Tabor Wywiady

Alstom TrainScanner – predykcja w praktyce [WYWIAD]

Na Olszynce Grochowskiej znajduje się jedno z najbardziej zaawansowanych i innowacyjnych narzędzi umożliwiających dynamiczne utrzymanie pojazdów kolejowych – TrainScanner. Sebastian Kałuża, kierownik industrializacji Alstom w Warszawie i projektu budowy tego urządzenia zaprezentował nam jego działanie i możliwości w zakresie przeglądów predykcyjnych.   

Na początku może Pan powiedzieć w wielkim uproszczeniu – czym jest TrainScanner?

TrainScanner to zaawansowane urządzenie pomiarowe z wbudowanymi kamerami i laserami, które wykorzystują metodę triangulacji optycznej do śledzenia pomiarów. Podsystemy współgrają ze sobą, badają zewnętrzne elementy pociągu – mierzą elementy zużywające się oraz monitorują integralność zewnętrznych obszarów składu. Sprawdzają w porównaniu do pierwowzoru pociągu czy są jakieś odchylenia lub braki. Podsumowując – TrainScanner to wiata diagnostyczna z wbudowanymi skanerami 3D.

Jakie podzespoły są szczególnie sprawdzane?

Najbardziej rozwinięty i rozbudowany system w TrainScannerze służy do badania odbieraków prądu, a szczególnie ich nakładek węglowych. Na podstawie skanu otrzymujemy chmurę punktów, czyli model 3D nakładki pantografu. Możemy nim manipulować, obracać i mierzyć odległości już w samym systemie. Pozwala to wychwycić wszelkie mikropęknięcie i wyszczerbienia. Używamy dwa rodzaje nakładek – zimowe i letnie, a system rozpoznaje, jakie są aktualnie używane i na tej podstawie algorytmy obliczają zużycie w zależności od ich rodzaju. Tak samo bada pantograf zarówno podniesiony, jak i opuszczony w trakcie przejazdu. Skaner robi też zdjęcia 2D High Definition samego obszaru pantografu, czyli np. izolatorów, przewodów, uziemień. System służący do badania nakładki węglowej jest najbardziej zaawansowany, ponieważ jest to krytyczny podzespół w pociągu. Jej uszkodzenie w postaci pęknięcia czy przepalenia powoduje zatrzymanie pociągu na trasie. 

Kolejnym krytycznym systemem jest układ hamulcowy i tutaj mierzone są okładziny cierne (klocki hamulcowe) – skaner dokonuje pomiaru ich grubości, nierównomiernego zużycia, a także mierzy grubość towarzyszącej im tarczy hamulcowej, sprawdza cały obszar współpracy tych elementów. Ponadto, kontroluje stan zawleczki blokującej okładzinę, jej zabezpieczanie. W przeszłości zdarzało się, że w różnych pojazdach zawleczka była odbezpieczona, co skutkowało nawet zgubieniem klocka hamulcowego. 

Szczegółowym pomiarom podlegają też koła. W ich przypadku TrainScanner mierzy wszystkie ich parametry, które są wymagane przy przeglądzie P2 zgodnie z arkuszem kontrolno-pomiarowym, czyli: średnicę, profil, grubość, stromość obrzeża, a także rozstaw między kołami. 

TrainScanner mierzy te cztery podzespoły i na podstawie trendów zużycia, czyli kolejnych przeskanowań, wylicza pozostałą żywotność poszczególnych elementów. Oprócz tego analizie poddane są zewnętrzne obszary pociągu, które TrainScanner porównuje do pierwowzoru – sprawdza odchylenia, braki, wykrywa nawet niedokręcone śruby. Na tej podstawie mierzymy 24 obszary na pociągu m.in. przednie części aerodynamiczne, podwoziowe i przede wszystkim kluczowe podzespoły, jak elementy wózka – dokręcenie maźnicy, amortyzatory – wykrywamy nawet ślady oleju na amortyzatorach, które mogą być wczesnym symptomem świadczącym o tym, że zbliża się jakieś poważniejsze uszkodzenie, przez co jesteśmy w stanie zareagować przed wystąpieniem usterki. 

Czy dzięki regularnym skanom udało się wyodrębnić elementy, które dzięki przeglądom predykcyjnym wydłużyły swoją żywotność?

