Production industrielle

Réinvention des opérations de maintenance avec cuOpt et Jetson Orin

Objectif

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (Kawasaki)est une entreprise manufacturière qui fabrique de grandes machines depuis plus d’un siècle. Grâce à NVIDIA cuOpt™ et NVIDIA Jetson™ Orin, Kawasaki s’est associée à Slalom, Inc. pour transformer ses capacités d’inspection et d’entretien des voies.

Client

Kawasaki Heavy Industries

Partenaire

Slalom, Inc.

Utilisation

Science des données

Produits

NVIDIA cuOpt
NVIDIA Jetson AGX Orin 64G

Les solutions actuelles d’entretien et d’inspection des chemins de fer sont obsolètes et ingérables à grande échelle.

Historiquement, l’inspection des voies ferrées dépend encore largement de processus manuels et visuels aussi fastidieux qu'inefficaces. Les opérations de fret sont renforcées afin que des wagons spécialement conçus puissent emprunter les itinéraires dédiés, ce qui entraîne des coûts inutiles. Des inspecteurs compétents doivent examiner méticuleusement les rails, les traverses, les fixations et les ballasts pour repérer les défauts, suivre des procédures de sécurité strictes et enregistrer les problèmes manuellement. Peu flexible, cette méthode est limitée par le nombre d’inspecteurs qualifiés, dont les compétences seraient mieux mises à profit dans d’autres domaines.

Les chemins de fer nord-américains de catégorie I représentent plus de 225 000 kilomètres empruntés par sept sociétés concurrentes. Le gouvernement fédéral fixe des normes générales, mais il incombe à ces entreprises de tester les voies, de les inspecter, et de les prémunir contre l’entropie. Ce système extensif présente des défis uniques en matière d’inspection et d’entretien sur des millions de kilomètres de terrain diversifié. Le manque d’inspection des voies sont à l’origine de plus de 1 000 incidents ferroviaires par an.

Pour une véritable transformation de la sécurité et de l’efficacité dans le secteur ferroviaire, une transformation numérique est nécessaire.

"Nous tentons de faire évoluer notre modèle. La transition matérielle ne représente qu’une activité ponctuelle, tandis que le secteur des technologies logicielles et numériques est pérenne." — Ryoji Negi, Responsable produit, Kawasaki

Croissance réimaginée en profits et sécurité

Avec NVIDIA cuOptpour résoudre des problèmes de routage complexes et une incroyable puissance de calcul d’IA basé sur NVIDIA Jetson AGX Orin 64G, Kawasaki développe une plateforme numérique, Kawasaki Track Maintenance, qui exploite l’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique à l’Edge, et qui s’interface avec des dispositifs d’inspection des voies tels que des caméras numériques, des lasers et des capteurs gyrométriques.

La plateforme permet à ses utilisateurs d’exploiter toutes les données et analyses existantes, tandis que l’entraînement automatisé améliore intelligemment les modèles d’apprentissage automatique à l’Edge. Combinée aux connaissances institutionnelles, elle permet aux équipes de maintenance d’utiliser les résultats pour accroître la sécurité et la fiabilité de l’opération. Les utilisateurs peuvent ainsi regrouper et parcourir toutes les sources de données ferroviaires dans un aperçu intuitif, mais aussi visualiser les problèmes sur des voies spécifiques et, surtout, les prendre en charge en envoyant des équipes et du matériel pour les résoudre.

Les entreprises ferroviaires adoptant la plateforme de maintenance automatisée constatent une amélioration de la sécurité et de l’efficacité, ainsi qu'une réduction des coûts d’inspection et de maintenance. Le lien entre les données des capteurs et l’expertise du personnel ferroviaire garantit de ne pas défavoriser le précieux capital humain au profit de l’automatisation.

Grâce à NVIDIA cuOpt et Jetson Orin, Kawasaki obtient de nombreux avantages, notamment :

26 000 heures économisées par an = heures de travail annuelles estimées pour les MTM (gestionnaires de maintenance ferroviaire) économisées par entreprise = 5 heures par semaine par MTM * 52 semaines par an * 100 MTM par entreprise

218,4 millions de dollars économisés par ane = Économies annuelles estimées en automatisant les inspections = 150 inspecteurs par entreprise * 208 000 $ * 7 entreprises

¹ Le temps passé par un MTM pour créer manuellement son emploi du temps de réparation est de 5 h/semaine

² Le nombre de MTM employés par entreprise ferroviaire de catégorie 1 est estimé à 100

³ 150 représente 50 % du nombre d’inspecteurs (300) employés par les entreprises ferroviaires de catégorie 1, où un MTM requiert 3 inspecteurs à temps plein.

⁴ Le coût de la main-d’œuvre annuelle est de 208 000 $ brut

Plateforme de maintenance ferroviaire Kawasaki

Vers de nouvelles possibilités avec cuOpt et Jetson

Les entreprises ferroviaires adoptant la plateforme Kawasaki Track Maintenance pour un service automatisé de maintenance des voies constatent une amélioration de la sécurité et de l’efficacité, ainsi qu'une réduction des coûts d’inspection et de maintenance. Le lien entre les données des capteurs et l’expertise du personnel ferroviaire garantit de ne pas défavoriser le précieux capital humain au profit de l’automatisation. À l’aide des outils cuOpt et Jetson AGX Orin 64G de NVIDIA, Kawasaki est capable de concevoir des solutions de bout en bout pour tout le processus de maintenance des rails, afin de l’étendre à des tâches supplémentaires aujourd’hui manuelles ou requérant beaucoup de main-d’œuvre, et de créer des plateformes basées sur les données et l’IA à même de révolutionner l’industrie.

Cette plateforme représente pour Kawasaki une nouvelle source de revenus prometteuse, dont le potentiel de croissance sera décuplé lorsque cette stratégie numérique sera mise en œuvre dans d’autres secteurs d’activité, tels que la robotique et l’hydrogène.

"Trouver des solutions adéquates aux problèmes NP-difficiles, tels que l’itinéraire des véhicules, est un objectif très complexe et coûteux pour n’importe quelle entreprise carn à mesure que le nombre de destinations ou de nœuds augmente, le temps nécessaire pour résoudre le problème augmente de façon exponentielle.

Avec cuOpt, les gestionnaires de maintenance ferroviaire peuvent rapidement générer des horaires, travailler avec d’autres équipes de planification pour s’assurer que les voies seront fermées en toute sécurité pour les opérations de maintenance, et avec les équipes de réparation pour mettre au point un emploi du temps idéal, ce qui permet de rendre les lignes de chemin de fer plus sûres et plus efficaces."

Teddy Crane
Ingénieur senior, Slalom

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