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Paradas en boxes impulsadas por IA para trenes

La flota de Rhein-Ruhr-Express (RRX) funciona las 24 horas del día. Una razón para eso es la inteligencia artificial.

Alcanzar hasta el 100 por ciento de disponibilidad del sistema

El tren entra en la estación, las puertas se cierran y el equipo de mantenimiento se pone en acción; el reloj se pone en acción.

En cuestión de horas, el tren Rhein-Ruhr-Express (RRX) debe salir del Centro de Servicio Ferroviario (RSC), operado por Siemens Mobility en Dortmund, y volver a la pista. Ochenta y cuatro vehículos Siemens Desiro HC han conectado Colonia, Düsseldorf y la región del Ruhr desde 2018, operando las 24 horas del día. TÜV SÜD validó que la flota de RRX demostró un nivel de disponibilidad de casi el 100 por ciento durante un período de tiempo definido (última validación hasta septiembre de 2024). Un secreto: la inteligencia artificial ayuda a monitorear el estado de los componentes del tren, y muchos procesos están automatizados.

A team member checks the Health States dashboard for monitoring the condition of the bogies.

Un miembro del equipo revisa el panel de Health States para monitorear el estado de los bogies.

Los trenes pasan poco tiempo en el depósito porque las reparaciones se pueden planificar con anticipación gracias al monitoreo del estado. Si hay un indicio de un defecto, las partes afectadas serán reemplazadas en el momento exacto, en otras palabras, no demasiado pronto ni demasiado tarde. Eso mejora la eficiencia.

El RSC funciona como una parada en boxes de Fórmula 1: dentro y fuera del pozo lo más rápido posible. Más trenes en menos tiempo, por lo que se necesita menos espacio. El RSC en Dortmund tiene solo 70,000 metros cuadrados de espacio, lo cual es muy compacto para un depósito que da servicio a 84 vehículos. Eso lo convierte en un modelo a seguir para otros centros de mantenimiento nacionales e internacionales donde Siemens Mobility mantiene los trenes en buen estado de funcionamiento. Todos los clientes se benefician del conocimiento dentro de la red de expertos de Siemens, ya que los algoritmos de IA siguen aprendiendo constantemente, por ejemplo.

¿Quiere saber más sobre la excelente disponibilidad del sistema? Súbete al Rhein-Ruhr-Express — en nuestro video.

Operaciones fluidas y transición de mantenimiento sin interrupciones

La planificación anticipada es clave para operaciones fluidas y paradas de mantenimiento optimizadas en el depósito. Es por eso que los vehículos están equipados con sensores que monitorean continuamente los componentes críticos de movilidad durante la operación.

Los datos recopilados se transmiten casi en tiempo real a Railligent X, un conjunto de servicios y aplicaciones basados en los principios de Siemens Xcelerator. Usando inteligencia artificial, el sistema detecta anomalías y propone fechas para el siguiente intervalo de mantenimiento.

Mientras el tren está operativo, el sistema ya genera automáticamente órdenes de trabajo dentro del sistema de administración de mantenimiento (CMMS). Cuando el tren llega al depósito, el equipo de mantenimiento con la experiencia adecuada lo está esperando con las herramientas adecuadas en la vía adecuada, y las piezas de repuesto adecuadas ya están allí. Las piezas mecánicas de uso frecuente, como soportes para botiquines de primeros auxilios, se pueden reemplazar por versiones impresas en 3D en el sitio más robustas que se basan en la experiencia de SMO en fabricación aditiva. Los componentes metálicos se producen a través de la red global de fabricación aditiva de Siemens Mobility, con impresoras ubicadas en todo el mundo. Combinado con la estrategia de mantenimiento inteligente, este enfoque reduce el tiempo de inactividad, optimiza la disponibilidad de piezas de repuesto y mejora significativamente la sostenibilidad y la eficiencia en las operaciones ferroviarias.

Una evaluación de los Objetivos de Desarrollo Sostenible realizada por TÜV SÜD en 2024, que evaluó los servicios de mantenimiento, la provisión de la infraestructura de servicio y la limpieza de los vehículos RRX en el RSC, le dio al RSC una puntuación sobresaliente del 91 por ciento. En comparación: el puntaje promedio en evaluaciones de sostenibilidad similares realizadas por TÜV SÜD en varias industrias está entre 60 y 70 por ciento.

