­­Benefícios dos testes de modelo no circuito no ciclo de desenvolvimento

O setor de transportes está evoluindo continuamente, incorporando tecnologias avançadas para melhorar a eficiência, reduzir custos e minimizar os impactos ambientais. Um dos principais avanços tecnológicos é o teste Model-in-the-loop (MIL), um processo que está revolucionando a forma como os engenheiros abordam o desenvolvimento e os testes de motores. Este artigo explora o conceito de teste de modelo no circuito e mergulha nos vários benefícios, bem como nos desafios. 

Qual é o significado dos testes de modelo no circuito?

O teste MIL é uma técnica de simulação usada em todos os estágios do ciclo de desenvolvimento do controlador de um produto. Envolve testar um modelo de controlador no componente, composição ou nível do sistema dentro de um ambiente de simulação, antes de fazer o download do código em uma unidade de controle eletrônico (ECU) física e testar em um veículo. Imagine que você está projetando um algoritmo inteligente para caminhões que os ajuda a ajustar automaticamente sua velocidade no tráfego. Agora, antes de comprometer o algoritmo para codificar e colocá-lo em um caminhão real, você quer ter certeza de que funciona perfeitamente. É aí que entra o teste de modelo no circuito.

O teste MIL é como uma prática virtual para seu produto ou sistema. Assim, em vez de testar os algoritmos do controlador diretamente em um caminhão real, você cria um modelo de computador de seu algoritmo inteligente para caminhões e simula diferentes situações de condução em um computador. Por exemplo, se você estava desenvolvendo sistemas avançados de controle de cruzeiro adaptativo para caminhões, a MIL pode ser particularmente benéfica na simulação de um modelo do sistema de controle de cruzeiro em ambientes de condução virtual. Isso permitirá que os engenheiros avaliem seu desempenho ao encontrar cenários do mundo real, como mudanças nas densidades de tráfego e nas condições climáticas. Isso permite identificação e resolução antecipadas de problemas potenciais, garantindo a segurança e a eficiência do sistema.

Ao integrar a MIL ao processo de desenvolvimento, os engenheiros podem obter insights valiosos sobre o comportamento do sistema no início, permitindo detecção e correção oportunas de erros. Isso levará a um tempo de desenvolvimento reduzido e custos de desenvolvimento, juntamente com um produto geral melhor. O uso de testes MIL agiliza o processo de desenvolvimento, aumenta a confiabilidade e reduz a necessidade de testes de estrada físicos extensivos, oferecendo uma solução econômica para melhorar as tecnologias cruciais de caminhões.

Diferença entre testes de modelo no circuito vs testes de software no circuito?

Ao entender o teste MIL, também é importante entender o teste de software no circuito (SIL). Nos testes de SIL, verificamos se o software que controla o algoritmo inteligente se comporta como deveria sem baixar o código em um ECU físico e testar em um veículo. No entanto, neste caso, o foco é mais em como o software reage e toma decisões, o que é um passo mais perto do ambiente do mundo real.

Assim, continuando nosso exemplo de caminhão a partir de testes de modelo no circuito, imagine que você tenha o software que controla o controle de cruzeiro adaptativo. Em vez de testá-lo em um caminhão virtual, você o executa em um computador para ver se ele se comporta corretamente. Você cria um ambiente simulado onde o software pensa que está em um caminhão real, lidando com o tráfego e ajustando a velocidade de acordo.

O teste SIL é como garantir que seu personagem de videogame (o software) se mova do jeito que você deseja, sem se preocupar muito com os detalhes do mundo virtual (o caminhão e seus arredores). Os engenheiros usam testes SIL para verificar se o software pode lidar com diferentes situações e cenários em um ambiente controlado baseado em computador.

Em nosso exemplo de caminhões, o teste SIL envolveria a execução do software de controle de cruzeiro em um computador e a observação de como ele responde a mudanças de tráfego simuladas. É uma maneira de garantir que o cérebro do sistema (o software) esteja funcionando corretamente antes de colocá-lo em um caminhão físico.

