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Reducing rolling stock maintenance cost

Louis-Marie CLEONDirecteur Adjoint de la Direction de l’I&R

Quelques chiffres en données d’entrée

Un Réseau : 31 385 km (LGV: 1 540 km)

Des ressources : 170 000 Cheminots 3 548 Locomotives

357 TGV (+ 16 Eurostar et 6 Thalys) 6 682 Voitures 103 800 Wagons

Des trains : 1 182 trains Grandes Lignes dont 480 TGV / jour 5 464 trains TER / jour 4 945 trains Transilien / jour 1 842 trains Fret / jour

Un CA : 11,4 Milliards d’Euros Régularité (moins de 5 minutes) : TGV : 87 %

Transilien : 92,1%

TER : 90 %

Contexte et enjeux de la maintenance du matériel roulantLes acteurs en présence

Ministère / DTTRFF / INFRA

ExigencesExigences sécurité sécurité

Exploitant FerroviaireExploitant Ferroviaire

Marché, exigencesMarché, exigences sécurité, qualité, coûts, sécurité, qualité, coûts,

disponibilitédisponibilité

Maintenance du Maintenance du matérielmatériel

Réponses besoins Réponses besoins et exigenceset exigences

Autorités Autorités OrganisatricesOrganisatrices

Marché, exigencesMarché, exigences

Industriels / Industriels / ConstructeursConstructeurs

Réponses besoins Réponses besoins et exigenceset exigences

VoyageursVoyageursClientsClients

Besoin, exigencesBesoin, exigences

MATERIEL

Acquisition+

Maintenance & évolution+

Transformation+

Proactivité

Prix / CoûtLimiter les coûts de maintenance qui représentent 10-12% des coûts de l'opérateur

Variabiliser les coûts et gagner en visibilité

Disponibilité / Engagement de service

Fiabilité

Qualité/Sécurité

Confort

Réactivité / Flexibilité

Anticipation / Innovation

Ingénierie / Projets

Le Matériel est au cœur des exigences des Clients

Exigences des Clients / Marché

Contexte et enjeux de la maintenance du matériel roulant Le parc de matériel roulant SNCF (mars 2003)

• 374 TGV (dont 3 rames postales)

• 997 automotrices électriques

• 1730 locomotives diesel

• 7395 voitures

• 105200 wagons

• 2027 locomotives électriques

• 988 autorails & automoteurs

• 1220 locotracteurs

Contexte et enjeux de la maintenance du matériel roulant Les données économiques générales

Estimation de la valeur à neuf du matériel roulant SNCF

15 G €

Exercice 2002 Investissements matériel neuf : 1 G € Maintenance du matériel roulant : 1,4 G €Modernisation : 0,2 G €

Répartition moyenne du coût d’un trajet Grandes Lignes de la SNCF :

11 % : maintenance du matériel19 % : charges de capital du matériel6 % : énergie de traction

Contexte et enjeux de la maintenance du matériel roulant

Les exigences législatives

Obligation (arrêté du 5 juin 2000 relatif aux règles techniques et de maintenance applicables aux matériels roulants ) d’assurer le management :

POLITIQUEPOLITIQUEresponsabilités responsabilités

formation, qualification et maintien de la qualification

formation, qualification et maintien de la qualification

règles de maintenance

règles de maintenance

gestion de la documentation gestion de la

documentation contrôle,

autocontrôle, suivi des pratiques

professionnelles

contrôle, autocontrôle, suivi

des pratiques professionnelles

Installations, appareils de mesure et d'essais

Installations, appareils de mesure et d'essais

conformité des pièces de rechange

conformité des pièces de rechange

traçabilité traçabilité

retour d'expérience

retour d'expérience

Politique et organisation de maintenance à la SNCFLa politique

La politique de maintenance du matériel consiste à mettre à disposition (des Activités = Exploitants Ferroviaires internes de la SNCF) des matériels :

conformes aux exigences de sécurité et de compatibilité définies par l’arrêté du 5 juin 2000 ;conformes aux normes et à la réglementation relatives aux transports concernés ;conformes aux objectifs de qualité, de disponibilité et de coût convenus.

Politique et organisation de maintenance à la SNCFLa stratégie de maintenance

Choisir le meilleur compromis entre maintenance préventive et maintenance corrective en fonction des objectifs opérationnels

Coûts, indisponibilité, perte d’image, sécurité, confort, régularité...

