Audi utiliza Simcenter para mejorar la precisión y velocidad de las simulaciones de baterías de vehículos eléctricos

Producto: Simcenter
Industria: Automotriz

Desarrollar baterías de vehículos eléctricos más seguras y fiables
Predecir con precisión el rendimiento térmico de las baterías de los vehículos eléctricos es quizá el reto más importante al que se enfrentan los fabricantes de equipos originales (OEM) de automoción. Las baterías tienen una zona de temperatura en la que pueden funcionar para evitar fallos. Si la batería se sale de esta zona, puede reducir su vida útil o incluso poner en peligro la seguridad de los ocupantes.

Por eso no es de extrañar que Audi, una marca conocida en todo el mundo por sus vehículos premium de calidad superior, haya formado un equipo altamente especializado dedicado al desarrollo conceptual de sistemas de baterías de alto voltaje. Situado en Alemania, las contribuciones de este equipo son cruciales para la visión de Audi de diseñar la movilidad del mañana y garantizar una experiencia de conducción excepcional que sea digital, eléctrica y sostenible.

Aumento de la precisión del modelo térmico
Joohwa Sarah Lee, ingeniera de desarrollo de conceptos, forma parte de este equipo y está especializada en el rendimiento térmico de las baterías.

“Construir modelos de simulación térmica precisos es un aspecto crítico del trabajo de mi equipo”, afirma Lee. “Los modelos en sí son muy importantes, ya que contribuyen directamente a nuestro objetivo de optimizar el rendimiento térmico de las baterías”.

En 2021, Lee y su equipo descubrieron que, para determinados casos y condiciones, los resultados de la simulación no coincidían con las mediciones de las pruebas. Como resultado, Lee se propuso mejorar la calidad de estos modelos de simulación. Lee y su equipo seleccionaron los servicios de ingeniería y consultoría Simcenter™ de Siemens Digital Industries Software como socio de desarrollo.

“Seleccionamos Simcenter porque sus herramientas permitían una conexión perfecta no solo entre los modelos 1D y 3D, sino también la conectividad con herramientas de terceros”, afirma Lee. “Los servicios de ingeniería de Simcenter nos proporcionaron los conocimientos técnicos y el soporte necesarios para ayudarnos a configurar estas integraciones y garantizar la mayor precisión posible.”

Combinación de simulaciones 1D y 3D
Tradicionalmente, la geometría de los módulos y paquetes se ha modelado mediante simulaciones térmicas de dinámica de fluidos computacional (CFD) en 3D. Este método tiene unos costes computacionales significativos y puede tardar días o semanas en completarse. Además, se requiere un amplio conocimiento de los parámetros y experiencia en simulación 3D para producir un modelo 3D preciso. La simulación de sistemas en 1D es mucho más rápida, pero a menudo resulta complicado generar modelos en 1D a partir de un modelo en 3D sin comprometer la precisión.

Simcenter Engineering Services se propuso crear un modelo térmico de la pila de baterías más rápido y preciso para apoyar los sistemas de gestión de baterías de Audi, desde el desarrollo de la estrategia inicial hasta la validación con el resto de subsistemas del vehículo. Estos modelos debían tener en cuenta varios parámetros, como la corriente, las variaciones de temperatura del refrigerante, la conectividad con modelos eléctricos 1D y la integración con MATLAB/Simulink. Lee y su equipo proporcionaron al equipo de Simcenter casos de prueba y condiciones límite para diversos escenarios.

Un flujo de trabajo a medida
Combinando el software Simcenter STAR-CCM+™ y el software Simcenter Amesim™, que forman parte de la plataforma empresarial de software, hardware y servicios Siemens Xcelerator, los expertos de Simcenter Engineering Services desarrollaron un flujo de trabajo semiautomatizado para generar un modelo a nivel de sistema 1D en Simcenter Amesim a partir de un modelo 3D Simcenter STAR-CCM+. El objetivo de este flujo de trabajo era garantizar que los usuarios de simulación 1D de Audi pudieran beneficiarse del alto nivel de detalle que proporcionan los modelos 3D, manteniendo al mismo tiempo la velocidad de la simulación 1D.

Utilizando entradas especificadas, Simcenter STAR-CCM+ se utilizó para calcular varias condiciones de estado estacionario que cubrían el espacio de diseño elegido, como la temperatura de entrada del refrigerante, el caudal y la corriente. A continuación, los datos pueden utilizarse para derivar un modelo electrotérmico 1D con el que investigar escenarios transitorios para la pila completa.

Reducir el tiempo, aumentar la precisión
El flujo de trabajo desarrollado por los expertos de Simcenter Engineering Services ha reducido el tiempo de cálculo de las simulaciones térmicas de baterías a tan sólo unos minutos. Uno de los ejemplos más vívidos es la simulación de un escenario de carga de baterías de vehículos eléctricos desde el 10 por ciento de la capacidad de la batería hasta el 80 por ciento.

“Como resultado de nuestro proyecto con Simcenter Engineering Services, pudimos reducir el tiempo de simulación del escenario de carga de casi un día entero a menos de un minuto”, afirma Lee. “Se trata de una diferencia enorme en el tiempo de cálculo. También hemos observado una mejora significativa en los resultados de la simulación, especialmente en los estudios de comportamiento térmico”.

“Exploramos otras soluciones para este problema, pero ninguna otra empresa ofrecía el nivel de conectividad entre herramientas que ofrecía Siemens. La combinación de un modelo 3D detallado en Simcenter STAR-CCM+ con la velocidad y eficacia de Simcenter Amesim y las herramientas de terceros respaldadas por el equipo de Simcenter Engineering Services supuso una ventaja crucial. También nos entusiasma explorar otros aspectos de la cartera de Simcenter, incluido Simcenter Battery Design Studio”.

Lee y su equipo son optimistas sobre el futuro de su colaboración con Simcenter Engineering Services.

“Seguiremos aplicando nuestras nuevas herramientas y metodologías a futuros retos”, afirma Lee. “Estamos agradecidos por el apoyo prestado por el equipo de Simcenter Engineering Services y por su disposición y capacidad para ayudarnos a resolver problemas difíciles.”

Hyundai Motor Group utiliza la IA para reducir el proceso de optimización de parámetros de 1 semana a 15 minutos

Producto: Simcenter
Industria:
Automotriz

Cambio a la izquierda impulsado por la IA
En el proceso de desarrollo de vehículos, es ventajoso para las empresas desplazarse a la izquierda en el ciclo V tanto como sea posible. Al evitar los cambios de diseño en las últimas fases, los equipos de ingeniería pueden conseguir importantes ahorros de tiempo y costes y ayudar a que los productos lleguen antes al mercado.

La inteligencia artificial (IA) es una herramienta cada vez más popular que permite a los equipos de ingeniería desplazarse hacia la izquierda. Por ejemplo, los ingenieros pueden entrenar redes neuronales para que busquen entre enormes cantidades de datos y modelos de simulación y ayuden a identificar la configuración ideal de un vehículo o componente.

Impulsado por la IA, el esfuerzo por cambiar a la izquierda es más urgente que nunca a medida que el mundo transita hacia un futuro más sostenible con la electrificación. Muchos fabricantes de equipos originales (OEM) están en proceso de transición de la producción de motores de combustión interna (ICE) a vehículos impulsados por baterías. Cada uno de estos vehículos cuenta con años de datos de desarrollo y modelos de simulación que ahora deben adaptarse a la electrificación.

Redes neuronales para fijar objetivos de vehículos


Simcenter Engineering Services y Hyundai Motor Group se asociaron para utilizar la IA con el fin de reducir el proceso de optimización de parámetros para el Genesis GV 80.
Al comienzo de su viaje hacia la electrificación, Hyundai Motor Group (HMG) reconoció la necesidad de implementar la IA para permitir un cambio sin fisuras hacia la izquierda en el proceso de desarrollo de vehículos eléctricos. En 2023, se asociaron con Simcenter Engineering and Consulting services para construir las redes neuronales que les permitirán definir los requisitos basados en la arquitectura en la fase de concepto del desarrollo del vehículo.

Al principio del proceso de diseño (a la izquierda del ciclo en V), los equipos de ingeniería suelen tener una estimación de lo que les gustaría ver en su próxima generación de vehículos, incluida la masa, el tamaño, la tecnología de suspensión, etc. Estas primeras ideas deben explorarse y analizarse de la forma más eficiente posible para definir el diseño y la configuración ideales. El establecimiento de objetivos para atributos como la masa óptima, la cinemática, la facilidad de conducción, la conducción y el manejo proporciona a los equipos de ingeniería indicadores clave de rendimiento (KPI) subjetivos que deben cumplir. Cuanto antes se alcancen estos objetivos, más tiempo y costes ahorrará la empresa.

Ilsoo Jeong, ingeniero de confort, forma parte del equipo de desarrollo virtual de confort de conducción de Hyundai Motor Group. Su equipo se encargó de fijar objetivos para el desarrollo del chasis del Genesis GV 80, que saldrá al mercado en una futura generación como vehículo eléctrico (VE).

“Nuestro objetivo era lograr el máximo confort y maniobrabilidad, por lo que tuvimos que considerar cientos de parámetros del chasis, como la distribución de masas, la cinemática de la suspensión o el sistema de montaje”, explica Jeong. “También tuvimos que considerar cómo tendrían que cambiar estos diseños y configuraciones teniendo en cuenta que el motor de combustión interna se sustituirá por una batería”.

