Siemens Mobility Austria GmbH

•       Der Rhein-Rhur-Express: innovativ, wartungsfreundlich & energieoptimiert
•       Reduktion der Lebenszykluskosten durch Digitalisierung in der Instandhaltung
•       Intelligente Fahrwerke aus Graz werden von künstlicher Intelligenz überwacht

Mit dem Rhein Ruhr Expresses (RRX) hat Siemens Mobility ein Fahrzeug entwickelt, und zum Einsatz gebracht, das durch Digitalisierungslösungen besonders innovativ, wartungsfreundlich und energieoptimiert ist. Dem Bahnbetreiber, der Umwelt und auch den Fahrgästen entstehen dadurch eine Reihe von Vorteilen, wie etwa die mit 99 Prozent garantierte Verfügbarkeit der Fahrzeuge. Dies wird mit einer gezielten digitalen Vernetzung der einzelnen Systeme sowie dem Konzept zur vorausschauenden Wartung im Siemens Mobility Datencenter erreicht. Dadurch können schon während der Fahrt Erkenntnisse zum Zustand von Komponenten erlangt und somit die Wartung und Verfügbarkeiten optimal genutzt werden. Konstruktionsseitige Innovationen wie die angewendete Leichtbauweise und eine stark verbesserte Aerodynamik führen zu einem besonders niedrigen Energieverbrauch. Ein wesentlicher Beitrag zum Gesamtprojekt wurde im Drehgestell-Kompetenzzentrum in Graz geleistet: Die intelligenten Fahrwerke werden von einem künstliche Intelligenz-Diagnosesystem überwacht. Siemens Mobility hat mit diesem Gesamtkonzept vor kurzem den Deutschen Mobilitätspreis gewonnen.

Die eingesetzten 84 RRX-Züge verfügen dafür über eine Reihe von Sensoren, die kontinuierlich Zustandsdaten an das Wartungsdepot senden. Bereits im Vorhinein können auf diese Weise Maßnahmen ergriffen und Ersatzteile bereitgestellt werden, um beim Eintreffen des Zuges sofort für eine schnelle und reibungslose Behebung zu sorgen. Kalkuliert anhand der Menge der zu erledigenden Arbeiten werden zudem Fachkräfte bereitgestellt, sodass die Züge am nächsten Tag wieder pünktlich für die Fahrgäste zur Verfügung stehen. So stellt Siemens Mobility eine Verfügbarkeit von 99 Prozent her und konnte zudem eine deutliche Verbesserung der Pünktlichkeit erreichen.

Intelligente Fahrwerke aus dem Siemens Mobility Kompetenzzentrum Graz
Die intelligenten Fahrwerke aus Graz sind im Betrieb für den sicheren Lauf des Zuges auf der Schiene, den Fahrkomfort im Wagenkasten und das Antreiben und Bremsen des Zuges eine maßgebliche Komponente eines Schienenfahrzeuges. In der Entwicklung der Fahrwerke wurde besonderes Augenmerk auf die Instandhaltung und Nachhaltigkeit gelegt. Durch ein Diagnosesystem, welches neben klassischen Analyseverfahren auch Künstliche Intelligenz implementiert wurde, weiß jedes Fahrwerk wann Komponenten kaputt gehen werden und diese Teile können planmäßig getauscht werden, ohne den laufenden Betrieb zu stören.

Die Intelligenz des Fahrwerks-Diagnosesystems muss in der Lage sein zu unterscheiden, ob festgestellte Anomalien durch verschlechterte oder beschädigte Fahrzeugkomponenten oder Gleisfehler in der Schiene, verursacht werden. Es geht also immer darum, die Wechselwirkung zwischen Fahrzeug und Schiene zu bewerten und gleichzeitig Anomalien zu erkennen. Aus diesem Grund gibt es sowohl für das Gleis als auch für das Drehgestell Algorithmen, die den Einfluss des Gleises auf die Diagnosesignale des Drehgestells herausfiltern können. Ziel der Fahrwerksdiagnose ist es, relevante Veränderungen im dynamischen Verhalten des Fahrwerks zu erkennen.

Digitale Zustands- und Fahrwerkdiagnose
Als Konsequenz der Digitalisierung müssen die Züge weniger für Kontrollen ins Depot kommen und die Verfügbarkeit der Züge konnte erhöht werden. In der klassischen fristengesteuerten Instandhaltung haben die Fahrwerke einen beachtlichen Anteil der Kosten. Durch die Implementierung eines Digitalen Zwillings der Fahrwerke ist es gelungen zu jedem Zeitpunkt Aussagen über den „Gesundheitszustand“ der Fahrwerke und deren Komponenten im Betrieb zu treffen und dadurch müssen die Fahrzeuge weniger oft ins Depot zu Kontrolle kommen.

Bei den „intelligenten Fahrwerken“ im RRX werden Diagnosedaten (ca. 1.500 Kennwerte je Fahrwerk), Daten aus dem Betrieb (wie wurde das Fahrwerk betrieben?), Daten der Instandhaltung (wurden Komponenten instandgehalten?), Daten aus dem Konfigurationsmanagement (welche Teile sind im Fahrwerk verbaut?) und empirischen Prognosemodellen für jede Komponente mittels modernen Cloud Computing Methoden in einem landseitigen Verarbeitungssystem miteinander verknüpft und daraus Aussagen generiert.

Es ist möglich zu jedem Zeitpunkt den Zustand der Fahrwerke und deren Komponenten im Betrieb zu ermitteln und eine Abschätzung für Resteinsatzdauer zu machen, um hier von einer fristengesteuerten Instandhaltung wegzukommen und die Komponenten dann zu tauschen, wenn sie am Ende Ihrer Lebensdauer sind. Durch die konsequente Digitalisierung werden die Instandhaltungskosten maßgeblich reduziert, es kommt zu keinen Ausfällen im Betrieb, Instandhaltungsmaßnahmen sind planbar, Teile werden zu geringen Kosten getauscht, die Verfügbarkeit der Züge wird erhöht und die Sicherheit der Fahrzeuge maximiert, da Auffälligkeiten sofort ins Depot gemeldet werden.

Das „System Bahn“ erfordert eine effiziente, zustandsorientierte und vorausschauende Instandhaltung, um die Verfügbarkeit von Eisenbahninfrastruktur und rollendem Material zu maximieren. Neue Sensor- und Übertragungstechnologien sowie innovative Analysemethoden gekoppelt mit Cloud Computing und Methoden der Künstlichen Intelligenz ermöglichen eine neue ganzheitliche Art der Zustandsdiagnose und eine Optimierung von Instandhaltungsprozessen.

Weitere Informationen zur Siemens Mobility finden Sie unter www.siemens.at/mobility