Dream Weavers: dietro la macchina per l'innovazione mondiale di Wabtec

L'Advanced Technology Group di Wabtec avvia il futuro delle ferrovie

Una «fabbrica di idee» per il settore ferroviario

Certo, Google ha Google X e Boeing ha Phantom Works. Ma dove vengono incubate, covate e coltivate le nuove idee più audaci nel settore ferroviario? L'Advanced Technology Group (ATG) di Wabtec è l'Advanced Technology Group (ATG) di Wabtec, un gruppo invisibile di esperti di intelligenza artificiale, automazione, progettazione, ingegneria elettrica, meccanica, informatica e cloud, i cui successi tecnologici nelle fasi iniziali sono pari solo alla curiosità, al buon umore e alla dedizione disinteressata al progresso del settore, al successo dei clienti di Wabtec e dell'azienda che chiamano casa.

Cavalcando una nuova ondata

Il team ATG di Wabtec è iniziato con un'osservazione nel 2019 che ha dato energia ai suoi membri fondatori. Un'ondata di tecnologie di intelligenza artificiale, apprendimento automatico e automazione aveva iniziato a espandersi e il team voleva far sì che Wabtec e il settore ferroviario potessero cavalcare quell'onda piuttosto che farla precipitare su di loro.

«L'attenzione in quest'area è aumentata con la nostra iniziativa Freight 2030 nel 2021", ricorda Philip Moslener, Vicepresidente aziendale di Advanced Technologies. «La visione dell'iniziativa era quella di promuovere un partenariato pubblico-privato incentrato sulla decarbonizzazione del settore ferroviario con la combinazione di miglioramenti nell'utilizzo del trasporto ferroviario merci e sviluppi nella tecnologia avanzata delle locomotive. L'intelligenza artificiale, l'apprendimento automatico e le tecnologie di automazione sono parte integrante del progresso degli attuali sistemi di bordo e di bordo, nonché dell'aumento della capacità dei nostri sistemi ferroviari attraverso soluzioni di efficienza della rete».

Ma trovare il tempo per sperimentare tecnologie emergenti non è sempre nell'itinerario delle grandi aziende, con numeri trimestrali da raggiungere, processi da seguire, prodotti da vendere e clienti da servire. Tuttavia, la semplice distribuzione della responsabilità di «capire l'intelligenza artificiale» - e un elenco crescente di altre allettanti tecnologie - tra i ranghi ingegneristici di Wabtec non sembrava l'approccio migliore per sfruttarne il potenziale di trasformazione, quindi il team è diventato più intenzionale e ha fatto una scommessa plausibile.

«Avevamo la sensazione che la rivoluzione dell'intelligenza artificiale e dell'apprendimento automatico richiedesse un'attenzione speciale e dedicata per sbloccare il suo vero valore per il settore ferroviario», ricorda Milan Karunaratne, Vice President — AI and Digital Advanced Technologies. «Quindi ci abbiamo pensato, ci siamo messi il cappello da imprenditore e abbiamo presentato il nostro CTO come se fossimo i fondatori di una startup in cerca di finanziamenti iniziali».

L'idea ha funzionato. Il campo? «Investi nella capacità del team di portare tecnologie avanzate nel settore ferroviario e, in cambio, ci impegneremo per ottenere un rimborso 10 volte superiore».
Il team ha fatto proprio questo, ottenendo risultati iniziali grazie a strumenti e tecnologie interni rapidamente sviluppati che hanno portato a progetti e idee commerciali più ampi, complessi e rivoluzionari.

L'ATG è gradualmente cresciuto partendo dalle vittorie nell'IA per coprire altri settori tecnologici emergenti come l'automazione, la sicurezza informatica dei prodotti, l'ingegneria del cloud ad alta resilienza/alta disponibilità e la decarbonizzazione attraverso combustibili alternativi come l'idrogeno. Concentrando queste discipline tecnologiche sotto l'egida dell'ATG è stato istituito un think tank per l'innovazione, la condivisione delle informazioni e la prototipazione rapida che ha accelerato lo sviluppo di nuove soluzioni per il business.

