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VERKEHR & BETRIEB DigitaleTransformation Güterbahn
Mit der digitalen Transformation
Zukunft für die Güterbahn schaffen
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Die von der Politik seit Jahrzehnten gewünschte Verlagerung größerer Anteile des Güterverkehrsvon
der Straße auf die Schiene kommt nicht voran. Mit der Digitalisierung als der vierten industriellen Revo-
lution eröffnen sich nunmehr aber Chancen, der Bahn zu Qualitätssprüngen im Transport- und Logistik-
geschäft zu verhelfen. DB Cargo als größte Güterbahn Europas betreibt mit Nachdruck die digitale
Transformation im Management der Fahrzeugflotten und in der Instandhaltung. Intelligente Lokomoti-
ven und Güterwagen, zentrale Datenerhebung und -analyse sowie die Automatisierung der Prozesse
werden Leistungsfähigkeit, Produktivität und damit die Wettbewerbsfähigkeit maßgeblich steigern.
.. Im Rahmen einer feierlichen Schlüssel-
übergabe hat Anfang Februar 2017 der hes·
sisehe Minister für Wi rtschaft. Energie, Ver-
kehr und Landesentwicklung, Tarek AI-Wazir,
gemeinsam mit dem Vorstandsvorsitzenden
der DB (argo AG, Dr. Jürgen Wilder, das"As-
set & Maintenance Digital Lab" der DB AG
im "Hause of Logistics & Mobility" (HOLM)
unweit des Frankfurter Flughafens und in
unmittelbarer Nachbarschaft der Konzern-
zentrale von DB (argo eingeweiht. In dem
Lab arbeiten rund 50 interne und externe
Spezialisten wie IT-Entwickler, Data Scien-
tists, Transformationsexperten gemeinsam
mit Fachleuten von OB Cargo und anderen
Bereichen des OB Konzerns an den Automa-
tisierungs- und Oigitalisierungsthemen rund
um Schienenfahrzeuge und ihre Instandhal-
tung. In einer ersten Phase steht der Schie-
nengüterverkehr im Vordergrund. Es folgen
Projekte des Personenverkehrs und der Fahr-
zeuginstandhaltung der OB, welche bereits
begonnen oder angestoßen wurden.
Im Lab bereiten Kompetenzteams aus IT-
Entwicklern, Prozessexperten, Eisenbahn-
Experten von OB Cargo und ihrer Liefe-
ranten die digitale Tra nsformation vor: Sie
identifizieren in aufeinander abgestimmten
Verfah renssch ritten Optimierungspotenzia-
le in den Produktionsabläufen des Güterver-
kehrs, entwickeln den Ansatz für die digitale
Lösung und untersuchen ihre Machbarkeit
und Sinnhaftigkeit für das Unternehmen.
Zum Abschluss wird der zu optimierende
Prozess aus der klassischen Verfahrensweise
in die neue digitale, automatisierte Struktur
überführt.
Mit der Inbetriebnahme des "Asset & Main-
tenance Digital Lab" hat die digitale Transfor-
mation hin zur "Industrie 4.0': respektive zur
"Bahn 4.0': im Oeutsche-Bahn-Konzern einen
großen Schritt in eine neue Richtung getan.
BILD 1: Zielbild der digitalen Transformation im Bereich Asset Management und
Maintenance OB (argo (Quelle: DB AG)
Inll:'lUgenle lokomOlivl:'n ElekHooischl:' ~... s.-......,,--.,
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Optimierung und
Automatisierung Prozesse
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ETR I MAI 20171 NR.5
Steffen Bobsien
SeniorVice President European
Assetmanagement &Technology
OB (argo
steffen.bobsien
@deutschebahn.com
Iris Hilb
Leiterin Customer Service
Center(INagenmanagementl
IT Sales OB Cargo
iris.hilb@deutscl1ebahn.com
Edmund Schlummer
Geschäftsführer
Schlummer Management
Consulting GmbH
edmund.schlummer
@schlumll1er.com
Ausgelöst durch den weltweiten Siegeszug
der mobilen Endgeräte für jedermann hatten
in den letzten Jahren zunächst Überlegungen
und Anwendungen im Vordergrund gestan-
den, die Möglichkeiten der Oigitalisierung
für den unmittelbaren Kundennutzen im
Personenverkehr umzusetzen. Elektronisches
Ticketing, Auskunftssysteme wie der OB Navi-
gator oder auch die Installation von Wlan in
Reisezügen, wie sie gerade für den ICE-Ver-
kehr abgeschlossen wurde, sind hierfür Bei-
spiele aus dem OB-Konzern. Inzwischen stellt
sich aber immer mehr heraus, dass die digita-
le Transformation die herausragende Chance
bedeutet, die Vielfalt der Produktionsprozes-
se von Grund auf zu optimieren und so auf
andere Weise erheblichen Kundennutzen
herzustellen. Es geht somit um nicht mehr
und weniger als die Oigitalisierung der kom-
www.eurailpress.de/etr
pletten Wertschöpfungskette von Assets und
Instandhaltung.
Eine grundlegende Erneuerung und Ver-
besserung der betrieblichen Abläufe ist in
diesem Zusammenhang das zentrale An-
liegen der gegenwärtigen Technik- und
Innovationsstrategie von OB (argo. Dabei
sind Digitalisierung und Automatisierung
zwei wesentliche Treiber. Mit der Digitali-
sierung des Asset-Managements und der
Instandhaltung will OB Cargo eine bessere
Auslastung, eine gesteigerte Verfügbarkeit
der Fahrzeugflotten und der Produktionsres-
sourcen in den Werken erreichen. Zugleich
soll eine fortschreitende Automatisierung in
den Betriebsabläufen Energieeffizienz, Qua-
lität und Kundenzufriedenheit stärken. Hier
geht es im wesentlichen um die Einführung
von Fahrassistenzsystemen z. B. für Energie
sparendes und CO2 reduziertes Fahren, um
automatisches Fahren auf der Strecke und
um die Automatisierung der Zugbildung in
den Rangierbahnhöfen.
Um die digitale Transformation der heute
noch weitgehend manuellen Prozesse im
Asset Management und der Instandhaltung
durchzuführen, müssen die Fahrzeuge "in-
telligent" werden. Sie müssen in der Selbst-
diagnose feststellen, ob alle Komponenten
und Subsysteme störungsfrei arbeiten oder
ob es Abweichungen vom Normalzustand
gibt. Und diese Informationen muss die
Fahrzeug-Intelligenz in einer Weise weiter
melden, dass aus ihnen konkret individuelle
Wartungs- und Instandhaltungsmaßnah-
men abgeleitet werden können - das ist das
Ziel der zustandsbasierten Instandhaltung.
