Simulação avançada para acelerar o desenvolvimento automotivo

A indústria automotiva em questão é uma organização global de grande porte, com foco em veículos de passeio e comerciais leves e atuação relevante no mercado brasileiro. Localizada em Minas Gerais, a operação de engenharia lida com ciclos de desenvolvimento cada vez mais curtos e exigentes, em que desempenho, segurança, conforto, durabilidade e eficiência energética precisam ser tratados de forma integrada desde as fases iniciais do projeto. Nesse ambiente, a engenharia virtual deixa de ser apoio pontual e passa a ter papel estruturante nas decisões de produto.

A parceria com a LUZA teve início em 2021, com o objetivo explícito de fortalecer a engenharia computacional e a capacidade de simulação do cliente. O modelo adotado foi Time Material, permitindo ajustar escopo e alocação conforme a demanda de projetos e cronogramas internos. A operação foi concebida para funcionar integrada às equipes do cliente, respeitando metodologias, fluxos de aprovação e padrões de validação já estabelecidos na indústria automotiva. As principais restrições envolviam a necessidade de aderência a processos corporativos globais, alta confiabilidade técnica das análises e capacidade de suportar projetos de veículos completos e sistemas críticos, sem criar gargalos adicionais de tempo ou retrabalho para o time interno.

O desenvolvimento de veículos na indústria automotiva exige decisões simultâneas sobre desempenho estrutural, durabilidade, conforto, comportamento acústico, vibração e eficiência aerodinâmica. Tradicionalmente, muitas dessas decisões dependem fortemente de protótipos físicos e campanhas extensas de teste, o que aumenta custo, prazo e incerteza. O cliente precisava antecipar esses comportamentos na etapa virtual de forma sistemática e confiável, reduzindo o risco de identificar problemas críticos apenas nas fases avançadas do desenvolvimento.

O desafio central era ampliar a capacidade de engenharia especializada em simulações computacionais de alta complexidade. A operação demandava profissionais capazes de atuar com metodologias específicas da indústria automotiva e, ao mesmo tempo, dominar ferramentas numéricas e programação para tratar problemas de desenvolvimento em diferentes níveis: componentes, subsistemas e veículos completos. Sem essa capacidade ampliada, havia risco de gargalos na análise de durabilidade, NVH e aerodinâmica, maior dependência de protótipos físicos, menor previsibilidade no ciclo de desenvolvimento e limitação na avaliação de alternativas de projeto. Também era necessário garantir que a simulação atuasse como base objetiva para decisões de engenharia, e não apenas como etapa de verificação tardia.

A LUZA estruturou a solução em camadas, combinando organização da equipe, alinhamento metodológico e aplicação consistente de tecnologias de simulação. O primeiro passo foi formar uma equipe de 22 especialistas em engenharia de simulação com competências complementares em Durabilidade, NVH e CFD, e integrá-la à operação do cliente em modelo Time Material. Esse arranjo permitiu absorver demandas variadas do pipeline de desenvolvimento, mantendo aderência às rotinas, padrões e ferramentas já adotados pela engenharia do cliente.

Na etapa de diagnóstico e alinhamento, a LUZA mapeou os fluxos de desenvolvimento existentes e as metodologias específicas da indústria automotiva utilizadas pelo cliente, ajustando templates, formatos de relatório e critérios de aceitação das simulações. A partir daí, cada frente técnica passou a atuar com foco em problemas concretos de desenvolvimento.

Em Durabilidade, a abordagem combinou modelos de multicorpos, análises estruturais no Abaqus e scripts em Python para automatizar tarefas, tratar grandes volumes de dados e aumentar repetibilidade das análises. As simulações foram aplicadas a componentes, subsistemas e veículos completos, incluindo estudos de vibração em polímeros, suportes de cabeamento e elementos ligados ao motor, além de análises Modal, de Resposta em Frequência e Randômica.

