O Projeto HMIExcel é promovido pelo consórcio Universidade do Minho e Bosch Car Multimedia Portugal (Bosch) com o propósito de obter resposta aos desafios científicos e tecnológicos da Bosch Braga (Bosch BrgP) e para a obtenção do reconhecimento desta unidade como um Centro de Competência Internacional em Interfaces Homem-Máquina (HMI). A duração do projeto é de 25 meses, com início em março de 2013 e término a 30 de junho de 2015.
O HMIExcel, que resultou num investimento de 19,3 M €, envolve cerca de 300 pessoas, 106 colaboradores Bosch BrgP, 95 investigadores bolseiros e 70 docentes da UMinho. Este projeto veio contribuir para a contratação de novos engenheiros na Bosch BrgP, para o reforço das suas capacidades internas e para a requalificação dos quadros da empresa.
As linhas de investigação e desenvolvimento do HMIExcel resultam do aperfeiçoamento ou desenvolvimento de produto, melhoria do controlo de qualidade ou da gestão de produção dos produtos Bosch BrgP. Além dos resultados esperados para cada linha de investigação e desenvolvimento, o projeto tem como metas o desenvolvimento de conhecimento proprietário nas tecnologias e metodologias desenvolvidas, através do registo de 10 patentes e da promulgação de 32 publicações científicas acerca do conhecimento gerado.
Até ao momento, foram alcançados vários resultados promissores a nível científico e tecnológico, tanto da UMinho como da Bosch BrgP, que revelaram o potencial deste consórcio. A intenção de continuar com a parceria resultou já na submissão de nova candidatura a projetos de investigação e desenvolvimento. Estes novos projetos terão duração prevista de três anos, um investimento de cerca de 50 M €, e preveem a contratação direta de mais 92 engenheiros altamente qualificados para a Bosch BrgP e de 165 investigadores bolseiros.
Todos os envolvidos no projeto reconhecem o valor gerado resultante do consórcio UMinho e Bosch BrgP, apontando como principal benefício a ponte criada entre os dois mundos, o mundo académico (conhecimento) e o mundo industrial (economia). A experiência do projeto, em que alunos e bolseiros UMinho tiveram a oportunidade de trabalhar diretamente com os colaboradores Bosch, possibilitou que a Bosch BrgP reconhecesse o valor científico e técnico destes, resultando, em muitos casos, na sua contratação pela Bosch o que contribui diretamente para o aumento da percentagem de emprego jovem nacional.
Duração do projeto: 25 meses – Maio 2013 a Junho 2015
Investimento total: 19,3 M€
Linhas de Investigação: 13
Publicações Científicas: 32
Bosch BrgP: 35 Engenheiros/106 Colaboradores
UMinho: 95 Bolseiros/70 Docentes
Total RH: 300 pessoas envolvidas
Linhas de investigação e desenvolvimento do Projeto HMIExcel:
Linha 1. Chassis sem parafusos - Desenvolvimento de um chassis sem parafusos para auto-rádios e sistemas de navegação, para contornar as desvantagens inerentes à utilização de parafusos (produção de limalhas e tempo de produção). O objetivo é que estas sejam total ou parcialmente eliminadas e substituídas por soluções de encaixe.
Linha 2. Chassis em plástico - Desenvolvimento de chassis poliméricos para auto-rádios e sistemas de navegação. Com o intuito de contornar as desvantagens inerentes à utilização de chassis metálicos (produção de limalhas e peso), é esperado que estes sejam totalmente substituídos por chassis fabricados em materiais poliméricos.
Linha 3. Sensores de ângulo (Angle Sensors) - Desenvolvimento de novos sistemas de medição para os sistemas de sensores de ângulo de direção que irá permitir que as interferências externas a estes sensores sejam verdadeiramente minimizadas, em comparação com o modelo atual.
Linha 4. Controlo de produção inteligente (SMART Manufacturing Control) - Desenvolvimento de um sistema de gestão integrado de suporte ao planeamento, programação e controlo de produção. Este sistema melhora a eficiência do planeamento e da programação da produção, controla e monitoriza a execução de trabalho em postos de produção, armazéns e milkruns e efetua simulações, respondendo rapidamente a fatores imprevistos, integrando-se com os sistemas informáticos existentes. Através de um algoritmo inovador torna-se possível a aplicação de um sistema pull a uma realidade complexa.