Sie wird bewirken, dass die Lebenszyklus-
kosten der Fahrzeuge erheblich reduziert
werden, wie ein Beispiel verdeutlicht: Ein
vorsorglicher Teiletauseh, der heute noch in
der Instandhaltung die Regel ist, kann bei
intelligenten Fahrzeugen entfallen. An seine
Stelle tritt der Austausch erst vor dem tat-
sächlichen Ende der Lebensdauer des ent-
sprechenden Teiles.
Mit dem Projekt TechLOK hat OB (argo
bereits seit einigen Jahren Erfahrungen mit
der zustandsorientierten, vorausschauen-
den Instandhaltung von Lokomotivflotten
gesammelt. Sie beruht auf der automati-
schen Erfassung von nicht mehr überschau-
baren Datenmengen aus dem Betrieb, ihrer
maschinengenerierten Kanalisierung und
automatischen Auswertung - also auf der
Nutzung der "Intelligenz" dieser Assets. Aus
der Selbstdiagnose des Fahrzeugs mit tau-
senden, von hoch empfindlicher Sensorik er-
fassten Meldungen und der Dokumentation
seines Fahrverhaltens in Abhängigkeit der
aktuellen betrieblichen Parameter wie z. B.
Traktionsleistung, Zuggewicht, Strecken-To-
pographie entsteht bereits eine menschlich
www.eurailpress.deletr
VERKEHR & BETRIEB Digitale Transformation Güterbahn
BILD 2: Ofiizielle Einweihung des.Asset &Maintenance Digital Lab· im Februar 2017. Zu Gast
war auch Hessens Minister für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung, Tarek AI-
Wazir. Rechts im Bild: Michael Anslinger, Vorstand Produktion der OB (argo AG und Or. )ürgen
Wilder, Vorstandsvorsitzender der OB (argo AG (Quelle: OB AG/Slephan Dinges)
ausschauend Fahrzeugausfälle verhindern,
andererseits aber auch Komponenten-Er-
neuerungen"aufVerdacht" vermeiden. Mitt-
lerweile verfügt OB (argo über rund 1000
derart intelligenter Loks unterschiedlichster
Baureihen, d. h. SO Prozent des Maschinen-
parks haben die digitale Transformation
schon weithin abgeschlossen.
nicht mehr zu beherrschende Datenflut. Sie
wi rd durch den Abgleich mit anderen Loks
derselben Baureihe und durch den Zugriff
auf die gesamte Instandhaltunghistorie des
Fahrzeugtyps noch größer. Und in Sekun-
denschnelle entstehen für das Asset Ma-
nagement wertvolle Erkenntnisse: Mithilfe
von ,,6ig Data" werden selbst kleinste, selbst
von qualifizierten Fachleuten nicht mehr
erkennbare Veränderungen in der Technik
registriert und - entscheidender - folgerich-
tig analysiert. So lassen sich einerseits vor-
Beruhend nicht zuletzt auf den positiven
Erfahrungen des TechLOK-Projektes münde-
ten die Überlegungen für die konsequente
digitale Transformation von Flotten und In- )
BILD 3: Bewerteter Fahrzeugzustand einer.TechLOK- der Baureihe 185 mit Position. Miuels der
Diagnosecodes werden Srörungen im Fahrzeug angezeigt und diese hinsichtlich ihrer
betrieblichen Relevanz bewertet (Quelle: OB AG)
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ETR I MAI 2017 I NR. S 61
62
VERKEHR & BETRIEB DigitaleTransformation Güterbahn
standhaltung bei OB(argo in das Programm
"Asset & Maintenance Digitization (AMD)~ Es
hat zwei grundlegende Ziele:
-7 die Schaffung von Kundenmehrwert
durch digitale Angebote, um so zusätz-
liches Geschäft zu generieren und Um-
satzsteigerungen zu erzielen,
-7 die Reduktion der betrieblichen Kosten
durch die Steigerung von Effizienz und
Verfügbarkeit der Assets.
Hinter dem AMD·Programm stehen mitt-
lerweile in verschiedenen Digitalisierungs-
feldern diverse Projekte. Das "Asset & Main-
tenance Digital Lab" hat dabei auch die
Aufgabe, in kreativer Kommunikation "ge-
standene" Eisenbahner nicht nur mit ihrem
Know-how einzubinden, sondern sie für
die Chancen der digitalen Transformation
zu begeistern. Ausgangspunkt ist nach wie
vor die Fahrzeug-Intelligenz. Im Lokomotiv-
Bereich ist neben der TechLOK-Ausstanung
der Fahrzeuge mit Sensorik und Telematik-
modulen als weitere Informationsquelle die
Elektronische Schadmeldung (ESM) hinzu
gekommen: Sie ist eine Mensch-Maschine-
Schnittstelle - ein Werkzeug für den Lokfüh-
rer. Er kann Schäden, Störungen oder das
Fehlen von Ausrüstungsgegenständen bzw.
Betriebsstoffen mit einem Schadenscode
oder visuell über eine Systemdarstellung der
Lok-Komponenten auf dem Monitor im Füh-
rerstand in Sekundenschnelle an die Werk-
statt vormeiden.
Fahrzeug-Intelligenz ist konsequenter-
weise nicht nur ein Thema für die Lokomoti-
ven, sondern erst recht für das zahlenmäßig
umfangreichere Produktionsmittel von OB
Cargo, die Güterwagen. Bei ihnen kommt
eine zusätzliche externe Kundensicht ins
Spiel. Es geht also auch darum, die Daten
ausdem Betriebsablauf in Serviceleistungen
mit Mehrwert für die Kunden umzumünzen.
