Ser capaces de monitorizar la salud de un activo y

Texto completo

(1)

basado en la condición:

Resultados principales y

experiencias tras la implantación de A.U.R.A. en EUSKOTREN

Mikel Beitia Euba – Responsable de Material Móvil en Euskotren Álvaro José Zevallos Román – Responsable Comercial Europa y Sudamérica en NEM Solutions

La utilización de la tecnología A.U.R.A. de NEM Solutions en Euskotren permite, además de los beneficios económicos derivados de alargar la vida de los activos monitorizados (ruedas y equi- pos embarcados), la unificación de criterios de mantenimiento y control de todas las plantas de mantenimiento así como, la an- ticipación a los sucesos median- te acciones de mantenimiento predictivo y proactivo gracias al know-how experto que ofrece A.U.R.A. y al conocimiento gene- rado y compartido entre toda la organización.

Introducción

S

er capaces de monitorizar la salud de un activo y predecir su vida útil permite optimizar las condi- ciones de funcionamiento de los talleres ferroviarios, pudiendo así prolongar la reparación y/o sustitución de un activo a una fecha conveniente que permita poder hacer coincidir operaciones de mantenimiento progra-

madas en otros activos del tren. Por este motivo, tec- nologías que consigan estos objetivos son de alto in- terés para fabricantes de trenes, operadores de tren, empresas de mantenimiento y para cualquiera que esté involucrado en la explotación de activos de ferrocarril ya que la reducción de costes es elevada.

(2)

NEM Solutions ha desarrollado una innovadora tec- nología que brinda soluciones para la optimización de la operación y mantenimiento de sistemas com- plejos, monitorizando el rendimiento de las flotas, así como el estado de sus subsistemas y permitiendo una detección temprana de síntomas de fallo gracias a A.U.R.A.

Con el objetivo de mejorar la calidad de rodadu- ra y obtener un ahorro en el coste de ciclo de vida de ruedas, Euskotren, operador líder de transportes en el País Vasco (España) que desplaza a más de 30 millones de personas al año garantizando las mejo- res condiciones de seguridad, confort y puntualidad, ha confiado en NEM Solutions para automatizar y aumentar la fiabilidad sus principales actividades de mantenimiento de ruedas, integrando todos los da- tos adquiridos en una misma aplicación denominada A.U.R.A wheel.

Además de mejorar la calidad de la rodadura, Eusko- tren se ha preocupado por generar valor de los datos que se recogen y almacenan en los sistemas embarca- dos de sus vehículos. Para ello, ha implantado el sis- tema A.U.R.A. logs que permite gestionar y analizar de forma remota las alarmas generadas con el fin de planificar de forma previa las acciones de manteni- miento necesarias para atender a los vehículos una vez éstos entren al taller. De igual manera, este aná- lisis permite llevar a cabo un proceso de reingenie- ría para optimizar la lógica interna de cada vehículo.

Evitando con el tiempo, falsas alarmas y generando conocimiento a partir del dato.

En este artículo se describe el proceso seguido por parte de Euskotren para implantar A.U.R.A. en su organización y los resultados obtenidos con esta ex- periencia.

Tecnología A.U.R.A.

A.U.R.A. es el camino para optimizar la gestión de las operaciones de mantenimiento. Gracias a la más avan- zada tecnología en ingeniería del mantenimiento, per- mite generar conocimiento y dar capacidad de apren- dizaje a las diferentes máquinas y activos complejos.

Esta tecnología permite extraer conocimiento del ac- tivo y dotarlo de capacidad de autodiagnóstico. Las máquinas pasan a tener síntomas que ellas mismas advierten, notificándolas al mantenedor para que éste pueda actuar en consecuencia.

Las principales características de A.U.R.A. son:

Salud: Tecnología patentada recreada en el sistema inmunitario del ser humano, engloba el concepto de salud para máquina o activo complejo, permitiendo

que tengan capacidad de aprendizaje.

Mantenimiento inteligente: Cuida el camino del dato desde el activo hasta el mantenedor. El dato es transformado en información, evolucionando desde un número procedente de un sensor o señal hasta una sintaxis informativa. A partir de aquí, A.U.R.A.

transforma la información en conocimiento compar- tido entre toda la organización.

Integración: Capaz de integrarse en diferentes siste- mas como ERP, GMAOs, máquinas.

Personalización: Permite particularizar su tecno- logía de forma individual a las necesidades de cada usuario final.

Ilustración 1. Módulos de A.U.R.A. aplicados en el sector ferroviario.

