Pit stop per treni basati sull'intelligenza artificiale

La flotta del Rhein-Ruhr-Express (RRX) è attiva 24 ore su 24. Uno dei motivi è l'intelligenza artificiale.

Raggiungere una disponibilità del sistema fino al 100 percento

Il treno entra nel deposito, i cancelli si chiudono e il personale addetto alla manutenzione entra in azione: il tempo stringe.

Nel giro di poche ore, il treno Rhein-Ruhr-Express (RRX) deve tornare dal Rail Service Center (RSC), gestito da Siemens Mobility a Dortmund, e tornare in pista. Ottantaquattro veicoli Siemens Desiro HC collegano Colonia, Düsseldorf e la regione della Ruhr dal 2018, funzionanti 24 ore su 24. TÜV SÜD ha convalidato che la flotta RRX ha dimostrato un livello di disponibilità di quasi il 100 percento in un periodo di tempo definito (ultima convalida fino a settembre 2024). Un segreto: l'intelligenza artificiale aiuta a monitorare le condizioni dei componenti del treno e molti processi sono automatizzati.

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

Un membro del team controlla il pannello di controllo degli Stati sanitari per monitorare le condizioni dei carrelli.

I treni trascorrono poco tempo in deposito perché le riparazioni possono essere pianificate in anticipo grazie al monitoraggio delle condizioni. Se c'è un accenno di difetto, le parti interessate verranno sostituite esattamente al momento giusto, in altre parole, non troppo presto e non troppo tardi. Ciò migliora l'efficienza.

L'RSC funziona come un pit stop di Formula 1: entra e esce dai box il più rapidamente possibile. Più treni in meno tempo, quindi è necessario meno spazio. L'RSC di Dortmund ha solo 70.000 metri quadrati di spazio, molto compatto per un deposito che serve 84 veicoli. Questo lo rende un modello per altri centri di manutenzione nazionali e internazionali in cui i treni sono mantenuti in buone condizioni da Siemens Mobility. Tutti i clienti traggono vantaggio dalle conoscenze della rete di esperti Siemens, poiché gli algoritmi di intelligenza artificiale continuano ad apprendere, ad esempio.

Vuole saperne di più sull'eccezionale disponibilità del sistema? Sali sul Rhein-Ruhr-Express, nel nostro video.

Operazioni fluide e transizione alla manutenzione senza interruzioni

La pianificazione anticipata è fondamentale per un funzionamento regolare e ottimizzare le soste di manutenzione presso il deposito. Ecco perché i veicoli sono dotati di sensori che monitorano continuamente i componenti critici per la mobilità durante il funzionamento.

I dati raccolti vengono trasmessi quasi in tempo reale a Railigent X, una suite di servizi e applicazioni basata sui principi di Siemens Xcelerator. Utilizzando l'intelligenza artificiale, il sistema rileva le anomalie e propone le date per il prossimo intervallo di manutenzione.

Mentre il treno è operativo, il sistema genera già automaticamente ordini di lavoro all'interno del sistema di gestione della manutenzione (CMMS). Quando il treno arriva al deposito, il team di manutenzione con le giuste competenze lo aspetta con gli strumenti giusti sul binario appropriato e i pezzi di ricambio giusti sono già lì. Le parti meccaniche usate di frequente, come le staffe per i kit di pronto soccorso, possono essere sostituite con versioni più robuste stampate in 3D in loco basate sull'esperienza di SMO nella produzione additiva. I componenti metallici sono prodotti attraverso la rete globale di produzione additiva di Siemens Mobility, con stampanti dislocate in tutto il mondo. Combinato con la strategia di manutenzione intelligente, questo approccio riduce i tempi di fermo, ottimizza la disponibilità dei pezzi di ricambio e migliora significativamente la sostenibilità e l'efficienza nelle operazioni ferroviarie.

Una valutazione degli obiettivi di sviluppo sostenibile da parte di TÜV SÜD nel 2024, che ha valutato i servizi di manutenzione, la fornitura dell'infrastruttura di servizio e la pulizia dei veicoli RRX presso l'RSC, ha assegnato all'RSC un punteggio eccezionale del 91 percento. A titolo di confronto: il punteggio medio in valutazioni di sostenibilità simili condotte da TÜV SÜD in vari settori è compreso tra il 60 e il 70 percento.

