Planejamento de experimentos (DOE) para veículo elétrico de competições

Abstract

RESUMO Os custos, a qualidade e o tempo despendido no desenvolvimento de um produto, seja este produto um bem manufaturado ou um serviço, tem-se transformado em uma questão primor dial na sobrevivência de uma empresa. Para alcançar o balanceamento destes fatores e res ponder adequadamente à concorrência acirrada, as organizações tem usado de métodos esta tísticos e outras técnicas de resolução de problemas para melhorar a qualidade tanto direta mente no produto vendido ou prestado, quanto no funcionamento da organização como um todo. Este trabalho propõe a aplicação da metodologia de planejamento de experimentos para o desenvolvimento, pela FATEC Santo André, de um protótipo de competição elétrico cha mado JARVIS EV, contemplando o menor custo, a objetividade em levantamento e coleta de dados e ações com base nos resultados mais significativos, no menor tempo possível, com a intenção de colocar o veículo em uma posição de destaque na Maratona da Universidade de Eficiência Energética. A proposta passa pela instrumentação, telemetria e aquisição de dados pelo LabVIEW, a exportação destes dados no formato de planilha para posterior importação e análise estatística com o uso do Minitab. Para a primeira fase é planejado o experimento con siderando a maior quantidade de fatores que podem influenciar no consumo de energia do veículo pelo uso da ferramenta p-diagram. Após a coleta de dados pela experimentação fatori al (todas as possíveis combinações dos fatores) é feito o estudo das variáveis que realmente influenciam no rendimento do veículo e a interdependência entre elas, que é o cerne do DOE (Design of Experiments ou Planejamento de Experimentos). Um novo planejamento experi mental é feito para encontrar o ponto de melhor rendimento, ajustando os fatores de maior influência no sistema. Por último, o piloto é orientado por voz via rádio pelo chefe de equipe, para que ele dirija o veículo ajustando a pilotagem em cada curva, reta, subida ou descida da pista para obter o menor consumo de energia no final da competição. O chefe de equipe ba seia suas decisões nos dados provenientes de telemetria transmitida pelo veículo a cada volta no trajeto da pista de provas. ABSTRACT The cost, quality and time spent on the development of a product, being this is a manufactured product or a service, have become a major issue in the survival of an enterprise. To achieve the balancing of these factors and adequately respond to fierce competition, organizations have used statistical methods and other techniques for problem solving to improve at first moment the quality of the product or as the quality provided in the functioning of the organi zation as a whole. This research proposes to apply the methodology of design of experiments in the development, by FATEC Santo André, for an electric car for competition prototype named JARVIS EV, contemplating the lowest cost, objectivity in data collection and do ac tions based over the most significant results in the shortest possible time, with the intention to put the vehicle in a prominent position at the University Marathon of Energy Efficiency. The proposal involves the instrumentation, telemetry and data acquisition using LabVIEW, export ing these data in spreadsheet format for subsequent import and analysis using Minitab. For the first step is the experiment planned considering the larger amount of factors that can influence the energy consumption of the vehicle by the use of p-diagram tool. After collecting data for a factorial trial (all possible combinations of factors) will be done the study of the variables that actually influence the performance of the vehicle and the interdependence between them, which is the core of DOE's (Design of Experiments) methodology. A new experimental de sign is made to find the point of best performance by adjusting the factors of greatest influ ence in the system. Finally, the pilot is guided by telematics device by crew chief for him to drive the vehicle by adjusting the way he drives in each curve, straight, uphill or downhill track to do the lowest power consumption at the end of the competition. The crew chief bases his decisions on data transmitted by telemetry from the vehicle in each turn on circuit-racing.