Das betrifft in erster linie mehr Transparenz
und zusätzliche Information im Tracking und
Tracing. Das dafür neu geschaffene myRail-
portal ermög licht den Kunden eine eigen-
ständige, auf die spezifischen Bedürfnisse
abgestimmte Sendungsverfolgung über
individualisierte Benutzeroberflächen. Denn
je nach Transportaufgabe und Ladegut sind
die Anforderungen an den Informationsfluss
höchst unterschied lich. Ein Beispiel mag das
verdeutlichen: Ein intelligentes Fahrzeug für
temperaturempfindliche Güter braucht eine
Sensorik, die das Klima im Waggon über-
wacht, ein Container-Tragwagen braucht
das keinesfalls. Unter dem Stichwort ..Wagon
Intelligence" geht das Lab schrittweise und
BILD 4: Floltenübersicht zur Baureihe 185 inklusive der Darstellung entscheidender Fahrzeugparameter wie Softwarekonfiguration, Kilometer-
stand und aktueller Betriebsdaten (Quelle: OB AG)
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fahrzeugspezifisch an die Aufgabe heran. In
so genannten "Use Cases" wurden und wer-
den zunächst Teilflotten für ihre besonderen
Transport-Anforderungen mit Fahrzeug-
Intelligenz ausgestattet. In einem ersten
Ansatz handelt es sich dabei zunächst um
den Automotive-Wagenpark, also jene Fahr-
zeuge, mit denen Neufahrzeuge von den
Werken der Automobil-Hersteller versandt
werden, sowie um die überwiegend für Coil-
Transporte der Stahlindustrie eingesetzte
Shimmns-Flotte.
Nach einem erfolgreichen Testlauf mit
500 Güterwagen werden nun in einem ers-
ten Schritt 18000 Güterwagen mit Sensorik
ausgerüstet. Gemeldet werden dann die
Position des Wagens im europäischen Stre-
ckennetz, seine Laufleistung und auch die
Stöße, die er im Rangierbetrieb erfahren hat.
Gemessen werden weiterhin Temperatur,
Luftfeuchtigkeit und Taupunkt. Außerdem
signalisiert das Fahrzeug, ob es beladen
oder leer ist. Für die Kunden der Automo-
bilindustrie ist besonders wichtig, dass die
Neufahrzeuge auf den Transportwagen zur
Entladung in der bestellten Ausrichtung
am Ziel ankommen. Aus den Waggonda-
ten kann OB Cargo Drehfahrten erkennen,
die aus betrieblichen Gründen zwischen
SERVICE
VERKEHR & BETRI EB Digitale Transformation Güterbahn
Abgangs- und Zielbahnhof vorgenommen
wurden, und entsprechend korrigieren.
Auch darüber hinaus sind positive Effekte
am Markt zu erwarten, sowohl durch Qua-
litätssteigerungen der Transporte als auch
durch den Verkauf von logistischen Zusatz-
diensten dank der vom Waggon gelieferten
umfassenden Information. Insbesondere
aber optimiert die "Wagon Intelligence" in
erheblichem Maße die internen Abläufe.
Stichworte hierzu sind Standzeit- und Um-
laufmanagement, optimierte Werkstattzu-
führungen, Vermeidung von Überladungen,
Stauvermeidung in Rangierbahnhöfen und
bei der Fahrzeugdisposition, Laufleistungs-
monitoring und Standzeit-Kontrolle insbe-
sondere bei Auslandseinsätzen sowie die
verbesserte Kommunikation mit Partner-
Bahnen. Ergänzt werden soll die Fahrzeug-
Diagnose um die Digitale Befundung. Hinter
dem Begriff verbergen sich Kamerasysteme,
die an ausgewählten Stellen des Netzes über
Bilderkennungs-Algorithmen äußere Schä-
den an Fahrzeugen erfassen und in digitale
Befunde umwandeln.
Erste Schaltstation für die Informationen
der intelligent gemachten rollenden Assets
ist ein Asset Intelligence Center, welches sich
noch im Aufbau befindet. Es wird die zent-
rale Daten- und Analyseplattform für alle
Fahrzeug-Zustanddaten und hat somit als
Daten-Drehscheibe entscheidende Schlüs-
selfunktionen in der Nutzung des "Internet
of Things" für das Management der Flotten
und für optimierte Instandhaltungsprozes-
se_
Wie am Beispiel von TechLOK bereits
beschrieben, ist eines der Kernziele der di-
gitalen Transformation im Flottenmanage-
ment von OB (argo die Einführung einer
zustandsbasierten Instandhaltung und da-
rauf aufbauend einer vorausschauenden,
einer "predictive Maintenance". Gespeist
mit der kanalisierten und analysierten Da-
tenflut aus dem Asset Intelligence Center
kann das System der Eisenbahn in puncto
technischer Verfügbarkeit endlich Abschied
nehmen von der klassischen, aber doch sehr
aufwändigen Instandhaltung mit seinen
festen, sich an Laufleistungen und Fristen
orientierenden Inspektionsprogrammen.
Zwar ist das hohe technische Know-how
der Werkstätten, gepaart mit den komple-
xen Regelwerken der Instandhaltung, in
hohem Maße Garant für den sicheren und
zuverlässigen Bahnbetrieb. Aber es lässt sich
nicht verhindern, dass Fahrzeuge zwischen
den Frist-Untersuchungen durch techni- ))
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ETR I MAI 2017 I NR. 5 63
VERKEHR & BETRIEB DigitaleTransformation Güterbahn
64
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-BILD 5: Das IT-basierte Kundenportal "myRailportal". Je nach Kundenbedarf individualisierbare
Benutzeroberfläche, zum Beispiel zur Sendungsverfolgung.
Im Bild oben: Startseite des Portals
Im Bild unten: Auftragsübersicht (Quelle: OB AG)
sehe Störungen oder defekte Komponenten
ausfallen. Die dann erforderlichen Bedarfs-
Instandhaltungen beeinträchtigen die Pro-
duktion und verä rgern nicht selten Kunden:
Züge bleiben liegen; es werden Überfüh-
rungsfahrten defekter Assets in geeignete
Werkstätten erforderlich; dort fallen Stand-
zeiten vor und während der Reparatur an.
Kurzum: Das Fahrzeug kann nicht wirtschaft-
lich genutzt werden. Das Prinzip der Fristen-
Untersuchungen birgt ein weiteres Problem
von nicht zu unterschätzender Größe: Um
Bedarfs-Instandhaltungen zu vermeiden,
werden bei den regulären Werkstatt-Aufent-
halten vorsorglich Teile vor dem Eintritt des
Verschleisses ausgetauscht - unabhängig
von ihrem tatsächlichen Zustand und ihrer
möglicherweise noch verbleibenden realen
Lebensdauer.