A.U.R.A. se ofrece como Software as a Service, por defecto, instalado en servidores localizados “en la nube”, es decir, accesibles desde cualquier punto del mundo, a través de una conexión a Internet privada, segura y confidencial. Es posible realizar instalacio- nes en local si el cliente lo requiere.

A.U.R.A. es un sistema modular que cuenta con los siguientes servicios expertos:

A.U.R.A. wheel: Sistema de gestión integral del ci- clo de vida de la rodadura ferroviaria. Desde la me- dición del perfil de rueda o carril hasta servicios de optimización de la vida de la rueda.

A.U.R.A. lube: Optimización de mantenimiento de activos lubricados, permitiendo conocer degradacio- nes y predecir averías basadas en el estado del lubri- cante.

A.U.R.A. diagnostic: Predicción. Prognosis. Siste- ma de diagnóstico a tiempo real con capacidad de aprendizaje autónomo. Define futuras averías basado en los primeros síntomas de fallo.

(3)

A.U.R.A. trace: Sistema orientado a la trazabilidad y a la gestión de mantenimiento de los diferentes ac- tivos complejos.

A.U.R.A. logs: Gestor de alarmas para controlar las diferentes alertas, su criticidad, históricos, futuras averías por estadísticas, etc.

A.U.R.A. maint: Optimizador dinámico de planes de mantenimiento en función del estado de la má- quina y recursos.

A.U.R.A. en Euskotren

Actualmente, Euskotren cuenta con los siguientes mó- dulos de A.U.R.A. implantados en su organización:

A.U.R.A. Wheel, A.U.R.A. logs y A.U.R.A. trace.

A continuación se describen los siguientes tipos de justificaciones: funcional, de seguridad y económica, ligadas al retorno percibido por Euskotren desde el inicio de su experiencia con NEM Solutions.

Justificación funcional Situación inicial

Inicialmente, cada uno de los centros de manteni- miento de Euskotren funcionaba de forma particular, siguiendo metodologías propias y con herramientas de medición y gestión diferentes. Existía un entorno en el que los datos que se registraban diariamente es- taban dispersos y costaba mucho trabajo recopilarlos y más aún, analizarlos.

Los datos de mantenimiento se recogían general- mente en papel, siguiendo procesos manuales que generalmente requerían mucho tiempo y que además, eran dependientes de la interpretación humana.

Las herramientas de medición utilizadas, no asegu- raban una calidad del dato suficiente para un análisis riguroso orientado a la mejora continua. A su vez, las tolerancias aplicadas se basaban en normas particula- res de cada centro.

De esta forma, cada taller operaba por su cuenta, sin compartir información entre sí y con una generación de histórico y conocimiento compartido, práctica- mente nulo.

Proceso de mejora y resultados obtenidos

Sabiendo que para mejorar hay que controlar, y para controlar hay que medir. El primer paso seguido por Euskotren fue invertir en la mejora del proceso de adquisición de datos, para garantizar su calidad. Si el dato es de calidad, el análisis lo será también siempre que se utilicen algoritmos fiables y toda la informa- ción de contexto disponible.

Euskotren invirtió en la mejora de medios de adqui- sición de datos, implantando equipos automáticos y portátiles de medición de perfil de rueda, así como de detección de impactos de rueda en vía. A su vez, invirtió en una infraestructura corporativa que cen- traliza todos los sistemas de gestión implantados y que permite la conexión entre A.U.R.A. y máquinas de mantenimiento, sistemas de gestión (Rosmiman, GUIAT) y también con los vehículos.

Actualmente, A.U.R.A wheel se comunica automá- ticamente con un total de 5 equipos de medición de perfil de rueda (2 automáticos y 3 manuales), un detector automático de impactos de rueda en vía y 3 tornos de foso. De esta manera, se consigue una gestión óptima y un análisis integral de rodadura a través de algoritmos y cálculos avanzados basados en normativa técnica vigente.

Además, A.U.R.A. logs, permite gestionar de forma remota dos tipos de alarmas provenientes de los ve- hículos:

Alarmas prioritarias: Aquellas que deben comunicar- se de forma inmediata desde el vehículo al centro de operación de Euskotren (GUIAT) dado que podrían acarrear un fallo en servicio.

Alarmas secundarias: Aquellas que se consideran como dato útil para planificar el mantenimiento de forma eficiente pero que no están asociadas a un po- sible fallo en servicio. Sirven para calcular indicado- res de fiabilidad ligados a cada activo conectado al bus del tren.

