Marek Smolka: Vyvíjíme chytrou vysokorychlostní výhybku 4.0

Moderní železniční výhybky musí být sestaveny přesně na desetiny milimetru, aby splnily náročné požadavky provozu vysokorychlostní železnice. „Teď je chceme s pomocí umělé inteligence naučit, aby samy hlásily, že potřebují zásah údržby,“ říká Marek Smolka, generální ředitel DT – Výhybkárna a strojírna, a.s.

Kvůli zvyšujícím se rychlostem vlaků se zvyšují nároky na přesnost rozměrů výhybek. Které části jsou nejnáročnější na výrobu?
Výhybky a speciálně jejich hlavní části patří k nejvíce dynamicky namáhaným konstrukcím v trati. Největší důraz proto klademe na přesnost opracování dílů, kde kolo přejíždí z jednoho dílu na druhý. Konkrétně se jedná ve výměnové části výhybky o jazyk a opornici a dále o srdcovku. Na ní se kříží koleje v přímém a odbočném směru. Cílem je, aby kola vlaku přejížděla do přímého nebo odbočného směru plynule.

Montážní tolerance pro sestavení dílů měříme v řádech desetin milimetru. Naše CNC obráběcí centra jsou při opracování dílů ještě o řády přesnější.

Musí mít ocelové díly výhybky kvůli životnosti speciální vlastnosti?
Ano, používáme speciální materiály s vysokou tvrdostí. V některých případech zvyšujeme vstupní tvrdost hlav kolejnic tepelným zpracováním nebo dokonce u určitého typu srdcovek aplikujeme metodu zpevňování pojížděného povrchu výbuchem.

Jak se zpevňování výbuchem dělá?
Na povrch srdcovky, který bude v kontaktu s kolem, se nalepí pásy trhaviny. Následný řízený výbuch pomocí tlakové síly zdeformuje povrchovou vrstvu materiálu a výrazně tak zvýší její tvrdost. Lépe pak snáší velká tlaková zatížení. Pro výrobu srdcovek však používáme ještě tvrdší slitinu, která je výsledkem vlastního výzkumu a vývoje. Srdcovky naší speciální konstrukce, které jsou z ní vyrobeny, mají proto velmi dlouhou životnost a nízké nároky na údržbu ve srovnání se standardními materiály.

Kam kromě Česka výhybky dodáváte?
Výhybky jsme už dodávali do 35 zemí světa. Jezdí po nich vlaky v Kanadě, USA, Brazílii, Austrálii, Kataru, Indonésii, Švédsku, Norsku či Švýcarsku. Dlouhodobě se snažíme o získání certifikátů pro dodávky výhybek nebo jejich dílů do dalších zemí. Nároky zahraničních zákazníků na kvalitu nás nutí neustále se zlepšovat a zdokonalovat.

Na jakých nejzajímavějších místech jezdí vlaky po vašich výhybkách?
Naše výhybky můžete najít za polárním kruhem, na kosmodromu Evropské kosmické agentury ve Francouzské Guyaně, dodávali jsme také do pouštní oblasti v Saúdské Arábii.

Loni jste instalovali svou první výhybku pro vysokorychlostní tratě. Vlaky po ní mohou jet přímo rychlostí 350 km/h a odbočovat až 160 km/h. Vyvíjeli jste ji dlouho?
S vývojem výhybek pro vysoké rychlosti jsme začali už v roce 2001. V roce 2003 jsme ve stanici Vranovice instalovali první výhybku, kde jsme použili nové konstrukční řešení srdcovky s pohyblivým hrotem. Toto provedení umožňuje přimknutí hrotu ke kolejnici a přejezd vlaku se odehrává bez charakteristického „klepnutí“. V roce 2007 jsme instalovali prototyp další generace výhybky pro rychlost do odbočného směru 130 km/h. Od roku 2012 jsme testovali výhybku pro rychlost odbočování 160km/h. Loni byly dvě tyto výhybky zprovozněny ve stanici Prosenice.

Chcete se dostat ještě na vyšší rychlosti?
Naším cílem je nabídnout zákazníkům výhybku pro rychlost jízdy do odbočného směru 230 km/h. Jedná se o výhybku, která je určena pro větvení a rychlé sjezdy z vysokorychlostních tratí. Její délka bude téměř 180 metrů.

Bude pro ně v Česku odbyt, když se o stavbě vysokorychlostních tratí zatím jen mluví?
Nyní probíhá zpracování studií proveditelnosti u vybraných úseků vysokorychlostních tratí. Zahájení výstavby se předpokládá v horizontu 5 až 10 let. Budeme dělat všechno proto, abychom byli připraveni nabídnout konkurenceschopné řešení.

Máte silný vlastní výzkum a vývoj. Spolupracujete na vývoji nových výhybek také s technickými univerzitami?
Velmi úzkou spolupráci máme s VUT v Brně a Univerzitou Pardubice. Využíváme jejich možností laboratorních zkoušek, materiálového výzkumu, spolupracujeme na sběru dat a jejich vyhodnocení. Měříme třeba odezvu při přejezdu výhybky jak z vozidla, tak i z výhybky, železničního svršku a spodku. Získané poznatky uplatňujeme při návrhu nových konstrukcí a při inovacích již zavedených výrobků.

S univerzitami pracujete také na sběru dat přímo z výhybky při provozu. Budete pak nabízet správci železnice na základě dat z tratí prediktivní údržbu výhybek?
Pro řešení tohoto záměru jsme získali podporu formou projektu TAČR, kde se snažíme uplatnit trend Průmyslu 4.0. Naše představa o chytré výhybce 4.0 vychází z myšlenky osadit výhybku senzory, které by umožnily monitorovat její chování v čase. S využitím umělé inteligence chceme navrhnout kritéria, která by upozornila správce infrastruktury, že něco není na výhybce v pořádku a dala mu čas naplánovat vhodný rozsah a formu opravy.

Kdy byste mohli mít vše připravené pro ostrý provoz?
V loňském roce jsme začali s prvními měřeními v trati, analyzujeme datové soubory, vyvíjíme algoritmy pro vyhodnocení, přenos a ukládání dat. Důležitá bude fáze vyhodnocování, abychom správně zvolili intervaly pro zásah údržby. První funkční model by měl být k dispozici v roce 2023.

Patříte k firmám s vysokou přidanou hodnotou na pracovníka. Jak je to pro vás důležitý ukazatel?
Tento ukazatel pečlivě sledujeme. Investujeme do nových výrobních technologií, zefektivňujeme montážní procesy, pro návrh výrobků využíváme 3D parametrické modely, využíváme výstupy z vlastního výzkumu a vývoje, inovujeme naše výrobky a optimalizujeme naše činnosti. Bez tohoto úsilí bychom nedokázali obstát v silné zahraniční konkurenci.

Profitují z vysoké přidané hodnoty i zaměstnanci tím, že jim vyplácíte vyšší mzdy?
Naše výrobní procesy nenabízí velké možnosti pro robotizaci většího počtu pracovišť. Naopak, máme velký podíl ruční práce, zejména na montážních pracovištích, kde musí mít zaměstnanci cit pro detail, aby výhybka byla sestavená přesně v požadovaných tolerancích. Velmi si jejich práce vážíme, ale i pracovníků dalších profesí, které se snažíme pro jejich zručnost odpovídajícím způsobem ohodnotit. Dlouhodobě se snažíme, aby naši zaměstnanci byli ve srovnání s okolními regiony nadstandardně platově ohodnoceni.

Rozhovor vyšel v časopisu Svazu průmyslu Spektrum 2Q/2021. Celé číslo čtěte zde.