“Además, queríamos poder realizar análisis de sensibilidad para entender rápidamente cómo los cambios en el diseño de un componente pueden afectar al rendimiento de otros. Nos dimos cuenta de que la IA podía ayudarnos a conseguirlo de forma rápida y eficaz. Nos asociamos con Simcenter Engineering and Consulting Services para construir estas redes neuronales porque tenían la mayor experiencia en Simcenter Amesim, nuestra herramienta preferida, y por su amplia experiencia en el proceso de desarrollo de vehículos.”

Optimización de la arquitectura del VE
En otro proyecto, el equipo de Simcenter Engineering Services había colaborado con los ingenieros de HMG para desarrollar una arquitectura en el software Simcenter Amesim que pudiera utilizarse para evaluar diversas maniobras del vehículo y proporcionar un posprocesamiento automático.

Esta arquitectura permitía ponderar criterios por separado -incluidos 52 KPI individuales para cada requisito- para obtener una puntuación global, y podía manejar más de 350 parámetros como entrada.

En este proyecto, Simcenter Engineering Services amplió este trabajo para aplicarlo al chasis. Utilizando los objetivos proporcionados por HMG, los ingenieros de Simcenter generaron más de 200.000 modelos de simulación en Simcenter Amesim y los validaron con vehículos reales. Guardaron los resultados de la simulación en un sistema informático de alto rendimiento (HPC) para que pudieran ejecutarse más rápidamente en el futuro.

“Simcenter Amesim fue la fuerza impulsora de nuestra decisión de seleccionar a Siemens para este proyecto”, explica Jeong. “Sólo Simcenter Amesim tenía las capacidades para realizar el número de simulaciones que necesitábamos, así como la flexibilidad para atributos como la frecuencia NVH. Simcenter Amesim también era ventajoso porque nos permitía trabajar con nuestras propias plantillas en lugar de con una preconfeccionada”. En cuanto a flexibilidad y tiempo de simulación, Simcenter Amesim fue la mejor elección”.

Utilizando el software Simcenter Reduced Order Modeling, Simcenter Engineering Services creó y entrenó una red neuronal para obtener resultados de simulación que permiten la optimización directa de los modelos más adelante en el proceso. Esta red neuronal se integra con el software HEEDS para ayudar a los ingenieros de HMG a identificar la configuración ideal del vehículo.


“Si nuestros objetivos o parámetros cambian, ya no tendremos que empezar todo el proceso desde cero”, afirma Jeong. “Ahora podemos encontrar el conjunto óptimo de parámetros muy rápidamente buscando a través de la red neuronal construida por Simcenter Engineering Services. La posibilidad de recuperar fácilmente los resultados de la simulación nos permite informar rápidamente al equipo de cada subsistema sobre la configuración ideal. Más adelante en el desarrollo, también podremos comparar eficazmente el rendimiento de conducción del vehículo con nuestros objetivos utilizando los datos de referencia recuperados por la red neuronal.”

Ahorro de tiempo gracias a la IA
La colaboración con Simcenter Engineering Services y el uso del software Simcenter han supuesto importantes ventajas en el proceso de ingeniería para el equipo de Jeong.

“Antes de este proyecto, una evaluación de requisitos tardaba dos minutos en ejecutarse en simulación”, afirma Jeong. “Utilizando la red neuronal desarrollada por Simcenter Engineering Services, esto se redujo a una décima de segundo. Del mismo modo, el proceso de optimización de los parámetros de nuestros subsistemas solía durar una semana. Con la ayuda de Simcenter Engineering Services, se ha reducido a 15 minutos”.

Juntos, Jeong y el equipo de Simcenter Engineering Services están trabajando para obtener aún más beneficios de eficiencia de esta red neuronal. Pronto se integrarán con el software Teamcenter para enlazar completamente y proporcionar trazabilidad a parámetros y requisitos. Esto permitirá a un director de programa sin conocimientos de simulación introducir directamente sus requisitos y utilizar parámetros de un proyecto anterior para ejecutar simulaciones directamente en la web. A continuación, podrán predecir el rendimiento del sistema u optimizar los conjuntos de parámetros de los subsistemas, acercando el poder de la simulación de sistemas a los no expertos.

“La cartera Simcenter de Siemens y los servicios de ingeniería Simcenter seguirán siendo un socio de desarrollo especial para HMG”, afirma Jeong. “Nuestras empresas mantienen una sólida relación y estoy deseando colaborar en futuros proyectos”.

CETIM: utilizar la IA y la simulación para ganar ventaja

Producto: Simcenter
Industria: Aeroespacial, automotriz

El CETIM es un centro de investigación y estudios que presta apoyo a numerosas industrias (aeroespacial, automoción, agricultura, construcción, energía, petróleo y gas, procesos) en sus retos tecnológicos actuales y futuros.

  • Estudios colectivos (vínculo entre el mundo académico y la industria)
  • Estudio de problemas comunes para que un amplio conjunto de agentes de la industria compartan/aprovechen los conocimientos/conocimientos técnicos.
  • Estudios comerciales (oferta de servicios)
  • Servicios de ingeniería específicos para empresas que no disponen necesariamente de las herramientas o los conocimientos necesarios en su seno.
  • El objetivo del CETIM es mejorar la competitividad de las empresas que se benefician de sus servicios/estudios gracias a la ingeniería mecánica, la transferencia de innovación y las soluciones de fabricación avanzada.

El abanico de competencias y conocimientos propuestos por el CETIM es muy amplio (véase imagen inferior + “materiales metálicos y compuestos, tratamientos de superficie, procesos de fabricación, ensamblaje, estanqueidad, fluidos y flujos, END, …”).

En 2017 se creó una encuesta de simulación que reúne a una treintena de ingenieros de simulación bajo la dirección de Thierry Raphenne para responder a las necesidades de análisis en fase de desarrollo de productos, cada vez más frecuentes en la industria.

Equipo de simulación: Expertos para apoyar los retos de ingeniería de la industria
Thierry Raphenne y su equipo realizaron una encuesta sobre simulación en una comunidad de expertos. Thierry supervisa ese equipo de 30 personas que trabajan a tiempo completo en proyectos de análisis de simulación (mecánica, elementos finitos, CFD, DEM…). Ha trabajado en este campo desde sus estudios de ingeniería. En el CEA, su tesis estableció un modelo de comportamiento de materiales con el método de elementos finitos.
Expectativas de la industria al solicitar el apoyo de expertos del CETIM:

  • Validar el dimensionamiento del producto
  • Comprender el origen de un fallo. (Análisis de fallos, la simulación ayuda a comprender y explicar los fenómenos)
  • “Lo que aporta la simulación es una mejor comprensión de lo que ocurre y una aceleración de la puesta en marcha / lanzamiento de los productos. Por ejemplo, el diseño de un coche hoy se hace en menos de 18 meses frente a hace 5 años. El uso de la simulación acelera el proceso de validación y diseño de productos industriales. Sin simulación > más roturas recurrentes porque no se tienen en cuenta muchas situaciones de fatiga, que están en el origen de la rotura de piezas”. – Thierry Raphenne

La simulación nos permite analizar más casos de uso y, en consecuencia, podemos reducir los costes de desarrollo.

Sin simulación, se trabajaba más sobre hipótesis simplificadas. Esto llevaba a sobredimensionar ciertas piezas de la máquina para asegurarse de que encajaban y no se rompían.

Parte 2: Un fuerte vínculo entre el mundo académico y la industria para satisfacer necesidades comunes, con especial atención a la simulación conjunta
Colaboración entre los mundos académico e industrial
El CETIM ofrece la oportunidad de tender puentes entre los agentes de la industria y el mundo académico, basándose en casos reales procedentes de la industria. Estos grupos de trabajo permiten el desarrollo de sólidas competencias para la empresa que se beneficia de la experiencia en simulación del CETIM. Estos proyectos transversales reúnen hasta 80 representantes de la industria, que luego se dividen en subgrupos para trabajar sobre temas determinados. Uno de los proyectos codirigidos entre el CETIM, la industria y el mundo académico se centra en la simulación y el acoplamiento.

Centrarse en la simulación conjunta
Para los industriales que participan en ese grupo de trabajo colaborativo, es clave centrarse en la simulación y el acoplamiento entre varios tipos de simulación (de 1D a 3D, acoplar Multiphysics con simulaciones de tipo multicuerpo…). El objetivo es verificar y validar el diseño de un sistema completo (y complejo) mediante simulación.

Después de este grupo de trabajo, la idea es establecer cuáles son los conocimientos técnicos que pueden transferirse fácilmente a los actores industriales, basándose en un demostrador real construido por el equipo.

Parte 3: La fuerza de las soluciones de simulación Simcenter
El equipo de simulación del CETIM optó por Simcenter
El equipo eligió el software de simulación de la cartera Simcenter porque estas soluciones “ofrecen una amplia gama de física, mecánica, fluídica, térmica, que permite realizar simulaciones multifísicas con un único entorno. Las soluciones Simcenter están abiertas a la entrada/salida desde/a otras soluciones de simulación”. – Thierry Raphenne

El desarrollo de una metodología para difundir el uso del software
“Hemos desarrollado plantillas sobre la forma de utilizar el software Simcenter para ahorrar tiempo en el postprocesamiento de los resultados, para combinar los valores de las restricciones. Están a disposición de todos los usuarios del software”.
“Aún queda mucho trabajo por hacer a nivel interno para crear una comunidad de simulación fuerte/sólida. Aún tenemos que convencer de la utilidad de la simulación a los no usuarios y crear un equipo dinámico.”