Hier soll nun die digitale Transformation
zur ,,(ondition Based Maintenance" ((BM)
ETR 1MAI 2017 I NR. S
einen effizienteren Weg eröffnen. Erwartet
wird eine signifikant um zehn bis 15 Prozent
gesteigerte Verfügbarkeit des Rollmaterials
bei gleichzeitiger Reduktion der Material-
und Arbeitskosten um ebenfalls 15 Prozent
im eingeschwungenen Zustand. Beispielhaft
ist das darstellbar an der Instandhaltung von
Fahrmotorlüftern in den Lokomotiven. Nach
bisheriger Instandhaltungsregelung werden
sie alle acht Jahre getauscht. In der Daten-
analyse hat sich aber gezeigt. dass die Lüfter
dann noch gar nicht am Ende ihrer Lebens-
dauer angekommen sind und grundsätzlich
ein Austausch alle 16 Jahre ausreichend ist.
Voraussetzung dafür ist die Überwachung
des technischen Zustandes des Lüfters: Al-
lein die Überwachung der Anzahl an Um-
drehungen des Lüfters zeigt, dass hier zu
konservative Annahmen zugrunde liegen.
Eine kontinuierliche Überwachung der Be-
triebsströme schafft zusätzliche Klarheit:
sobald sich der Widerstand vergrößert, sich
sein Zustand also atypisch verändert, ist der
Austausch fällig.
In einem vierstufigen Programm wird das
Projekt CBM in den Jahren 2017 bis 2019
realisiert. Bereits in diesem Jahr soll es für
erste Komponenten eingeführt werden.
Dafür wird untersucht, inwieweit die der-
zeitigen komplexen Revisionsprogramme
in Module für eine komponentenbasierte
Instandhaltung aufgespalten werden kön-
nen. Parallel dazu wird auf der Basis bereits
erhobener Fahrzeugdaten analysiert, ob
der tatsächliche Zustand der Komponenten
eine Spreizung, also eine Verlängerung der
Instandhaltungs-Intervalle zulässt. Die zu-
standsbasierte Instandhaltung basiert dann,
wie oben beschrieben, auf dem Vergleich
der Daten vom Normalverhalten des Fahr-
zeugs mit Informationen über den aktuellen
Zustand der Lok. So lassen sich Grenzwerte
für Instandhaltungsmaßnahmen definie-
ren. Das Ziel der darüber hinaus gehenden
"predictive Maintenance" wird durch eine
umfassende Datenanalyse im Engineering/
Machine Learning erreicht; mit ihr werden
Muster im Ausfallverhalten bestimmter Lok-
typen erkennbar. Parallel dazu erfolgt eine
Live-Überwachung der Lokomotiven im Be-
triebsa lltag im Asset Control Tower, ebenfalls
mit der Suche nach wiederkehrenden Auffäl-
ligkeiten.
Die aus der zustandsbasierten Instandhal-
tung permanent gewonnenen Erkenntnisse
über die Performance jedes Fahrzeugs sind
zusätzlich auch die Daten-Basis für eine digi-
tale Flottensteuerung zu den Werkstatt-Auf-
enthalten. Die Fahrzeugdaten ermöglichen
es, weithin optimiert und automatisiert die
Instandhaltungs-Kapazitäten und -Qualitä-
ten mit den konkreten Instandhaltungs-Auf-
gaben zu koordinieren. Das beginnt bei der
Zuführung der Loks in die für die anstehen-
den Aufgaben am besten qualifizierte Werk-
statt und führt über die intelligente Paketie-
rung der zu beseitigenden Mängel bis hin
zur Rückmeldung oder Fortschreibung des
Fertigstellungstermins bzw. Weiterleitung
an eine zusätzlich qualifizierte Instandhal-
tungs-Einrichtung. In ersten Use (ases wer-
den die beiden üblichen Fälle untersucht
die Zuführung der Assets zur Instandhaltung
planmäßig, also präventiv, und die Zufüh-
rung außerplanmäßig, also korrektiv im Falle
von Bedarfsinstandhaltungen. Oie Daten
werden in ein Business Intelligence System
eingespeist und bilden so die Grundlage für
ein mit der Zeit immer präziser werdendes
Analyse- und Forecasting-Tool.
Ergänzt wird das AMD-Programm durch
das Projekt Workshop Management System
(WMS) der Instandhaltung, das u.a. Basis
für eine übergreifende Flottensteuerung ist.
www.eurailpress.de/etr
Hier werden die derzeit Papier gestützten
Arbeitsabläufe durch die Einführung des
Workshop Management Systems (WMS)
optimiert und standardisiert. Der Prozess
der Auftragsplanung, Disposition und Bear-
beitung innerhalb eines jeden Werkes wird
digital unterstützt. Daten, die im Instand-
haltungsablauf anfallen oder zu bearbeiten
sind, werden unmittelbar durch die mit der
Ausführung beauftragten Mitarbeiter auf
mobilen Endgeräten digital erfasst. Auf Pa-
pieraufzeichnungen wird schrittweise bis hin
zur vollständigen Digitalisierung verzichtet.
In der ersten Phase erfolgt die IT-gestützte
Kapazitätsplanung und Kapazitätssteuerung
der Instandhaltungsaufträge im Werk. Wei-
terhin bietet WMS ein Fundament für den
weiteren Ausbau der Funktionalität durch
die bedarfsgerechte Bereitstellung von Ap-
plikationen für den Instandhaltungsprozess.
Mit der DigitaHsierung der Abläufe soll die
Personaleffizienz erhöht werden, etwa durch
die Einsparung von administrativen Tcitigkei-
ten und Wegezeiten. Erreicht werden soll
damit eine Verkürzung der Werkstatt-Auf-
enthalte von Loks und Güterwagen, letztlich
also auch hier eine Erhöhung der Fahrzeug-
Verfügbarkeit für kommerzielle Leistungen
erzielt werden.
Aus der Fülle der Informationen, die für die
zustandsbasierte Instandhaltung gewonnen
werden, lassen sich weiterhin wertvolle Er-
kenntnisse über den gesamten Lebenszy-
klus der Assets gewinnen. LCC-Analysen
eröffnen die Möglichkeit, technische Opti-
mierungspotenziale zu identifizieren - für
eine Nach- oder Umrüstung von Fahrzeugen
und ebenso als Vorgaben bei der Entwick-
lung der nächsten Fahrzeug-Generationen.
Die Prinzipien der Condition Based Main-
tenance werden es erforderlich machen,
Lösungen für die Bahntechnik
VERKEHR & BETRIEB Digitale Transformation Güterbahn
BI LD 6: .intelligenter Güterwagen"; Sensor (im Foto oben links an der Innenseite der Stirnwand
des Waggons) überträgt GPS-Oaten, Stöße, Laufieistung, Luftfeuchtigkeit und Temperatur rund
um die Uhr (Quelle: DB AG)
die heute bestehenden Regelwerke für die
Instandhaltung grundlegend zu verändern.
