UITF

UNIDADE DE INOVAÇÃO E TECNOLOGIA E FERROVIÁRIA

A EMEF criou formalmente em Dezembro de 2007 a Unidade de Inovação Ferroviária e Tecnologia Ferroviária (UITF). Tem como missão o desenvolvimento de projectos de Investigação e Desenvolvimento para o universo ferroviário nacional e internacional, incluindo a criação de competências nas seguintes áreas:

Actualmente sediada nas instalações da EMEF na Amadora, a UITF possui um pólo de desenvolvimento de software no Porto (Guifões).

PARCERIAS

A indústria portuguesa não poderá enfrentar os desafios da competitividade e crescente integração europeia sem estabelecer cooperação contínua com as nossas Universidades, Centros de Investigação e Laboratórios, constituintes do Sistema Científico e Técnico Nacional (SCTN).
É consciente desta tendência que a EMEF-UITF definiu os seguintes Pilares da Rede de Inovação:

- Protocolos de parceria tecnológica com entidades do ensino superior;
- Actividades de desenvolvimento com instituições de interface universidade/empresa;
- Benchmarking com empresas nacionais e estrangeiras, e ainda com spin-off’s universitários e start up’s;
- Propriedade industrial: criação de patentes.

Entre a rede de parceiros tecnológicos, destacam-se as Universidades do Porto, Coimbra e Aveiro, Instituo Superior de Engenharia de Lisboa e o Instituo Superior Técnico da Universidade Técnica de Lisboa.

PATENTES
É conhecida a importância do sistema da propriedade industrial para o processo de desenvolvimento científico e tecnológico e ao crescimento sustentado e sustentável da economia, inspirando e protegendo os resultados das actividades criativas e inventivas.
Constituindo um dos factores de competitivos mais relevantes de uma economia orientada pelo conhecimento dirigida à inovação e assente em estratégias de marketing diferenciadoras, a propriedade industrial assume-se, igualmente, como mecanismo regulador da concorrência e garante a protecção ao consumidor.
Actualmente estão em curso a patenteação de dois sistemas: a Telegestão Ferroviária e o Diário Técnico de Bordo Digital.

PRINCIPAIS PROJECTOS EM DESENVOLVIMENTO:

TELEGESTÃO FERROVIÁRIA

Tem como objectivo melhorar a manutenção aplicada ao Material Circulante Ferroviário, através da monitorização em tempo real do estado do seu funcionamento.
Permite recolher informação remota sobre o estado de funcionamento nos veículos, tal como a sua localização geográfica. Com os dados recolhidos, é realizado um diagnóstico remoto, inteligente e automático nos Centros de Telegestão, localizados nas oficinas.

INFOTEC

Ferramenta de inserção, consulta e distribuição de forma uniformizada e customizada da informação técnica relevante do Material Circulante Ferroviário (MCF).
Atravessa verticalmente toda a estrutura da empresa, promovendo o desenvolvimento dinâmico de todos os indicadores relevantes para a gestão técnica do MCF.

DIÁRIO TÉCNICO DE BORDO DIGITAL

- Arquivo digital e fidedigno da informação do maquinista;
- Disponibilização informatizada, segura e em tempo real da informação aos Postos de Comando da CP e oficinas da EMEF;
- Impacto Ambiental: redução de 50% no papel utilizado, o que equivale, num período de 5 anos a: 7 500 000 folhas / 1500 árvores e 450 000 litros de água.



eDocSuite

Sistema de arquivo e circulação de documentos baseado em tecnologia web. É caracterizado por uma elevada flexibilidade na configuração, utilização e administração.
Assenta numa arquitectura cliente-servidor, onde todos os documentos se encontram centralizados num data-center, ao qual os utilizadores acedem remotamente com segurança e confiabilidade garantida.

BOGIE INTELIGENTE

Através do bogie Inteligente será possível a Monitorização/Análise do Risco de Descarrilamento de material rebocado e efectuar manutenção sobre condição a material ferroviário, inserindo-o no Projecto de Telemanutenção.
Monitorização/ Análise:
-Condição activa dos rolamentos do conjunto roda/veio;
-Estabilidade estrutural do bogie;
-Condição dos sistemas de propulsão

IDENTIFICAÇÃO POR RFId

Sistema de controlo de acessos para registo e restrição de entrada em cabines de condução.
- Leitura de cartões contactless (calypso) para validação de entrada;
- Envio de dados do registo de entradas em tempo real;
- Sistema Fail-safe de abertura da porta de acesso;
- Identificação de veículos em parque/oficina com interface SAP/INFOTEC, através de tecnologia RFID.