Na frente de NVH, as equipes conduziram estudos modais de BIW e TBIW, avaliações de rigidez (Static Torsion, Body Solidity, Rigidez Dinâmica) e análises orientadas à experiência de uso (Sensibilidade Acústica, WOT, Idle, Road Noise, BSR). Os resultados eram traduzidos em recomendações objetivas para ajustes de estrutura, fixações e componentes internos.

Em CFD, a LUZA aplicou simulações fluidodinâmicas a veículos completos e sistemas específicos, incluindo arrasto aerodinâmico, cost down numérico, comportamento interno do ar e otimização das saídas de ar-condicionado. A combinação de engenharia, simulação multicorpos, Abaqus, Python e CFD transformou a simulação em instrumento central de decisão para o desenvolvimento de produto.

A atuação conjunta consolidou uma operação estável e especializada de engenharia virtual dentro da indústria automotiva, ampliando de forma concreta a capacidade técnica do cliente em simulação avançada. Com a equipe de 22 especialistas alocada em modelo Time Material, passou a ser possível apoiar, em escala, diferentes desafios de desenvolvimento de veículos e componentes, desde análises estruturais e de durabilidade até estudos de NVH e aerodinâmica.

A combinação das frentes de Durabilidade, NVH e CFD permitiu tratar o veículo de forma multidisciplinar, conectando comportamento estrutural, conforto, ruído, vibração e eficiência aerodinâmica em um mesmo ecossistema de decisão. Isso contribuiu para antecipar potenciais problemas ainda na fase virtual, reduzir dependência de iterações puramente físicas, apoiar decisões de engenharia com base em resultados numéricos robustos e avaliar alternativas de projeto antes da construção de protótipos.

Como efeito prático, a parceria passou a contribuir diretamente para: Otimização de componentes, subsistemas e veículos durante o ciclo de desenvolvimento; Aumento da capacidade de execução de projetos de alta complexidade técnica; Melhoria da eficiência dos processos de desenvolvimento, com maior previsibilidade de comportamento em campo; Fortalecimento da engenharia computacional como competência central do cliente. Embora não haja indicadores quantitativos explicitados, o case demonstra uma mudança de patamar na utilização de simulação como ferramenta de decisão estratégica para o desenvolvimento da mobilidade.

A entrega da LUZA estruturou-se em uma operação contínua de engenharia de simulação, com equipe de 22 profissionais especializados, alocados em modelo Time Material e integrados ao time de engenharia do cliente. Essa operação foi organizada em três grandes frentes técnicas interligadas: Durabilidade, NVH e CFD.

Na frente de Durabilidade, o escopo abrangeu análises voltadas a componentes, subsistemas e veículos completos, utilizando simulações para antecipar condições de carregamento e comportamento estrutural. As atividades incluíram: Simulações de durabilidade em diferentes níveis de produto; Análises utilizando metodologia de multicorpos; Desenvolvimento e aplicação de scripts e rotinas em Python; Simulações estruturais utilizando Abaqus; Análises de vibração em componentes poliméricos; Avaliação de suportes de cabeamento e componentes associados ao motor; Análises Modal, de Resposta em Frequência e de Resposta Randômica.

Na frente de NVH, o foco foi transformar fenômenos de ruído e vibração em informações quantitativas para tomada de decisão em estrutura e conforto, com entregas como: Análise Modal de BIW, TBIW e subsistemas; Static Torsion para avaliação de rigidez torcional de BIW; Body Solidity para rigidez de TBIW; Rigidez Dinâmica sob excitações dependentes de frequência; Estudos de Sensibilidade Acústica, WOT, Idle, Road Noise; Análises BSR (Buzz, Squeak and Rattle) em componentes internos.

Na frente de CFD, o escopo cobriu simulações fluidodinâmicas aplicadas a: Arrasto aerodinâmico e comportamento externo do escoamento; Análises de cost down numérico; Simulações com veículos completos e sistemas específicos; Otimização de saídas de ar-condicionado e aspectos internos de conforto; Estudos voltados à melhoria aerodinâmica e fluidodinâmica. Todos os trabalhos seguiram procedimentos e metodologias próprias da indústria automotiva do cliente.