Linha 5. Plataforma web de acompanhamento de matérias-primas (iFloW) - Desenvolvimento de uma plataforma integrada de rastreabilidade que permitirá o rastreamento em tempo real de toda a matéria-prima em trânsito desde a origem até à chegada às instalações da Bosch. O iFloW será a primeira plataforma deste tipo desenvolvida por uma empresa de manufactura em Portugal.
Linha 6. Prevenção de empeno (Warpage prevention) - Desenvolvimento de um conceito e ferramentas que permitam prevenir, antes do fabrico do PCB, as mal formações, nomeadamente os empenos que podem acontecer durante o processo de fabrico e/ou durante o seu funcionamento. Investigação baseada na simulação térmica dos materiais constituintes do PCB (placa de circuito impresso), através da qual é possível determinar o comportamento da placa quando está sujeita a altas temperaturas.
Linha 7. Optical Bonding - Desenvolvimento do processo de optical bonding no ramo automóvel para garantir uma boa visibilidade do display, principalmente em ambientes de grande luminosidade. Este processo preenche a camada de ar que existe entre o display e o seu respetivo vidro protetor, permitindo assim reduzir a reflexão nas interfaces dos elementos ópticos do display.
Linha 8. Defeitos funcionais em displays (Functional defects in displays (“Tiny dots”) - Desenvolvimento de novos processos de inspeção (de baixo custo, utilizando material já existente) para aumentar o desempenho de uma inspeção óptica automática (AOI) que detete defeitos cada vez mais pequenos. Este projeto dá resposta a um novo desafio: se antes era necessário detetar pixéis não funcionais em displays, agora, com o aumento dos requisitos de qualidade, é necessário detetar defeitos de dots (fracção colorida de um pixel), bem como de tiny dots (fracção de um dot).
Linha 10. Defeitos cosméticos em displays e blendas (Cosmetic defects on display and fascia) (scratches) - Desenvolvimento de um processo de inspeção óptica automática (AOI) para blendas, uma vez que este ainda não existe no mercado. O processo de AOI permitirá que a inspeção seja feita de forma objetiva (reduzindo a subjetividade inerente à análise por operários), trazendo vantagens a nível de custos, rapidez da inspeção e repetibilidade dos resultados.
Linha 11. Design de footprints de componentes por simulação térmica (Land pattern design by thermal simulation) - Desenvolvimento de um método de simulação térmica utilizado no design do footprint de componentes, que irá permitir um maior controlo dos processos de soldadura, conferindo maior segurança durante as fases de desenvolvimento de produto e de produção em massa. Os métodos do controlo dos processos de soldadura têm-se tornado insuficientes para garantir a qualidade dos produtos. A simulação térmica irá melhorar a qualidade de produção e otimizar os produtos na fase de desenvolvimento.
Linha 12. Quality Function Deployment QFD - Aplicação dos princípios BES (Sistema de engenharia da Bosch) no desenvolvimento de atividades críticas de processos de produção. Com o objetivo de garantir uma qualidade superior dos produtos Bosch, estes princípios estão a ser aplicados nas ligações aparafusadas, nas forças e cursos dos teclados, na dissipação térmica nos componentes com exposed pads e nos ruídos e vibrações em produtos que possuem peças móveis.
Linha 13. Projeção de imagem no pára-brisas – Realidade aumentada (Image projection on windshield – augmented reality): Preparação dos meios de industrialização e equipamentos de teste para responder a novos desafios tecnológicos, nomeadamente ao nível de:
a) Montagem de espelhos: Desenvolvimento de um conjunto de soluções para a montagem dos espelhos. Comparação dos diferentes métodos de colagem e desenvolvimento de outras opções de fixação: “Head Up Displays” (HUD) e sistemas de realidade aumentada (AR);
b) Ruído e vibração: Análise de ruído e vibração de mecanismos com peças móveis, através da análise espectral e de técnicas de eliminação do ruído ambiente. Instalação de um sistema objetivo de medição/inspeção de ruído numa linha de produção);
c) Distorção de imagem – relações de causa–efeito: Desenvolvimento e aplicação de um modelo de simulação e execução de DOE`s (Design of experiments) para descrever e compreender as relações de causa–efeito e prever índices de rejeição em comparação com as especificações;
d) Cinématica: Desenvolvimento de soluções mecânicas aplicáveis a sistemas de HUD (“Head Up Displays”). Este módulo cinemático é parte integrante do sistema e é acionado por um motor.
