Projeto viabiliza nacionalização de tecnologia para testes e análise de controladores

Pesquisa integra a Linha V do programa Rota 2030, coordenada pela Fundep, e teve a parceria entre a UFSC e a Renault

A nacionalização de tecnologias automotivas importadas é o foco do projeto “Sistema inteligente de Aquisição e Análise de Dados para Controladores Automotivos – IASE”, desenvolvido no âmbito da Linha V: Bicombustíveis, Segurança Veicular e Propulsão Alternativa a Combustão,  do programa Rota 2030, coordenada pela Fundação de Apoio da UFMG (UFMG). A pesquisa teve aporte de R$ 924.041,18 e foi finalizada em agosto de 2023.  

Equipes do Laboratório de Integração de Software/Hardware (LISHA) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e da empresa Renault participaram das atividades em atendimento à Chamada nº 01/2020 – Eixo II – CONSEV: Condução Segura e Eficiente de Veículos. De acordo com o coordenador do projeto, o professor  Giovani Gracioli, o trabalho buscou solucionar impasses da fase de testes dos veículos. Na etapa, as montadoras realizam coleta de dados para análise utilizando laptops, programas e dispositivos importados, gerando dependência de tecnologia estrangeira, um primeiro problema a ser solucionado.  

O segundo problema, como explica Gracioli, é sobre o armazenamento dos dados em nuvem, o que, na maioria das vezes, é feito em servidores fora do Brasil. Além disso, o processamento desses dados acaba sendo feito também no exterior pelo fato de as montadoras serem sediadas em outros países. “O processo é longo e não ocorre em tempo real. Além disso, uma quantidade imensa de dados é gerada em um dia inteiro de testes, com altos custos de processamento”, analisa.  

Portanto, o projeto trabalhou para desenvolver e nacionalizar a próxima geração dos equipamentos eletrônicos utilizados juntamente com controladores para aquisição dos dados das Eletronic Control Units (ECUs) veiculares, visando à redução dos custos e ao domínio da tecnologia. Gracioli explica que a estrutura de hardware do sistema é formada por um componente eletrônico acoplável às ECUs, que recebe dados do veículo por sensores e permite a coleta e transmissão dos dados em tempo real, utilizando tecnologia 4G.  

Uma vez enviados para um servidor, os dados são analisados com o uso de algoritmos machine learning e inteligência artificial (IA) para detectar falhas e anomalias nos testes de rodagem. “Tudo isso propicia uma tomada de decisão mais rápida para solucionar falhas, gerando, no futuro, a possibilidade de novos produtos para a indústria automotiva”, diz o coordenador do projeto. 

Metas alcançadas 

Os relatórios dos requisitos de hardware e software produzidos juntamente com o time da Renault originaram três versões da placa de circuito de bordo (PCB) de aquisição de dados. Para cada uma delas, foram produzidos os arquivos relacionados (no software Altium), os dados PCBs e um relatório sobre os testes de componentes realizados. Além da fabricação da primeira versão do hardware para aquisição de dados, foram criadas cinco placas da segunda versão e cinco da terceira versão. Foram ainda realizadas as montagens dos itens, os testes de bancada, de integração e de validação com o firmware, a fabricação do case e a montagem dos cabos necessários para conectar o hardware ao veículo.  

Integração completa e piloto 

O sistema foi capaz de ler cerca de 130 variáveis e enviá-las ao servidor para processamento dos algoritmos de IA e visualização no dashboard. Todos os testes realizados foram executados utilizando o veículo de testes Sandero 2019. Já o sistema-piloto foi implantado entre dezembro de 2022 e março de 2023 em um veículo Oroch. Durante o segundo ano de atividades, a equipe da UFSC também fez algumas visitas à montadora, em São José dos Pinhais, para demonstração do uso do sistema desenvolvido em outros veículos, como diferentes versões da Duster.  

“Com os testes, concluímos a possibilidade da nacionalização dos equipamentos de aquisição com redução dos custos de manutenção dos veículos por meio da melhora no processo de análise dos dados obtidos em testes de rodagem, aprimorando processos de calibração e gerando espaço para novas otimizações”, afirma Gracioli. Como exemplos desse resultado, ele cita a possibilidade de melhoria da autonomia dos veículos por meio de calibragens avançadas, levando à redução do consumo de combustível, gerando maior eficiência energética, e o desenvolvimento de novos modelos de segurança veicular, como o de assistência ao motorista, a partir do monitoramento on-line de dados operacionais, combinados com algoritmos de IA. 

“A partir do domínio da tecnologia, a indústria automotiva brasileira ganha mais competitividade, com inúmeras possibilidades de desenvolvimento e comercialização das soluções e incremento na geração de empregos no setor. Dessa forma, considera-se que o sistema desenvolvido atingiu as metas estabelecidas”, ressalta o coordenador.  

Confira abaixo vídeo com a demonstração funcional completa do sistema IASE: 

Proeminência técnico-científica 

O experimento deu origem a diversos trabalhos científicos: foram 3 dissertações de mestrado já defendidas, 3 trabalhos de conclusão de curso de graduação já aprovados e 10 artigos em conferências e periódicos nacionais e internacionais. Um estudo apontando características técnicas dos hardwares de aquisição de dados comerciais também foi entregue. 

A formação de conhecimento foi, portanto, um outro objetivo alcançado pelo projeto e alinhado a uma das metas do programa Rota 2030, que é formar profissionais especializados na área de eletrônica automotiva. Alguns dos pesquisadores que participaram da pesquisa já começaram a atuar no setor: uma das alunas bolsistas foi contratada pela Renault e outros dois ex-bolsistas foram convidados para estágios na BMW, em Araquari (SC).  

Pesquisa compartilhada 

Além do apoio técnico da UFSC e do aporte da Fundep, Gracioli pontua que o comprometimento e a cooperação técnica da Renault foram fundamentais para o alcance de metas pelo projeto. “As equipes da Renault e da UFSC mantiveram reuniões semanais para discussão e acompanhamento técnico. A Renault cedeu os veículos de testes e os equipamentos, que viabilizaram o projeto e contribuíram para que metas e resultados fossem alcançados, além de contribuir com diversos tutoriais e cursos on-line para treinamento dos bolsistas e pesquisadores participantes”, relata Gracioli. 

SOBRE A LINHA V DO ROTA 2030 

A Linha V – Biocombustíveis, Segurança Veicular e Propulsão Alternativa à Combustão tem como diretriz a eletrificação do powertrain veicular para a alta eficiência energética, a utilização de biocombustíveis para a geração de energia e a adequação do contexto brasileiro de infraestrutura de abastecimento. 

A partir da aliança entre os principais atores que representam o conhecimento do setor (empresas, entidades representativas e Instituições de Ciência e Tecnologia – ICTs), serão habilitadas as competências necessárias para capacitar a cadeia automotiva. 

A Fundep é a coordenadora da Linha V. A Coordenação técnica é da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), do Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI) e da Universidade Estadual do Ceará (UECE).