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Pit stops movidos a IA para trens

A frota da Rhein-Ruhr-Express (RRX) funciona 24 horas por dia. Uma razão para isso é a inteligência artificial.

Atingindo até 100% de disponibilidade do sistema

O trem entra no depósito, os portões se fecham e a equipe de manutenção entra em ação — o tempo está passando.

Em questão de horas, o trem Rhein-Ruhr-Express (RRX) deve sair do Centro de Serviços Ferroviários (RSC), operado pela Siemens Mobility em Dortmund, e voltar aos trilhos. Oitenta e quatro veículos Siemens Desiro HC conectaram Colônia, Düsseldorf e a região do Ruhr desde 2018 — operando 24 horas por dia. A TÜV SÜD validou que a frota RRX demonstrou um nível de disponibilidade de quase 100 por cento em um período de tempo definido (última validação até setembro de 2024). Um segredo: a inteligência artificial ajuda a monitorar a condição dos componentes do trem e muitos processos são automatizados.

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

Um membro da equipe verifica o painel do Health States para monitorar a condição dos bogies.

Os trens passam pouco tempo no depósito porque os reparos podem ser planejados com antecedência, graças ao monitoramento das condições. Se houver indício de defeito, as peças afetadas serão substituídas exatamente no momento certo, ou seja, nem muito cedo nem muito tarde. Isso melhora a eficiência.

O RSC funciona como um pit stop de Fórmula 1: entra e sai do pit o mais rápido possível. Mais trens em menos tempo, portanto, menos espaço é necessário. O RSC em Dortmund tem apenas 70.000 metros quadrados de espaço, o que é muito compacto para um depósito que atende 84 veículos. Isso o torna um modelo para outros centros de manutenção nacionais e internacionais, onde os trens são mantidos em boas condições de funcionamento pela Siemens Mobility. Todos os clientes se beneficiam do conhecimento da rede de especialistas da Siemens, pois os algoritmos de IA continuam aprendendo constantemente, por exemplo.

Quer saber mais sobre a excelente disponibilidade do sistema? Pegue o Rhein-Ruhr-Express — em nosso vídeo.

Operações suaves e transição de manutenção perfeita

O planejamento antecipado é fundamental para operações tranquilas e paradas de manutenção otimizadas no depósito. É por isso que os veículos são equipados com sensores que monitoram continuamente os componentes críticos da mobilidade durante a operação.

Os dados coletados são transmitidos quase em tempo real para Railigente X, um conjunto de serviços e aplicativos baseados nos princípios do Siemens Xcelerator. Usando inteligência artificial, o sistema detecta anomalias e propõe datas para o próximo intervalo de manutenção.

Enquanto o trem está operacional, o sistema já gera automaticamente ordens de serviço dentro do sistema de gerenciamento de manutenção (CMMS). Quando o trem chega ao depósito, a equipe de manutenção com a experiência certa o espera com as ferramentas certas no trilho apropriado, e as peças de reposição certas já estão lá. Peças mecânicas usadas com frequência, como suportes para kits de primeiros socorros, podem ser substituídas por versões mais robustas impressas em 3D no local, baseadas na experiência da SMO em manufatura aditiva. Os componentes metálicos são produzidos por meio da rede global de manufatura aditiva da Siemens Mobility, com impressoras localizadas em todo o mundo. Combinada com a estratégia de manutenção inteligente, essa abordagem reduz o tempo de inatividade, otimiza a disponibilidade de peças de reposição e aumenta significativamente a sustentabilidade e a eficiência nas operações ferroviárias.

Uma avaliação dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável pela TÜV SÜD em 2024, que avaliou os serviços de manutenção, o fornecimento da infraestrutura de serviços e a limpeza dos veículos RRX no RSC, deu ao RSC uma excelente pontuação de 91 por cento. Em comparação: a pontuação média em avaliações de sustentabilidade similares da TÜV SÜD em vários setores está entre 60 e 70 por cento.

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

Combinando experiência humana e IA

Apesar de toda a automação, os veículos RRX, obviamente, não se reparam sozinhos. Os humanos continuam desempenhando o papel principal no depósito. A inteligência artificial, no entanto, os ajuda a tomar as decisões certas.

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

Apesar de toda a automação, os humanos continuam desempenhando o papel principal no reparo dos veículos.

A IA pode ser encontrada em vários subprocessos que se baseiam uns nos outros:

  • Condition monitoring: Sensors medem vibrações em rodas e bogies. Os algoritmos detectam anomalias nas medições. O coração do sistema é uma ferramenta especial de diagnóstico para bogies, que usa sensores de aceleração para detectar defeitos.
  • Suporte à tomada de decisões: os aplicativos no Railigent X usam essas informações para extrapolar irregularidades na operação do trem. A condição dos bogies pode ser rastreada no Estados de saúde painéis. Vida útil restante é um aplicativo complementar para a condição das rodas. A IA calcula com antecedência o tempo ideal de manutenção, como para calibração e substituição de rodas.

O que é especial é que a IA pode prever até vários meses no futuro. Como todo trem precisa ir ao depósito em intervalos regulares, os reparos necessários também podem ser incluídos no planejamento. Cada veículo passa por uma inspeção geral abrangente a cada oito anos. Embora a IA ainda não seja capaz de ver um futuro tão distante, ela continua aprendendo constantemente todos os dias — e também o fará no futuro em outros locais onde a Siemens Mobility opera modelos de manutenção semelhantes. Um dia, a IA talvez pudesse, de fato, prever até a próxima inspeção geral.

Até lá, quase 100% das ordens de serviço poderiam ser emitidas automaticamente pela IA, em comparação com 80% atualmente. É sempre o ser humano que decide se uma ordem de serviço é realmente executada — ainda assim. No depósito em Dortmund, o trem passa por um portão em frente ao corredor, onde câmeras são instaladas ao redor dele. No futuro, uma IA poderá detectar danos ou pichações e emitir automaticamente a ordem de serviço, sem nenhum pessoal para a inspeção visual, que, de outra forma, seria demorada. Esse é um projeto de pesquisa, mas o objetivo é claro: os humanos não precisariam mais fazer inspeções trabalhosas e a equipe treinada poderia se concentrar nos problemas realmente difíceis.

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

O RRX é o maior projeto de infraestrutura ferroviária no estado alemão da Renânia do Norte-Vestfália. O objetivo é fornecer conexões ideais entre as áreas metropolitanas do estado, incluindo Colônia.

O futuro do transporte público

Os clientes, uma aliança de cinco associações regionais de transporte, concordaram contratualmente com a Siemens Mobility até 2050 quais serviços devem ser fornecidos, como a disponibilidade dos veículos.

Quando os trens circulam de forma confiável e dentro do prazo, não são apenas os operadores de trem que se beneficiam, mas também seus clientes, os passageiros. Isso aumenta o apelo do transporte público. O Rhein-Ruhr-Express é, portanto, uma espécie de modelo para o transporte público do futuro — em todo o mundo.

Sobre railigent

Railigente X faz parte do ecossistema Siemens Xcelerator. O pacote de aplicativos baseados em dados para sistemas ferroviários agrupa aplicativos de software como serviço para gerenciar hardware e software ferroviários. Ele coleta dados de trens e da infraestrutura ferroviária, os processa de forma inteligente e ajuda a melhorar as operações, otimizar a manutenção, reduzir custos e aumentar a disponibilidade para quase 100%. O Railigent X já está sendo usado em muitos projetos de transporte de passageiros, infraestrutura e carga ferroviária em todo o mundo.