- La RFID UHF passive standardisée permet une identification unique des véhicules et composants ferroviaires selon la norme EN 17230.
- Les données de mesure issues de systèmes comme le pesage d’essieux peuvent être attribuées de manière fiable au bon véhicule grâce à la RFID.
- Les capteurs RAIN RFID passifs transmettent des informations d’état environnementales sans nécessiter de batterie, renforçant la maintenance prédictive.
- La standardisation inter-entreprises ouvre la voie à un traitement uniforme des données d’identification et à l’intégration dans les systèmes ERP et de maintenance.
L'association d'identifications RFID UHF standardisées et de données de capteurs constitue la base d'une surveillance efficace de l'état des actifs et de la mise en œuvre de la maintenance prédictive dans le secteur ferroviaire.
Article rédigé par Olaf Wilmsmeier, Wilmsmeier Solutions
La technologie RFID UHF déployée le long de la voie permet l’identification automatique des véhicules ferroviaires et constitue un fondement essentiel pour les processus de maintenance numériques, la surveillance de l’état des actifs et la maintenance prédictive. La technologie RFID UHF passive utilisée dans ce contexte, basée sur la norme ISO/IEC 18000-63, est aujourd’hui également désignée sous le terme de « RAIN RFID ».
Le point de départ : une identité unique pour les composants ferroviaires
Lors du salon InnoTrans 2016, un sujet qui préoccupe encore aujourd’hui l’industrie ferroviaire a été mis en avant pour la première fois : l’identification des composants nécessitant une maintenance à l’aide de la RFID UHF, non seulement de manière unique, mais aussi standardisée et inter-entreprises.
De grands opérateurs européens tels que l’ÖBB, les CFF et la Deutsche Bahn ont soutenu cette approche. En collaboration avec GS1 et d’autres acteurs du marché, les bases ont été jetées pour une utilisation uniforme des données d’identification au-delà des frontières entre fabricants, opérateurs et prestataires de maintenance.
À première vue, cela ressemble à un sujet classique lié à l’identification automatique. Mais pour la maintenance, cela va bien au-delà : ce n’est que lorsqu’un composant est identifié de manière univoque que les données d’inspection, de réparation et, ultérieurement, celles des capteurs peuvent être attribuées de manière permanente à cet actif physique.
La norme EN 17230 inscrit l’identité du véhicule sur le transpondeur RFID
Dans le domaine ferroviaire, chaque wagon ou véhicule dispose d’un numéro européen de véhicule (EVN). La norme européenne EN 17230 définit comment cette identité peut être rendue disponible sur le véhicule sous une forme lisible par machine, notamment à l’aide de transpondeurs RFID UHF passifs.
Des lecteurs installés sur le ballast peuvent détecter automatiquement les véhicules lors de leur passage. D’après l’expérience acquise dans le cadre de telles applications, ni la saleté ni les intempéries ne constituent en principe un obstacle. Même les vitesses élevées des véhicules n’empêchent pas une identification fiable, à condition que les lecteurs, les antennes, les transpondeurs et la zone de lecture soient correctement dimensionnés pour l’application.
Cela permet, par exemple, de documenter automatiquement dans les centres de maintenance quel véhicule se trouvait à quel endroit et à quel moment. Les voies de garage peuvent également être surveillées via des points de détection RFID définis.
Source : DIN EN 17230:2021-03 – Technologies de l’information – RFID dans les applications ferroviaires
Exemples d’infrastructures robustes de lecteurs UHF/RFID :
Connexes Matériel
FEIG2any : traiter les données RFID dès leur arrivée dans le lecteur
Une différence importante par rapport aux premiers projets RFID réside aujourd’hui dans l’intégration des données.
Les lecteurs RFID ne doivent plus se contenter de transmettre des données brutes à un middleware spécialement développé. Le traitement peut désormais s’effectuer directement dans le lecteur. L’application FEIG2any en est un exemple : elle fonctionne directement sur les lecteurs RFID pris en charge et peut convertir les données capturées dans différents formats, puis les transmettre à des systèmes de niveau supérieur via des interfaces courantes.