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

Unire esperienza umana e intelligenza artificiale

Nonostante tutta l'automazione, i veicoli RRX, ovviamente, non si riparano da soli. Gli umani continuano a svolgere il ruolo principale nel deposito. L'intelligenza artificiale, tuttavia, li aiuta a prendere le decisioni giuste.

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

Nonostante tutta l'automazione, gli esseri umani continuano a svolgere il ruolo principale nella riparazione dei veicoli.

L'intelligenza artificiale può essere trovata in diversi sottoprocessi che si basano l'uno sull'altro:

Condition monitoring: i sensori misurano le vibrazioni nelle ruote e nei carrelli. Gli algoritmi rilevano anomalie nelle misurazioni. Il cuore del sistema è uno speciale strumento di diagnosi per i carrelli, che utilizza sensori di accelerazione per rilevare i difetti.
Supporto decisionale: le app di Railigent X utilizzano queste informazioni per estrapolare le irregolarità nel funzionamento dei treni. Le condizioni dei carrelli possono essere monitorate nel Stati sanitari cruscotti. Vita utile residua è un'app complementare per la condizione delle ruote. L'intelligenza artificiale calcola in anticipo il tempo di manutenzione ottimale, ad esempio per la calibrazione e la sostituzione delle ruote.

La cosa speciale è che l'intelligenza artificiale può vedere fino a diversi mesi nel futuro. Poiché ogni treno deve recarsi al deposito a intervalli regolari, nella pianificazione possono essere incluse anche le riparazioni necessarie. Ogni veicolo viene sottoposto a un'ispezione generale completa ogni otto anni. Sebbene l'intelligenza artificiale non sia ancora in grado di vedere così lontano nel futuro, continua a imparare costantemente ogni giorno e lo farà anche in futuro da altre sedi in cui Siemens Mobility opera modelli di manutenzione simili. Un giorno, l'intelligenza artificiale potrebbe forse prevedere fino alla prossima ispezione generale.

A quel punto, quasi il 100 percento degli ordini di lavoro potrebbe essere emesso automaticamente dall'intelligenza artificiale, rispetto all'80 percento di oggi. È sempre l'umano che decide se un ordine di lavoro viene effettivamente eseguito, comunque. Al deposito di Dortmund, il treno passa attraverso un cancello davanti al corridoio, dove sono installate delle telecamere intorno. In futuro, un'intelligenza artificiale potrebbe rilevare danni o graffiti ed emettere automaticamente l'ordine di lavoro, senza personale per l'ispezione visiva altrimenti dispendiosa in termini di tempo. Questo è un progetto di ricerca, ma l'obiettivo è chiaro: gli esseri umani non sarebbero più tenuti a fare ispezioni laboriose e il personale qualificato potrebbe concentrarsi sui problemi davvero difficili.

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

L'RRX è il più grande progetto di infrastruttura ferroviaria nello stato tedesco del Nord Reno-Westfalia. Ha lo scopo di fornire collegamenti ottimali tra le aree metropolitane dello stato, inclusa Colonia.

Il futuro del trasporto pubblico

I clienti, un'alleanza di cinque associazioni regionali di trasporto, hanno concordato contrattualmente con Siemens Mobility fino al 2050 quali servizi devono essere forniti, come la disponibilità dei veicoli.

Quando i treni circolano in modo affidabile e puntuale, non sono solo gli operatori ferroviari a trarne vantaggio, ma anche i loro clienti, i passeggeri. Ciò aumenta l'attrattiva del trasporto pubblico. Il Rhein-Ruhr-Express è quindi una sorta di modello per il trasporto pubblico del futuro, in tutto il mondo.

Informazioni su railigent

Railigent X fa parte dell'ecosistema Siemens Xcelerator. La suite di applicazioni basate sui dati per i sistemi ferroviari raggruppa applicazioni software-as-a-service per la gestione di hardware e software ferroviari. Raccoglie dati dai treni e dall'infrastruttura ferroviaria, li elabora in modo intelligente e aiuta a migliorare le operazioni, ottimizzare la manutenzione, ridurre i costi e aumentare la disponibilità fino a quasi il 100 percento. Railigent X è già utilizzato in molti progetti di trasporto passeggeri, infrastrutturale e ferroviario di merci in tutto il mondo.