Machine control - Le basi

Per comprendere in che modo il machine control stia rivoluzionando il settore edilizio, dobbiamo prima comprendere cosa si intende con il termine "machine control" e le ragioni del suo sviluppo. In poche parole, le soluzioni hardware e software di machine control sono state sviluppate per determinare costantemente la posizione di una macchina sul terreno e per confrontarla con la superficie di progetto voluta. Utilizzando dati provenienti da satelliti o stazioni totali e modelli 3D, la tecnologia permette agli operatori di posizionare in modo preciso i mezzi, verificare il livellamento, automatizzare i movimenti delle macchine e raccogliere dati. Attraverso l'uso di vari sensori di posizione e di un display, il machine control dà agli operatori un riferimento chiaro tra la posizione della benna o della lama e la superficie di progetto.

Utilizzata nel settore delle costruzioni su macchine movimento terra sin da fine anni '90, questa tecnologia consente di prendere decisioni basate sui dati, invece di doversi affidare a metodi tradizionali fallibili o all'abillità e all'esperienza dell'operatore. Di conseguenza, il machine control aumenta in modo efficace la produttività e la precisione degli operatori.

Le soluzioni di machine control su escavatori, dozer e grader come MC-Max, fanno risparmiare agli operatori tempo, denaro e carburante, grazie alla maggiore precisione e alle migliori prestazioni ottenibili. Utilizzando soluzioni come la piattaforma MC-X , gli operatori hanno accesso a una tecnologia che riunisce tutte le soluzioni standard di posizionamento in cantiere e diversi tipi di macchina e ciò dà loro la flessibilità di poter combinare stazioni totali o GNSS ad escavatori, dozer e motorgrader.

Il machine control sta prendendo piede in diversi tipi di mezzi d'opera inclusi grader, dozer e, più di recente, escavatori. Prima della sua adozione, tuttavia, gli operatori dovevano controllare manualmente il livellamento e posizionare da soli le macchine: una procedura meno accurata, molto lunga e che comportava maggiori rischi di sicurezza, a causa della necessaria presenza di operai nel cantiere Quando la tecnologia 2D e 3D ha iniziato a svilupparsi, hanno cominciato a farlo anche le prime tecnologie di machine control. Fornendo agli operatori dei semplici riferimenti visivi, queste prime tecnologie spesso utilizzavano sistemi indicativi che mostravano a quale profondità scavare e che permettevano di controllare e mantenere a livello le lame di dozer e grader.

Per fare in modo che funzionassero, venivano allestiti dei laser rotanti per trasmettere segnali che venivano captati da sensori posizionati sui dozer o sui grader. Questo dava agli operatori le informazioni di base necessarie per la loro macchina. Tuttavia, rispetto al machine control di oggi, questi primi sistemi avevano ancora capacità molto limitate per poter dare un quadro completo e accurato, ed erano spesso troppo cari o troppo complessi.

Le sfide attuali per il settore

Passando velocemente al giorno d'oggi, il settore edile si trova ad affrontare delle sfide importanti. Non è certo un mistero la penuria di nuovi talenti che affligge il settore. In particolare le imprese hanno difficoltà ad attrarre giovani e, di conseguenza, ci sono meno operatori che cominciano questa professione. 
Se questa tendenza dovesse continuare, il settore si troverebbe ad affrontare una penuria di operatori esperti e affidabili, e ciò significa che la qualità e la produttività dei progetti verrà influenzata negativamente da una carenza significativa di competenze. Per raggiungere i propri obiettivi e contrastare direttamente questa situazione, il settore si sta rivolgendo al machine control automatizzato, in modo da migliorare ulteriormente i propri flussi di lavoro.

Machine control automatizzato

Andando al di là del semplice riferimento visivo per gli operatori sulla posizione della benna o della lama, il machine control automatizzato muove la lama in base al livellamento, comunicando con i sistemi idraulici della macchina. A differenza del machine control indicativo, il machine control automatizzato mette la precisione e la velocità dell'operazione saldamente nelle mani di una tecnologia in grado di migliorare le prestazioni. Ciò significa che attraverso l'utilizzo di questa tecnologia, i nuovi operatori con meno competenze possono operare come farebbe un professionista e che anche gli operatori più esperti possono lavorare meglio e più in fretta.

Quanto bene è stato adottato il machine control automatizzato?

