Il 5G accelera i tempi di costruzione dei binari

Spesso lavorano di notte e non li vediamo. Eppure, contribuiscono alla sicurezza di tutti. Sono le squadre specializzate di Rhomberg Sersa, leader nel settore della costruzione e manutenzione di binari. Da qualche tempo, oltre ad acciaio, ghiaia e pietrisco sui cantieri ha fatto il suo ingresso anche la tecnologia d’avanguardia, grazie alla quale l’azienda può sfruttare al meglio le ridotte finestre di manutenzione e aumentare la sicurezza per il personale e gli utenti del servizio ferroviario.

Da Armin Schädeli

23 giugno 2021

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È risaputo che il settore dell’edilizia e delle grandi opere è un ambito molto complesso. Tutti abbiamo, più o meno direttamente, esperienza di un cantiere e sappiamo cosa significhi gestirne uno. Sono situazioni difficili, che spesso ci spingono a lamentarci, magari a torto, del personale che in cantiere ci lavora.

Il settore delle opere ferroviarie, inoltre, presenta sfide specifiche: finestre temporali molto ridotte, turni notturni, carichi di lavoro pesanti e alto rischio di infortuni. Nei tunnel, ad esempio, non basta inviare più macchine e più operai, bisogna piuttosto programmare tutto con precisione millimetrica. In molti casi, la digitalizzazione può essere d’aiuto. In futuro, si creerà prima di tutto una riproduzione digitale del cantiere (in gergo, il gemello digitale), in cui simulare e ottimizzare i processi prima di muovere i mezzi con ghiaia e pietrisco per lavorare in scala 1:1.

In equilibrio tra realtà e tecnologia

Spesso l’impiego di tecnologie digitali non dà tuttavia i risultati attesi. Non si tratta di mancanza di know-how, ma piuttosto di priorità o cultura aziendale non adeguate. Il Gruppo Rhomberg Sersa Rail, azienda svizzera a conduzione familiare, è riuscito ad integrare con efficacia la tecnologia nella realtà di cantiere. Ecco allora che 5G, internet delle cose, cloud ed i principi del data driven business vengono applicati ai grandi macchinari con cui trasportano e mettono in opera ghiaia, pietrisco e acciaio. Per Rhomberg Sersa, al centro dei progetti per il futuro c’è proprio la rete 5G.

Hubert Rhomberg, coproprietario di Rhomberg Sersa, spiega: «Abbiamo bisogno di innovare per diventare più sostenibili ed efficienti. Il settore delle grandi opere produce molte emissioni. E l’organizzazione è strutturata in modo oltremodo complesso». Un altro fattore che spinge per una maggiore digitalizzazione è quello demografico: manca la manodopera specializzata. «Il lavoro in cantiere non è molto appetibile. Dobbiamo renderlo più interessante, in modo da attirare anche in futuro i migliori profili. Ormai assumiamo non solo capimastri, ma anche programmatori o sviluppatori di videogiochi, che lavorano gomito a gomito».

Come funziona l’innovazione?

Hubert Rhomberg spiega: «Bisogna curare la condivisione del sapere. La comunicazione tra le diverse unità e livelli è fondamentale. La tecnologia è comunque un aspetto secondario. Quel che conta sono le persone e il modo in cui lavorano insieme. Quando un capomastro richiede un’applicazione perché l’ha vista usare da un collega, il primo obiettivo è raggiunto. Si tratta insomma di conquistare i colleghi.»

Oggigiorno, quando Rhomberg Sersa opera in una finestra temporale molto ridotta, soprattutto di notte, i tool digitali sono un aiuto sempre più importante. I primi passi verso la digitalizzazione sono ormai compiuti, ad esempio nell’ambito dell’intelligenza artificiale, con sistemi capaci di analizzare le immagini e riconoscere i tipi di macchinari. Christian Schollenberger, Head of IT presso Rhomberg Sersa spiega: «Abbiamo dato ai data scientist di Swisscom 40 ore per sviluppare un modello capace di riconoscere dispositivi e macchinari a partire dalle immagini. Il modello che hanno creato si è rivelato efficace al 95%». Queste informazioni confluiscono nella pianificazione e nella logistica.

Hubert Rhomberg commenta: «L'innovazione non nasce da un’alchimia, ma da procedure sistematiche. Raccogliere idee che poi bisogna valutare, salvare, scartare o sviluppare. Ogni dieci idee, ce ne sono al massimo due che portano a risultati utili». E comunque, non ad ogni costo: «Bisogna definire attentamente dei limiti e lasciar perdere se non si va a segno. Significa che un’idea va scartata oppure che i tempi non sono ancora maturi», conclude Hubert Rhomberg.