CCTV

Sistema integrado de CCTV, com vídeo vigilância, capacidade de armazenamento até 30 dias de gravação, controlo de alarmes/eventos remoto e consulta/download de vídeo através da Internet / Wi-Fi.
Comunicações entre os equipamentos no veiculo asseguradas por uma rede wireless em malha instalada no interior.
A privacidade dos dados é assegurada recorrendo a protocolos específicos para comunicação via rádio com encriptação.
Possibilidade de utilizar o backbone wi-fi para suporte de serviços adicionais, rede internet de banda larga embarcada, telegestão ferroviária, eDTB, controlo de acessos, transmissão áudio…

Projectos Internacionais – Sétimo Programa Quadro – FP7

A EMEF está a participar num projecto designado por SAFERAIL. Este projecto tem um orçamento total de 4.5 M€ e é parcialmente financiado pela União Europeia através do Sétimo Programa Quadro – FP7. O principal objectivo deste projecto é minimizar falhas associadas a rodas e eixos através do desenvolvimento e implementação de dois novos sistemas de inspecção não destrutiva de rodados. O primeiro, um sistema on-line montado sobre o carril, combina um módulo de análise de vibrações de alta-frequência para detecção de fendas, escamas e covas e graves anomalias de perfil, um módulo de emissões acústicas para detecção de lisos e problemas em rolamentos e um módulo de termografia para inspecção de fendas, defeitos na frenagem e temperatura em caixas de eixo. O segundo, um sistema off-line, combina as inspecções electromagnética e ultrasónica para uma rápida e mais fiável verificação da qualidade de rodados, novos e usados, durante as suas fases de produção e manutenção, que permitirá a identificação de pequenos defeitos superficiais que os sistemas existentes têm problemas em identificar. Estes dois sistemas irão estar munidos de inteligência artificial para ser possível realizar um diagnóstico automático e para informar quais os defeitos detectados. No SAFERAIL participam 11 empresas de 6 países diferentes (Portugal, França, Bélgica, Grécia, Chipre e Inglaterra). Cada empresa tem tarefas bem definidas, sendo que o papel da EMEF é apoiar no desenvolvimento destes sistemas não destrutivos, fornecendo know-how ferroviário e permitindo testes on-line e off-line em rodados. A EMEF tem uma linha de testes que é ideal para projectos que necessitem de testes no terreno.

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Prémio Inovação&Desenvolvimento EMEF – 2008

–> Sistema de Diagnóstico de Avarias – Carta Electrónica de Comando do Ar Condicionado das Locomotivas LE 5600, Primeiro Prémio EMEF de I&D – Élios Marques e Sérgio Calhaço.
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PRÉMIO DE INOVAÇÃO E DESENVOLVIMENTO 2008

Sistema de Diagnóstico de Avarias – Carta Electrónica de Comando do Ar Condicionado das Locomotivas LE 5600

ÉLIO MARQUES e SÉRGIO CALHAÇO

Com uma unidade de ar condicionado a funcionar em perfeitas condições, podemos criar uma atmosfera em que nos sintamos mais confortáveis, mais activos e em forma, isso traz-nos inúmeras vantagens, porque quando nos sentimos melhor somos mais imaginativos e produtivos.

Numa cabine de condução com temperaturas controladas a longevidade dos equipamentos eléctricos, electrónicos, mecânicos, etc.…, passa a ser substancialmente prolongada, e com reduções da incidência de avarias.

O Sistema de Diagnóstico de Avarias – Carta electrónica de comando do ar condicionado das locomotivas LE5600 teve como princípios essenciais:

Em primeiro lugar e indispensavelmente, procedeu-se ao levantamento do esquema eléctrico do respectivo circuito, para perfeita compreensão do seu funcionamento, com vista a delinear a estratégia e o método mais adequado para o Sistema de Diagnostico.

