在鐵路產業中，基於狀態的智慧維護（Condition Based Maintenance, CBM）技術是一種維護策略，具有提升鐵路安全性的優勢。本文以韓國第一項CBM專案為例，深入探討CBM技術如何徹底改變鐵路產業風貌並提高安全性。
（右圖）Globiz與KORAIL和Hyundai Rotem合作，共同執行韓國第一項CBM專案。
韓國擬定了在2027年將鐵路事故死亡人數減少50%的積極目標。過去，維護人員必須對列車進行耗時且成本高昂的檢查，而且檢查期間列車需完全停駛。此外，無法即時監控並診斷關鍵零件問題，是個棘手的挑戰，這將導致維護人員無法發現可能威脅鐵路安全性和可靠性的缺陷。
為了增進鐵路交通安全，韓國國土交通部正積極採取行動，以便提高列車關鍵零件的可視性。隨後，該部門在南韓全國各地部署了先進的鐵路安全監控技術。
挑戰：從頭開始打造智慧維護系統
在鐵路產業中，CBM是一種維護策略，它使用感測器和其他來源的資料，即時監控鐵路資產狀態，以便在問題惡化之前及時偵測到潛在風險，進而提高維護效率。Globiz（Globiz Pte Ltd）發現CBM具有提升鐵路安全性的優勢，問題是，儘管CBM的價值備受全球業者認可，但其運作和標準均未成熟，導致監管機構、業者和解決方案供應商必須步步為營地自行摸索，以便獨立部署CBM。然而，Globiz無畏地接受挑戰，在沒有準則的情況下克服重重困難，竭盡心力地建構成功的CBM系統。
1、找出問題：確定需監控哪些關鍵列車零件
在開發可靠的車載CBM系統時，首要之務是確定哪些重要資產需加以監控。為此，Globiz需找出每輛列車中的關鍵零組件，以便蒐集資料。
2、蒐集資料：自主創新，確保準確的資料蒐集
蒐集資料是項艱鉅的任務，這點不言自明。首先，開發商必須派遣專業人員到現場，在列車的各個零組件上安裝感測器，但是這些感測器提供的資料品質並不理想。而此專案的成功完全取決於準確、完整且及時的資料。另外，市售的感測器動不動就故障，因此 Globiz決定自行開發硬體感測器和資料擷取（DAQ）系統，以便蒐集所需的資料。
3、資料建模：尋找鐵路營運和機器學習演算法領域的全方位專家
解決資料蒐集問題後，專案重心便轉移到開發預測模型上。這項任務需要熟悉鐵路維運的機器學習演算法專家來進行CBM建模。有鑑於此專案的複雜性，這些專家是確保成功開發精確預測模型的關鍵。
4、部署：確保複雜的新系統能夠順利整合到傳統的維護環境中
部署CBM系統以進行即時且持續的監控是另一挑戰，這類系統需與現有的軟體、硬體和通訊網路緊密整合。此外，由於列車維運人員已習慣傳統的維護和檢查方法，Globiz必須不間斷地提供強大的支援，確保列車維運人員能夠隨時展開例行的維護。
在過去10年間，Globiz致力於開發CBM軟體平台iCMS，以進行精密的分析和故障檢測。該公司與KORAIL（韓國鐵道）和Hyundai Rotem（現代樂鐵）合作，共同執行韓國第一項CBM專案。由於開發過程非常複雜，Globiz需與專家、合作夥伴密切協作和溝通，以便成功完成系統部署。
Globiz的CBM系統可收集不同列車資料，然後將它們整合到操作介面中。
解決方案：透過邊緣運算即時處理資料
如果能夠預處理蒐集到的資料，網路伺服器便能以超高效率進行資料分析。為了實現即時分析，Globiz選擇與Moxa強強聯手。Moxa工業電腦符合全球鐵路EN 50155標準，可當作本地伺服器，對蒐集到的車載資料進行預處理。電腦會先處理來自關鍵零組件和感測器的資料，然後將其傳送到網頁伺服器。Moxa還提供客製的Linux驅動程式，以便在該平台上執行iCMS，還有可熱插拔的SSD/HDD更換設計，可簡化維護程序。
為確保與Globiz合作執行的專案能獲得成功，Moxa建立了一支由總部技術專家和當地專業人員組成的虛擬專家團隊，從概念驗證（POC）階段到完成最終部署，該團隊始終與 Globiz維持密切合作，以解決過程中遭遇的所有問題。在2年期間內，Globiz和Moxa建立了可靠、誠信和誠摯的長期合作夥伴關係，提供專屬的技術支援，以滿足KORAIL的要求，並完成韓國實驗室認證方案（KOLAS）驗證和韓國認證（KC）。
在列車行駛過程中，Globiz CBM的車載診斷系統透過Moxa電腦
進行邊緣運算，協助維運人員快速進行車載診斷。
搭上智慧列車，展開安全旅程
在順利完成該專案後，Globiz獲得韓國現代集團（Hyundai）和列車營運商的認可，將持續作為合作夥伴，協助推廣CBM系統到韓國更多城市。Globiz的CBM系統不僅可協助運營商降低維護成本，還可減輕經營壓力。Globiz估計此專案可為客戶帶來的好處包括：
- 生命週期成本（LCC）降低25%～35%
- 零組件成本降低20%～30%
- 設備壽命可延長40%
對於Globiz而言，成功執行此專案是個重要里程碑，因為這是韓國首見的專案。Globiz總監暨首席研究工程師JunSik Im表示：「Moxa擁有齊備的鐵路產品組合，是最理想的合作夥伴。我們期待在未來的專案中繼續與Moxa合作。」藉由部署此解決方案，Globiz可支援韓國更多列車營運商，輕鬆進軍國際市場，同時持續蒐集資料，有助於保護更多的乘客並保障行駛路線的安全。