Technicians receive their work orders digitally on mobile devices, as seen here during a visual inspection of a train.

Combinando la experiencia humana y la IA

A pesar de toda la automatización, los vehículos RRX, por supuesto, no se reparan solos. Los humanos continúan desempeñando el papel principal en el depósito. Sin embargo, la inteligencia artificial les ayuda a tomar las decisiones correctas.

Despite all the automation, humans continue to play the leading role in repairing the vehicles.

A pesar de toda la automatización, los humanos siguen desempeñando el papel principal en la reparación de los vehículos.

La IA se puede encontrar en varios subprocesos que se basan entre sí:

  • Condition monitoring: Sensors miden las vibraciones en ruedas y bogies. Los algoritmos detectan anomalías en las mediciones. El corazón del sistema es una herramienta de diagnóstico especial para bogies, que utiliza sensores de aceleración para detectar defectos.
  • Soporte para la toma de decisiones: Las aplicaciones de Railigent X utilizan esta información para extrapolar irregularidades en la operación del tren. La condición de los bogies se puede rastrear en el Estados de salud cuadros de mando. Vida útil restante es una aplicación complementaria para el estado de las ruedas. La IA calcula el tiempo óptimo de mantenimiento por adelantado, por ejemplo, para la calibración y reemplazo de ruedas.

Lo que es especial es que la IA puede ver hasta varios meses en el futuro. Dado que cada tren tiene que ir al depósito a intervalos regulares, las reparaciones necesarias también se pueden incluir en la planificación. Cada vehículo se somete a una inspección general exhaustiva cada ocho años. Aunque la IA aún no puede ver tan lejos en el futuro, sigue aprendiendo constantemente todos los días, y también lo hará en el futuro desde otras ubicaciones donde Siemens Mobility opera modelos de mantenimiento similares. Un día, la IA tal vez podría predecir hasta la próxima inspección general.

Para entonces, casi el 100 por ciento de las órdenes de trabajo podrían ser emitidas automáticamente por la IA, en comparación con el 80 por ciento actual. Siempre es el humano quien decide si una orden de trabajo se ejecuta realmente, aún así. En el depósito de Dortmund, el tren pasa a través de una puerta frente al pasillo, donde hay cámaras instaladas a su alrededor. En el futuro, una IA podría detectar daños o grafitis y emitir automáticamente la orden de trabajo, sin ningún personal en absoluto para la inspección visual que de otro modo llevaría mucho tiempo. Ese es un proyecto de investigación, pero el objetivo es claro: los humanos ya no tendrían que hacer inspecciones laboriosas, y el personal capacitado podría concentrarse en los problemas realmente difíciles.

The RRX is the largest rail infrastructure project in the German state of North Rhine-Westphalia.

El RRX es el proyecto de infraestructura ferroviaria más grande del estado alemán de Renania del Norte-Westfalia. Su objetivo es proporcionar conexiones óptimas entre las áreas metropolitanas del estado, incluida Colonia.

El futuro del transporte público

Los clientes, una alianza de cinco asociaciones regionales de transporte, han acordado contractualmente con Siemens Mobility hasta 2050 qué servicios se proporcionarán, como la disponibilidad de los vehículos.

Cuando los trenes funcionan de manera confiable y puntual, no son solo los operadores de trenes los que se benefician, sino también sus clientes, los pasajeros. Eso aumenta el atractivo del transporte público. Por lo tanto, el Rhein-Ruhr-Express es una especie de plan para el transporte público del futuro, en todo el mundo.

Acerca de Railigent

Rapiligente X es parte del ecosistema Siemens Xcelerator. El conjunto de aplicaciones basadas en datos para sistemas ferroviarios agrupa aplicaciones de software como servicio para administrar hardware y software ferroviario. Recopila datos de trenes e infraestructura ferroviaria, los procesa de manera inteligente y ayuda a mejorar las operaciones, optimizar el mantenimiento, reducir costos y aumentar la disponibilidad a casi el 100 por ciento. Railigent X ya se está utilizando en muchos proyectos de transporte de pasajeros, infraestructura y transporte ferroviario de carga en todo el mundo.