Descrição do Sistema

O aspecto do SD) será a representação gráfica de um sistema frigorífico e seus componentes, ao qual vamos chamar de painel demonstrativo, onde será possível visualizar em tempo real todas as acções do sistema de diagnóstico sobre a carta de comando do ar condicionado (CCAC) e as respostas desta ao sistema, facilitando ao utilizador a compreensão do desenrolar das diversas fases.
A CCAC será ligada ao SDA através de um interface próprio criado para o efeito.
O sistema de diagnóstico proposto irá comportar duas possibilidades de funcionamento:

• Modo Automático
• Modo Manual

Proveitos para a EMEF:

Como verificámos anteriormente, esta (CCAC) impõe-nos tempos previstos pelo seu software, que, somados do início ao fim de um ensaio, vão a umas dezenas de minutos, passando por situações intermédias de 1 minuto e 30 segundos a 3 minutos e 20 segundos. Ora, numa situação destas e por um método tradicional de ensaio, em que o operador tem de estar a comandar entradas e ao mesmo tempo monitorizar acções, com estes tempos envolvidos é muito fácil ocorrerem erros, que muitas vezes comprometem todo ou parte do ensaio feito até então.
Com um sistema automático, o operador poderá estar ocupado na reparação de uma carta enquanto o sistema testa outra e assim diminuir o tempo de reparação, garantindo a fiabilidade da reparação, o que leva à satisfação do cliente.

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Prémios Inovação&Desenvolvimento EMEF – 2007

Foram três os galardoados:

–> Sistema de Diagnóstico de Avarias Inteligente, Primeiro Prémio EMEF de I&D – Augusto Costa Franco.
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–> Diagnóstico de Avarias – Módulo ondulador WRD254 conversor dos serviços auxiliares LE5600, Segundo Prémio EMEF de I&D – Elias Casemiro e José Salgueiro.
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Diagnóstico de Avarias

Módulo ondulador WRD254 conversor

dos serviços auxiliares LE5600

Elias Casemiro e José Salgueiro – O presente trabalho teve na sua génese diversos pedidos para que se estudasse a viabilidade da reparação do Módulo Ondulador WRD254. Desenvolveu-se, nesse sentido, o estudo do ondulador e das respectivas cartas, assim como o levantamento progressivo do seu esquema eléctrico, o que permitiu a aquisição de múltiplos conhecimentos relativos ao modo de funcionamento do equipamento tendo também proporcionado a construção de um simulador.

O Diagnóstico de avarias – Módulo ondulador WRD254 teve como objectivos essenciais:

1. Diagnosticar rapidamente avarias
2. Reparar e ensaiar em Oficina o Módulo Ondulador
3. Elaborar a documentação técnica necessária às operações de diagnóstico, reparação e ensaio
4. Criar o conjunto de condições para que as reparações:
- Sejam realizadas em condições de segurança para os operadores;
- Tenham fiabilidade do ponto de vista da operacionalidade do equipamento;
- Permitam uma contínua evolução de métodos que visem a redução dos tempos de reparação;
- Proporcionem à EMEF aumentar a sua facturação e capacidade técnica;
- Demonstrem viabilidade económica, beneficiando o cliente CP.

Acções desenvolvidas com vista à reparação do Módulo Ondulador:

1. Estudo e preparação de documentação técnica, com levantamento gradual do esquema eléctrico das Cartas de Comando (placas de circuito impresso com várias camadas)

2. Construção do Simulador de uma rede trifásica para comando do ondulador, dispondo, também, de um conjunto de pontos de medida através dos quais se pode conferir todas as condições de funcionamento

Proveitos para a EMEF:

1. Redução dos tempos de reparação de >a 30h para 2. Redução dos tempos de imobilização média dos equipamentos de ≈5 meses para 3. Diminuição de uma taxa de rejeição após reparação de ≈15% para 4. Reforço das condições de segurança dos agentes intervenientes, uma vez que inicialmente era necessário efectuar ensaios nas locomotivas, correndo-se os riscos inerentes ao transporte de equipamentos volumosos e pesados em locais de difícil movimentação e ainda a verificações realizadas em funcionamento com os circuitos em carga. Actualmente os testes são realizados recorrendo ao simulador, na oficina, sem movimentação dos órgãos a ensaiar e com condições e equipamentos de teste que garantem total segurança.

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SDAI – Sistema de Diagnóstico de Avarias Inteligente

Aplicação no campo Ferroviário

Augusto Costa Franco – Estudos sobre o Custo do Ciclo de Vida – (CCV) “Life Cycle Cost” – (LCC) do Material Circulante Ferroviário (MCF), integram, desde a fase inicial de desenvolvimento do projecto, operação e manutenção do MCF, todos os parâmetros funcionais que de algum modo podem influenciar o CCV, desenvolvendo-se o conceito integrado de RAMS – Reliability, Availability, Maintainability and Safety.

