Pit stops alimentados por IA para comboios

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

Alcançar até 100 por cento de disponibilidade do sistema

O comboio entra no depósito, os portões fecham e a equipa de manutenção entra em acção — o tempo está a correr.

Em questão de horas, o comboio Rhein-Ruhr-Express (RRX) tem de sair do Centro de Serviço Ferroviário (RSC), operado pela Siemens Mobility em Dortmund, e estar de volta aos trilhos. Oitenta e quatro veículos Siemens Desiro HC ligam Colónia, Düsseldorf e a região do Ruhr desde 2018 — a operar 24 horas por dia. A TÜV SÜD validou que a frota RRX demonstrou um nível de disponibilidade de quase 100% durante um período de tempo definido (última validação até setembro de 2024). Um segredo: A inteligência artificial ajuda a monitorizar a condição dos componentes do comboio e muitos processos são automatizados.

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

Um membro da equipa verifica o painel dos Estados de Saúde para monitorizar a condição dos bogies.

Os comboios passam pouco tempo no depósito porque os reparos podem ser planeados com antecedência graças à monitorização da condição. Se houver um indício de defeito, as peças afetadas serão substituídas exatamente no momento certo, ou seja, não muito cedo nem tarde demais. Isso melhora a eficiência.

O RSC funciona como um pit stop de Fórmula 1: dentro e fora do poço o mais rápido possível. Mais comboios em menos tempo, por isso é necessário menos espaço. O RSC em Dortmund tem apenas 70.000 metros quadrados de espaço, o que é muito compacto para um depósito que serve 84 veículos. Isso faz com que seja um modelo para outros centros de manutenção nacionais e internacionais onde os comboios são mantidos em bom estado de funcionamento pela Siemens Mobility. Todos os clientes beneficiam do conhecimento dentro da rede de especialistas da Siemens, uma vez que os algoritmos de IA continuam a aprender constantemente, por exemplo.

Quer saber mais sobre a excelente disponibilidade do sistema? Suba no Rhein-Ruhr-Express — no nosso vídeo.

Operações suaves e transição de manutenção perfeita

O planeamento antecipado é a chave para operações tranquilas e paragens de manutenção otimizadas no depósito. É por isso que os veículos estão equipados com sensores que monitorizam continuamente os componentes críticos da mobilidade durante a operação.

Os dados recolhidos são transmitidos quase em tempo real para Railigent X, um conjunto de serviços e aplicações construídos com base nos princípios do Siemens Xcelerator. Usando inteligência artificial, o sistema detecta anomalias e propõe datas para o próximo intervalo de manutenção.

Enquanto o comboio está operacional, o sistema já gera automaticamente ordens de serviço dentro do sistema de gestão da manutenção (CMMS). Quando o comboio entra no depósito, a equipa de manutenção com a experiência certa está à espera dele com as ferramentas certas na pista apropriada, e as peças sobressalentes certas já estão lá. As peças mecânicas utilizadas com frequência, tais como suportes para kits de primeiros socorros, podem ser substituídas por versões impressas em 3D mais robustas no local, baseadas na experiência da SMO em fabrico aditivo. Os componentes metálicos são produzidos através da rede global de fabrico aditivo da Siemens Mobility, com impressoras localizadas em todo o mundo. Combinada com a estratégia de manutenção inteligente, esta abordagem reduz o tempo de inatividade, otimiza a disponibilidade de peças sobressalentes 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, a prestação da infra-estrutura de serviço e a limpeza dos veículos RRX no RSC, deu ao RSC uma nota excepcional de 91 por cento. Por comparação: A pontuação média em avaliações de sustentabilidade semelhantes 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 não se reparam sozinhos. Os seres humanos continuam a desempenhar o papel principal no depósito. A inteligência artificial ajuda-os 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 seres humanos continuam a desempenhar o papel de liderança na reparação dos veículos.

A IA pode ser encontrada em vários subprocessos que se constroem uns sobre os outros:

Condition monitoring: Sensors medem vibrações em rodas e bogies. Algoritmos detectam anomalias nas medições. O coração do sistema é uma ferramenta de diagnóstico especial para bogies, que utiliza sensores de aceleração para detectar defeitos.
Suporte à tomada de decisão: As aplicações no Railigent X utilizam esta informação para extrapolar irregularidades na operação do comboio. A condição dos bogies pode ser rastreada no Estados de Saúde painéis. Restante Vida Útil é uma aplicação complementar para a condição das rodas. A IA calcula o tempo de manutenção ideal com antecedência, tal para calibração e substituição das rodas.

O que é especial é que a IA pode ver até vários meses no futuro. Uma vez que todos os comboios têm de ir ao depósito a intervalos regulares, os reparos necessários também podem ser incluídos no planeamento. Cada veículo é submetido a uma inspeção geral abrangente a cada oito anos. Embora a IA ainda não seja capaz de ver tão longe no futuro, continua a aprender constantemente todos os dias — e também o fará no futuro a partir de outros locais onde a Siemens Mobility opera modelos de manutenção semelhantes. Um dia, a IA talvez possa prever até à próxima inspeção geral.

Até lá, quase 100 por cento das ordens de serviço poderão ser emitidas automaticamente pela IA, em comparação com 80 por cento hoje. É sempre o humano que decide se uma ordem de serviço é realmente executada — ainda assim. No depósito em Dortmund, o comboio passa por um portão em frente ao corredor, onde estão instaladas câmaras à sua volta. No futuro, uma IA poderá detetar danos ou graffiti e emitir automaticamente a ordem de serviço — sem qualquer pessoal para a inspecção visual demorada. Isso é um projeto de pesquisa, mas o objetivo é claro: os seres humanos não seriam mais obrigados a fazer inspeções trabalhosas e a equipe treinada poderia concentrar-se 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 infra-estrutura ferroviária no estado alemão da Renânia do Norte-Vestfália. Destina-se a fornecer as melhores ligações entre as áreas metropolitanas do estado - incluindo Colónia.

O futuro dos transportes públicos

Os clientes, uma aliança de cinco associações regionais de transporte, acordaram contratualmente com a Siemens Mobility até 2050 quais os serviços a prestar, tais como a disponibilidade dos veículos.

Quando os comboios circulam de forma fiável e a tempo, não são apenas os operadores ferroviários que beneficiam mas também os seus clientes, os passageiros. Isso aumenta o apelo dos transportes públicos. O Rhein-Ruhr-Express é, portanto, uma espécie de modelo para os transportes públicos do futuro — a nível mundial.

Sobre railigent

Railigent X faz parte do ecossistema Siemens Xcelerator. O conjunto de aplicações baseadas em dados para sistemas ferroviários agrupa-se aplicações de software como serviço para gerir hardware e software ferroviário. Recolhe dados de comboios e infra-estruturas ferroviárias, processa-os 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 a ser utilizado em muitos projetos de transporte de passageiros, infraestruturas e transporte ferroviário de mercadorias em todo o mundo.