Dabei wird es sich nicht um einen einmali-
gen Vo rgang handeln, sondern um einen dy-
namischen Prozess, der sich ausden vielfälti-
gen Daten-Rückmeldungen der intelligenten
Fahrzeuge kontinuierlich speist. Mit dieser
laufenden Aktualisierung der Erfahrungen
und Erkenntnisse aus der Instandhaltung
ist ein gedrucktes Regelwerk zwangsläufig
in kurzer Zeit überholt. Aufgabe des "Asset
& Maintenance Digital Lab" ist es deshalb
auch, das Regelwerk 4.0 zu entwickeln. Da-
hinter verbirgt sich die digita le und vor allem
auch modulare, komponentenbezogene Be-
reitstellung aller vorhandenen und fortzu-
schreibenden Instandhaltungs-Regelwerke.
Zielvorstellung ist eine auf die Anwender
orientierte, fiexibel gestaltete Struktur mit
einer auf die jeweilige Instandhaltungsauf-
gabe zugeschnittenen Bereitstellung aller
Informationen und Vorschriften. Über web-
basierte Zugriffsmöglichkeiten soll das ent-
sprechend individualisierte Regelwerk 4.0
auf den mobilen Endgeräten der Werkstatt-
mitarbeiter abrufbar sein.
Eingebettet in die digitale Transformation
von Asset Management und Instandhaltung
vollziehen sich schrittweise die Automatisie-
rungsprojekte aus dem Fahrbetrieb. Bereits
in 2016 startete die Nutzung von Fahreras-
sistenzsystemen auf E-Lokomotiven mit
dem von der Knorr Bremse AG entwickelten
System "LEADER". Als eine der ersten Güter-
bahnen investiert OB Cargo in das System,
das Lokführer beim Energiesparen unter-
stützt. Die Technologie wird in sämtlichen
Loks der Baureihen 145 und 152 sowie in
vorerst 90 Loks der Baureihe 185 imple-
mentiert. Erfolgreich demonstriert wurde ))
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VERKEHR & BETRIEB Digitale Transformation Güterbahn
66
-
BILD 7: Um die notwendige Ankunflsrichtung der Güterwagen beim Kunden sicherzustellen,
werden GPS-und Bewegungsdaten verwendet. Die notwendigen Drehfahrten (in der Grafik
hervorgehoben) werden damit frühzeitig im Dispositionssystem OB (argo veranlasst
auch schon das vollautomatische Fahren
im $chienengüterverkehr. Gemeinsam mit
der Siemens AG wurden Automated Train
Operation-Systeme (ATO) in Streckenloko-
motiven erprobt. In der 2016 abgeschlosse-
nen Pilotphase ging es schwerpunktmäßig
um die Hindernis-Erkennung auf der Stre-
cke. Zum Testprogramm gehörten neben
der Streckenfahrt mit unterschiedlichen
(Quelle: DB Cargo AG)
Geschwindigkeiten und gezielten Stopps
auch das automatisierte, Sensor gesteuerte
Heranfahren an Wagengruppen zum Kup-
peln sowie die vollautomatische, per Tablet
initialisierte Abfahrt des fahrerlosen Zuges
zum Zielpunkt. ATO gilt in der Strategie von
OB (argo mittel- und langfristig alseiner der
großen Innovationshebel zur Erhöhung der
Wettbewerbsfähigkeit des Schienengüter-
BI LD 8: Blick in die Werkstatt: Digitale Unterstützung, zum Beispiel Tablets für das Werkstattper-
sonal, wird zukünftig die Abläufe vor Ort weiter optimieren (Quelle:OB AG)
ETR I MAI 2017 I NR. 5
verkehrs. Zum Ende dieses Jahrzehnts soll
die Autopilot-Funktion eingeführt und zu-
gelassen sein.
Zu den Visionen zählt weiterhin die voll-
ständige Automatisierung von Zugbildungs-
anlagen (ZBA). Ziel ist es, das traditionelle
Rangiergeschäft über den Ablaufberg in allen
seinen Phasen auf einen effizienten, industri-
ellen Standard zu bringen. Automatisierungs-
ansätze ergeben sich in allen Teil-Bereichen
der ZBA: Planung, Disposition, Rangieren,
Kuppeln, Prüfung und Abfertigung, Kunden-
information. Das ist längst mehr als eine ferne
Vision, denn gemeinsam mit Hochschulen
und der Industrie gibt es im Detail bereits
zahlreiche konkrete Ansätze.
Die digitale Transformation wird die ngute
alte Eisenbahn" grundlegend verändern. Sie
wird ihr erhebliche Potenziale einräumen,
ihre Wettbewerbsfähigkeit massiv stärken.
Das ist nicht nur unternehmerischer Selbst-
zweck, sondern die große gesellschaftliche
Aufgabe, Verkehr - namentlich das wach-
sende Güterverkehrsaufkommen - klima-
neutral zu gestalten. Und das in europäi-
scher Perspektive: Logistik und Transport
machen längst nicht mehr an Ländergren-
zen halt; Europas Bahnen müssen deshalb
in Zusammenhängen denken und handeln.
Aus der Perspektive von OB (argo ist die Di-
gitalisierung auch unter dem Blickwinkel der
Demographie alternativlos: Immer mehr Ei-
senbahner erreichen den Ruhestand, immer
weniger Eisenbahner müssen die Effizienz
des Schienengüterverkehrs optimieren - Di-
gitalisierung und Automatisierung sind ihre
zuverlässigen Helfer. ....
~ SUMMARY
Using digital transformation
to create a future for the freight
railway
For many deeades, political opinion has
been expressing the desire to see a fargish
part of freight transport moved from road
to rail, but that has simply not been making
progress. With digitalisation now forming
the fourth industrial revolution, the oppor-
tunities are there to help rail take qualita-
tive leaps forward in itstransport and
logistics business. OB (argo, as the largest
rail-freight carrier in Europe, is putting a
massive effort into the digital transforma-
tion of the management and maintenance
of its vehicle fleets. Intelligent locomotives
and freight wagons, the central capture
and analysis cf data and the automation
of the processes are going to bring about
a decisive improvement in efficiency and
produetivity and thus in competitiveness.