“La gente confía más en los análisis de simulación cuando no se pueden visualizar mediante pruebas (en el caso de CFD, por ejemplo). Destacar fenómenos muy complejos, muy acoplados, que no se pueden hacer en pruebas / permite popularizar más la utilidad de las herramientas de simulación” – Thierry Raphenne

Parte 4: Casos de aplicación – simulación para responder a retos de ingeniería muy complejos casos de aplicación – casi imposibles de probar.
La industria necesita hacer las cosas bien a la primera, reducir el tiempo de entrega al mercado con un producto fiable y duradero.

Caso de aplicación 1 :
Aumentar la vida útil de las piezas de las máquinas. En el contexto de la transición energética, ser capaz de predecir la vida útil de las piezas de las máquinas y aumentar la durabilidad de los equipos.

Caso de aplicación 2:
“Gracias a la característica técnica de Simcenter STAR-CCM+, especialmente en la aplicación DEM pudimos ganar nuevos proyectos de apoyo a la industria agrícola”

  • Parte 5 : Aprendizaje automático e inteligencia artificial: el futuro de la simulación
  • El futuro de la simulación pasa por el uso de la IA con la aplicación de métodos de aprendizaje automático. Esto será cada vez más utilizado por la industria e impulsará el uso de la simulación. La simulación ayudará a refinar y desarrollar modelos en contextos complejos. Los beneficios de los estudios y resultados relacionados obtenidos en proyectos anteriores se utilizarán para alimentar nuevos proyectos (parte del proyecto transversal simulación y acoplamiento.)
  • El acoplamiento de los datos de la campaña de pruebas y simulaciones se producirá de forma natural gracias a un uso cada vez más importante del aprendizaje automático > integración de los datos procedentes del banco de pruebas.

La ciudad del futuro ya está aquí, y Micropolis Robotics de Dubai está a la vanguardia.

Producto: Simcenter
Industria: Robótica

Imagine un mundo en el que las comunidades sean más seguras, limpias, eficientes y cómodas para sus habitantes.

En este mundo, un delito en curso puede identificarse y denunciarse inmediatamente. Los comestibles y la comida se entregan a domicilio sin costes adicionales ni tiempos de espera. La basura se recoge y las carreteras se limpian con frecuencia con cero emisiones.

Todo ello impulsado por robots.

No es el futuro, ni ciencia ficción.

Está ocurriendo ahora, y la empresa tecnológica Micropolis Robotics, con sede en Dubai, lo está haciendo realidad.

Hábleme de su empresa. ¿En qué se inspiró para crearla?
Desde que era pequeño siempre me ha fascinado la tecnología. Podría decirse que lo llevo en la sangre. Curiosamente, lo que me hizo interesarme por la robótica fue descubrir un plotter allá por 1996.

Recuerdo ver a un tendero colocar un pequeño cartel y felicitarle por el trabajo artístico, expresándole mi admiración por la precisión y calidad del artista. ¿Su respuesta? “Esto no lo ha dibujado una persona, ha sido un robot”.

Me quedé estupefacto. Le pregunté si me enseñaría el plotter y me dio la dirección, así que fui a verlo por mí mismo.

Cuando llegué, estaba asombrado. Debí de ver el plotter en marcha durante al menos 30 minutos. Le pedí al maquinista que me enseñara a utilizarlo. Esto se convirtió en mi primer “trabajo”, pero como sólo quería aprender, no pedí que me pagaran.

Unos meses más tarde, utilicé estos conocimientos para conseguir un trabajo en un centro comercial manejando los trazadores. Quería tanto el trabajo que no les dije en la entrevista que era menor de edad. Por supuesto, al final lo descubrieron, pero me había vuelto tan bueno manejando esta máquina que aceptaron pagarme la matrícula del instituto y de la universidad a cambio de mi trabajo.

En la escuela estudié arquitectura, lo que me dio una sólida base en diseño. Luego aprendí sobre desarrollo de productos, y finalmente di el salto a marketing y desarrollo de marcas. Esto me llevó a una carrera como director creativo. Toda esta experiencia fue vital para la fundación de Micropolis Robotics, ya que me proporcionó una comprensión exhaustiva de lo que es un producto.

En 2012, fundé mi propia agencia con una idea similar a lo que ahora se conoce como el Metaverso. Esta fue la inspiración para el nombre Micropolis – piensa en “metrópolis”, pero es micro porque queremos imitar una ciudad virtual.

En 2014, me presentaron a mi primer inversor, que también fundó la Ciudad Sostenible de Dubái. Le encantó la idea de una ciudad virtual, y empecé a desarrollar un motor gráfico para construir una ciudad virtual para Dubái.

Avance rápido hasta 2018 y presenté un proyecto llamado Microspot a la Policía de Dubái. Microspot es un software de disuasión/prevención del delito que desarrollamos basado en nuestro motor gráfico que creamos para la ciudad virtual. Identifica un delito en curso y utiliza un software de reconocimiento facial para identificar a la persona que lo comete.

Al Comandante en Jefe le encantó y preguntó: “¿Y si incorporáis esta tecnología a un robot patrulla autónomo?”.

Yo sabía que podíamos fracasar, pero también sabía que si no decía que sí, me arrepentiría el resto de mi vida. Así que dije que sí.

¿Qué pasó después?
Empezamos a investigar y a aprender a construir robots. Mi formación es en diseño, así que diseñé una maqueta de un robot policía autónomo. Era bueno, pero el Comandante en Jefe nos dijo: “Genial, pero no servirá para la policía. Tenéis que hacerlo más grande”. Así que volvimos a la mesa de dibujo.

En 2021, finalizamos el diseño visual de los M01 y M02, nuestros primeros robots patrulla. Después de eso, empecé a buscar inversores para dar vida a este diseño.

Aquí es donde las cosas se pusieron aún más difíciles. Dubai está muy avanzada: tenemos una infraestructura excelente, con una Ciudad de Internet, una Ciudad de Producción de Medios y muchas ciudades industriales. Y el gobierno apoya mucho este tipo de tecnologías, pero el problema es que no tenemos muchos inversores interesados en la tecnología ni una gran cantera de ingenieros. O bien hay que atraer talentos de Europa y Estados Unidos, que es donde suelen concentrarse, o bien hay que crear los propios.

Contratamos a ingenieros locales y adoptamos un marco dentro de nuestra empresa en el que les permitíamos experimentar y cometer tantos errores como fuera posible. Aprendimos de los triunfos y errores de los demás y acabamos organizándonos. Ahora tenemos un equipo muy profesional y con mucho talento y presentamos los primeros modelos de éxito de los robots M01 y M02 en 2022.

En 2023, recibimos una inversión de la Policía de Dubai para construir la fase final de estos robots patrulla, y lo conseguimos. Ahora es un robot de nivel de producción.

La curva de aprendizaje es cada vez más corta, nuestro equipo es más grande y todo el mundo es muy bueno en lo suyo. Estoy orgulloso de mi equipo. De repente todos son como maestros de su oficio.

¿Dónde entra Siemens en todo esto?
Lo hemos hecho todo bien con nuestros robots, excepto la conducción autónoma. Este era el mayor reto al que se enfrentaba nuestra empresa y necesitábamos una empresa como Siemens con experiencia y conocimientos en autonomía.

Nos asociamos con el equipo de Servicios de Ingeniería y Consultoría de Simcenter para desarrollar algoritmos que nos ayudaran a alcanzar el Nivel 4 en conducción autónoma. Tanto para el M01 como para el M02, nuestro plan es desarrollar una capa de percepción que incluya sensores internos con ruedas de audiometría, codificadores, IMU y ángulos de dirección, así como sensores externos como LIDAR, cámaras, ultrasonidos, radares de imagen y detección de obstáculos.

¿Por qué eligió Simcenter Engineering and Consulting Services para este proyecto?

Siemens es una de esas marcas que, cuando oyes su nombre, sabes que va a tener éxito. Elegimos Simcenter Engineering and Consulting Services porque necesitábamos su experiencia, sus conocimientos y su capacidad para hacer bien el trabajo. Pensábamos que sólo necesitábamos ayuda para desarrollar algunos algoritmos, pero están llevando nuestra tecnología autónoma a otro nivel y se han asociado realmente con nosotros para desarrollar un programa de conducción autónoma adecuado.

Simcenter Engineering Services ha sido un socio increíble para nuestra empresa. Cuando les contratamos por primera vez, pensé que tendríamos cuatro o cinco de sus ingenieros para trabajar. En lugar de eso, tenemos acceso a 26 de sus ingenieros. Es más de lo que podía esperar.

Estamos encantados con la cantidad de experiencia que Simcenter Engineering Services está aportando a este proyecto. Su profesionalidad, organización y nivel de conocimientos son extraordinarios. Mi equipo y yo aprendemos constantemente de ellos y mejoramos cada día gracias a ellos.

¿Cuándo se desplegarán estos robots?