Cela revêt une importance particulière pour les projets ferroviaires : le véritable défi ne réside souvent pas dans la lecture d’un transpondeur RFID, mais dans l’intégration fiable de cet événement de lecture dans les processus existants de maintenance, de gestion du trafic ou d’ERP.
La RFID attribue les données de mesure au bon véhicule
Un exemple concret est la combinaison de la RFID avec des systèmes de pesage d’essieux ou de comptage d’essieux. Tandis que le lecteur RFID enregistre le numéro du véhicule ou l’EVN, le système de mesure fonctionnant en parallèle fournit les données relatives aux essieux qui défilent.
Si les deux flux de données sont reliés entre eux, les valeurs mesurées peuvent être attribuées sans ambiguïté au bon véhicule et aux roues ou bogies correspondants. Cette combinaison est aujourd’hui déjà une application bien établie.
La contribution décisive de la RFID ne réside donc pas ici dans la mesure elle-même, mais dans l’attribution sans ambiguïté des données de mesure au véhicule physique.
Des essieux aux pantographes
L’identification standardisée ne s’arrête pas au véhicule complet. Dès 2016, les étiquettes d’essieux (marquages apposés sur l’ensemble axe et roues) dotées d’un marquage RFID UHF supplémentaire constituaient déjà un point de départ important.
Désormais, les commutateurs Ethernet, les cartes enfichables (modules électroniques enfichables dans les systèmes du véhicule et de commande), les pantographes (collecteurs de courant sur le toit du véhicule) et d’autres composants nécessitant une maintenance sont également marqués par la technologie RFID UHF et souvent, en complément, par un code DataMatrix. Si nécessaire, les informations peuvent également être apposées sur le composant sous une forme lisible par l’œil nu.
Le point essentiel réside dans la normalisation au-delà des frontières de l’entreprise : les exploitants, les fabricants et les centres de maintenance doivent pouvoir lire et traiter les étiquettes selon le même principe. La RFID n’est donc pas seulement une plaque signalétique électronique, mais fait partie intégrante du processus de maintenance et de traitement des données.
Son utilité pratique se manifeste au quotidien dans les ateliers. Les notes manuscrites et la saisie manuelle des numéros dans les systèmes informatiques deviennent superflues. Grâce à des scanners portatifs, les données RFID peuvent être transmises directement aux logiciels de maintenance ou aux systèmes SAP.
Les mouvements internes de matériel peuvent également être automatisés. Si, par exemple, un bogie est transporté d’un service à l’autre, des lecteurs RFID fixes enregistrent ce mouvement. La lecture peut ensuite déclencher le mouvement de stock ou l’écriture comptable correspondant dans le système SAP. Même les composants sales ou rayés peuvent ainsi être enregistrés sans saisie manuelle.
Prochaine étape : les capteurs RAIN RFID sans batterie
La combinaison croissante de la technologie RAIN RFID et des capteurs passifs présente un intérêt technique particulier. Le champ d’application de cette technologie s’étend ainsi de la simple identification à la collecte d’informations sur l’état des objets.
Un transpondeur à capteur ne se contente plus de transmettre son identité. Lors de la lecture, il peut également enregistrer des valeurs d’état ou environnementales, telles que la température, et les transmettre sans fil, sans qu’une batterie ne soit nécessaire.
Dans le secteur ferroviaire, cela peut par exemple permettre d’attribuer sans ambiguïté des températures élevées au niveau de composants ou de bogies à l’actif concerné. Si ces valeurs sont relevées de manière répétée, il est également possible d’observer les variations au fil du temps.
Le rôle du transpondeur évolue ainsi : une plaque signalétique électronique peut devenir un point d’identification et de détection.
