La TU Graz desarrollará cadenas cinemáticas con un sistema de IA
Un equipo del Instituto de Ingeniería de Automoción de la Universidad Tecnológica de Graz combina modelos de simulación de componentes con algoritmos de optimización evolutiva. Este sistema de IA optimiza automáticamente toda la cadena cinemática, desde la electrónica de potencia hasta la máquina eléctrica y la transmisión, de acuerdo con los requisitos técnicos del fabricante. El software de IA utilizado para ello, OPED (Optimización de accionamientos eléctricos), fue desarrollado por la TU Graz y es el resultado de casi diez años de investigación. Según la universidad, ya está siendo utilizado con éxito por un proveedor austriaco de la industria del automóvil, que no se menciona por su nombre.
"Las transmisiones eléctricas constan de un gran número de componentes que pueden diseñarse de forma muy diferente para cumplir los requisitos deseados", explica Martin Hofstetter, del Instituto de Ingeniería de Automoción de la Universidad Técnica de Graz. "Si hago un pequeño cambio en la máquina eléctrica, repercute en la transmisión y en la electrónica de potencia. Así que es extremadamente complejo tomar decisiones óptimas". Una dificultad añadida, según Hofstetter, es que no existe una solución perfecta para una transmisión, ya que las prioridades del fabricante también influyen: Entre ellas pueden estar los costes de producción, el peso y el volumen de la transmisión o la eficiencia energética.
El punto de partida de la optimización automática es la introducción de los requisitos técnicos que debe cumplir la cadena cinemática: entre ellos, la potencia motriz, la vida útil mínima, la velocidad máxima que debe alcanzarse y el espacio máximo disponible en el vehículo. El software OPED AI ayuda a reducir considerablemente la complejidad del proceso de desarrollo: Basándose en los requisitos técnicos, el software varía y combina simultáneamente unos 50 parámetros de diseño, comparando las cadenas cinemáticas simuladas con las prioridades del fabricante.
Las variantes malas se descartan y las mejores se siguen optimizando. Según la Universidad Tecnológica de Graz, tras varios cientos de miles de ciclos de cálculo y simulación, OPED encuentra las soluciones que más se acercan a las prioridades de los fabricantes. A continuación, pueden seleccionar de entre un número manejable de variantes aquellas que les gustaría seguir desarrollando y aplicar en detalle. "Lo que los ingenieros necesitarían meses para hacer sin el apoyo de la IA tardan aproximadamente un día con OPED", afirma Martin Hofstetter. "Esto permite a los equipos de desarrollo centrarse en decisiones de alto nivel en lugar de invertir su limitado tiempo en trabajos manuales de cálculo y simulación".
El sistema OPED también puede ampliarse de forma flexible y ahora también puede tener en cuenta las emisiones de CO2 en toda la cadena de suministro, por ejemplo. Como innovación reciente, Dominik Lechleitner ha conseguido ampliar el OPED para la optimización de los accionamientos eléctricos de toda una plataforma de vehículos como parte de su tesis doctoral: el método ayuda a encontrar componentes óptimos que pueden utilizarse como piezas idénticas en los sistemas de propulsión de diferentes modelos de una plataforma para ahorrar costes de desarrollo y producción.
"El enfoque OPED puede utilizarse para una gran variedad de desarrollos de productos", explica Martin Hofstetter, "y estamos encantados de trabajar con nuevos socios industriales para adaptarlo a sus retos y objetivos."
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