Un microscopio su rotaie

Un’altra innovazione è il prototipo di un carro misurazioni dotato di cloud, connessione di rete mobile e molto altro. Christian Schollenberger spiega: «Mentre il carro misurazioni percorre il binario, le fotocamere raccolgono dati con una precisione al decimo di millimetro. In questo modo, possiamo sapere in quali punti effettuare la manutenzione e ridurre le interruzioni sulla rete ferroviaria più densamente utilizzata del mondo». Inoltre, il carro misurazioni è capace di identificare un bullone allentato anche quando viaggia con una velocità di 60 km/h.

Attualmente, Rhomberg Sersa e Swisscom collaborano ad un totale di cinque sottoprogetti incentrati su 5G, internet delle cose, cloud e data driven business, che verranno messi sul bancone di prova di un settore particolarmente critico come quello dei lavori sui binari. Julian Dömer, Head of IoT presso di Swisscom: «Abbiamo l’opportunità di provare queste tecnologie in un ambito particolarmente complesso. La sistematicità con cui Rhomberg Sersa punta sull’innovazione rappresenta un riferimento per l’intero settore. Riescono infatti a conciliare innovazione tecnologica e benefici economici».

Innovazione, tecnologia e costruzione meccanizzata di binari sono state presenti anche alla tavola rotonda dell’IoT Day del 6 maggio 2021, a cui ha partecipato anche Hubert Rhomberg, coproprietario del Gruppo Rhomberg Sersa Rail :

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Le tecnologie impiegate e la loro funzione

I dati sono informazioni dei più diversi tipi. Ma non tutte le informazioni hanno lo stesso valore, per questo devono essere analizzate e valutate. Il loro insieme restituisce una visione globale del cantiere. Quanto più precisa è questa immagine, tanto più efficace può essere la pianificazione dei lavori.

Raccolta dei dati: L’Internet delle cose permette di raccogliere dati direttamente in cantiere. In generale, in un cantiere, tutto genera dati: macchinari, utensili, apparecchi di misurazione e dispositivi usati dagli operatori. Quanti più dati vengono raccolti, tanto maggiore è il data silo a cui è possibile attingere.
Trasmissione dei dati: la trasmissione avviene tramite 5G, affinché i dati provenienti dai cantieri possano essere gestiti centralmente.
Elaborazione dei dati in loco: Dato che la quantità di dati raccolti in cantiere è enorme, prima ancora della loro trasmissione vengono sottoposti a un processo di elaborazione preliminare in loco, all’interno di un cosiddetto Edge Cloud. In questa fase, ad esempio, può già avvenire il riconoscimento delle immagini a partire dai dati video.
Utilizzo dei dati: Dopo questo primo trattamento, tutti i dati confluiscono nel cloud vero e proprio. Tuttavia, perché acquisiscano una utilità è prima necessario che siano confrontati con informazioni raccolte da altre fonti, analizzati in un orizzonte temporale più ampio e integrati con dati forniti da altri soggetti come ad es. ulteriori società coinvolte nel cantiere. A questo punto, bisogna identificare schemi e modelli ed elaborarli con le tecniche di Data Analytics in modo da ottenere dati utili per rendere più semplice, sostenibile e sicuro il lavoro in cantiere. In altre parole, si usano algoritmi e intelligenza artificiale per distillare i dati.

Il progetto Rhomberg Sersa & Swisscom in concreto

Il progetto che Rhomberg Sersa e Swisscom portano avanti prevede cinque sottoprogetti in cui vengono sviluppate e testate soluzioni per la digitalizzazione dei cantieri.

Le reti 5G locali dei cantieri collegano tutti i dispositivi e macchinari che producono dati. Questa applicazione è particolarmente importante per l’impiego all'estero, perché in alcune aree la copertura di rete mobile è meno capillare e per questo l’utilizzo di reti locali temporanee può essere d’aiuto.
I cloud locali installati a bordo di un vagone ferroviario usano l’intelligenza artificiale e machine learning per fare una prima elaborazione di grandi masse di dati direttamente in cantiere. In questo caso, si tratta di applicazioni per la sicurezza delle persone (ad es. con riconoscimento delle immagini in situazioni di pericolo), l’avanzamento del cantiere e le misurazioni.
Edge IoT: Com’è possibile utilizzare l’intelligenza artificiale e i modelli di machine learning direttamente sui dispositivi IoT anziché in un cloud?
Tracking e localizzazione di macchinari ed oggetti in diversi cantieri in diversi paesi. Questa funzione è fondamentale, perché la finestra di manutenzione è ridottissima e i cantieri devono essere pianificati con molta precisione.
Machine monitoring: Analizzare e valutare tutti i dati sui macchinari consente di evitare i guasti in modo proattivo, gestire in modo diretto i conteggi o innescare allarmi.