La Policía de Dubái ha sido un socio excelente y se ha mostrado muy flexible con nosotros. Esperamos lanzar los robots patrulla en el verano de 2024. Empezaremos por las zonas residenciales y comerciales con el M02, porque es más pequeño. Esperamos lanzar el M01, del tamaño de un todoterreno, en 2025.

Los robots de reparto y limpieza están un poco más lejos. No tenemos capacidad para desarrollar los tres robots al mismo tiempo, así que tomaremos lo que hemos desarrollado y aprendido de los robots de patrulla y aplicaremos tecnologías similares a los otros tipos de robots.

¿Van a ampliar el proyecto más allá de Dubai?
Por supuesto. Abu Dhabi también está interesado. El Ministerio del Interior emiratí está interesado. Primero nos centraremos en los EAU y Arabia Saudí, pero con el tiempo nos expandiremos a escala internacional. No seremos regionales para siempre.

¿Qué le diría a alguien que cuestiona la ética de utilizar robots para hacer labores policiales? ¿O a los que acusan a los robots de robar puestos de trabajo?

Mi respuesta sería que se trata simplemente de un robot informador. Envía a la policía una foto de la persona que comete un delito junto con una identificación. Si ha identificado mal a la persona, el humano que analiza la foto puede decirle al sistema que está equivocado. Sin embargo, el software de reconocimiento facial ha hecho algunos avances increíbles en los últimos años y casi siempre acierta. Pero incluso si el software de reconocimiento facial comete un error, la IA integrada en los robots aprenderá de ese error y lo utilizará para mejorar con el tiempo.

En cuanto a si los robots están robando puestos de trabajo, es cierto que algunos desaparecerán a medida que surjan nuevas tecnologías. Pero también estamos añadiendo nuevos empleos que antes no existían y aumentando otros. Estamos mejorando la seguridad de los habitantes de Dubai y la de los agentes de policía de la ciudad al no tener que intervenir en situaciones peligrosas.

Los robots también pueden mejorar la vida y la creatividad humanas. Si puedo enviar a un robot a hacer la compra, dispongo de 20 minutos al día para dedicarme a otra cosa o crear algo nuevo. No sólo estamos haciendo que la sociedad sea más segura, también estamos devolviendo a la gente tiempo para pensar y crear.

Antes ha mencionado que es difícil contratar ingenieros debido a su ubicación en Oriente Medio. Teniendo en cuenta este reto, ¿puede explicar por qué fundaron Micropolis Robotics en Dubai y no en otro lugar?

Como empresario, creo que tengo una responsabilidad con mi región. Dubai y la región más amplia del Consejo de Cooperación del Golfo (CCG) han estado trabajando activamente para transformar a los consumidores de tecnología de nuestra zona en innovadores tecnológicos. El gobierno de los EAU está tomando medidas proactivas para animar a los empresarios de la región a tomar la iniciativa y establecer sus empresas tecnológicas. Han invertido mucho en el desarrollo de infraestructuras avanzadas para fomentar la innovación en tecnología y atraer a los mejores talentos de todo el mundo.

Su compromiso con la innovación encaja perfectamente con nuestra visión en Micropolis Robotics. Nos entusiasma formar parte de este viaje transformador, aprovechando la prometedora demanda del mercado local”. Dado que los países del CCG se centran cada vez más en el desarrollo de ciudades inteligentes y en mejorar el bienestar de sus residentes, las oportunidades para productos y soluciones tecnológicos innovadores son muy prometedoras aquí.

Tener éxito aquí es como una victoria.

¿Cuál es el futuro de su empresa y de su asociación con Siemens?
Nuestro objetivo es ser una potencia tecnológica que desarrolle tecnología para automatizar grandes operaciones. Creemos que Siemens desempeñará un papel muy importante en todo nuestro futuro desarrollo de software; este proyecto de robot autónomo es sólo el principio. No vivimos solos en este mundo y reconocemos que necesitamos grandes socios como Siemens y NVIDIA para tener éxito.

Pero lo que hemos hablado hoy es sólo un ejemplo. Los robots son sólo una tecnología útil para la humanidad, y nuestro objetivo es desarrollar cualquier tecnología que sea útil para la humanidad.

Por ejemplo, un proyecto que está actualmente en fase de desarrollo es un sistema de alarma para los bosques. Me considero ecologista, así que ver todos los incendios forestales que se han producido recientemente en todos los rincones de la Tierra me entristece. Estamos desarrollando una idea para una red de sensores que podría alertar a las autoridades nada más iniciarse un incendio. Los sensores detectarían si se produce un cambio en la atmósfera que indique que se ha iniciado un incendio. Las autoridades forestales podrían entonces acudir a ese lugar y confirmar si se ha iniciado un incendio y detenerlo antes de que se propague.

Nuestro objetivo global es desarrollar tecnologías que mejoren la humanidad y el planeta.

Revolucionando la ingeniería espacial: La historia del origen de OX con Siemens

En la vasta extensión del espacio, hay pioneros en una búsqueda incesante por desvelar los misterios del cosmos y ampliar los límites de la exploración humana. Uno de ellos es OX Origin, una empresa rumana con una misión singular: impulsar a la humanidad hacia las estrellas. Fundada por los visionarios Alex Bugnar e Ilie Ciobanu, OX Origin no es una empresa más del sector aeroespacial, sino una fuerza revolucionaria que está redefiniendo la forma de abordar los sistemas espaciales y la ingeniería de software.

Rompiendo fronteras en tecnología espacial

Los fundadores de OX Origin tienen la misión de tender un puente entre la tecnología espacial convencional y las prácticas de diseño e ingeniería más avanzadas. Ilie Ciobanu, cofundador, señala: “Las herramientas que se utilizan en la industria espacial se están quedando atrás en lo que respecta a la tecnología de diseño e ingeniería. No en la tecnología que producen, sino en la que se utiliza, especialmente las herramientas de software, que suelen ser más antiguas que el software más avanzado”.

Ciobanu observa con agudeza que el reto no reside en la calidad de la tecnología creada, sino en las herramientas utilizadas para gestionar estos proyectos. Cree que la reticencia del sector a adoptar las últimas tecnologías frena el progreso, y esto es precisamente lo que OX Origin pretende cambiar.

Los visionarios detrás de OX Origin

El viaje de OX Origin comenzó cuando Bugnar y Ciobanu se cruzaron durante sus primeras carreras profesionales en Oxford (Reino Unido), inspirando el nombre “OX Origin”. Sus cualificaciones y áreas de especialización los convierten en un dúo dinámico:

Alex Bugnar tiene un máster (MSc) en Tecnologías de Ultra Precisión y una licenciatura (BSc) en Ingeniería de Telecomunicaciones. Está especializado en ingeniería de software en OX Origin.
Ilie Ciobanu posee una licenciatura en Ingeniería Astronáutica y un máster en Tecnología Espacial, y se centra en los aspectos de diseño y consultoría de su negocio.
Su colaboración y sus habilidades complementarias fueron los catalizadores para fundar OX Origin en 2020. Más allá de la química personal, vieron la oportunidad de ayudar y educar a otros profesionales de la industria espacial.

En busca de las estrellas: StarLeap y MARS

Aunque la misión global de OX Origin es ambiciosa, están desarrollando activamente soluciones para llevarla a cabo. Una de ellas es StarLeap, una plataforma web empresarial diseñada para gestionar el proceso de diseño integral de sistemas espaciales complejos. Además, ofrecen MARS, una solución diseñada para ayudar a los ingenieros mecánicos a verificar las uniones atornilladas y garantizar los márgenes de seguridad asociados mediante el análisis estático de los pernos.

Además de sus soluciones propias, OX Origin aprovecha la potencia de las soluciones de software de Siemens en sus proyectos:

  • NX para diseño
  • Simcenter para simulación
  • Nastran para cálculo
  • Teamcenter Share para la colaboración


Ilie Ciobanu, principal usuario del software, comparte su punto de vista y afirma: “En comparación con otras soluciones del mercado, creo que la de Siemens es la más conectada”.

Destaca la perfecta integración entre NX y Simcenter, que permite un análisis exhaustivo del diseño. Esta compatibilidad permite a OX Origin explorar varias configuraciones, evaluar el rendimiento mecánico, térmico y estático, y seleccionar el mejor diseño para satisfacer los requisitos del cliente.

Colaboración sin esfuerzo con Teamcenter Share

Con Teamcenter Share, OX Origin colabora sin esfuerzo con clientes de todo el mundo. Esta plataforma basada en la nube facilita el intercambio seguro de archivos, modelos y resultados de simulación. Se pueden asignar permisos para garantizar la seguridad de los datos. A continuación, los clientes pueden participar activamente en el procesamiento, modelado y simulación de los datos, al tiempo que proporcionan información y los ajustes deseados.

Más allá de la colaboración, Teamcenter Share sirve de eje central para almacenar y gestionar datos y agilizar las tareas y actividades de los clientes. Según Ciobanu, “nos hace la vida más fácil y nos ayuda a gestionar las tareas y actividades de los clientes con los que trabajamos”.

Potenciar el futuro del espacio

De cara al futuro, OX Origin se ha comprometido a potenciar las nuevas empresas de la industria espacial. Su objetivo inmediato es dotar a las empresas emergentes de las herramientas y los conocimientos necesarios para prosperar. Animan a otros a aprovechar recursos como los programas Solid Edge for Startups de Siemens.

