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Creazione di una simulazione in tempo reale

23 aprile 2020

Toyo Tire Corporation (sede centrale: Itami, Prefettura di Hyogo; Presidente e CEO: Takashi Shimizu, di seguito "Toyo Tire") annuncia di aver creato una tecnologia di simulazione in tempo reale e di previsione della neve, tramite un processo di sviluppo di pneumatici per automobili T-MODE, che integra CAE1 e IA (intelligenza artificiale).
1CAE: Computer Aided Engineering

Tecnologia di simulazione in tempo reale che utilizza l'apprendimento automatico
Nel 2000, Toyo Tire ha creato la versione originale di T-mode, una piattaforma di sviluppo di pneumatici per autoveicoli. Nel luglio 2019, la società ha reso nota una versione avanzata e sistematizzata, rinominato T-MODE, un processo di sviluppo di pneumatici evoluto. Nel processo di sviluppo convenzionale, si immettono le specifiche di progettazione e si esegue una simulazione. Le specifiche di progettazione sono riviste e il processo di simulazione è eseguito ripetutamente fino a quando i valori delle prestazioni calcolate non raggiungono le prestazioni previste. Quanto più spesso deve essere ripetuto tale processo, tanto più a lungo questo durerà. Toyo Tire è riuscita a integrare vari dati raccolti dalle simulazioni eseguite fino a questo momento con il T-MODE tramite il SPDM². Utilizzando questi dati e inserendo le specifiche di progettazione nel sistema, siamo in grado di prevedere all'istante i valori delle prestazioni dei pneumatici attraverso l'AI. In virtù di ciò, Toyo Tire ha creato una tecnologia di simulazione in tempo reale epocale. Inoltre, per l'ideazione di questa tecnologia, Toyo Tire ha condotto una ricerca congiunta con l'Università di Osaka³. È stato preparato un diagramma gerarchico che traspone le specifiche di progettazione e le prestazioni degli pneumatici in conformità con i concetti progettuali. Su questa base, l'azienda è riuscita a visualizzare la relazione tra le specifiche di progettazione e le prestazioni degli pneumatici, facendo ricorso a metodologie di data science. Alla luce di questa connessione, è stato introdotto l'apprendimento automatico sulla base dei dati di simulazione. Pertanto, è stato possibile eseguire calcoli in breve tempo e fare previsioni accurate.
²SPDM:Simulation Process and Data Management. È un sistema di infrastrutture in grado di gestire centralmente tutte le tipologie di dati e di condividere processi standardizzati.
³Osaka University, Graduate School of Engineering, Dipartimento di Ingegneria Meccanica, ricerca congiunta con il professore associato Shintaro Yamasaki, l'assistente
professore Kentaro Yaji e il professore Kikuo Fujita.

Specifiche di progettazione dei pneumatici e struttura della gerarchia delle prestazioni (diagramma concettuale)

Resistenza al rotolamento: confronto tra i valori previsti e quelli effettivi4



4Dopo aver inserito le specifiche di progettazione, è stato effettuato un confronto tra i valori previsti calcolati in tempo reale (asse orizzontale) e i valori effettivi derivanti dalle simulazioni (asse verticale).
simulations (vertical axis).

Tecnologia di previsione della neve
In precedenza, Toyo Tire aveva determinato un metodo per prevedere le prestazioni di trazione sulla neve di uno pneumatico in determinati tipi di qualità della neve (neve fresca e fanghiglia). Tuttavia, utilizzando la tecnologia base di simulazione T-MODE, di recente sviluppo, è ora possibile prevedere, con un livello di precisione elevato, le prestazioni di trazione sulla neve di uno pneumatico nell'ambiente reale in cui viene utilizzato. Per misurare la resistenza al taglio5 da neve in condizioni d'uso effettive, Toyo Tire si è avvalsa del know-how dell'University of Marine Science and Technology di Tokyo, dell'University of Technology di Nagaoka e dal National Institute of Technology, Nagano College.6 È stato sviluppato di concerto un metodo di misurazione ed è stata condotta la misurazione. Ciò ha facilitato i test, condotti con un sistema di analisi sperimentale sulle caratteristiche di taglio anulare, mirate a misurare la forza di taglio tra la gomma dello pneumatico e la neve naturale, tenendo conto dei fattori di carico e velocità durante la guida e la frenata. In virtù di tale analisi, Toyo Tire è riuscita a visualizzare la deformazione nei blocchi durante la guida e la frenata in diversi ambienti in cui si utilizzano le gomme. Ciò permette di selezionare in maniera adeguata i motivi del battistrada adatti all'ambiente in cui vengono utilizzati i pneumatici. Questa tecnologia innovativa sarà utilizzata per sviluppare nuovi prodotti.
Forza di resistenza al taglio: lo pneumatico, con un grande blocco e scanalature profonde nell'area di contatto con il suolo, schiaccia la neve e questa fa resistenza quando lo pneumatico è sottoposto a sollecitazione da taglio nella direzione dell'area di contatto.
6 Ricerca congiunta con Toshikazu Fujino, professore associato presso l'University of Marine Science and Technology di Tokyo, Masajiro Abe, professore presso l'University of Technology di Nagaoka e Kenji Yanagisawa, professore associato presso il National Institute of Technology, Nagano College.

 

Analisi della trazione

Deformazione delle lamelle durante la trazione

Toyo Tire continuerà ad analizzare con cura le tendenze del mercato in continua evoluzione per sviluppare prodotti che si differenziano dalla concorrenza, grazie all'innovativo T-MODE, del quale intende sfruttare appieno le sue risorse uniche.

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