Em resumo, o teste MIL analisa o controlador em um ambiente de modelagem virtual para garantir que os algoritmos funcionem corretamente, enquanto o teste SIL está um passo mais perto do mundo real, ampliando o software gerado desses mesmos modelos, mas ainda testado em um mundo simulado para garantir que o controlador se comporte corretamente.  Ambos os métodos fazem parte da cadeia de desenvolvimento para garantir que o controlador real do caminhão seja seguro e eficiente.

Como os testes de modelo no circuito podem reduzir o impacto ambiental?

O teste MIL tem benefícios associados ao meio ambiente, eficiência e testes confiáveis que garantem segurança e qualidade nos testes. 

Os testes MIL podem ajudar a reduzir a dependência de células de teste: 

A adoção de testes MIL reduz significativamente a dependência de células de teste físicas. Uma célula de teste é um ambiente controlado usado para testar o desempenho, durabilidade e emissões de motores, veículos ou outros componentes. Este ambiente foi projetado para simular as condições de operação do mundo real de forma repetitiva e consistente, permitindo que os engenheiros realizem medições precisas e façam ajustes de desempenho. Uma célula de teste normalmente inclui equipamentos para medir a potência de saída, consumo de combustível, emissões de escape e outras métricas críticas de desempenho. 

O teste MIL não acaba completamente com a necessidade de células de teste, mas reduz significativamente o tempo e os recursos necessários nesses ambientes. Tarefas como ajuste de OBD, otimização e análise de dados, que foram feitas convencionalmente em células de teste, agora podem ser realizadas virtualmente. Essa mudança de ambientes de teste físicos para virtuais não é apenas uma questão de conveniência, mas também um passo em direção à sustentabilidade ambiental.

O teste MIL pode ser melhor para o meio ambiente: 

As vantagens ambientais dos testes MIL são notáveis. Primeiro, reduz a necessidade de consumo de combustível associado às operações de célula de teste. Ao realizar testes em um ambiente virtual, a frequência e a duração dos testes em células de teste físicas, que envolvem a queima de combustíveis e, consequentemente, a emissão de gases de efeito estufa, são significativamente reduzidas.

Essa eficiência contribui para uma pegada de carbono menor, alinhando-se aos esforços globais para reduzir as emissões de carbono e gases de efeito estufa e combater as mudanças climáticas. Além disso, o teste MIL é altamente escalonável, o que significa que ele pode ser adaptado e expandido para atender às crescentes demandas dos testes automotivos modernos sem criar efeitos ambientais negativos.

Desafios com testes de modelo em circuito

O teste MIL precisa de hardware físico: apesar de seus inúmeros benefícios, o teste MIL não é sem seus desafios. Uma preocupação primária é sua validade, pois não pode ser confiada inteiramente isoladamente. O teste de hardware físico continua sendo uma parte essencial do processo de desenvolvimento para validar os resultados dos testes MIL. Isso requer uma abordagem equilibrada para testar componentes, integrando os métodos de teste mil e tradicionais.

Os testes MIL podem exigir investimentos substanciais: além disso, a implementação de testes mil requer recursos técnicos substanciais. Esse investimento inclui não apenas a configuração inicial, mas também a manutenção e as atualizações contínuas necessárias para manter o ambiente de simulação preciso e relevante para o cenário tecnológico automotivo e de transporte em constante evolução.

O teste MIL representa um avanço significativo nos testes e desenvolvimento automotivos. Ao permitir que os engenheiros simulem e analisem componentes em um ambiente virtual, ele oferece uma abordagem mais eficiente, econômica e ecologicamente correta para o desenvolvimento de veículos e componentes. 

A adoção dessa tecnologia pela Cummins Inc. reflete seu compromisso com a inovação e a sustentabilidade, alinhando-se com tendências mais amplas do setor em direção a tecnologias mais limpas e eficientes. Embora existam desafios, o potencial dos testes MIL para revolucionar os testes de motores, ao mesmo tempo em que reduz o impacto ambiental, é inegável. À medida que o setor de transporte continua a evoluir, tecnologias como os testes mil desempenharão um papel cada vez mais crucial na formação de um futuro mais sustentável e eficiente. A Cummins dedica-se a desenvolver tecnologia de última geração para nossos clientes.