El viaje de OX Origin no se limita a su éxito, sino que pretende llevar a toda la industria espacial a nuevas cotas. Su dedicación a la innovación, la colaboración y las soluciones de software avanzadas de Siemens les está acercando a su objetivo de permitir a la humanidad alcanzar las estrellas.

El Grupo EDAG hace un esfuerzo adicional para mejorar la seguridad de los peatones

Producto: Simcenter
Industria: Seguridad

Casi el 20% de todas las víctimas mortales de accidentes de tráfico en la UE son peatones. Los fabricantes de automóviles de todo el mundo quieren mejorar la seguridad de los peatones. En este blog compartimos la historia de los principales expertos mundiales en ingeniería de movilidad, el Grupo EDAG AG de Alemania.

¿Recuerda esos anuncios en los que un coche choca contra un muro y los maniquíes de pruebas de choque que van dentro quedan intactos? Si los ha visto con atención, se habrá dado cuenta de que en cada prueba se utilizan maniquíes distintos. Esto se debe a que están muy calibrados para cada prueba, y cualquier cambio afectaría a su validación. También se habrá dado cuenta de que la aceleración que recibe el coche es siempre en una dirección. Esto garantiza que el maniquí no cambie de posición antes del impacto. Los maniquíes son objetos pasivos y no pueden reposicionarse. Una prueba se echa a perder si se mueven de su posición antes del impacto.

El uso de maniquíes plantea tres problemas
En primer lugar, no se pueden realizar pruebas hasta haber construido un prototipo físico completo. En segundo lugar, tendrás que destruir varios vehículos para completar todas las pruebas de validación. En tercer lugar, no se pueden probar rápidamente maniobras previas al choque, como el cambio de carril.

De los maniquíes físicos a los virtuales
Hace unas décadas, los fabricantes tenían que estrellar más de cien vehículos para diseñar un solo modelo. Hoy en día, sólo se necesita una fracción de ese número. Con el uso de modelos virtuales, los ingenieros pueden diseñar nuevos modelos más seguros de forma más rápida y barata.

Simcenter Madymo simula tanto modelos ficticios como humanos, incluidos modelos que pueden reposicionarse después y durante una maniobra. Integra las tecnologías de dinámica multicuerpo, elementos finitos y CFD en un único solver que incluye una base de datos de modelos maniquí y humanos que pueden escalarse a cualquier tamaño o a percentiles de población.

Esto significa que no sólo puede obtener la evaluación más realista de lo que ocurrirá a los ocupantes y peatones en una colisión, sino que también puede realizar pruebas mucho antes en la fase de desarrollo. Una vez que tenga su modelo de vehículo virtual, combínelo con su modelo Simcenter Madymo y obtendrá resultados precisos de las pruebas antes de haber construido un solo prototipo.

Innovación del año en pruebas de choque

En 2021, Simcenter Madymo fue nombrado “Innovación del año en pruebas de choque” por la revista ATTI. No es de extrañar que cada vez más empresas recurran a este software de simulación para ayudar al diseño de vehículos.

Seguridad para los peatones
El Grupo EDAG aporta su experiencia en ingeniería de movilidad a la industria automovilística mundial. Su departamento de CAE y Seguridad está especializado en alcanzar los máximos niveles de seguridad para los vehículos y cumplir los requisitos legales y las valoraciones de los clientes de determinadas regiones o empresas.

El capó activo es una solución común de seguridad para peatones que minimiza las lesiones en la cabeza cuando un peatón es atropellado por un coche. Al levantar automáticamente el capó cuando se detecta una colisión, se crea un espacio entre la superficie interior y los componentes rígidos situados debajo. Esto garantiza que, cuando la cabeza golpea el capó, es mucho menos probable que sufra daños graves.

Pero para desarrollar un Capó Activo eficaz, los ingenieros necesitan comprender exactamente cómo se comportará un cuerpo humano al ser golpeado por ese vehículo.

Aquí es donde entra en juego Simcenter Madymo
El departamento de CAE y Seguridad, dirigido por Stefan Hundertmark, utiliza Simcenter Madymo para simular el comportamiento cinemático del cuerpo de los peatones en accidentes, con el fin de ayudar a sus clientes a desarrollar vehículos lo más seguros posible. Lea el caso práctico para descubrir cómo Simcenter Madymo les permite reducir significativamente el tiempo de simulación del comportamiento del cuerpo humano de días a horas, cumpliendo al mismo tiempo todas las normas y reglamentos necesarios en materia de seguridad de los peatones.

“Cuando se trata de milisegundos los tiempos de respuesta son críticos. Las soluciones Simcenter combinan la potencia del modelado multicuerpo con el detalle de los elementos finitos y CFD en una única solución”.

También puede obtener más información sobre cómo Simcenter Madymo permite a los fabricantes cumplir la normativa viendo el seminario web sobre sistemas de seguridad para peatones en el que participan la profesora adjunta Corina Klug, de la Universidad Técnica de Graz, y Cindy Charlot, directora técnica del equipo de modelado de seguridad y confort de Simcenter Madymo. Corina Klug desempeñó un papel decisivo en la creación de las directrices Euro NCAP, que redujeron las muertes de peatones en la UE en un 36%. Cindy explica cómo utilizar Simcenter Madymo en el proceso de validación y cómo cumplir todos los requisitos de certificación.

Visión Cero
El objetivo último del Grupo EDAG y de otras empresas que utilizan Simcenter Madymo es eliminar todas las muertes y lesiones graves por accidentes de tráfico. Puede parecer una quimera, pero forma parte de un movimiento mundial conocido como Visión Cero. La campaña se inició en Suecia en la década de 1990 y desde entonces ha tenido éxito en toda Europa y ahora está ganando impulso en Estados Unidos. Ante todo, cuestiona la creencia tradicional de que las muertes por accidentes de tráfico son inevitables y que salvar vidas es caro. Visión Cero acepta que los fallos humanos y las colisiones ocurrirán, pero con un planteamiento sistémico podemos prevenir las colisiones mortales y graves que provocan muertes.

Simcenter Madymo es un elemento clave de Visión Cero, ya que sus simulaciones de seguridad de ocupantes y peatones ayudan a los fabricantes a diseñar vehículos que ofrezcan la máxima protección. Fabricantes de automóviles como Volvo incorporan en su visión cero accidentes. La filosofía básica de la Visión de Seguridad del Grupo Volvo es que los accidentes pueden evitarse. Al mismo tiempo, son conscientes de que muchas cosas escapan a su control. Por eso es importante la colaboración con otros actores. Y se están produciendo cambios. Además, proveedores como ZF o Continental hacen un esfuerzo adicional para contribuir al futuro de cero accidentes mortales. Para más información, lea este artículo sobre cómo Continental se encamina hacia Vision Zero.

Seguridad de los peatones y ADAS y vehículos autónomos
No se equivoque pensando que los ADAS (sistemas avanzados de asistencia al conductor) y los vehículos totalmente autónomos dejarán obsoleta la simulación de accidentes. De hecho, la hacen aún más importante. Incluso con vehículos de conducción autónoma, seguirán produciéndose colisiones. La inteligencia artificial que controla el vehículo debe ser capaz de minimizar las lesiones y calcular el mejor curso de acción en una fracción de segundo. De nada sirve dar un volantazo para esquivar un coche si eso te lleva a la trayectoria de varios coches y provoca un choque mayor.

Con Simcenter Madymo, los desarrolladores de estos sistemas pueden entrenarlos para maximizar la seguridad de ocupantes y peatones. Al comprender exactamente cómo se verán afectados los cuerpos humanos por las colisiones, la IA puede determinar qué acción provocará menos lesiones. Así, en lugar de dar un volantazo, puede optar por frenar. Aunque no se evite por completo la colisión, la reducción de velocidad, combinada con la activación de los airbags en el momento adecuado y la actuación de los cinturones de seguridad, bastará para evitar lesiones graves. En última instancia, se reducirá el número de muertes, que es la prioridad número uno en el camino hacia la Visión Cero.

Un equipo de estudiantes de InMotion bate récords con una carga de 12 minutos

Producto: Simcenter
Industria: Automovilismo

Hoy vamos a destacar una historia excepcional del equipo de estudiantes de InMotion, que casualmente utiliza software de Siemens y, por supuesto: Simcenter.

Aunque InMotion ha causado un gran impacto técnico con su coche de carreras totalmente eléctrico y preparado para Le Mans, el Revolution, la verdadera belleza de esta historia es lo que este equipo de estudiantes ha conseguido con su tecnología de carga rápida en 12 minutos y sus baterías de última generación.

InMotion, con sede en el Campus de Automoción de Helmond (Países Bajos), está estrechamente vinculada a la Universidad Técnica de Eindhoven. El equipo de InMotion, que funciona como una fundación y rota anualmente a los estudiantes, practica la innovación continua. Antiguos miembros experimentados se reúnen semanalmente con el equipo actual para garantizar la transferencia de conocimientos y ayudar a resolver retos técnicos.

Avanzar y progresar
A lo largo de sus más de diez años de historia, InMotion ha construido sucesivamente cuatro innovadores coches de carreras: el Ignition, con bioetanol, el e-Formula 3 estudiantil más rápido, el Fusion; el Vision, un e-concept car más aerodinámico; y el Revolution, un auténtico pionero con su tiempo de carga eléctrica de 12 minutos, más rápido que un Porsche eléctrico o incluso que un Tesla.