Al tener la posibilidad de acceder a estos datos des- de tierra, es posible conocer de forma inmediata, y antes de que un vehículo entre al taller, las alarmas activas y más frecuentes, la fiabilidad de cada activo y la posible causa raíz de cada problema detectado remotamente.

Gracias a las mejoras implantadas, toda la informa- ción está centralizada y es accesible desde cualquier localización en la que se encuentre el usuario y ade- más, los datos están disponibles sin necesidad de utilizar un soporte de papel. De esta forma, se han unificado los criterios de mantenimiento de todos los centros de Euskotren suponiendo un apoyo clave en la toma de decisiones de mejora.

Justificación de seguridad Situación inicial

Inicialmente, Euskotren llevaba a cabo un mante- nimiento puramente preventivo y correctivo. El co- nocer la causa raíz de los problemas dependía de la

(4)

experiencia de personal experto y el poder predecir futuras averías era un hito prácticamente inalcan- zable. No se aprovechaba el dato que generaban sus máquinas y vehículos, muchas veces, datos que están directamente relacionados con seguridad.

En los centros de mantenimiento, se aplicaba fre- cuentemente un “Pasa / No Pasa” en donde el error humano siempre estaba presente:

Dar por buenos ciertos resultados inadmisibles.

Errores en el registro y procesado de datos en papel.

Resultados dependientes de la interpretación huma- na, etc.

Proceso de mejora y resultados obtenidos

El proceso de mejora se centró en mejorar la seguri- dad aprovechando los datos generados por sus má- quinas y vehículos así como minimizando el error humano en sus procesos de mantenimiento. Así, ha sido posible:

Aplicación de mantenimiento proactivo gracias a la generación de equipos de trabajo experto que anali- zan los resultados de A.U.R.A. para detectar causas raíz y evitar que los problemas vuelvan a ocurrir.

Aplicación de un mantenimiento basado en la con- dición en base a los diagnósticos de A.U.R.A. Wheel y A.U.R.A. logs.

Fiabilizar el proceso de registro y validación de datos de mantenimiento.

Estandarizar y/o automatizar procesos de adquisi- ción evitando el error humano.

Justificación económica Situación inicial

Inicialmente, el dato se quedaba en el papel. No exis- tía histórico, y el conocimiento estaba concentrado en personal experto específico, no se compartía entre toda la organización.

En el caso de rodadura, en el año 2010 la vida útil media de las ruedas rondaba los 450.000 kilómetros en coches motorizados y 600.000 km en coches re- molques. Todas las decisiones de mantenimiento de ruedas se tomaban en base a una medición puntual, no en base a una tendencia, evolución. Así, cuando se detectaba un plano de rueda (a oído por parte de algún maquinista, ya que en la revisiones preventivas, era difícil detectarlo, salvo que quedara a la vista del operario), la evolución del plano ya había sido consi- derable y era necesario realizar un torneado de rueda que implicaba una pérdida de material importante.

De forma aproximada, se detectaban 3 planos por se- mana que no solo afectaban a la vía sino también al resto de componentes del bogie. El proceso de recopi- lación de datos, análisis y obtención de conclusiones, sin garantías de calidad, suponían valores acumulados de meses de dedicación exclusiva de un técnico de mantenimiento. Este proceso se repetía siempre que era necesario tomar una decisión. Lo cual evidente- mente, hacía que quizás las decisiones llegaran tarde.

En el caso de las alarmas de tren, éstas se descargaban manualmente desde cada vehículo cuando éste se en- contraba en taller en una parada de mantenimiento preventivo o en paradas de correctivo que necesitaban de dicha información. Al ser la generación de alarmas un proceso dinámico, era muy difícil y costoso detec- tar causas de fallo de forma manual y evidentemente, las alarmas siempre llegaban tras haber provocado una situación crítica o fallo en la operación.

Proceso de mejora y resultados obtenidos

Tras la implantación de A.U.R.A. es posible tomar decisiones inmediatas basadas en la tendencia del comportamiento de cada activo, sin esperar a que un fallo se produjese. Además, la detección de causa-raíz de un problema se puede realizar en muchas ocasio- nes mediante un clic.

En cuanto a rodadura, la vida útil media de rueda tiene una tendencia de aumento en torno a un 10- 15%. En el ejemplo que se muestra a continuación, se observa la mejora en la evolución del desgaste de rueda conseguida a través de A.U.R.A. Wheel:

Ilustración 2. Evolución de qR en ruedas de un mismo coche. En la primera gráfi- ca, ruedas del lado izquierdo y en la segunda, ruedas del lado derecho.