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Digital transformation at DB Cargo

  • 1. VERKEHR & BETRIEB DigitaleTransformation Güterbahn Mit der digitalen Transformation Zukunft für die Güterbahn schaffen 60 Die von der Politik seit Jahrzehnten gewünschte Verlagerung größerer Anteile des Güterverkehrsvon der Straße auf die Schiene kommt nicht voran. Mit der Digitalisierung als der vierten industriellen Revo- lution eröffnen sich nunmehr aber Chancen, der Bahn zu Qualitätssprüngen im Transport- und Logistik- geschäft zu verhelfen. DB Cargo als größte Güterbahn Europas betreibt mit Nachdruck die digitale Transformation im Management der Fahrzeugflotten und in der Instandhaltung. Intelligente Lokomoti- ven und Güterwagen, zentrale Datenerhebung und -analyse sowie die Automatisierung der Prozesse werden Leistungsfähigkeit, Produktivität und damit die Wettbewerbsfähigkeit maßgeblich steigern. .. Im Rahmen einer feierlichen Schlüssel- übergabe hat Anfang Februar 2017 der hes· sisehe Minister für Wi rtschaft. Energie, Ver- kehr und Landesentwicklung, Tarek AI-Wazir, gemeinsam mit dem Vorstandsvorsitzenden der DB (argo AG, Dr. Jürgen Wilder, das"As- set & Maintenance Digital Lab" der DB AG im "Hause of Logistics & Mobility" (HOLM) unweit des Frankfurter Flughafens und in unmittelbarer Nachbarschaft der Konzern- zentrale von DB (argo eingeweiht. In dem Lab arbeiten rund 50 interne und externe Spezialisten wie IT-Entwickler, Data Scien- tists, Transformationsexperten gemeinsam mit Fachleuten von OB Cargo und anderen Bereichen des OB Konzerns an den Automa- tisierungs- und Oigitalisierungsthemen rund um Schienenfahrzeuge und ihre Instandhal- tung. In einer ersten Phase steht der Schie- nengüterverkehr im Vordergrund. Es folgen Projekte des Personenverkehrs und der Fahr- zeuginstandhaltung der OB, welche bereits begonnen oder angestoßen wurden. Im Lab bereiten Kompetenzteams aus IT- Entwicklern, Prozessexperten, Eisenbahn- Experten von OB Cargo und ihrer Liefe- ranten die digitale Tra nsformation vor: Sie identifizieren in aufeinander abgestimmten Verfah renssch ritten Optimierungspotenzia- le in den Produktionsabläufen des Güterver- kehrs, entwickeln den Ansatz für die digitale Lösung und untersuchen ihre Machbarkeit und Sinnhaftigkeit für das Unternehmen. Zum Abschluss wird der zu optimierende Prozess aus der klassischen Verfahrensweise in die neue digitale, automatisierte Struktur überführt. Mit der Inbetriebnahme des "Asset & Main- tenance Digital Lab" hat die digitale Transfor- mation hin zur "Industrie 4.0': respektive zur "Bahn 4.0': im Oeutsche-Bahn-Konzern einen großen Schritt in eine neue Richtung getan. BILD 1: Zielbild der digitalen Transformation im Bereich Asset Management und Maintenance OB (argo (Quelle: DB AG) Inll:'lUgenle lokomOlivl:'n ElekHooischl:' ~... s.-......,,--., __... loI... Sciladmeldungen •....__.. ....lrlo>.........s."""'"'.. . __ " ,httoO_'''''''''''''_loUoh.. L..,':- ;;;;,"' . ~ :::::-....... Center Optimierung und Automatisierung Prozesse ~ ............--~.....--...._....--.... [5'"A Asset lnteliigence ~ ~:' m...o_ .... _ ... • '....__....,JI'..• • Digitale FlolIl:'nstl:'ul:'rung .• Digitale Betundung .....~_,,~ o"u... ~ 1_ _ .... ~t~~~I:'!~~n ~"::.":..:..~ :=:....--~ _~".w_. .,.... ,~ l ebenszyklus Analysl:'n AI!;tlyr,es FiflI ~=~.'7~':::::- ..-. b /._R,g~:o • ~_n_~ Workshop Management • ""'..~..... - 5t .....--.......p ~.,......,.. ystl:'m ~._'C'b<......",."...,Zus tandsbasiene Instandhaltung w.,...... tz. 8. r""", - . (oll,.,... !..._...,_......ono_"""-....._1'__' ......... . ...-,................... ETR I MAI 20171 NR.5 Steffen Bobsien SeniorVice President European Assetmanagement &Technology OB (argo steffen.bobsien @deutschebahn.com Iris Hilb Leiterin Customer Service Center(INagenmanagementl IT Sales OB Cargo iris.hilb@deutscl1ebahn.com Edmund Schlummer Geschäftsführer Schlummer Management Consulting GmbH edmund.schlummer @schlumll1er.com Ausgelöst durch den weltweiten Siegeszug der mobilen Endgeräte für jedermann hatten in den letzten Jahren zunächst Überlegungen und Anwendungen im Vordergrund gestan- den, die Möglichkeiten der Oigitalisierung für den unmittelbaren Kundennutzen im Personenverkehr umzusetzen. Elektronisches Ticketing, Auskunftssysteme wie der OB Navi- gator oder auch die Installation von Wlan in Reisezügen, wie sie gerade für den ICE-Ver- kehr abgeschlossen wurde, sind hierfür Bei- spiele aus dem OB-Konzern. Inzwischen stellt sich aber immer mehr heraus, dass die digita- le Transformation die herausragende Chance bedeutet, die Vielfalt der Produktionsprozes- se von Grund auf zu optimieren und so auf andere Weise erheblichen Kundennutzen herzustellen. Es geht somit um nicht mehr und weniger als die Oigitalisierung der kom- www.eurailpress.de/etr