“Diez años siendo un equipo de estudiantes es increíble. Creo que esto es lo que hace especial a InMotion. Las personas que lo fundaron hace diez años siguen en el consejo de supervisión. La gente que construyó el primer coche de carreras eléctrico, el Fusion, sigue aportándonos conocimientos sobre la Revolution. Eso es único. Se trata de avanzar, progresar y mantener la continuidad en el equipo”, afirma Ewout Timmermans, antiguo director de equipo de InMotion.

Experiencia de trabajo con un gemelo digital
Trabajar en un hilo digital con un gemelo digital era nuevo para algunos de los ingenieros del equipo. Las tácticas de la vieja escuela, como la creación de prototipos y la resolución de problemas sobre la marcha, son cosas que han quedado en el pasado para la nueva generación de ingenieros de InMotion.

“Creo que a la mayoría de los ingenieros les ha abierto los ojos el hecho de que se pueda trabajar con tanto detalle y representar el diseño avanzado y el rendimiento de la ingeniería con tanta precisión en un mundo virtual”, explica Thomas Kuijpers, antiguo director técnico de InMotion.

El equipo se apresura a señalar que poner al día a todo el mundo en todas las herramientas Siemens Xcelerator, prácticamente el mismo paquete que utilizan muchos equipos de F1, dista mucho de ser una experiencia inmediata. Contaron con la ayuda de cards PLM Solutions, un socio Platinum Smart Expert de Siemens, con sede en Best, Países Bajos.

“Los consultores de cards PLM siempre respondieron con rapidez y nos ayudaron a orientarnos cuando nos quedamos atascados”, explica Kuijpers. “Otro punto a favor de Siemens, especialmente para los estudiantes, es la Siemens Xcelerator Academy. La mayoría de nosotros ya habíamos seguido cursos en línea con la universidad, pero una vez que empezamos a trabajar como un nuevo equipo, incluso tuvimos más acceso a material y tutoriales más específicos. Esto nos resultó muy útil”.

Innovación en movilidad
“Intentamos innovar en el campo de la movilidad. Creemos que la carga rápida es demasiado lenta en este momento, y esa puede ser una de las razones por las que la gente no conduce eléctricamente”, explica Martijn Scholtus, antiguo Director de Cuentas de InMotion. “Con la Revolution, queremos que el tiempo de carga sea lo más rápido posible. Se carga en 12 minutos. Es un gran salto. Y es un coche de carreras de Le Mans”.

“La carrera más prestigiosa son las 24 Horas de Le Mans. Es realmente un sueño de todo el equipo correr allí con esta tecnología”. Y añade Scholtus: “Si funciona en las 24 Horas de Le Mans, funcionará en todas partes”.

La importancia de la experiencia práctica
Está claro que el equipo InMotion ha puesto su impronta en el poder de la tecnología innovadora y, sin olvidar el Día Internacional de la Educación, en la importancia de salir de las aulas para adquirir experiencia práctica y formación en el puesto de trabajo en el mundo de la enseñanza de la ingeniería (o de cualquier enseñanza superior, para el caso). Pero lo más importante es que el equipo comparte la pasión por la innovación en ingeniería para hacer del mundo un lugar mejor. Y, en Siemens y Simcenter, todo lo que podemos decir es que nos alegramos de haber podido ayudar.

Breve galería de fotos de InMotion
InMotion, un equipo rotativo de estudiantes que va por su 11ª temporada, pretende inspirar a estudiantes, organizaciones y a la sociedad con su concepto único para acelerar la transición energética en la industria del automóvil. La visión del equipo es conseguir que la recarga en el futuro sea tan rápida como “repostar”. Para mostrar su exclusiva tecnología de repostaje eléctrico, el equipo se ha fijado el objetivo de competir en las carreras de resistencia más duras, las 24 horas de Le Mans.

La velocidad máxima simulada del Revolution es de 300 km/h. En cualquier caso, superó con creces a nuestro famoso demostrador tecnológico, el SimRod de Simcenter, en la pista. (Aunque hay que reconocer que, a pesar de que SimRod nunca se propuso ser un famoso coche de carreras con necesidad de velocidad, puede dar un poco de caña… y seguir el ritmo de los grandes).

El galardonado Fuel EXe sitúa la calidad de sonido en el mapa métrico de las bicicletas eléctricas

Producto: Simcenter
Industria: Bicicletas
Bicicletas Trek
Trek Bicycle (Trek) tiene su sede en Waterloo, Wisconsin, y fue fundada en 1976. Trek diseña y fabrica varios tipos de bicicletas, incluidas bicicletas de montaña eléctricas, bicicletas de carretera/ciudad y otros accesorios.

El uso del software Simcenter SCADAS XS y Simcenter Testlab Neo me permitió centrarme menos en cómo obtener respuestas correctas y más en lo que esas respuestas me estaban enseñando.

Paul Harder, Ingeniero Principal de R&D
Grupo de Investigación de Rendimiento de Trek, Trek Bicycle

Trek Bicycle (Trek) tiene su sede en Waterloo, Wisconsin, y fue fundada en 1976. Trek diseña y fabrica varios tipos de bicicletas, incluidas bicicletas eléctricas de montaña, bicicletas de carretera/ciudad y otros accesorios. Trek tiene como objetivo la innovación continua y el rendimiento de alta tecnología en toda su gama de productos.

Trek Bicycle sigue innovando con la bicicleta Fuel EXe, una línea pionera lanzada en julio de 2022. La Fuel EXe es una bicicleta de montaña eléctrica de alta potencia diseñada para ofrecer a los ciclistas una experiencia de conducción más silenciosa. La Fuel EXe incluye un diseño Trek de alta calidad, componentes de alto nivel, un cuadro más ligero pero resistente y un motor eléctrico integral diseñado para mejorar la experiencia acústica de los ciclistas. Trek puso la acústica de las e-bikes en el mapa y es conocida por su innovador grupo de ingeniería de bicicletas, que incluye experimentados ingenieros de bicicletas de montaña (MTB) y dedicados analistas con mentalidad ciclista que aportan mediciones y conocimientos cuantitativos a nuevas métricas de rendimiento como la acústica.

Acústica para bicicletas eléctricas de montaña
Trek es pionera en el concepto de situar la calidad del sonido en el mapa métrico de las bicicletas de montaña eléctricas, ya que sigue siendo un tema candente en el sector.

“Como experto en pruebas y análisis acústicos de Trek, que no sólo era un nuevo papel para mí, sino un nuevo tipo de papel para la industria de la bicicleta, nos propusimos llevar la competencia acústica de Trek al siguiente nivel, al tiempo que aplicábamos nuevos métodos de prueba y análisis al ciclo de desarrollo de la Fuel EXe”, explica Paul Harder, ingeniero principal de investigación y desarrollo (R&D) dentro del Trek Performance Research Group de Trek.

“Fue todo un esfuerzo con muchas primicias sucediendo al mismo tiempo”.

Los ingenieros de I+D del Grupo de Investigación de Rendimiento de Trek tienden a quedarse en el lado de la experimentación y la simulación, probando nuevas ideas de prototipos y realizando experimentos para buscar nuevos conocimientos sobre la física de la bicicleta y el rendimiento humano. Esta búsqueda de nuevos conocimientos llevó al equipo al terreno de la calidad del sonido.

A lo largo de los años, el sector ha avanzado mucho para conseguir que los sistemas de motor y batería de las bicicletas eléctricas sean más pequeños, ligeros, integrados y “naturales” al pedalear”, explica Harder. “Pero el ruido inherente a los sistemas de motor eléctrico y caja de cambios seguía siendo a menudo un inconveniente habitual. Con la Fuel EXe, tuvimos una oportunidad única para mejorar esa última pieza del rompecabezas y hacer una e-bike que realmente no tenga inconvenientes.”

Para producir esta e-bike, Trek se asoció con Siemens Digital Industries Software para utilizar el software Simcenter™ como parte del proceso de diseño para dar vida a la Fuel EXe. Simcenter forma parte de la plataforma de software, hardware y servicios Xcelerator de Siemens.

Inspirados por los VE
El equipo buscó inspiración en el sector de los vehículos eléctricos. Se dieron cuenta de que, al igual que en los primeros días de los vehículos eléctricos, el mundo de la acústica de las bicicletas eléctricas presentaba oportunidades. El equipo de Trek cerró el círculo de la acústica cuando investigó las opciones para la Fuel EXe en términos de experiencia sonora y sonidos desagradables. Esto incluyó el estudio de métricas acústicas pioneras en el sector de las bicicletas eléctricas, como la tonalidad y el índice de articulación.

“Como casi siempre voy en bici con otras personas, cualquier ruido que distraiga de la capacidad de conversar me molesta. Esto está relacionado con el índice de articulación”, añade Harder. “Utilizar la tonalidad como nuestra métrica clave de lo desagradable surgió de bastante exploración e investigación sobre las muchas métricas de calidad de sonido que se aplican habitualmente a los motores eléctricos”.

Integración de la ciencia del sonido con la ingeniería avanzada
Harder y el equipo de ingeniería de MTB de Trek sabían que la experiencia acústica de la Fuel EXe dependía en gran medida del motor eléctrico. El equipo estaba trabajando con el motor HPR120 de TQ, que es un motor potente pero bastante ruidoso. El equipo buscaba una versión más pequeña y silenciosa del motor. Descubrieron que la tecnología de anillos de espigas armónicos de TQ, con un mínimo de piezas móviles y un engranaje único, podía contribuir a crear un motor nuevo y más silencioso.

