Off-highway: Bosch Rexroth punta su meno hardware e più software con una strategia di semplificazione estrema

Le macchine operatrici mobili stanno evolvendo da sistemi prevalentemente meccanici a piattaforme dove la logica di controllo basata su software assume una funzione centrale. Questa transizione, che conduce al concetto di veicolo software-defined, permette di superare i vincoli imposti dall’hardware tradizionale, offrendo una maggiore flessibilità e una precisione operativa prima non ottenibile. Il valore aggiunto, tradizionalmente legato alla robustezza dei materiali e alla precisione delle tolleranze idrauliche, si sta ora spostando sulla capacità di gestire l’erogazione di potenza attraverso algoritmi complessi. La digitalizzazione consente, ad esempio, di estendere le prestazioni elevate anche a macchinari di dimensioni contenute che, in passato, non avrebbero giustificato l’investimento in sistemi di controllo sofisticati.

L’evoluzione software-defined nelle macchine off-highway

Un approccio rilevante nella digitalizzazione delle macchine mobili operanti nel settore off-highway è la strategia di “denudamento” dei prodotti. Questo concetto implica la semplificazione dei componenti fisici a favore di una logica di controllo gestita interamente via software. Tale metodologia permette una riduzione della complessità meccanica interna ai componenti, delegando funzioni come le valvole di controllo integrate o i sistemi di regolazione fisica a centraline elettroniche esterne, configurate tramite software specifici. Ugo Paternuosto, responsabile sales & engineering della divisione Mobile Applications, ha evidenziato come questa filosofia consenta di operare con soluzioni competitive anche su macchine di potenza contenuta, come quelle da 18 kW, grazie al trasferimento della logica di controllo nel software. Questa modifica funzionale dal componente meccanico al codice genera una riduzione dei costi di produzione dei componenti fisici, rendendo le soluzioni implementabili anche per i produttori di macchine “light construction”. Un componente meccanicamente semplificato, ma controllato digitalmente, può adattarsi in modo istantaneo a diverse condizioni di carico, superando i limiti di un sistema puramente idraulico che richiederebbe valvole supplementari.

Dinamiche di mercato e l’integrazione digitale nel settore

Il mercato delle macchine off-highway in Italia, con un fatturato annuo stimato tra i 15 e i 17 miliardi di euro, sta attraversando una fase di ridefinizione delle esigenze. La domanda non si concentra più esclusivamente sulla capacità di forza, ma su versatilità e connettività. Nel 2024, il mercato italiano delle macchine per costruzioni ha registrato oltre 22.000 unità vendute, con una parte significativa nel segmento delle macchine movimento terra compatte (fonte Unacea). In questo contesto, l’obiettivo è mantenere la produttività contenendo ingombro e consumi. La risposta industriale si concretizza nell’ottimizzazione dei componenti esistenti tramite il software, piuttosto che nell’aggiunta di elementi fisici. L’integrazione di sensori e unità di elaborazione dati direttamente sui componenti idraulici permette il monitoraggio in tempo reale dello stato della macchina, aprendo a logiche di manutenzione predittiva e controllo che trasformano il veicolo in un nodo interconnesso del cantiere digitale.

Motori radiali e densità di potenza: il caso Mpr

Il motore a pistoni radiali Mpr (Performance Radial Piston Motor) è un esempio di come la digitalizzazione e la riprogettazione meccanica possano essere integrate. Questo componente affronta e risolve alcuni dei limiti dell’architettura radiale, come l’ingombro e la gestione dello spunto iniziale a basse velocità. Attraverso una progettazione supportata da simulazioni digitali, il motore Mpr ha conseguito un incremento della densità di potenza del 30%, riducendo al contempo le dimensioni fisiche. Questo permette di operare con una fluidità costante fin dai primi istanti di movimento. La digitalizzazione consente di ripensare prodotti che avevano raggiunto il massimo del loro sviluppo meccanico, individuando nuovi margini di efficienza attraverso una gestione ottimizzata dei flussi e delle forze. La serie Mpr Performance si propone di fornire maggiore potenza in una soluzione più compatta ed efficiente.

Dall’automazione industriale ai sottosistemi integrati per il cantiere

La digitalizzazione nell’ambito delle macchine operatrici mobili si concretizza nel trasferimento del know-how acquisito nell’automazione industriale e nell’automotive. L’obiettivo è realizzare un pacchetto integrato che includa hardware idraulico, sensori, computer di bordo e software applicativo pre-validato. Questa integrazione semplifica il lavoro dei costruttori di macchine, che ricevono sottosistemi pronti all’uso, riducendo la complessità di progettazione.
L’integrazione orizzontale di questi sistemi supporta l’implementazione di funzioni avanzate, come l’assistenza alla guida, contribuendo al miglioramento della sicurezza e della produttività. La connettività nativa dei sistemi consente ai gestori di flotte di accedere a dati operativi per ottimizzare l’uso del carburante e programmare interventi tecnici preventivi. Sebbene permanga una resistenza alla sottoscrizione di servizi digitali post-garanzia in alcuni mercati, la direzione tecnologica verso veicoli che fungono da piattaforme di calcolo mobili è ormai un dato di fatto. Un esempio di strumento in quest’ottica è l’Hydraulic Hub, una piattaforma digitale volta a semplificare le operazioni di assistenza, diagnostica e manutenzione dei sistemi idraulici industriali.

La trasformazione digitale nel settore delle macchine operatrici mobili offre ai progettisti e agli ingegneri l’opportunità di accelerare lo sviluppo dei prodotti. La possibilità di adattare le funzionalità del veicolo tramite semplici aggiornamenti software, evitando onerose modifiche meccaniche, incide direttamente sui cicli di progettazione e validazione. Questo spostamento dell’intelligenza dal componente meccanico al software permette una maggiore flessibilità nel configurare le macchine per diverse applicazioni, riducendo al contempo la complessità di integrazione a livello di sistema, offrendo un kit di strumenti digitali per un’ottimizzazione complessiva dei processi in cantiere.