L'evoluzione digitale

Il ritmo è mozzafiato: Tesla è stata la prima casa automobilistica a dimostrare ai costruttori tradizionali che la riduzione dell’hardware a pochi unità di controllo principali, l’elevata competenza nel campo del software e l’ottimizzazione continua dei veicoli esistenti tramite aggiornamenti over-the-air (OTA) sono la chiave per accorciare i tempi di sviluppo, solitamente lunghi e costosi, e per ridurre i costi di sviluppo. Mentre le case automobilistiche tradizionali sviluppavano i propri prodotti concentrandosi principalmente sull’hardware, lo sviluppo basato sul software e, in parte, già guidato dall’intelligenza artificiale ha ridotto enormemente i tempi di ciclo.

Nello sviluppo incentrato sull’hardware, un veicolo veniva scomposto nei suoi sottosistemi. Inoltre, i componenti (hardware) e i relativi programmi (software) venivano sviluppati o dalla casa automobilistica stessa o dai fornitori. Successivamente, le centraline – in alcuni casi più di 140 – dovevano comunicare tra loro tramite interfacce. Questo approccio consentiva di utilizzare molti componenti standardizzati, ma richiedeva molto tempo. Mentre in passato ci volevano fino a dieci anni per portare un’automobile dall’idea alla produzione in serie, alcune aziende cinesi, in particolare, hanno ridotto i tempi di sviluppo a circa un anno («China-Speed»).

Oltre al già citato produttore Tesla, oggi i produttori cinesi come BYD, Li Auto, Nio, Xpeng o Geely/Zeekr sono incredibilmente all’avanguardia nell’applicazione dell’approccio del veicolo basato sul software. Nello sviluppo di nuovi modelli non si parte da ciò che già esiste, ma si ricomincia sistematicamente da zero. Gerarchie piatte e un’elevata competenza nel campo del software, unite alla volontà di implementare digitalmente l’intero ciclo di sviluppo dalla A alla Z, sono la chiave per aumentare la frequenza di produzione.

Per quanto riguarda l’hardware, si punta sistematicamente su un numero ridotto di computer ad alte prestazioni (architettura a zone), che vengono aggiornati all’ultima versione tramite aggiornamenti mensili o addirittura settimanali (OTA), proprio come negli smartphone. Questo passaggio sta avvenendo gradualmente presso molti costruttori automobilistici. La riduzione da 140 centraline a, ad esempio, quattro computer principali richiede molto tempo di sviluppo e ingenti investimenti. Affinché ciò riesca, le funzioni del veicolo vengono sempre più suddivise in zone che controllano sensori e attuatori e sono collegate tramite Ethernet a un computer principale.

Per i professionisti delle officine ciò significa che gli aggiornamenti, talvolta laboriosi, effettuati tramite tester diagnostici, così come il caricamento di nuovi moduli software e la riprogrammazione delle centraline, saranno presto un ricordo del passato. L’auto scarica autonomamente dal server, tramite una connessione Internet permanente, il software più recente dei vari sistemi di bordo, lo installa, ne verifica il funzionamento e crea un backup del software precedente nel caso in cui qualcosa vada storto durante l’aggiornamento. L’architettura hardware è quindi in grado di verificare il nuovo software, garantire un’attivazione sicura e – qualora qualcosa non funzionasse – ripristinare la versione precedente del software. Le centraline difettose a causa dell’interruzione del processo di aggiornamento appartengono così al passato. La possibilità di aggiornamento OTA non si limita solo al software applicativo (SOTA – Software Over-the-Air), ma anche i programmi operativi (firmware) delle centraline vengono aggiornati regolarmente (FOTA – Firmware Over-the-Air).

Per il costruttore automobilistico si apre la possibilità di accelerare lo sviluppo anche in questo senso: i programmi non devono essere sviluppati una volta per tutte, ma possono essere ottimizzati costantemente e gli errori eliminati. I clienti assumono sempre più spesso il ruolo di beta tester. Affinché gli aggiornamenti, talvolta settimanali, possano essere distribuiti senza errori e installati correttamente nel veicolo, quest’ultimo deve disporre di un software operativo (OS – Operating System) estremamente stabile. L’unità centrale (Head Unit) riunisce, oltre al sistema operativo, tutte le funzioni principali del veicolo (distribuite su un massimo di quattro computer) e monitora continuamente il processo di aggiornamento.

I computer ad alte prestazioni e le centraline di zona si scambiano i dati tramite Ethernet. Ciò consente al proprietario del veicolo non solo di beneficiare di funzioni e sistemi aggiornati, ma anche di scaricare o attivare funzioni in un secondo momento. L’architettura elettronica è quindi completamente integrata in ogni modello, indipendentemente dalle opzioni ordinate. Le funzioni vengono attivate o rese disponibili esclusivamente tramite software. Anche questa operazione non sarà più necessaria in officina in futuro. I clienti potranno quindi, ad esempio in vista di un viaggio di vacanza, scaricare sul proprio veicolo una funzione aggiuntiva per un determinato periodo di tempo o in modo permanente e utilizzarla.