Na odpowiedź na to pytanie jest jeszcze nieco za wcześnie, ponieważ TrainScanner w pełni eksploatowany jest od dwóch miesięcy. Według naszych wyliczeń, które były robione na początku tego projektu, zwrot z inwestycji zakładał oszczędność na poziomie 25% zużycia okładzin ciernych i nakładek pantografu, ponieważ będziemy je wymieniać dokładnie wtedy, kiedy będzie taka potrzeba. W systemie możemy nawet zasymulować zużycie za określoną ilość kilometrów. 

W porównaniu z ręczną kontrolą, ile czasu udaje się zaoszczędzić dzięki użyciu skanera?

Przy pierwszej optymalizacji, którą wdrożyliśmy, jesteśmy w stanie zaoszczędzić na przeglądach P1 i P2 około 20% czynności obsługowych, tak że TrainScanner pokrywa 20% czynności, które wcześniej były wykonywane manualnie. Myślę, że z dłuższym użyciem będziemy jeszcze lepiej wykorzystywać ten potencjał, a wraz ze wzrostem krzywej uczenia się nastąpi dalszy rozwój możliwości urządzenia i optymalizacja działań.  

Ile czasu potrzeba na przeanalizowanie zebranych danych?

Wszystkie dane agregowane w TrainScannerze są przesyłane w ciągu kilku minut, a operator w ciągu 10 minut jest w stanie je przeanalizować, ponieważ skaner wysyła mu alarmy, gdzie dany parametr jest przekroczony. Nie ma konieczności wchodzenia w każdy podzespół i sprawdzania np. 28 kół na składzie, bo od razu zasygnalizowane są konkretne miejsca, które odbiegają od przyjętych norm. 

Jak wygląda zespół pracujący nad pracą skanera i analizą danych?

Zgodnie z ustalonym procesem mamy koordynatora floty, który pracuje 24 godziny na dobę. Po przejeździe i zanim pociąg dojedzie do hali, posiada już wszystkie dane w systemie, po czym sprawdza alarmy i informuje kierownika zmiany o tym, gdzie wykrył nieprawidłowości. Wówczas w konkretne miejsce udaje się technik serwisu i dokonuje wymiany lub naprawy danego elementu. 

Jakie możliwości daje platforma HealthHub?

Platforma HealthHub to coś więcej niż TrainScanner. Skupia ona w sobie kilka narzędzi diagnostycznych Alstom, które polegają na analizie danych w czasie rzeczywistym. Skaner jest jednym z nich i służy do badania zewnętrznych obszarów pociągu. Drugim narzędziem jest TrainTracer, którego używamy od samego początku projektu. Jest to system, który pobiera dane ze wszystkich czujników zainstalowanych na składzie i przekazuje je w czasie rzeczywistym, np. ciśnienie w układzie hamulcowym, działanie klimatyzacji czy geolokalizację. Natomiast HealthHub skupia w sobie dane TrainTracera i TrainScannera dając kompletne raporty – wiedzę o pociągu dotyczą zarówno danych z wewnętrznych systemów, jak i zewnętrznych elementów, które nie są wyposażone w czujniki, a są mierzone i badane przez kamery i lasery.

Jak długo trwa sam proces skanowania składu? Czy w tym wszystkim jest jeszcze miejsce dla człowieka? 

Pociąg jest w ruchu i przejeżdża przez skaner z optymalną prędkością od 8 do 15 km/h. Wtedy dane są najpewniejsze, a cały proces trwa ok. 3-4 minuty. 

Użycie Train Scannera pozwala nam zaoszczędzić 20% czasu przeznaczonego dotychczas na wykonanie przeglądu, pozostałe czynności przeglądowe są wykonywane przez operatorów. Dzięki oszczędności czasu na przeglądach możemy zaangażować pracowników do wykonywania innych niezbędnych działań albo zoptymalizować istniejące procesy. W Alstom bazujemy na kulturze lead management, gdzie ciągłe doskonalenie jest jednym z naszych filarów. Ponadto, poprzez zaoszczędzenie czasu na podstawowych przeglądach możemy więcej rzeczy wykonać u siebie, szczególnie tych, które w tej chwili wykonują dla nas firmy zewnętrzne, jak np. przeglądy różnych podzespołów.  

Czy rozważa się dostosowanie skanera do przeglądów innych typów taboru?