“Tenemos una asociación exclusiva con nuestro fabricante de motores eléctricos, TQ, lo que significa que podemos colaborar eficazmente a la hora de crear especificaciones y probar nuestros motores eléctricos”, afirma Harder. El resultado de esta colaboración es el motor eléctrico HPR50 que incorporan las Fuel EXe y Domane+”.

El equipo de Trek contó con Simcenter Testlab para ayudar a definir lo que significaba “sonar realmente bien” desde el punto de vista de las pruebas acústicas y la ingeniería.

Una gran primera impresión
Tras las habituales idas y venidas entre Trek y TQ, los prototipos con el HPR50 estaban listos para salir a los senderos de pruebas. Los pilotos de pruebas de Trek pensaron que los prototipos con el motor eléctrico HPR50 sonaban realmente bien. Era una gran noticia, pero Harder sabía que tendrían más trabajo por hacer.

Nuestro equipo había desarrollado una sólida capacidad de análisis y pruebas acústicas, pero aún teníamos que averiguar cómo cuantificar lo que significaba “sonar realmente bien” en el contexto de una bicicleta eléctrica”, explica Harder. “Teníamos la acústica como objetivo clave para el nuevo motor TQ y utilizamos el análisis para cuantificarlo, entenderlo y seguirlo mientras decidíamos entre las muchas iteraciones de prototipos a lo largo del proceso de desarrollo.”

De las opiniones subjetivas a las mediciones objetivas
El equipo empezó midiendo la sonoridad y descubrió que la Fuel EXe era casi dos veces más silenciosa que otras e-bikes, pero los pilotos de prueba pensaron subjetivamente que esto subestimaba lo mucho mejor que sonaba.

“Llegados a este punto, nos dimos cuenta de lo importante que es la calidad del sonido para la experiencia de la bicicleta eléctrica y de la importancia de la tonalidad como métrica clave para cuantificar lo agradable que resulta el ruido del motor eléctrico”, afirma Harder. “Sabíamos que teníamos que ser un poco más inteligentes a la hora de cuantificar estas descripciones sonoras. Así que pasamos al aspecto de la calidad del sonido, que tiene un montón de opciones. Nos fijamos mucho en el espacio acústico de los VE, donde sabíamos que la tonalidad era una de las mejores prácticas.”

Realización de la prueba en la pista y el estudio de sonido
Tras las pruebas iniciales, el equipo necesitaba datos acústicos más concretos con los que trabajar. Se dirigieron al estudio de sonido de la sede de la fábrica de Trek en Waterloo (Wisconsin), donde se encuentran los senderos privados para bicicletas de montaña de Trek, para realizar más análisis acústicos exploratorios. Esto incluyó métricas de potencia sonora y calidad de sonido como la sonoridad, la tonalidad y el índice de articulación utilizando soluciones de prueba Simcenter, como el hardware portátil Simcenter SCADAS™ XS y el software Simcenter Testlab™ Neo, la plataforma de software de próxima generación para la ingeniería de rendimiento multidisciplinar basada en pruebas.

“Utilizar Simcenter SCADAS XS para realizar pruebas de campo es bastante fácil porque cabe en el bolsillo de un maillot de bicicleta, se integra perfectamente con los auriculares binaurales y se puede controlar de forma inalámbrica con la Simcenter Testlab Scope App en una tableta en el exterior”, añade Harder. “Durante las pruebas de trail, también utilizamos un GPS y una cámara de acción para visualizar los datos en Simcenter Testlab Neo”.

La configuración de las pruebas de laboratorio incluyó el Simcenter SCADAS XS, micrófonos profesionales, un entrenador estacionario aislado acústicamente ajustado a una resistencia total de 300W y, por supuesto, el Trek Fuel EXe ajustado al modo de asistencia máxima. El equipo de Trek utilizó Simcenter Testlab Neo según el estándar ECMA-74:2019 para calcular la tonalidad.

“Tras investigar varias métricas de calidad de sonido, quedó claro que la tonalidad era la más representativa de lo que oían nuestros pilotos”, dice Harder. “Gracias al uso de Simcenter Testlab, pudimos explorar fácilmente otras métricas relevantes como la relación de prominencia y el índice de articulación. No hay nada peor que codificar un algoritmo a mano durante un par de días para darse cuenta de que no es una métrica útil para esta prueba.”

Harder y su equipo aportaron sus comentarios a lo largo del proceso de creación de prototipos y acabaron creando un conjunto avanzado de métodos para diagnosticar y mejorar la acústica de los motores de las bicicletas eléctricas. Como paso final, verificaron los resultados de campo y laboratorio en el motor de producción final durante dos días en una cámara anecoica. Los resultados finales demostraron que el uso de Simcenter les ayudó a diseñar la Fuel EXe con un sonido cinco veces más agradable y casi dos veces más silencioso que el de otras bicicletas eléctricas de montaña populares.

El futuro de la acústica de las bicicletas eléctricas
A medida que la HPR50 y la Fuel EXe entraban en producción, el Trek Performance Research Group se dio cuenta de que estaban trabajando en la acústica de vanguardia de las bicicletas eléctricas.

“Cuantificar la percepción humana del sonido es extremadamente complicado”, dice Harder. “Utilizar el software Simcenter SCADAS XS y Simcenter Testlab Neo me permitió centrarme menos en cómo obtener respuestas correctas y más en lo que esas respuestas me estaban enseñando. La capacidad de probar rápidamente diferentes métricas y de visualizar, filtrar y reproducir los datos de forma interactiva nos permitió obtener información mucho más rápida y fiable que no habríamos podido obtener de otra forma.” Harder afirma: “Lo realmente emocionante es que ahora podemos aprovechar estas herramientas y conocimientos acústicos en fases aún más tempranas de futuros proyectos de I+D de motores y bicicletas eléctricas.”

El Simcenter SCADAS XS se utilizó tanto en las pruebas de campo como en las de laboratorio.

Utilizar Simcenter SCADAS XS para realizar pruebas de campo es bastante sencillo porque cabe en el bolsillo de un maillot de bicicleta, se integra perfectamente con los auriculares biaurales y se puede controlar de forma inalámbrica con la aplicación Simcenter Testlab Scope App en una tableta en el exterior.

Paul Harder, Ingeniero Principal de R&D
Grupo de Investigación de Rendimiento de Trek, Trek Bicycle

La empresa de pruebas automotrices utiliza Simcenter Testlab y Simcenter SCADAS para ayudar a los clientes a cumplir con los estándares regulatorios para el ruido

Producto: Simcenter
Industria: Automotriz y Transporte

Trabajando en asociación con Siemens, UTAC CERAM mira hacia el futuro del diseño acústico automotriz, incluida la homologación virtual, el diseño predictivo de ruido de paso y la optimización del sonido de los vehículos equipados con AVAS.Louis-Ferdinand Pardo, Líder Experto Acústico y Gerente de Departamento, Compatibilidad Electromagnética y Ruido, Vibración y Aspereza
UTAC CERAM

Pasando la primera vez

Los científicos confían en que la contaminación acústica puede dañar la salud y el comportamiento de todos los seres, por lo que reducir los niveles de ruido generados por automóviles, aviones y máquinas es un requisito para apoyar un futuro sostenible.

Los gobiernos de todo el mundo, especialmente en Europa, están tomando medidas drásticas para hacer cumplir niveles de ruido de paso de vehículos (PBN) más estrictos. En junio de 2016, Europa emitió un plan para disminuir los niveles regulares de ruido de los automóviles de pasajeros del nivel actual de 72 decibelios (dB) a un máximo de 70 dB para 2020 y 68 dB para 2024. Lograr una reducción de 4 dB requerirá un enorme esfuerzo , ya que los fabricantes de vehículos ya están presionando los límites de ingeniería para permanecer por debajo del objetivo actual.

Los fabricantes de vehículos y los proveedores de piezas simplemente tendrán que trabajar de la mano para ofrecer sistemas que cumplan con los objetivos acústicos individuales y generales. Habrá que prestar especial atención a los componentes que generan más ruido: la cadena cinemática, la admisión, el escape y los neumáticos.

Todo vehículo debe estar certificado por la norma 362 de la Organización Internacional de Normalización (ISO), que ha sido revisada en los últimos años. Ahora requiere pruebas más extensas para representar aún mejor la realidad del tráfico urbano. Los equipos de prueba ya están dedicando mucho esfuerzo a realizar las pruebas regulares de homologación y tienen poco o ningún tiempo o recursos de sobra.

La realidad es clara: los vehículos deben diseñarse para poder pasar la prueba la primera vez.

Preparándonos para el futuro

Durante décadas, UTAC CERAM ha ayudado a los fabricantes de vehículos a pasar las pruebas de certificación y homologación. UTAC CERAM es un grupo privado e independiente que brinda servicios en muchas áreas del transporte terrestre: regulación y aprobación, pruebas y experiencia técnica (medio ambiente, seguridad, durabilidad y confiabilidad), certificación, eventos automotrices públicos y capacitación en seguridad para conductores. UTAC CERAM también trabaja a título oficial con dos instituciones reguladoras francesas que supervisan las normas de inspección técnica (Organización Técnica Central) y la normalización (Oficina de Normalización Automotriz).

