Modelado sencillo del comportamiento dinámico del material rodante ferroviario para el mantenimiento conectado

Resumen

En la actualidad, la integración de los diferentes pilares en los que se basa el paradigma de la industria 4.0 o 5.0 permite digitalizar todas las tareas relacionadas con el ciclo de vida de un producto o servicio. Sin embargo, la mayoría de los esfuerzos se han realizado en el ámbito organizativo y de toma de decisiones. En este sentido, las tareas de mantenimiento, y en particular las actividades relacionadas con el análisis del estado de funcionamiento de los elementos de un sistema mecánico deben reformularse y orientarse hacia la digitalización. Para lograr este objetivo con éxito, una de las posibilidades es el desarrollo de gemelos digitales para la monitorización del estado. En particular, la implantación de este tipo de sistemas en la industria ferroviaria tiene el potencial de reducir significativamente los costes de mantenimiento tanto del ferrocarril como del material rodante y predecir su vida útil. En este trabajo se presenta un método para estimar fallos en los componentes del material rodante ferroviario. Este método implica el uso de técnicas que conducen al desarrollo de un gemelo digital de este complejo sistema mecánico. El modelo propuesto comprende un modelo dinámico de masa distribuida y un filtro de Kalman para predecir el comportamiento dinámico del sistema a partir de la información obtenida con datos reales de un banco de pruebas que han sido utilizadas para su validación. Se ha realizado un análisis de los parámetros de configuración del filtro para optimizar la estimación. Los resultados demuestran la solidez de la investigación ya que el modelo sigue el comportamiento real en el tiempo.