Exemples de capteurs RFID passifs :
Connexes Matériel
La maintenance prédictive commence par une attribution correcte
Dans le cadre de la maintenance prédictive, les besoins en maintenance sont déterminés le plus tôt possible à partir de l’état réel d’un composant, plutôt que de se fier exclusivement à des intervalles de maintenance fixes. Cela permet de planifier les travaux de maintenance de manière plus ciblée et de réduire les pannes imprévues.
Pour cela, les données collectées au fil des années doivent pouvoir être attribuées de manière fiable au bon composant. Lorsqu’un identifiant unique de composant est associé aux données de capteur, d’inspection et de réparation tout au long de son cycle de vie, cela constitue une base solide pour un jumeau numérique.
Sur cette base, les exploitants pourront à l’avenir adapter davantage les cycles de maintenance à l’état réel d’un composant. L’identification automatique et univoque des composants est une condition préalable essentielle à cela.
RFID UHF et NFC dans un seul transpondeur
Les transpondeurs bi-fréquences, qui combinent la RFID UHF et la technologie NFC ou la RFID HF, constituent une autre évolution intéressante.
La RFID UHF permet la lecture automatisée à distance ou le recensement de plusieurs actifs. La technologie NFC offre en outre la possibilité de lire ou d’écrire de manière ciblée sur un composant individuel à l’aide d’un smartphone ou d’un lecteur NFC industriel.
Cela permet de relier des processus d’infrastructure automatisés et des interventions directement sur le composant via le même marquage physique.
Identification standardisée et passeport numérique du produit
Le passeport numérique du produit (DPP) de l’Union européenne souligne également l’importance croissante d’une identification claire et lisible par machine des produits. Le DPP ne se limite pas aux biens de consommation. Le cadre juridique européen couvre en principe également les composants et les produits intermédiaires. Les informations à fournir et les groupes de produits nécessitant un DPP sont définis au cas par cas, en fonction du produit concerné.
Aucune exigence spécifique relative au DPP n’est actuellement définie pour les véhicules ferroviaires ou les composants ferroviaires en tant que groupe de produits distinct. Certains produits et matériaux utilisés dans le secteur ferroviaire peuvent toutefois être soumis à des exigences correspondantes, indépendamment de cela.
Cette évolution présente donc un intérêt pour l’industrie ferroviaire : grâce à des marquages RFID standardisés, à des identités uniques pour les composants et les véhicules, ainsi qu’au lien avec les données numériques du cycle de vie, le secteur s’appuie depuis des années déjà sur des principes qui jouent également un rôle central dans le passeport numérique du produit.
Les exigences spécifiques aux groupes de produits qui seront bientôt publiées permettront de déterminer dans quelle mesure les spécifications du DPP favorisent davantage l’identification standardisée des produits dans le secteur ferroviaire.
Pour en savoir plus sur le passeport numérique du produit, les exigences réglementaires et le rôle de la RFID, du NFC et d’autres technologies d’identification, consultez la rubrique Think WIoT DPP.
Dix ans, ce n’est pas long dans l’industrie ferroviaire
L’étiquetage RFID standardisé est une réussite, mais il est encore loin d’être pleinement mis en œuvre. De nombreux véhicules existants resteront en service pendant encore des décennies. Parallèlement, les processus de maintenance, les systèmes informatiques et les flux de travail doivent être adaptés, et les collaborateurs des ateliers et de la logistique doivent être impliqués.
C’est précisément pour cette raison qu’il est intéressant de revenir sur les dix dernières années : la RFID UHF, ou RAIN RFID, a fait ses preuves sur le plan technique. La prochaine étape de développement repose désormais sur la combinaison d’un identifiant unique par actif, de la collecte automatisée des données et des capteurs.
Cette combinaison est d’ores et déjà directement exploitable pour la surveillance de l’état des actifs. Pour la maintenance prédictive, elle crée une condition préalable essentielle : savoir quelles informations d’état correspondent réellement à quel véhicule, essieu ou composant.
