Telediagnostica e Control Room

Verso la fine degli anni sessanta del secolo scorso l'industria aerospaziale si è evoluta verso un nuovo modello di manutenzione denominato  RCM (Reliability Centred Maintenance), volto a minimizzare i costi di manutenzione associati all'incremento delle performance e dei requisiti di safety degli asset. Questo approccio ha mostrato di essere vincente sugli aeromobili e di conseguenza la RCM è stata adottata in altri settori industriali soggetti a stringenti requisiti di operatività e safety, come le industrie nel settore energetico e dei trasporti. Gli attori che operano nell' ambiente ferroviario Italiano stanno dunque assistendo negli ultimi anni a un cambiamento radicale del modello di manutenzione utilizzato e ne diventano una parte integrante attraverso scelte industriali e di investimenti. Una delle strategie manutentive previste in ambito RCM è la cosiddetta CBM (Condition Based Maintenace), che consiste nel determinare, in modo il più possibile automatico, lo stato di salute e/o la vita residua dei sottosistemi/componenti, con l' obiettivo di:

• determinare in modo affidabile se il sottosistema/componente debba essere sostituito perché ha raggiunto il fine vita o se può rimanere in opera, nonostante il fatto che la sua durata di vita teorica sia superata, in modo da minimizzare i ricambi;
• determinare se un componente deve essere manutenuto o meno, in modo da evitare controlli visivi/manuali, diminuendo quindi il tempo di fermo treno necessario per la manutenzione;
• indentificare i comportamenti anomali di un sottosistema/componente, in modo da prevenire il suo guasto, anticipando la sua manutenzione/sostituzione e quindi evitando fermi in linea o perdita di confort per i passeggeri.

L'approccio classico per la manutenzione preventiva prevedeva la cosiddetta "manutenzione programmata o ciclica", che pianifica gli interventi sul treno sulla base di scadenze a tempo o a chilometri percorsi. Le nuove metodologie di manutenzione preventiva basate su CBM permettono di ripensare radicalmente il ciclo di vita manutentivo del treno, massivamente per la quota preventiva, ma anche riducendo la quota di correttiva: avendo la possibilità di un monitoraggio continuo dei sottosistemi/componenti del treno, è possibile studiare e seguire l'evoluzione delle loro performance  e del loro degrado prima che intervenga una totale perdita di funzionalità.

Per implementare la funzione CBM in aggiunta ai dati diagnostici classici (avarie ed eventi anomali), ad ogni sottosistema è richiesto di fornire tutte le grandezze fisiche da esso stesso misurate, tutti gli stati e tutti i dati di contesto. A bordo treno una centralina dedicata fungerà da collettore delle diagnosi, eseguirà gli algoritmi di CBM ed invierà i dati a terra (Centralina di Telediagnostica). Il sistema diagnostico dei treni Alstom di nuova generazione è sviluppato secondo una strategia TOP-DOWN globale, che permette di fornire informazioni diagnostiche e manutentive di alta qualità. L' albero dei guasti è costruito partendo dallo stato del treno e dalle condizioni di contorno per arrivare all'identificazione della singola LRU (Line-Replaceable Unit) in avaria (identificazione della causa primaria). Così facendo, l'inquinamento della diagnostica da false segnalazioni viene ridotto al minimo. Gli algoritmi di CBM presenti nella centralina di Telediagnostica, già definiti durante le prove di tipo, sono monitorati continuamente e, sulla base dell'analisi continua del funzionamento dei componenti sotto osservazione, vengono affinate le soglie e gli algoritmi stessi, in un continuo loop di miglioramento per iterazioni successive.

Le caratteristiche ambientali, di esercizio o di contesto operativo possono richiedere un aggiornamento dei parametri della CBM, quali soglie di intervento o logiche di diagnostica. Grazie all'utilizzo della centralina di telediagnostica montata sui treni Alstom, si può avere, estremizzando il concetto, un sistema di diagnostica CBM indipendente ed ottimizzato anche in funzione del contesto in cui opera il singolo rotabile.

Come è facile intuire, l'approccio CBM si accompagna con una crescita esponenziale dei dati trasmessi dai treni; a questi si aggiungono i dati di terra e dei sistemi gestionali, rendendo di fatto inutilizzabili i vecchi sistemi di analisi (Excel, DB SQL etc.). Gli operatori devono dunque dotarsi di tecnologie e processi adeguati per assorbire e trarre vantaggio da questa mole di dati.

Da oltre due anni la divisione Service di Alstom Italia si è dotata di uno strumento che lavora per il continuo miglioramento di tool, procedure e processi nell' ambito della manutenzione delle flotte gestite (ETR600 e ETR610, Italo, e flotte regionali), la Control Room.

Continua a leggere l'articolo di Bruno Castoldi e Gianluca Perlini, di Alstom Services, sul numero di maggio 2016 di Manutenzione T&M