  • 2. pletten Wertschöpfungskette von Assets und Instandhaltung. Eine grundlegende Erneuerung und Ver- besserung der betrieblichen Abläufe ist in diesem Zusammenhang das zentrale An- liegen der gegenwärtigen Technik- und Innovationsstrategie von OB (argo. Dabei sind Digitalisierung und Automatisierung zwei wesentliche Treiber. Mit der Digitali- sierung des Asset-Managements und der Instandhaltung will OB Cargo eine bessere Auslastung, eine gesteigerte Verfügbarkeit der Fahrzeugflotten und der Produktionsres- sourcen in den Werken erreichen. Zugleich soll eine fortschreitende Automatisierung in den Betriebsabläufen Energieeffizienz, Qua- lität und Kundenzufriedenheit stärken. Hier geht es im wesentlichen um die Einführung von Fahrassistenzsystemen z. B. für Energie sparendes und CO2 reduziertes Fahren, um automatisches Fahren auf der Strecke und um die Automatisierung der Zugbildung in den Rangierbahnhöfen. Um die digitale Transformation der heute noch weitgehend manuellen Prozesse im Asset Management und der Instandhaltung durchzuführen, müssen die Fahrzeuge "in- telligent" werden. Sie müssen in der Selbst- diagnose feststellen, ob alle Komponenten und Subsysteme störungsfrei arbeiten oder ob es Abweichungen vom Normalzustand gibt. Und diese Informationen muss die Fahrzeug-Intelligenz in einer Weise weiter melden, dass aus ihnen konkret individuelle Wartungs- und Instandhaltungsmaßnah- men abgeleitet werden können - das ist das Ziel der zustandsbasierten Instandhaltung. Sie wird bewirken, dass die Lebenszyklus- kosten der Fahrzeuge erheblich reduziert werden, wie ein Beispiel verdeutlicht: Ein vorsorglicher Teiletauseh, der heute noch in der Instandhaltung die Regel ist, kann bei intelligenten Fahrzeugen entfallen. An seine Stelle tritt der Austausch erst vor dem tat- sächlichen Ende der Lebensdauer des ent- sprechenden Teiles. Mit dem Projekt TechLOK hat OB (argo bereits seit einigen Jahren Erfahrungen mit der zustandsorientierten, vorausschauen- den Instandhaltung von Lokomotivflotten gesammelt. Sie beruht auf der automati- schen Erfassung von nicht mehr überschau- baren Datenmengen aus dem Betrieb, ihrer maschinengenerierten Kanalisierung und automatischen Auswertung - also auf der Nutzung der "Intelligenz" dieser Assets. Aus der Selbstdiagnose des Fahrzeugs mit tau- senden, von hoch empfindlicher Sensorik er- fassten Meldungen und der Dokumentation seines Fahrverhaltens in Abhängigkeit der aktuellen betrieblichen Parameter wie z. B. Traktionsleistung, Zuggewicht, Strecken-To- pographie entsteht bereits eine menschlich www.eurailpress.deletr VERKEHR & BETRIEB Digitale Transformation Güterbahn BILD 2: Ofiizielle Einweihung des.Asset &Maintenance Digital Lab· im Februar 2017. Zu Gast war auch Hessens Minister für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung, Tarek AI- Wazir. Rechts im Bild: Michael Anslinger, Vorstand Produktion der OB (argo AG und Or. )ürgen Wilder, Vorstandsvorsitzender der OB (argo AG (Quelle: OB AG/Slephan Dinges) ausschauend Fahrzeugausfälle verhindern, andererseits aber auch Komponenten-Er- neuerungen"aufVerdacht" vermeiden. Mitt- lerweile verfügt OB (argo über rund 1000 derart intelligenter Loks unterschiedlichster Baureihen, d. h. SO Prozent des Maschinen- parks haben die digitale Transformation schon weithin abgeschlossen. nicht mehr zu beherrschende Datenflut. Sie wi rd durch den Abgleich mit anderen Loks derselben Baureihe und durch den Zugriff auf die gesamte Instandhaltunghistorie des Fahrzeugtyps noch größer. Und in Sekun- denschnelle entstehen für das Asset Ma- nagement wertvolle Erkenntnisse: Mithilfe von ,,6ig Data" werden selbst kleinste, selbst von qualifizierten Fachleuten nicht mehr erkennbare Veränderungen in der Technik registriert und - entscheidender - folgerich- tig analysiert. So lassen sich einerseits vor- Beruhend nicht zuletzt auf den positiven Erfahrungen des TechLOK-Projektes münde- ten die Überlegungen für die konsequente digitale Transformation von Flotten und In- ) BILD 3: Bewerteter Fahrzeugzustand einer.TechLOK- der Baureihe 185 mit Position. Miuels der Diagnosecodes werden Srörungen im Fahrzeug angezeigt und diese hinsichtlich ihrer betrieblichen Relevanz bewertet (Quelle: OB AG) n'l . "'I" tllt liII ......---- - - ---------- ETR I MAI 2017 I NR. S 61
  • 3. 62 VERKEHR & BETRIEB DigitaleTransformation Güterbahn standhaltung bei OB(argo in das Programm "Asset & Maintenance Digitization (AMD)~ Es hat zwei grundlegende Ziele: -7 die Schaffung von Kundenmehrwert durch digitale Angebote, um so zusätz- liches Geschäft zu generieren und Um- satzsteigerungen zu erzielen, -7 die Reduktion der betrieblichen Kosten durch die Steigerung von Effizienz und Verfügbarkeit der Assets. Hinter dem AMD·Programm stehen mitt- lerweile in verschiedenen Digitalisierungs- feldern diverse Projekte. Das "Asset & Main- tenance Digital Lab" hat dabei auch die Aufgabe, in kreativer Kommunikation "ge- standene" Eisenbahner nicht nur mit ihrem Know-how einzubinden, sondern sie für die Chancen der digitalen Transformation zu begeistern. Ausgangspunkt ist nach wie vor die Fahrzeug-Intelligenz. Im Lokomotiv- Bereich ist neben der TechLOK-Ausstanung der Fahrzeuge mit Sensorik und Telematik- modulen als weitere Informationsquelle die Elektronische Schadmeldung (ESM) hinzu gekommen: Sie ist eine Mensch-Maschine- Schnittstelle - ein Werkzeug für den Lokfüh- rer. Er kann Schäden, Störungen oder das Fehlen von Ausrüstungsgegenständen bzw. Betriebsstoffen mit einem Schadenscode oder visuell über eine Systemdarstellung der Lok-Komponenten auf dem Monitor im Füh- rerstand in Sekundenschnelle an die Werk- statt vormeiden. Fahrzeug-Intelligenz ist konsequenter- weise nicht nur ein Thema für die Lokomoti- ven, sondern erst recht für das zahlenmäßig umfangreichere Produktionsmittel von OB Cargo, die Güterwagen. Bei ihnen kommt eine zusätzliche externe Kundensicht ins Spiel. Es geht