La metodologia dell'ATG

La questione della scala è importante per ATG e Wabtec, perché non mancano tecnologie entusiasmanti da esplorare e un intero settore ferroviario e dei trasporti è pieno di problemi da risolvere. Per evitare di perdere tempo a «ribollire l'oceano» o a inseguire ogni novità, l'ATG di Wabtec ha una missione e una metodologia molto chiare per cambiare il futuro? in prodotti di successo per la produttività interna e la commercializzazione per il successo dei clienti.

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«La missione finale dell'Advanced Technology Group di Wabtec è ridurre il rischio degli investimenti in innovazione che forniscono soluzioni rivoluzionarie su larga scala», spiega Moslener. «Non è un lavoro facile, anzi è pieno di sfide, ma è questo che stimola l'immaginazione del nostro team collettivo. È anche una delle ragioni principali per cui il nostro ruolo di sognatori e innovatori è radicato in un processo rigoroso».

Per comprendere meglio questo processo, è utile esaminare due tipi di idee esplorate da ATG, quelle che il team chiama soluzioni «pull» e «push»: quelle che derivano da una richiesta del cliente (pull) o che Wabtec identifica da sola e prevede possano fare una grande differenza nel settore (push). In primo luogo, il team ATG si affida al personale addetto alle vendite, ai servizi e all'assistenza clienti di Wabtec, che dialoga regolarmente con i clienti, per fornire loro informazioni sulle nuove capacità/tecnologie richieste dai clienti. Il team ATG valuta quindi queste idee (ne riparleremo tra un minuto).

Sebbene sia logico sintonizzarsi su ciò che i clienti richiedono specificamente, l'Advanced Technology Group adotta anche un approccio «push» alle nuove tecnologie. Esamina costantemente sia il settore ferroviario che il più ampio campo tecnologico alla ricerca di problemi complessi con un potenziale di trasformazione, se risolti. L'obiettivo di ATG è prendere i migliori e spingerli verso il settore ferroviario, vale a dire lavorare sulle idee prima che i clienti le richiedano.

A prescindere dalla provenienza, queste nuove idee tecnologiche vengono tutte verificate in modo molto pratico e fondato. ATG analizza il potenziale impatto della tecnologia sull'attività di Wabtec ponendo tre domande:

1. Quanto è grande il problema che questa tecnologia potrebbe risolvere?
2. Quanto del problema potrebbe potenzialmente risolvere Wabtec con questa soluzione?
3. Quanto è scalabile la soluzione tra le attività e il settore di Wabtec?

Queste tre domande aiutano ATG a valutare se ha tra le mani un'opportunità da 1 milione, 10 o 100 milioni di dollari e a stabilire di conseguenza le priorità dello sviluppo. Ad oggi, le idee che partono da una richiesta diretta del cliente hanno tempi di sviluppo più brevi (in media circa due anni), mentre gli sforzi più orientati al futuro di ATG possono avere un periodo di gestazione compreso tra tre e cinque anni.

Prossima tappa: InnoTrans

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Esempi di entrambi sono stati esposti a InnoTrans 2024, dove il team ATG ha fatto il suo debutto all'evento, presentando in anteprima sei diversi pozzi di ispirazione tecnologica.

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«Sebbene sia divertente indicare i nuovi prodotti commercializzati, come il sistema di rilevamento passeggeri con visione artificiale VaporVision™ di Wabtec, che sono il risultato del lavoro di ATG, è importante ricordare che la missione di questo team è ridurre il rischio dell'applicazione di tecnologie avanzate per un eventuale uso commerciale», ricorda Karunaratne. «ATG è letteralmente il laboratorio vivente di Wabtec per la sperimentazione e l'innovazione tecnologica.

«Stiamo scoprendo l'alchimia tra le diverse tecnologie e il nostro settore, gestendola in collaborazione con uno dei P&L di Wabtec, e poi trasferendo ciò che abbiamo iniziato al P&L per la commercializzazione. Le persone che hanno visitato la nostra installazione all'interno della Wabtec Station di InnoTrans quest'anno hanno avuto un ottimo assaggio del modo in cui lavoriamo e degli straordinari prodotti che tale lavoro può generare».