Osservando il panorama attuale del settore edile, è evidente che nonostante i suoi significativi vantaggi, l'automazione del machine control non è stata adottata in egual misura in tutte le macchine. In effetti, anche se l'automazione è stata implementata su macchine come grader e dozer, la sua diffusione è stata molto più lenta negli escavatori, e il tasso di adozione del machine control automatizzato su queste macchine è ancora stimato attorno al 10% in Europa rispetto a un tasso di più del 50% per i dozer. Ciò non sorprendeva in passato, dato che, poiché il settore godeva di un afflusso costante di lavoratori qualificati, l'automatizzazione degli escavatori non era sentita come un'esigenza pressante. Oggi è possibile notare un aumento della precisione degli escavatori, grazie a fattori facili da dimostrare come la maggiore precisione e il minor sovrascavo. Ciò nonostante, è evidente che il settore ora deve riconsiderare i requisiti riguardanti gli escavatori. Con la crescente domanda di produttività e la penuria di operatori qualificati, il settore edile deve sfruttare i vantaggi che possono derivare dalla scelta di investire nel machine control automatizzato.

Oggi il settore edile ha un'ottima occasione di trasformare i propri flussi di lavoro investendo in sistemi di scavo automatizzati e muovendo così il primo passo verso un cantiere interamente automatizzato.

La soluzione Topcon MC-Max Excavator , ad esempio, amplia il sistema di machine control originale con l'aggiunta di un'interfaccia idraulica ultra semplice. Con comandi facili da usare e a portata di mano, questa tecnologia è progettata per fornire un controllo approfondito e automatizzato del ivellamento in applicazioni con superfici piane, a gradoni o inclinate. Il sistema permette agli operatori esperti di migliorare le proprie competenze, mentre i nuovi operatori saranno rapidamente in grado di lavorare come dei professionisti.

Semplicemente tirando la barra, gli operatori possono controllare automaticamente la profondità di scavo, l'elevazione del braccio e l'angolo della benna, garantendone costantemente il livellamento e prevenendo sovrascavi. In questo modo sia gli operatori nuovi che quelli esperti risparmiano tempo e denaro, con un aumento stimato della produttività di circa il 30%. Inoltre con questa tecnologia gli operatori muovono solo la terra necessaria, il che a sua volta previene eventuali sovrascavi consentendo ulteriori risparmi di carburante ed evitando il trasporto non necessario di materiale.

I sistemi di machine control 3D automatizzati, come MC-Max, offrono anche vantaggi in termini di sicurezza sul cantiere. Utilizzando la tecnologia e i sensori di posizionamento GNSS più precisi e avanzati, gli operatori possono vedere in tempo reale, in modo dinamico e a schermo, la posizione della benna e i dati del progetto. Potendo accedere in tempo reale ai progetti, gli operatori possono scavare in modo più preciso e in base a progetti più complessi direttamente dalla cabina, senza che qualcuno debba controllare il livellamento dalla trincea. 
Grazie alla connettività a bordo macchina, i sistemi di machine control automatizzato come questi possono anche essere utilizzati con software di gestione del cantiere come il  servizio Sitelink3D di Topcon. In questo modo i team possono accedere da remoto agli escavatori ed è possibile generare dei rapporti per ogni macchina, nonché trasmetterli a uno snodo centrale. È possibile condividere rapporti, dati e perfino progetti tra l'ufficio e il display della cabina, così da aggiornare gli operatori su eventuali modifiche effettuate in tempo reale, riducendo così il bisogno di rilavorazioni quando cambia il progetto. Dato che i team ricevono informazioni aggiornate sulle prestazioni, possono anche monitorare l'avanzamento in cantiere e apportare rettifiche ai progetti in tempo reale, perfino quando lavorano da remoto.

Il futuro del machine control automatizzato

L'automazione è solo il primo passo per il machine control. Guardando al futuro, l'automazione non controllerà solo l'angolazione e la profondità della macchina, ma l'intero processo di scavo diventerà probabilmente automatizzato, aumentando la produttivà per tutto il flusso di lavoro nelle costruzioni. Attraverso l'utilizzo della tecnologia di machine control automatizzato come MC-Max e strumenti di gestione del cantiere come il servizio Sitelink3D, le macchine potranno funzionare come dei sensori, consentendo il monitoraggio in tempo reale dell'avanzamento dei progetti e la condivisione di rapporti accurati sulla produttività. Da un punto di vista più ampio, questi rapporti verranno quindi usati in sincronia con altre funzioni all'interno di un progetto e con i macchinari associati, come i camion, per semplificare il processo ed evitare ritardi.

Attualmente, l'eventuale utilizzo di più escavatori è una decisione che viene presa in base alle tempistiche di completamento e alla lunghezza del trasporto, che a sua volte influisce sul numero di dumper necessari.In futuro, i flussi di lavoro edili completamente automatizzati permetteranno ai responsabili di progetto di valutare accuratamente lo stato di avanzamento e di assegnare risorse ai lavori in modo adeguato.

I professionisti del settore edile devono assicurarsi di migliorare le competenze della propria forza lavoro attraverso questa tecnologia e di adottare i vantaggi che comporta, poiché i flussi di lavoro completamente automatizzati sembrano destinati a diventare il modo con cui affrontare gli obiettivi infrastrutturali del futuro.