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Testes e simulações na era digital: a revolução da IA e a crescente complexidade da engenharia

16 de dez

A indústria da mobilidade vive um dos momentos mais transformadores de sua história, onde a digitalização e a Inteligência Artificial (IA) deixaram de ser ferramentas futuristas para se tornarem a base indispensável do desenvolvimento de produtos. 

A redefinição dos limites da engenharia, desde a otimização de design e produção até a tomada de decisões complexas, é tema constante em diferentes áreas do setores, com muitas perguntas surgindo.

Ao longo deste artigo, vamos mergulhar nestes desafios e entender como a indústria está se adaptando para solucioná-los com simulações.

O teste manual tornou-se insustentável

O desafio imposto pela era digital é, primeiramente, uma crise de escala de software. Hoje, um veículo pode conter cerca de 500 milhões de linhas de código distribuídas em módulos eletrônicos. 

As estimativas preveem que o uso intensivo de IA pode elevar esse número para a casa de 1 bilhão de linhas de código.

Diante desse volume, o teste e a simulação manual se tornam, inegavelmente, insustentáveis.

A solução reside em trazer a robustez do design para o chamado “lado esquerdo” do ciclo de desenvolvimento. A IA deve ser aplicada o quanto antes, na revisão das experiências do usuário e na garantia de requisitos de alta qualidade, pois quanto mais tardiamente um problema aparece, mais caro é o seu reparo.

A IA Generativa, por exemplo, já é utilizada para auxiliar na geração, extração e correção de requisitos de alto nível, o que pode reduzir o tempo de alinhamento entre as equipes pela metade. 

Na etapa de testes, o uso da IA proporciona um aumento de duas a cinco vezes na cobertura de testes, sendo fundamental para definir os “unhappy paths” e os “edge cases” (casos excepcionais e modos de falha).

Ganhos exponenciais em todos os modais de mobilidade

A aplicação estratégica da IA e da simulação está gerando ganhos de eficiência que encurtam drasticamente o lead time dos projetos, conforme experiências em grandes empresas já mostram.

Vamos conhecer alguns setores que já estão se beneficiando com o uso dessas tecnologias.

  • Setor ferroviário: a GBMX instrumenta vagões e, em parceria com a Altair, desenvolveu Modelos de Ordem Reduzida (ROM) treinados com IA. Esses modelos executam análises estruturais que antes levavam 2 dias em média para serem feitas, agora em apenas 5 minutos.
  • Setor automotivo: a IAV do BRASIL demonstrou a aplicação da IA Generativa para reduzir em até 50% o tempo de desenvolvimento de requisitos e software, com um payoff estimado em cerca de dois anos em projetos reais.
  • Setor aeroespacial: no Projeto Aeronave Silenciosa da EMBRAER, a simulação avançada de ruído e vibração, utilizando ferramentas numéricas de alta e baixa ordem, levou a ganhos expressivos na família E2. A pegada de ruído (footprint) foi 70% menor que a família anterior, posicionando o E2 como um dos aviões de um corredor mais silenciosos do mundo.
  • Setor de defesa: em projetos de alto ineditismo, como o veículo hipersônico Rato 14X, o uso massivo da simulação multi-física é a estratégia central para reduzir custos com ensaios e encurtar o ciclo de desenvolvimento, dada a alta complexidade e a restrição de prazo.

A Integração da manufatura

Um desafio que não pode ser ignorado e ainda é discutido no setor é a necessidade da simulação refletir a realidade do produto final. Para a liberação segura do projeto digital, a integração entre simulação de projeto (virtual) e manufatura (físico) é fundamental.

Isso ocorre porque processos como a estampagem e a fundição alteram o comportamento mecânico do material. A estampagem causa o encruamento (endurecimento por deformação plástica), podendo aumentar o limite de escoamento de uma chapa de 165 MPa para até 422 MPa.

Ignorar essas propriedades reais, modificadas pela manufatura, pode levar a erros graves. Foi demonstrado que a diferença na intrusão de um painel corta-fogo (dash) pode chegar a 70% se as propriedades mapeadas não forem consideradas.

A solução é o uso de simulações incrementais, que incorporam os detalhes de geometria, cinemática e tribologia, permitindo que a análise de crash e segurança seja válida antes da homologação do protótipo físico.

O novo papel do engenheiro no “human in the loop”

Apesar do avanço tecnológico, o maior desafio não é a ferramenta, mas sim a cultura e o skill das pessoas.

A tecnologia avança exponencialmente, mas o papel do engenheiro está se invertendo para o conceito de “human in the loop” (o humano no ciclo). O profissional não passará tempo executando testes repetitivos, mas sim terá a missão de monitorar, revisar e conduzir o processo gerido pelos agentes de IA.

Essa transformação exige do profissional moderno um skill básico de software e a aceitação para mudar o mindset. O foco deve permanecer no produto e no valor agregado, e não apenas nas ferramentas utilizadas.

A engenharia brasileira, conhecida pela competência em adaptar projetos globais às necessidades locais, está agora na vanguarda para lidar com a torrente de dados gerados por veículos conectados (como o OnStar da GM, que retroalimenta o desenvolvimento com requisitos reais de campo) e com as inovações em infraestrutura, como os chips fotônicos e a Edge Computing, cruciais para a segurança de sistemas autônomos.

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A Inteligência Artificial e a simulação avançada são a chave para desvendar a complexidade da mobilidade futura. Para absorver o conhecimento e os cases de sucesso apresentados por líderes da FORD, EMBRAER, IAV, GBMX, e outros grandes players da mobilidade, o e-book do 23º Simpósio SAE BRASIL de Testes e Simulações na Era Digital é um recurso indispensável.

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