Di seguito sono riportati sei concetti tecnologici presentati da ATG a InnoTrans:

1. Tecnologia di percezione: l'intersezione tra intelligenza artificiale e varie tecnologie di rilevamento che utilizzano telecamere, LIDAR e radar è un'area particolarmente fertile per lo sviluppo di nuovi prodotti con impatti su tutto il settore. Sta portando a soluzioni avanzate di rilevamento della sicurezza su treni e autobus ed è presente in un nuovo prototipo Maintenance of Way per una maggiore produttività nelle operazioni ferroviarie (uno Spiker di nuova generazione!) , solo per citare un paio di casi d'uso.
   
2. RailGhost: ATG sta inoltre esplorando l'applicazione della tecnologia di automazione nel settore ferroviario. RailGhost ripensa e riprogetta un percorso per la navigazione negli scali ferroviari. Introduce una piattaforma per funzionalità robotiche e di ispezione perfettamente integrate, che sblocca nuovi livelli di sicurezza, efficienza e approfondimenti finora impossibili.
   
   Ciò che distingue RailGhost è il suo esclusivo design a basso profilo che consente il movimento automatico negli scali ferroviari. Può viaggiare sopra i binari, passare sotto i vagoni ferroviari e attraversare interruttori e passaggi a livello, offrendo una mobilità senza pari e un accesso completo a tutte le aree del cantiere.
   
3. OneBot: questa tecnologia si basa sulle ultime innovazioni nell'intelligenza artificiale generativa e nei modelli di linguaggio ampio (LLM) e le applica alla funzione di assistenza clienti con l'obiettivo di consentire ai clienti di utilizzare robot intelligenti per risolvere i problemi, ottenendo risultati più rapidi e meno costosi. Data la natura tecnica e legata alla sicurezza dei sistemi ferroviari, OneBot soddisfa severi controlli di sicurezza con risposte testate e curate dagli ingegneri esperti di Wabtec.
   
   Gli utenti di OneBot si sentiranno come se avessero il proprio esperto personale di Wabtec a portata di mano. Una persona può porre una domanda in un linguaggio semplice e naturale e ottenere una risposta tecnica specifica su prodotti o macchine complessi, migliorando notevolmente l'esperienza complessiva del servizio clienti.
   
4. Teleoperazioni: perché gli operatori di droni dovrebbero divertirsi? I casi d'uso del «controllo remoto» delle locomotive sono innumerevoli e ATG ha mostrato le sue prime idee in questo entusiasmante campo. Le teleoperazioni rappresentano il futuro dell'automazione dei treni incentrata sull'uomo: il passo successivo sicuro e logico per migliorare l'efficienza ferroviaria e la qualità del servizio. Integrando strettamente le funzionalità avanzate di comando remoto con l'automazione trasformativa come Trip Optimizer e Positive Train Control (PTC), le teleoperazioni ottimizzano l'utilizzo del personale e sbloccano nuovi livelli di operazioni sicure e affidabili, impossibili solo con i metodi manuali. Le teleoperazioni rappresentano un investimento nella moderna forza lavoro ferroviaria e un catalizzatore per una maggiore redditività attraverso risparmi simultanei sui costi e nuove opportunità di guadagno.
   
5. Freno elettromeccanico: per Wabtec, ogni componente del trasporto ferroviario di transito e merci è un gioco leale per l'innovazione. Wabtec sta sviluppando un innovativo sistema di frenatura elettromeccanica (EMB) per treni. A differenza dei sistemi attuali che utilizzano aria compressa o olio, l'EMB non si basa sui fluidi. La transizione ai sistemi EMB è un processo complesso che richiede un approccio olistico alla progettazione dei treni. Sebbene i singoli componenti EMB possano essere più complessi e costosi rispetto ai loro omologhi pneumatici, i vantaggi complessivi derivano dalle modifiche a livello di sistema. La soluzione di Wabtec va oltre i singoli componenti per offrire un sistema completo e incentrato sulla sicurezza, un ottimo esempio di pensiero innovativo all'interno delle unità aziendali di Wabtec.
   
6. Programma avanzato per veicoli: Wabtec e ATG hanno una visione audace per i treni autonomi, incluso lo sviluppo di future locomotive per percorsi più brevi e carichi utili più frequenti e just-in-time. È il momento di offrire un servizio ferroviario simile a quello dei camion, che offra agli operatori maggiore agilità, flessibilità e visibilità. E ATG è in prima linea nella creazione delle tecnologie abilitanti per questa nuova generazione di locomotive.