Os parâmetros Fiabilidade, Disponibilidade, Manutibilidade, Segurança e Custo do Ciclo de Vida do MCF são directamente influenciados pela eficiência do Sistema de Diagnóstico Inteligente utilizado no apoio à exploração/manutenção ferroviária no decorrer do potencial vida definido pelo fabricante.

Funções principais do SDAI:

1. Operar como Sistema de Apoio à Decisão (SAD), orientado às Key Functions:
- Gestão da Manutenção (orientado ao Operador de Manutenção): Disponibilizando no dia a dia e em tempo real “aproximado” toda a informação relativa ao estado operacional das frotas de veículos envolvidas, possibilitando no curto prazo uma eficiente gestão de chamada dos veículos à oficina e a preparação do trabalho de Manutenção em oficina – recursos humanos, ferramentas e sobresselentes, reduzindo-se assim os tempos de imobilização do MCF, e a médio longo prazo a optimização dos ciclos de manutenção e dos demais recursos a este associados;
Exploração Comercial (Orientado ao veículo): Diagnosticar Online as avarias surgidas no decorrer da exploração do material circulante, sugerindo ao pessoal da condução e da manutenção em linha uma lista de acções de desempanagem rápidas;
- Gestão de Operações: Providenciar informação sobre a health condition do MCF;
- Projecto de Reengenharia: Favorecer o feedback automático dos dados de manutenção e exploração para os fabricantes, despoletando acções de reengenharia (ex. actualização de software remota) com vista ao aumento da fiabilidade intrínseca do MCF.

2. Integração na Filosofia de Manutenção RCM

Vantagens proporcionadas pelo SDAI:

No período compreendido entre Outubro de 2005 e o actual momento, o presente projecto assumiu um cenário de contexto real de operação. Para tal, foram gradualmente equipadas 4 automotoras da Série de Automotoras Diesel da CP – Allan 0350, com uma expert sensor network que permitiu de uma forma filtrada a recolha remota de dados para o CTG de MCF, actualmente sediado na EMEF – Grupo Oficinal do Porto. Cada veículo dispõe de uma plataforma de comunicações constituída por um embedded PC com funções de router, dispondo de um Sistema Operativo Linux que providencia uma arquitectura aberta para comunicações com diferentes protocolos de comunicação.

Parâmetros/sistemas de monitorização remota possível e muito úteis para o desenvolvimento deste projecto:
- Tensões/Correntes indesejáveis;
- Variáveis do sistema de frenagem;
- Sistema de Portas;
- Rolamentos;
- Filtros;
- Pressão / temperatura: óleo, água, ar comprimido, etc
- Máquinas rotativas diversas;
- Potencial descarrilamento;
- Controlo geométrico das rodas.

1. Análise CP – Comboios de Portugal aponta para um aumento da disponibilidade em 8% (+ 2800 h / + 59.200 km)
Cumprimento Ciclo Manutenção Preventivo: +1150 h
Diagnósticos errados não permitem a saída do veículo de acordo com o programado

Diminuição Visitas por Avaria: + 1650 h
Parte dos problemas são resolvidos nas Visitas Programadas & Equipas de Intervenção Rápida no terreno e não veículos necessariamente na oficina

2. Análise EMEF aponta para uma redução dos custos de manutenção
Manutenção Preventiva: – 8,5 % (37.400 Euros) – Maior rapidez de diagnóstico off-line
Manutenção Correctiva: – 10,5 % (44.400 Euros) – Situação induzida pelo célere e preciso diagnóstico on-line efectuado pelo SDAI

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Prémios Inovação&Desenvolvimento EMEF – 2006

Foram três os galardoados:

–> Sistema de Diagnóstico para Ensaio do Bloco das Portas, Primeiro Prémio EMEF de I&D – Bruno Rosa Marques Luís.
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–> Programa de Gestão de Fiabilidade dos Comboios Pendulares, Segundo Prémio, ex aequo EMEF de I&D – Eduardo António Silva.
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–> Banco de Ensaios do Painel Pneumático do Sistema de Freios, Segundo Prémio, ex aequo, EMEF de I&D – Manuel Simões Freire Domingues.
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