Optimisation de la maintenance en fonction de l’effet des défaillances

MaintenanceMaintenancePRÉVENTIVEPRÉVENTIVEMaintenanceMaintenancePRÉVENTIVEPRÉVENTIVE

MaintenanceMaintenanceCORRECTIVECORRECTIVEMaintenanceMaintenanceCORRECTIVECORRECTIVE

HorsHors

exploitationexploitation

EnEn

exploitationexploitation

Politique et organisation de maintenance à la SNCFL’intégration aux besoins de l’exploitant

– Niveau 1 = opérations de surveillance lors des circulations (conducteur, dispositif de surveillance de la température des boites d’essieux…)

– Niveau 2 = vérifications, tests, échanges rapides d'équipements entre deux circulations (généralement en centre de maintenance)

– Niveau 3 = visites périodiques préventives et déposes d'organes, généralement hors service commercial (en centre de maintenance)

– Niveau 4 = opérations de maintenance majeures, les révisions (en atelier)

– Niveau 5 = modernisation, transformation ou réparation importante (en atelier)

Politique et organisation de maintenance à la SNCFSchéma de maintenance type

Pas d’examen

2 x pas d’examen

Demi pas de visite (en Km)

Pas de visite (en km)

2x pas de visite (en km)

3x pas de visite (en km)

4x pas de visite (en km)

Généralement à mi vie

GVG EMN ATS1 ATS 2 VL VG VL GVG OC

EMN = Examen MécaNiqueVL : visite limitéeVG : visite générale interventions en centre de maintenanceATS : autres travaux systématiquesGVG : grande visite généraleOC : opération caisse interventions en atelier

Politique et organisation de maintenance à la SNCFLa spécialisation

La spécialisation pour maîtriserla sécurité,les coûts,la qualité de service

Dimensionnée en tenant compte notamment : Des compétences théoriques et pratiques maîtrisables par les différents acteursDes installations et outillages disponibles De l’impact économique des stocks et pièces de rechange

Politique et organisation de maintenance à la SNCFL’ingénierie de maintenance intégrée

Élaboration et optimisation des règles de maintenance par entités dédiées

Principales méthodologies utilisées :Analyse des données du retour d’expérience et modélisation des lois d’usure ou de dégradation (capteurs, data mining).Optimisation de la Maintenance par la Fiabilité

Optimisation de la maintenance : Traitement des données de mesure

Contexte : Une quantité importantes de mesures enregistrées : Par voiture de mesure

(embarquée) En voie grâce à des capteurs qui

auscultent les installations et les trains en temps réel Objectif : Exploiter ces informations pour :

Prévenir les incidents à l’aide de la maintenance prédictive

Optimiser l’allocation des ressources de maintenance à l’aide d’une vision prospective et d’une plus grande planification

Les études : Détection des défauts de roue Détection des boîtes chaudes

d’essieux Optimisation de la maintenance de

la géométrie de la voie

Optimisation de la maintenance : Exploitation du REX

Contexte : De nombreuses bases de REX disponibles De longs historiques, Des informations variées rarement associées :

exploitation, infrastructure, trafic, maintenance ...

Les études : Analyse statistique des ruptures de

rail Analyse des défauts de signalisation Modélisation des défauts de

géométrie de la voie

Objectif : Identifier les variables influentes sur les dégradations Optimisation des cycles de maintenance Répartition optimisée des ressources de maintenance Réduction des incidents

Analyse statistique des ruptures de rail : OBJECTIF BJECTIF et METHODOLOGIEet METHODOLOGIE

Réalisation d’un outil d’aide à la décision qui hiérarchise Réalisation d’un outil d’aide à la décision qui hiérarchise le criticité de rupture des rails sur le réseaule criticité de rupture des rails sur le réseau

Criticité = Probabilité * Gravité

Modèle prédictif sur les ruptures de rail

• Identification des variables influant sur la rupture

• Quantification de ces influences

Modèle de gravité

Déclinaison des modalités de gravité (conséquence sur la sécurité, la production, la maintenance …) :

• Choix des variables influentes• Hiérarchisation

Analyse des historiques de données,

Expertise métier

Analyse statistique des ruptures de rail : MISE EN OEUVREMISE EN OEUVRE

Coûts de maintenance

Quels indicateurs?

coûts, coûts , coûts nb km nb Voy. km

Réduction des coûts

Augmenter la disponibilité et donc les km

Augmenter la disponibilité

Répercution sur les coûts des km supplémentaires

50%

Optimiser les travaux entre les services produits trains

Réduire les manœuvres Gestion des manœuvres en établissement

Objectifs:

Minimiser les coûts de manœuvre des établissements de maintenance (programmation)Réagir à des aléas de production en proposant des planifications adaptées (pré-op. et opérationnel) qui minimisent les retards en sortie d’établissement

Planification et optimisation de la manœuvre à la maintenance

Typologie des manœuvres sur un site d’entretien

Définition d’une typologie des manœuvres propre à différents établissements

Conception d’une procédure automatisée de génération des manœuvres à partir du plan de transport des activités et du plan d’occupation des voies

Modélisation du problème : formalisme des graphes disjonctifs

Réalisation d’interfaces utilisateurs « simples »Saisie et modification des donnéesAffichage des solutions en sortie

Rames bloc réversibles même pour Parcours > 200 km Vitesse > 160 km/h

Allongement des pas de vidange des WC par traitementélectrochimique des effluents solides.

Système de Production de Maintenance

Organiser le système de production (maintenance et préparation des rames), déployer et appliquer des méthodologies et mesurer nos résultats

Développer des Méthodes industrielles dans tous les établissements

Accélérer nos progrès par un système de production en amélioration permanente

Piloter la performance industrielle

Optimiser le dispositif de maintenance

Les Matériels : Programmes de rénovation des caisses

10001000caissescaisses

2002 2003 2005

400

650

1000

2004

Conception simultanée du matériel et de son soutien : Démarche SLI

West Coast Main Line VIRGIN - ALSTOM

25%75%

coûts de maintenance

coûts d'achat

locomotive électrique

60%

40%coûts de maintenance

coûts d'achat

locomotive diesel

30%70%

coûts de maintenance

coûts d'achat

Train grande vitesse RENFE - SIEMENS

37%

63%

coûts de maintenance

coûts d'achat

Optimisation des cycles de maintenance

évolution du pas des visites TGV A

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Optimisation des cycles de maintenance – TGV SE

22 jours

ES : examen de serviceECC : examen confort clientEMN: examen mécaniqueVL : visite limitée

37 jours

225.000km ou 168 jours

450 000 km ou 10 mois

900 000 km ou 19 mois

1 800 000 km ou 37 mois

GVG ATS ATS 1 ATS 2 VL VG GVG

VG : visite généraleATS : autres travaux systématiquesGVG : grande visite généraleOP mi-vie : 15 ans modulable

8 jours

5 000 km

ES ECC ECF/EMN

52 jours

Maximisation de la disponibilité

En conception : Fiabilité : MTBF des composants, architecture redondée, tolérance aux pannes,Maintenabilité : MTTR (Mean Time To Replace) des organes, modularité, facilité d’accès aux organes à maintenir,Systèmes embarqués de diagnostic et de transmission de données.

En maintenance :Détente des cycles de maintenance par exploitation des données du REX*Adaptation des organisations : maintenance de proximité, travail en horaires décalés, segmentation des opérations.

Montée en charge des exigences liées à l’environnement : Le bruit

objectifs bruit

70

80

90

100

110

train devoyageurs 200

km/h

train devoyageurs 300

km/h

wagons

db

semelles

disques

9696

8888

101101

9292 9191

7979

Fonte& Composites

Semelles fonte

Disques et Semelles composites

Limites Directives Européennes

Montée en charge des exigences liées à l’environnement

Émissions polluantes

0

5

10

15

20

25

CO (g/kWh) HC (g/kWh) NOx (g/kWh) Fumée (IB) PM (g/kWh)

<1982 1982 1993 1997 2003 2008

Introduction de la concurrence à toutes les étapes du cycle de vie

EssaisEssaisForm

alisation

Formalisatio

n

du besoin

du besoin

Fabricatio

n

Fabricatio

n

ACAC--AOAOMaintenance

Maintenance

Conception

Conception

développement

développement

CdCFCdCF ContratContrat Mise enMise enexploitationexploitation

EssaisEssaisForm

alisation

Formalisatio

n

du besoin

du besoin

Fabricatio

n

Fabricatio

n

ACAC--AOAOMaintenance

Maintenance

Conception

Conception

développement

développement

CdCFCdCF ContratContrat Mise enMise enexploitationexploitation

Concurrence :Opérateurs Historiques Equipementiers

Nouveaux entrants SpécialistesConstructeurs

Merci de votre attention pour cet exposé