. I dati delle simulazioni condotte dai progettisti sono archiviati automaticamente su un server condiviso. Ciò contribuisce a ridurre i tempi del processo di test e il lead time di sviluppo del prodotto, dato che può essere utilizzato in nuove analisi e previsioni come risorsa del database.

2) Applicazione dell'IA e definizione di un metodo per risolvere i problemi inversi Le innovazioni nel processo procedono a velocità mai viste prima, grazie alla creazione e all'adozione di SPDM, dato il consolidamento delle tecnologie di supporto alla progettazione con tecnologie di infrastruttura di simulazione. Tradizionalmente, gli strumenti di risoluzione implicavano innanzitutto l'immissione delle specifiche di progettazione e l'esecuzione di una simulazione, quindi l'ottenimento dei valori delle prestazioni dai risultati. Se i valori delle prestazioni non soddisfavano i requisiti, le specifiche di progettazione dovevano essere riviste e la simulazione ripetuta, prolungando così il processo complessivo, nel caso in cui occorresse effettuare diverse ripetizioni. Ricavare i dati di progettazione per strutture, forme e modelli richiesti allo scopo di raggiungere le prestazioni desiderate attraverso l'approccio di "soluzione inversa dei problemi" è, essenzialmente, uno strumento per immettere i valori di prestazione richiesti e utilizzare le specifiche di progettazione richieste derivate tramite le tecnologie IA.

Evoluzione delle simulazioni aerodinamiche
A maggio 2018, Toyo Tires ha annunciato di aver sviluppato la propria tecnologia "Mobility Aerodynamics" (simulazione aerodinamica), utile nella progettazione di "pneumatici con caratteristiche aerodinamiche³ eccellenti" al fine di ridurre ulteriormente il consumo di carburante e aumentare l'autonomia dei veicoli elettrici.
³Caratteristiche aerodinamiche: gli attributi della forza dell’aria (resistenza) e del flusso d'aria esercitati su un corpo quando si muove attraverso l'aria.

Analizziamo e prevediamo le caratteristiche aerodinamiche di pneumatici e veicoli in condizioni dell’impronta a terra dello pneumatico in moto4 utilizzando un livello di simulazione senza precedenti nel settore. Utilizziamo modelli di pneumatici reali per correlare le condizioni di utilizzo dei pneumatici quando un veicolo è in movimento (principalmente il carico sugli pneumatici e la velocità del veicolo) con condizioni specifiche per le varie forme di ruote e veicoli, dopo aver considerato la deformazione degli pneumatici in tali condizioni. 4Condizioni dell'impronta a terra dello pneumatico in moto: condizioni che si verificano quando lo pneumatico è in movimento su una superficie stradale reale (condizioni al punto di contatto).

Dal 2018, Toyo Tire si è approcciato a un nuovo settore e ha realizzato con successo tecnologie predittive per le caratteristiche aerodinamiche di tutto il corpo del veicolo, considerando il contatto degli pneumatici con la superficie, la deformazione e la rotazione. Inoltre, dalla fine del 2019, Toyo Tire ha esteso i settori di controllo della simulazione aerodinamica, utilizzando il nuovo T-MODE, verso tecnologie predittive in grado di suggerire design di pneumatici che migliorano le caratteristiche aerodinamiche dell'intero veicolo.

(Approfondimento) L'importanza delle caratteristiche aerodinamiche
La resistenza aerodinamica è la resistenza alla quale è soggetto un veicolo quando si muove. Ridurre tale forza può risultare in una migliore efficienza di consumo del carburante. Assecondando le aspettative sociali di migliorare le prestazioni ambientali, i produttori automobilistici si stanno adoperando per sviluppare nuovi design di veicoli che offrano migliori caratteristiche aerodinamiche. I costruttori di veicoli elettrici si trovano anche di fronte alla sfida di ampliare la capacità per carica, pertanto il miglioramento delle caratteristiche aerodinamiche è diventato un obiettivo significativo anche per loro. Dal 17 al 19 luglio 2019, Toyo Tire ha partecipato all'"Automotive Engineering Exposition 2019 Nagoya", tenutosi a Portmesse Nagoya (Nagoya International Exhibition Hall), e ha svelato le tecnologie relative al nuovo T-MODE annunciato in questo articolo. Toyo Tire continuerà a portare gli pneumatici ai livelli più alti, avvalendosi delle sue "tecnologie di progettazione per la mobilità stradale futura".

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