Sensorer på infrastrukturen är redan verklighet. Snart kommer de att förändra järnvägsbranschen i grunden, vilket möjliggör ett optimerat underhåll och maximerad tillgänglighet.
Den fjärde industriella revolutionen, Industri 4.0, är på väg att nå järnvägen. Det innebär att järnvägen självt blir uppkopplad.
– Digitaliseringen möjliggör nya arbetssätt som kommer att förändra hela branschen, säger Björn Lundwall, produktutvecklare på Vossloh.
Hur digitaliseringen kommer att transformera järnvägsbranschen återkommer vi till. Men bakgrunden ligger i att järnvägen kommer att kunna tala om hur den mår med hjälp av sensorer. Det ger helt nya möjligheter att komma åt ett av de största problemen med svensk järnväg idag: bristen på kontroll av underhållsbehovet.
Sensorer möjliggör prediktivt underhåll
För att se statusen på järnvägen så kan sensorer mäta till exempel vilka spårkrafter som genereras när tågen passerar. Man kan även mäta hur lång tid och mycket kraft som en omläggningsanordning behöver för att byta position på en växeltunga – om dessa värden ökar så kan det vara en indikation på att det behövs service. Om man skapar en digital tvilling av det fysiska spåret så kan man grafiskt och i realtid följa varenda del av spåret i detalj.
– Med all data kan man se hur spåren mår och se till att service och prediktivt underhåll genomförs innan det blir en driftstörning, och på en tidpunkt då det stör trafiken minst. Det går till och med att simulera hur effektiva olika underhållsstrategier är, säger Björn Lundwall.
Sensorer i spår
Industrirevolutionen inom järnväg, eller Järnväg 4.0 om man så vill, jobbas det intensivt med inom akademien, hos infrastrukturförvaltare och hos järnvägsleverantörer. Men omställningen till en uppkopplad järnväg ligger inte i en avlägsen framtid, som man kanske skulle kunna tro. Faktum är att det redan idag finns sensorer som mäter underhållsstatusen ute i spår.
– Vi har bland annat sensorer på höghastighetsbanor i Frankrike, säger Magnus Furustam, projektledare för underhållsövervakningslösningar på Vossloh.
Att omställningen är på väg att ske nu beror på att framsteg inom analysmetoder och maskin-inlärning gjort det möjligt att bygga system som kan dra slutsatser utifrån data.
– Där man tidigare bara kunde beskriva vad som har hänt kan man nu förutspå vad som kommer att hända.
Samtidigt har sensor-tekniken mognat och priset sjunkit.
– Tröskeln har sänkts kraftigt för att digitalisera järnvägen. Det finns färdiga lösningar för sensorer och mobilkommunikation såväl som för molnbaserad lagring och färdigpaketerade analysverktyg som kan behandla datan, säger Magnus Furustam.
Administrativ tröskel
Då all teknik i princip redan finns så ligger tröskeln snarare i det administrativa.
– Utmaningen i dagsläget handlar om att reda ut vem som ska placera ut sensorerna för att mäta, vem som äger datan och hur informationen ska utnyttjas, säger Björn Lundwall.
Troligtvis blir det leverantörerna som kommer att ta på sig den rollen, tror Magnus Furustam.
– Inom övrig industri så är det leverantören som kopplar upp produkten – Husqvarna kopplar upp sina gräsklippare, Tetra Pak sina maskiner och Volvo sina bilar. Sedan analyserar de den insamlade informationen och levererar ett resultat till kunden. Så istället för att infrastrukturägaren ska börja fundera på hur man bäst kopplar upp järnvägen så kan man använda den kompetens som redan finns hos leverantörerna.
Järnvägsbranschen förändras i grunden
Så hur kommer det sig då att digitaliseringen kommer att transformera hela järnvägsbranschen? Just med hjälp av informationen från sensorerna, menar Björn Lundwall.
– Leverantörernas uppdrag är idag att leverera material för sin smala del av järnvägen – till lägsta möjliga kostnad. Det gör att det inte finns några incitament att tänka ett steg längre, om exempelvis materialvalet är det bästa för platsen eller hur materialet ska underhållas.
– Men om beställarna ställer högre krav på leverantörerna och begär ett helhetsåtagande så måste leverantörernas affärsmodeller förändras. Och med information från sensorer kan leverantörerna då arbeta för att optimera underhållet.
Bättre hållbarhet
Om detta blir verklighet så innebär det att järnvägsbranschen tar ett steg in i affärsmodeller med så kallad asset management – något som redan används i bilbranschen där garantin fortsätter att gälla vid service i en ackrediterad verkstad. Om linan löps hela vägen ut så kommer banägaren att köpa funktionen av produkten, inte produkten i sig, vilket innebär att leverantören äger och har fullt ansvar över produkten.
– Genom att leverantörerna får ett helhetsåtagande så kan vi få en miljömässigt hållbar lösning med återbruk och återvinning av material, samtidigt som driftsäkerheten höjs betydligt, spår Björn Lundwall.
Med full koll på banan kan material nämligen enklare återbrukas inom järnvägen. När en ny del levt en period på en högbelastad del av järnvägen kan den sedan flyttas till en mindre belastad del och därmed få en längre total livslängd. Sådana system finns redan, exempelvis i Finland.
– Vi skulle kunna ha motsvarande system i Sverige fast nedbrutet ända ner till komponentnivå så att man kan återbruka enskilda delar. Då får vi ett miljötänk genom hela produktens livscykel.