Más de 400 empleados trabajan en dos centros de pruebas en Linas-Montlhéry y Mortefontaine, Francia, así como en las instalaciones de los clientes en Francia y en el extranjero. Además, UTAC tiene filiales en el Reino Unido, América del Norte, Rusia y China.

La homologación de ruido de paso de vehículos es una de las muchas actividades de UTAC CERAM. Numerosos vehículos se prueban cada año de acuerdo con la norma ISO 362 en la pista de ruido de paso exterior en el sitio de Linas-Montlhéry. Sin embargo, la participación de UTAC CERAM en la industria automotriz va más allá de la simple homologación. La empresa ofrece soluciones para el diseño y las pruebas automotrices para que los fabricantes puedan estar seguros de que sus vehículos pasarán la última prueba de homologación.

Con el fin de dominar el diseño del ruido de paso, UTAC CERAM ha invertido en una cámara acústica de última generación. La gran instalación cuenta con aislamiento de sonido ajustado, un banco de ruedas con tracción en las cuatro ruedas y dos filas de micrófonos combinados con el software Simcenter Testlab™ de Siemens Digital Industries Software para análisis y el hardware Simcenter SCADAS™ para adquisición. Como tal, está diseñado para reproducir las condiciones de las pruebas de ruido de paso exterior con la mayor precisión posible.

Los beneficios de las pruebas de ruido de paso en interiores son enormes. Las pruebas de ruido de paso en interiores permiten a los equipos realizar pruebas precisas y perfectamente reproducibles en un entorno controlado, independientemente de las condiciones climáticas cambiantes. Dado que la velocidad del vehículo y el cambio de marchas están robotizados, se elimina el riesgo de error del conductor humano. Sin embargo, el ruido de los neumáticos es más difícil de reproducir con precisión en una habitación, ya que suena diferente en un banco de ruedas que en la superficie de la carretera. Esta es la razón por la que el software Simcenter Testlab Pass-by Noise Testing, parte de la cartera Simcenter™ de Siemens, presenta un cálculo de modelo de ruido de neumáticos que corrige los datos de ruido de neumáticos de acuerdo con el procedimiento ISO 362-3:2016.

Gracias a la repetibilidad de las pruebas, los resultados son más fiables. A medio plazo, se espera que se realicen ensayos de ruido de paso interior para la homologación de vehículos y que complementen o sustituyan los ensayos exteriores. Louis-Ferdinand Pardo, líder experto acústico y gerente del departamento de compatibilidad electromagnética (EMC) y ruido, vibración y aspereza (NVH) en UTAC CERAM, confirma esta tendencia con base en su experiencia como miembro del comité ISO que define el estándar para pasar. por nivel de ruido.

Pero los beneficios de las pruebas en interiores van más allá de eliminar la ocurrencia de casualidades, errores o incidentes en una prueba. Las pruebas en un entorno controlado permiten al usuario implementar técnicas avanzadas de ingeniería de ruido de paso. Las contribuciones de ruido de las fuentes de sonido individuales, como los sistemas de propulsión, los escapes y las tomas, se pueden evaluar y calcular para ayudar a establecer objetivos acústicos precisos para los componentes.Preparándonos para el futuro

Dar forma al sonido de los vehículos eléctricos

El diseño de sonido del vehículo no se trata solo de la reducción de los niveles de ruido. Hoy en día, cada vez se utilizan más vehículos híbridos y eléctricos en las zonas urbanas. Estos vehículos conducen con bastante suavidad. El riesgo de accidentes aumenta cuando ningún sonido alerta a los peatones o ciclistas de la presencia, velocidad y dirección de un automóvil que se aproxima. Para evitar este riesgo, los gobiernos y las instituciones han estado debatiendo la necesidad de equipar los vehículos híbridos y eléctricos con dispositivos de advertencia de generación de ruido descritos como sistemas acústicos de alerta de vehículos (AVAS).

En 2016, las Naciones Unidas (ONU) publicaron una nueva regulación (ONU 138) sobre requisitos mínimos de ruido que exigiría la instalación de tales sistemas en vehículos nuevos dentro de un par de años. En el mismo año, la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras de los Estados Unidos (NHTSA) redactó una regla final que establece el estándar federal de seguridad de vehículos motorizados (FMVSS 141) de requisitos mínimos de sonido para vehículos híbridos y eléctricos.

Las pruebas de automóviles equipados con AVAS se realizarán mejor en interiores, ya que los niveles de ruido son, por definición, bajos y se debe excluir el ruido de fondo. Simcenter Testlab Interior Pass-by Noise Testing admite la definición de niveles mínimos de ruido al integrar el estándar ISO 16254 (Acústica: medición del sonido emitido por vehículos de carretera de categoría M y N en reposo y funcionamiento a baja velocidad: método de ingeniería) en sus hojas de trabajo. Con sus instalaciones acústicas de última generación equipadas con soluciones de prueba de Simcenter, UTAC CERAM está bien posicionado para ayudar a los fabricantes de vehículos híbridos y eléctricos a diseñar sonido para el sistema de alerta.Dar forma al sonido de los vehículos eléctricos

Productividad óptima de las pruebas

Para realizar una prueba de ruido de paso interior, el vehículo se coloca y asegura en los cuatro rodillos del banco de ruedas. El vehículo se encuentra en medio de la gran cámara con dos filas de unos 20 micrófonos, cada uno colocado a los lados de la cámara a una distancia exacta de 7,5 metros del vehículo y una altura de 1,2 metros. Los micrófonos envían sus señales a los dos sistemas de adquisición de datos móviles de hardware Simcenter SCADAS, parte de la cartera de Simcenter, en cada lado de la sala. Una vez que el vehículo está colocado en el banco de rodillos, el ingeniero comienza la prueba. A partir de ese momento, la mayor parte del procedimiento está automatizado. El ingeniero sale de la sala acústica hacia la sala de control, donde podrá configurar los parámetros para la prueba y ejecutarla de forma remota. Si necesario,

En UTAC CERAM, la instalación ha sido diseñada para garantizar la máxima productividad de las pruebas.

“Hemos seleccionado las soluciones de prueba de Simcenter de Siemens por tres razones principales”, dice Pardo. “Primero, ofrece una excelente calidad de datos y capacidades de procesamiento para el ruido de paso en interiores con algoritmos que brindan resultados precisos, comparables a los obtenidos con las pruebas reales de ruido de paso en exteriores. En segundo lugar, el uso de las soluciones de prueba de Simcenter garantiza la continuidad y la compatibilidad de las pruebas realizadas en interiores con las pruebas ejecutadas en exteriores con sistemas Simcenter similares. En tercer lugar, apreciamos mucho la asociación de larga data con Siemens para la ingeniería y las pruebas acústicas.

“La participación de Siemens en la ingeniería de ruido de paso no se limita al suministro de equipos de medición; la empresa actúa como socio en investigación y desarrollo, brindando soluciones para la cuantificación de fuentes acústicas y evolucionando hacia un diseño anticipado y predictivo del ruido de paso de vehículos. Siemens también está involucrado, como yo, en la definición de los procedimientos de certificación ISO del mañana, avanzando hacia la homologación virtual”.

Realización de pruebas de última generación y mucho más

Los nuevos procedimientos de certificación ISO prescriben más pruebas exteriores a velocidades constantes y de arranque, y en varias relaciones de transmisión. Esos requisitos se pueden reproducir en la cámara acústica de UTAC CERAM, lo que permite al usuario evaluar una variante de diseño y prepararse para la homologación del vehículo. Los procedimientos de prueba están preprogramados en el controlador de la cámara: el ingeniero solo ajusta los parámetros de acuerdo con los requisitos del vehículo bajo escrutinio, abre la hoja de trabajo de Simcenter Testlab e inicia la prueba. Luego se ejecuta de forma autónoma, con disparadores que inician y detienen las mediciones en Simcenter Testlab. Yoni Meyer, ingeniero de pruebas de UTAC CERAM, es un usuario entusiasta del software: “Nos beneficiamos de casi todas las funcionalidades implementadas de Simcenter Testlab y, a pesar de ser usuarios avanzados,

Mediante el uso de las capacidades de posprocesamiento de Simcenter Testlab, se pueden realizar otras tareas, como la separación y cuantificación de fuentes de ruido. El resultado es poder identificar claramente la contribución al ruido de los componentes individuales. Este análisis permitirá establecer objetivos acústicos exactos en los componentes y significa que, en el futuro, el usuario podrá predecir con precisión el nivel de ruido del paso del vehículo en función de la contribución del ruido de los componentes.

Pardo concluye: “Trabajando en asociación con Siemens, UTAC CERAM está mirando hacia el futuro del diseño acústico automotriz, incluida la homologación virtual, el diseño predictivo de ruido de paso y la optimización del sonido de los vehículos equipados con AVAS.Nos beneficiamos de casi todas las funcionalidades implementadas de Simcenter Testlab y, a pesar de ser usuarios avanzados, apreciamos las hojas de trabajo fáciles de usar y el enfoque de flujo de trabajo intuitivo.Louis-Ferdinand Pardo, Líder Experto Acústico y Gerente de Departamento, Compatibilidad Electromagnética y Ruido, Vibración y Aspereza
UTAC CERAM

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