En la gráfica anterior, se observa la evolución del pa- rámetro del qR de las ruedas de un mismo coche, en el que los valores de desgaste del qR aumentan clara- mente a partir de los 90.000 Km de recorrido. Se com-

(5)

prueba que esa tendencia es repetitiva en todos los ejes.

El primer torneado se realiza a los 125.000 Km si- guiendo las indicaciones del fabricante.

Considerando que a los 90.000 Km el desgaste de qR se dispara, se decidió realizar el segundo torneado a los 215.000 Km, es decir, 90.000 Km desde el primer torneado tomando como base la evolución del des- gaste mostrada en A.U.R.A. Wheel.

Gracias a este cambio, se observa que los valores de qR en el momento previo al segundo torneado, eran claramente inferiores que los habidos con 125.000 Km. Este menor desgaste redunda directamente en una menor pérdida de diámetro de rueda para poder recuperar el qR y el ancho de pestaña nominal.

En el primer torneado (125.000 Km) hubo una pér- dida de entre 5 y 6 mm de diámetro mientras que, en el segundo torneado (215.000 Km), esa pérdida fue de entre 0,6 y 1,2 mm.

Por este motivo, se decide modificar la frecuencia de tor- neado a los 90.000 Km considerando el comportamien- to real de las ruedas. En la gráfica siguiente, se observa

la evolución del ancho de pestaña en el caso analizado:

Ilustración 3. Evolución de ancho de pestaña en ruedas de un mismo coche. En la primera gráfica, ruedas del lado izquierdo y en la segunda, ruedas del lado derecho.

Aparte de la mejora conseguida en la vida útil de rue- da. Ha sido posible crear un equipo de análisis de rodadura para poner en marcha acciones de mejora continua utilizando los mismos recursos humanos que anteriormente se centraban únicamente en reali- zar medidas y obtener datos.

Actualmente, los planos de rueda se detectan de for- ma prematura optimizando el proceso de torneado y minimizando la pérdida de material y afección a la

vía y al resto de componentes del bogie. Para esto se utiliza el sistema de detección de impactos de rueda en vía de NEM Solutions (Wheel & Rail Doctor).

Respecto a las alarmas de tren, es posible conocer me- diante un clic, las alarmas más relevantes, vehículos críticos, causas raíz y además, enviar de forma automá- tica las alarmas de interés a otros sistemas de gestión de Euskotren. De esta forma, las decisiones se toman a tiempo y así, se evitan posibles incidentes en operación.

Conclusiones

Mikel Beitia (Responsable de Material Móvil de Euskotren) opina que “la utilización de las herramien- tas  de NEM Solutions (A.U.R.A wheel, A.U.R.A. tra- ce, A.U.R.A. logs, Wheel & Rail Doctor, etc.), permiten, además de los beneficios económicos derivados de alargar la vida de las ruedas, la unificación de criterios de man- tenimiento y control  de todas las plantas de manteni- miento, la anticipación a los sucesos mediante acciones de mantenimiento predictivo y proactivo derivadas de las prestaciones de los sistemas de avisos (alarmas) y tenden- cias que ofrece A.U.R.A.”

El uso de A.U.R.A. Wheel en Euskotren como sis- tema de gestión y análisis integral de rodadura, así como del sistema Wheel & Rail Doctor, está supo- niendo una mejora en torno al 10%-15% en la vida útil media de sus ruedas y ha permitido definir una frecuencia óptima de torneado en base a la condición, 90.000 Kms frente a los 125.000Kms definidos por fabricante.

El uso de A.U.R.A. logs en Euskotren como siste- ma de gestión y análisis integral de alarmas de tren en taller, ha permitido automatizar el proceso de re- cepción de alarmas, su análisis y la detección de la causa-raíz de los problemas, para facilitar la toma de decisiones y evitar posibles incidentes en operación.

A.U.R.A. ha permitido poner orden en los procesos internos de Euskotren, fiabilizarlos y generar el máxi- mo conocimiento posible a partir dato adquirido. El conocimiento se comparte entre toda la organización, de esta manera ha sido posible unificar criterios y po- ner en marcha equipos de trabajo que inviertan su tiempo en tareas de alto valor añadido.

A.U.R.A. supone el núcleo de innovación tecnológica de Euskotren en cuanto a mantenimiento basado en la condición se refiere. Cualquier nueva adquisición hardware, software, asociada a los activos controla- dos por A.U.R.A., tendrá que comunicarse directa o indirectamente con A.U.R.A. para que los procesos actuales sean sostenibles y puedan seguir mejorando continuamente.

Figure

Actualización...

Referencias

Actualización...

Related subjects :