TrainScanner to komercyjny produkt Alstom, jest już sprawdzony i gotowy do wdrożenia. Kolejne tego typu urządzenia dla floty Alstom są w trakcie realizacji – aktualnie jeden powstaje we Włoszech, następne będą w Kanadzie, Indiach i prawdopodobnie w Stanach Zjednoczonych. Pokazuje to, do jak różnego typu taboru można dostosować TrainScannery, bo np. w Indiach będzie przeznaczony głównie dla lokomotyw. Jego możliwości są nieograniczone, możemy zmieniać układ kamer, laserów i przekonfigurować je, a przez to stosować skaner praktycznie do każdego taboru. 

Nasz TrainScanner jest pierwszym w Europie kontynentalnej, w Wielkiej Brytanii funkcjonują już takie dwa dla jednego typu taboru – Pendolino, które należą do operatora Virgin. Skaner, którego używamy obecnie w Polsce jest dużo bardziej zaawansowany od swojego poprzednika, który powstał kilka lat temu. Zostały wprowadzone dodatkowe opcje, jak pomiar grubości tarcz hamulcowych, wykorzystuje także bardziej precyzyjne lasery i kamery. Jestem przekonany, że z każdym kolejnym projektem możliwości skanera będą większe. 

Jak użycie skanera przełożyło się na koszty przeglądów taboru?

Możemy mówić przede wszystkim o oszczędności czasu na przeglądach P1 i P2, która wyniosła – przypomnę – 20%, ale też przewidujemy oszczędności na częściach zużywających się, czyli klockach hamulcowych i nakładkach na pantografy o 25%. Dzięki temu, że wykonywane przeglądy są krótsze to i dostępność pociągu jest większa, klient może go efektywniej wykorzystać do swoich obiegów. Jest jeszcze za wcześnie, żeby przytaczać konkretne dane, ale szacujemy, że dostępność wzrośnie do 97-98%, przy standardowych założeniach kontraktowych wynoszących obecnie 94%. 

TrainScanner umożliwia wykrywanie wczesnych symptomów awarii bądź usterki, która jak np. pęknięcie nakładki pantografu, mogłaby spowodować zatrzymanie pociągu na trasie i zakłócenie całego procesu przewozowego  Szacujemy, że wykorzystanie TrainScannera przełoży się na niezawodność pociągu, która wzrośnie do 99%. 

Utrzymanie predykcyjne to przyszłość taboru kolejowego?

Jestem przekonany, że to nie tylko przyszłość kolei, ale w ogóle urządzeń i maszyn. W tej chwili powinniśmy skupić się na utrzymaniu predykcyjnym taboru kolejowego, ponieważ szczególnie istotna jest tu kwestia bezpieczeństwa. Pasażerów, uczestników procesu przewozowego jest bardzo dużo, a predykcja pozwala na unikanie awarii, co przekłada się na wzrost bezpieczeństwa. Utrzymanie predykcyjne wiąże się z inwestycjami w urządzenia diagnostyki, szczególnie bezprzewodowej, które dostarczają dane w czasie rzeczywistym. Przedsiębiorstwa, które w tej chwili inwestują w taki rozwój, wybiegają w przyszłość, a nie skupiają się tylko na korekcyjnym utrzymaniu i prewencji, będą one wkrótce wiodły prym na rynku, jeśli chodzi o utrzymanie. Przełoży się to na ich przewagę konkurencyjną nad pozostałymi przedsiębiorstwami, ponieważ będą mogły wykryć usterki, zanim się pojawią oraz wymienić elementy nie wcześniej i nie później, niż to konieczne. 

W utrzymaniu korekcyjnym reagujemy dopiero w momencie, kiedy powstaje awaria, która często powoduje łańcuch usterek. Utrzymanie prewencyjne jest bardzo bezpieczne, ponieważ wymieniamy dany element w zaplanowanym cyklu przeglądowym. Wymiana odbywa się na podstawie początkowej wiedzy -być może część z tych elementów mogłaby jeszcze dłużej posłużyć, ale nie są prowadzone żadne badania, które mogłyby to jednoznacznie wykazać. Pod względem ekonomicznym jest to nieopłacalne. Z kolei predykcja daje nam wiedzę, kiedy dokładnie wymienić dany element, żeby nie dopuścić do usterki, a jeśli jest ona nieunikniona, żeby wymienić element w optymalnym momencie dla danego podzespołu.  To zdecydowana przewaga utrzymania predykcyjnego. 

Reklama