I costruttori affermati, come ad esempio BMW o Mercedes-Benz, devono investire molto per non rimanere indietro. In parte ci sono già riusciti. Entrambi hanno sviluppato un proprio sistema operativo che può essere utilizzato in tutti i modelli. Anche il gruppo Volkswagen, Toyota e Stellantis stanno lavorando a pieno ritmo per perfezionare i propri sistemi operativi, snellire l’architettura hardware e mantenere una maggiore autonomia in materia di competenze software. Il veicolo, quindi, non viene semplicemente aggiornato con un nuovo software per correggere gli errori, ma ai clienti vengono offerte funzionalità migliorate o nuove.

Mentre finora i costruttori europei si sono concentrati sull’ottimizzazione dei sistemi di infotainment, ora sono chiamati a sottoporre l’intero software del veicolo a un processo di miglioramento continuo. È ovvio che ciò non possa essere attuato con la rapidità inizialmente prevista. I professionisti delle officine lo sanno bene: nella fase di transizione si sono verificati in alcuni casi gravi problemi con i sistemi operativi, fino al punto di dover ammettere la propria impotenza e spiegare alla clientela che le funzioni promesse non erano realizzabili.

Il fatto che SOTA e FOTA diventeranno presto parte integrante della quotidianità di tutte le marche faciliterà il lavoro del personale delle officine. Chi crede che ciò comporti una riduzione del carico di lavoro, in particolare per i tecnici di diagnostica automobilistica, si sbaglia. Quando si tratta di sostituire sensori intelligenti come i radar o di sostituire una centralina, il professionista dell’officina continua a essere indispensabile: la codifica, la parametrizzazione, la verifica dei certificati/delle chiavi, ma anche il controllo funzionale e un’eventuale calibrazione continuano a far parte del suo repertorio. E non si può negare che dopo un aggiornamento possano verificarsi degli errori.

Affinché anche l’OTA funzioni nel veicolo, devono essere soddisfatti diversi requisiti. Non sono previsti aggiornamenti durante la guida. Il download e la preparazione sono invece possibili anche durante la guida. Per l’installazione, il veicolo deve essere parcheggiato.

Inoltre, è importante che il livello di carica della batteria di bordo da 12 volt sia elevato. Come nel caso dell’aggiornamento in officina, dove il tecnico collega un caricabatterie per garantire ciò, è assolutamente necessario che il veicolo stesso verifichi e valuti il livello di carica prima di procedere all’aggiornamento. Anche una connessione dati stabile a Internet tramite Wi-Fi o rete mobile è uno dei requisiti. Infine, dovrebbe essere disponibile anche uno spazio di archiviazione dati sufficiente.

Gli aggiornamenti OTA, tuttavia, non possono essere semplicemente distribuiti dai produttori e installati in modo completamente automatico. Le autorità cinesi hanno elaborato un quadro normativo completo in cui la responsabilità del prodotto è in primo piano. Anche nell’UE esiste una normativa chiara in materia, contenuta nelle norme UNECE R155 e R156. Il sistema di gestione della sicurezza informatica e i sistemi di gestione degli aggiornamenti software sono chiaramente regolamentati. Pertanto, gli aggiornamenti SOTA non sono solo una funzione tecnica, ma parte di un processo regolamentato. Il software non può essere installato a piacimento: firme crittografiche, certificati, Secure Boot e gateway di sicurezza garantiscono che venga eseguito o installato solo software autorizzato.

Il passo successivo è già una realtà per le case automobilistiche cinesi: l’intelligenza artificiale viene impiegata non solo nella fase di sviluppo, ma anche nel servizio post-vendita. Grazie alla raccolta dei dati relativi al funzionamento dei veicoli nel proprio cloud, i costruttori sono tecnicamente in grado di individuare i guasti. L'enorme mole di dati viene analizzata con strumenti software ottimizzati dall'IA. Se, ad esempio, un produttore rileva che il sistema di mantenimento della corsia dei propri veicoli costringe i conducenti a correggere manualmente la traiettoria in curva e se ciò si verifica su diversi veicoli, il software viene modificato di conseguenza e viene reso disponibile un aggiornamento.

Un ulteriore ostacolo è rappresentato dal libero accesso ai dati da parte del costruttore, ma anche all’interno del veicolo. I «security gateway», ovvero le barriere di protezione dei dati del veicolo, devono consentire un accesso sicuro e autorizzato anche alle officine indipendenti. Devono essere garantite le relative autorizzazioni online affinché anche le officine indipendenti possano accedere ai dati del veicolo ed effettuare diagnosi.

Un ulteriore vantaggio della nuova architettura hardware e software per l’officina è che i problemi vengono individuati tempestivamente tramite strumenti di autodiagnosi e segnalati all’officina. Quest’ultima può quindi invitare i clienti prima che il guasto provochi un’avaria. In caso di temperature anomale nei sistemi del veicolo, usura eccessiva dei freni, problemi al telaio o anomalie dei sensori, l’officina può intervenire tempestivamente. In questo contesto, occorre tenere in considerazione la protezione dei dati, il consenso e i diritti di accesso, così come la sicurezza tecnica della trasmissione dei dati.