TESTEMUNHOS
A excelência do saber fazer....O projeto HMIExcel é um dos maiores e mais ambiciosos projetos de investigação e desenvolvimento tecnológico em co-promoção entre uma empresa e uma universidade, realizados em Portugal. As soluções que abrirão novas perspetivas à mobilidade automóvel, revolucionando a relação entre o condutor, passageiros e veículo foram realizadas nas instalações existentes na Bosch e na UMinho, unindo a realidade empresarial ao mundo académico e proporcionando a partilha de laboratórios, equipamentos e conhecimento.
Não tenho dúvidas que a partilha de conhecimento foi essencial para o sucesso do ponto de vista de se terem atingidos todos os objetivos (de inovação e outros) a que nos tínhamos proposto no inicio do projeto. Esta partilha só foi possível pelo empenho e participação ativa dos investigadores, muitos recém formados dos diversos cursos e que sentiram um fervilhar de conhecimento oriundo de ambas as equipas, Bosch e UMinho.
O relacionamento entre os elementos das diversas equipas foi sempre de cumplicidade e criaram-se verdadeiros empreendedores. Só com este relacionamento foi possível submeter em tempo muito curto (cerca e 18 meses), mais de 10 patentes, produzir mais de 160 entregáveis (relatórios e protótipos) e 32 artigos. O projeto HMIExcel conseguiu ter impacto produtivo imediato e deixa excelentes indicações para o futuro, permitindo observar que há muito caminho por onde continuar.
António Pontes
Responsável e coordenador geral do programa HMIExcel na Universidade do Minho
Desde que me licenciei em Engenharia Eletrónica Industrial, em 1993, que a minha vida profissional tem sido dedicada à valorização económica de conhecimento pela via do desenvolvimento de tecnologia e da sua aplicação em produtos e processos entre as fontes do saber, Universidade do Minho, e as empresas.
Deste longo percurso, já participei em inúmeros projetos de transferência de conhecimento, que envolveram parceiros nacionais e europeus com maior ou menor capacidade de endogeneização e que resultaram em novos produtos e processos, na sua maioria com resultados de considerável sucesso. Com esta experiência acumulada, os desafios adjacentes à coordenação do projeto HMIExcel não constituíram uma novidade, porém, foi até hoje o maior projeto de cooperação em que participei em termos de dimensão, ambição e alcance.
Em termos de dimensão devido ao valor do investimento conjunto que ultrapassou os 19 milhões de euros, devido aos mais de 300 colaboradores envolvidos no projeto e pela multidisciplinaridade e as diferentes áreas de conhecimento que contribuíram para os excelentes resultados alcançados.
As tecnologias desenvolvidas e incorporadas nos produtos Bosch oferecem um amplo alcance, pois chegam a todo o mundo e incorporados em modelos considerados state-of-the-art como é o caso do BMW i8 por exemplo. Outra dimensão do alcance que gostaria de sublinhar é o envolvimento da Universidade que foi muito além do que é habitual num projeto de desenvolvimento de tecnologia. Para além de alocar pessoas com excelentes competências ao projeto, também fez aprovar um programa Doutoral especifico e ainda adaptou alguns dos seus programas de mestrado com opções específicas para a indústria automóvel. Esta foi uma experiencia muito enriquecedora e esta entrega e empenho de todos os colaboradores, tornam esta cooperação Universidade do Minho-Bosch, uma verdadeira referência no panorama das relações universidade-indústria.
Eduardo Pinto
Responsável Gestão do programa HMIExcel na Universidade do Minho
Um dos problemas do conhecimento gerado nas Universidades é a dificuldade de o transpor do meio académico para o resto do mundo, neste caso para a indústria. As barreiras criam-se seja pelo conteúdo que não é adequado às necessidades da indústria, seja pelos timings distintos entre a academia e a indústria. Esta parceria entre a Bosch e a Universidade do Minho permitiu dar um passo extremamente importante para que estas barreiras sejam superadas, permitindo a ambas as instituições aprender melhorar as formas de cooperação. Prova disso é a aplicação direta na indústria dos resultados alcançados por todas as linhas de investigação que fazem parte do projeto. É enriquecedor para a indústria que obtém o apoio científico que necessita e não tem oportunidade de desenvolver, e para a Academia, que adapta a sua oferta formativa e científica às necessidades reais da indústria e cria oportunidades de trabalho para os seus alunos.
Nuno Ribeiro
Coordenador Bosch da linha de investigação 914 – Interfaces Homem-Máquina
Esta interação foi importantíssima para a concretização deste projeto. A troca de impressões e as diferenças de perspetivas, conhecimentos e capacidades entre os investigadores da Universidade do Minho e os colaboradores da BOSCH foram um dos pontos chaves para o desenvolvimento não só do processo, como também na resolução de todos os problemas que nos iam surgindo ao longo do caminho. A universidade além de ter conhecimentos complementares aos da BOSCH, têm também alguns equipamentos capazes diagnosticar ou auxiliar na deteção dos diferentes modos de falha.
É um projeto que, em todos os sentidos, é altamente enriquecedor para todos os seus participantes. A quantidade de inovação e conhecimento criados graças a ele é impressionante. Várias patentes, artigos científicos, processos novos e novos produtos são algumas das mais-valias desenvolvidas graças a esta parceria. Deverá ser visto como uma referência para futuras parcerias a serem desenvolvidas não só entre estas duas instituições, como a um nível nacional.
Júlio Viana
Responsável UMinho da linha de investigação 7 - Optical Bonding
O projeto HMIExcel para além dos resultados conhecidos, também foi importante para que a Bosch pudesse ter acesso e contacto com “jovens promessas”, recém-licenciados e já com experiência acumulada. Por sua vez, os alunos da UM que trabalham na equipa, participam na resolução de casos e problemas reais, que lhes permite adquirir uma experiência prática bastante enriquecedora, que certamente facilitará a sua entrada no mercado de trabalho.
Pedro Silva
Responsável Bosch pela linha I&DT iFlow
Um dos pontos a destacar no projeto HMIExcel foi o facto de termos observado excelentes capacidades nos colaboradores da UM. O Daniel Dias é um exemplo de um dos jovens que foi contratado pela Bosch no decorrer do HMIExcel. O Daniel era bolseiro UM pela linha I&DT de sensores angulares do projeto HMIExcel antes de ser contratado pela Bosch, sendo um colaborador que foi contratado para continuar a realizar quase o mesmo trabalho, o que facilitou a sua adaptação ao novo ambiente de trabalho. A contratação foi feita em tempo record dado que o Daniel, tal como acima descrito, tinha sido acompanhado de perto durante o projeto de inovação com a UM, e estamos extremamente satisfeitos com o seu excelente desempenho. Neste momento ele está a trabalhar em hardware design nos sensores angulares, e já recebeu um recente desafio com a proposta de desenvolvimento de hardware complexo na área dos MEMS (MicroElectroMechanical Systems).
Diógenes Araújo
Responsável Bosch pela linha I&DT Sensores Angulares
O projeto HMIExcel foi uma excelente oportunidade para o aumentar a minha experiência, adquirir conhecimentos e conceitos que possibilitaram o meu crescimento profissional. O projeto HMIExcel é um bom exemplo a nível Nacional e para mim foi muito bom, pois o contacto regular com a equipa Bosch fez-me ter uma melhor noção de como funciona uma estrutura industrial, o que por certo, facilitou a minha entrada na empresa Bosch. Na Universidade estava a trabalhar com sensores angulares e durante o projeto abriu uma vaga nessa área na Bosch. A experiência acumulada com o trabalho no HMIExcel foi fundamental para que a minha integração fosse mais rápida, pois já conhecia as pessoas com quem agora trabalho diariamente.
Daniel Dias
Ex-Bolseiro UMinho pela linha I&DT Sensores Angulares/Engenheiro Bosch