also auch darum, die Daten ausdem Betriebsablauf in Serviceleistungen mit Mehrwert für die Kunden umzumünzen. Das betrifft in erster linie mehr Transparenz und zusätzliche Information im Tracking und Tracing. Das dafür neu geschaffene myRail- portal ermög licht den Kunden eine eigen- ständige, auf die spezifischen Bedürfnisse abgestimmte Sendungsverfolgung über individualisierte Benutzeroberflächen. Denn je nach Transportaufgabe und Ladegut sind die Anforderungen an den Informationsfluss höchst unterschied lich. Ein Beispiel mag das verdeutlichen: Ein intelligentes Fahrzeug für temperaturempfindliche Güter braucht eine Sensorik, die das Klima im Waggon über- wacht, ein Container-Tragwagen braucht das keinesfalls. Unter dem Stichwort ..Wagon Intelligence" geht das Lab schrittweise und BILD 4: Floltenübersicht zur Baureihe 185 inklusive der Darstellung entscheidender Fahrzeugparameter wie Softwarekonfiguration, Kilometer- stand und aktueller Betriebsdaten (Quelle: OB AG) RSI - Dl Muli!. ' 11 .- IIi'lUpli'lUSwahl "'....BAI8S "lilIeI 0- ZI,lSl.JI1dsDlMfsld ll· BRlIS U"JII "" ,.... 0 " 0 0 .. 0 0 .., 0 ,., 0 '" 0 0 - 0 ",- "-. " ",. ,- ETR r MAI 2017 r NR.5 ,0.;..., ." .< .., 1!.oI'Inwmoo-.1!UnQ SWVI!lSOOII " " m '.pn...- 1~ .. ,.• ..)ZIIHI n .. .. '"Jl'l ,-, , I"OO~. n.1 .. " " , -' ..,2tI!7 11 .IOW .. ". • )lrl ." "'lI·'I...,1 KlIoIntII!ISWIOpq.( _'~ Z1qNsSotIll _ '>I .~ ... .....2~soa " " , "" """ ."1 1«011(> -, ,-. ,., 1~" 'If> _.. " I~N~1 "" "" 14, ; 4 17~'l-lO1 "00 U ;-UO -, ,~ I,l;, , .1'1' "'0 1.'IOl0 ' - 1.:JJ' ,..,.. ..-..... • u . .,~ .".,,~ ~1I!r1 ,"' ~lr, ,,~ ,,~ ....110)" "..".." ), 1;0 '" " . • 9 10 ''' /' /' --'.......... } www.eurailpress.deletr
  • 4. fahrzeugspezifisch an die Aufgabe heran. In so genannten "Use Cases" wurden und wer- den zunächst Teilflotten für ihre besonderen Transport-Anforderungen mit Fahrzeug- Intelligenz ausgestattet. In einem ersten Ansatz handelt es sich dabei zunächst um den Automotive-Wagenpark, also jene Fahr- zeuge, mit denen Neufahrzeuge von den Werken der Automobil-Hersteller versandt werden, sowie um die überwiegend für Coil- Transporte der Stahlindustrie eingesetzte Shimmns-Flotte. Nach einem erfolgreichen Testlauf mit 500 Güterwagen werden nun in einem ers- ten Schritt 18000 Güterwagen mit Sensorik ausgerüstet. Gemeldet werden dann die Position des Wagens im europäischen Stre- ckennetz, seine Laufleistung und auch die Stöße, die er im Rangierbetrieb erfahren hat. Gemessen werden weiterhin Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Taupunkt. Außerdem signalisiert das Fahrzeug, ob es beladen oder leer ist. Für die Kunden der Automo- bilindustrie ist besonders wichtig, dass die Neufahrzeuge auf den Transportwagen zur Entladung in der bestellten Ausrichtung am Ziel ankommen. Aus den Waggonda- ten kann OB Cargo Drehfahrten erkennen, die aus betrieblichen Gründen zwischen SERVICE VERKEHR & BETRI EB Digitale Transformation Güterbahn Abgangs- und Zielbahnhof vorgenommen wurden, und entsprechend korrigieren. Auch darüber hinaus sind positive Effekte am Markt zu erwarten, sowohl durch Qua- litätssteigerungen der Transporte als auch durch den Verkauf von logistischen Zusatz- diensten dank der vom Waggon gelieferten umfassenden Information. Insbesondere aber optimiert die "Wagon Intelligence" in erheblichem Maße die internen Abläufe. Stichworte hierzu sind Standzeit- und Um- laufmanagement, optimierte Werkstattzu- führungen, Vermeidung von Überladungen, Stauvermeidung in Rangierbahnhöfen und bei der Fahrzeugdisposition, Laufleistungs- monitoring und Standzeit-Kontrolle insbe- sondere bei Auslandseinsätzen sowie die verbesserte Kommunikation mit Partner- Bahnen. Ergänzt werden soll die Fahrzeug- Diagnose um die Digitale Befundung. Hinter dem Begriff verbergen sich Kamerasysteme, die an ausgewählten Stellen des Netzes über Bilderkennungs-Algorithmen äußere Schä- den an Fahrzeugen erfassen und in digitale Befunde umwandeln. Erste Schaltstation für die Informationen der intelligent gemachten rollenden Assets ist ein Asset Intelligence Center, welches sich noch im Aufbau befindet. Es wird die zent- rale Daten- und Analyseplattform für alle Fahrzeug-Zustanddaten und hat somit als Daten-Drehscheibe entscheidende Schlüs- selfunktionen in der Nutzung des "Internet of Things" für das Management der Flotten und für optimierte Instandhaltungsprozes- se_ Wie am Beispiel von TechLOK bereits beschrieben, ist eines der Kernziele der di- gitalen Transformation im Flottenmanage- ment von OB (argo die Einführung einer zustandsbasierten Instandhaltung und da- rauf aufbauend einer vorausschauenden, einer "predictive Maintenance". Gespeist mit der kanalisierten und analysierten Da- tenflut aus dem Asset Intelligence Center kann das System der Eisenbahn in puncto technischer Verfügbarkeit endlich Abschied nehmen von der klassischen, aber doch sehr aufwändigen Instandhaltung mit seinen festen, sich an Laufleistungen und Fristen orientierenden Inspektionsprogrammen. Zwar ist das hohe technische Know-how der Werkstätten, gepaart mit den komple- xen Regelwerken der Instandhaltung, in hohem Maße Garant für den sicheren und zuverlässigen Bahnbetrieb. Aber es lässt sich nicht verhindern, dass Fahrzeuge zwischen den Frist-Untersuchungen durch techni- )) w sFUR SCH IENEN - FAHRZEUGE Reparatur Fertigung. E.,twlco<lung. I!Jtrans ort Stand BSl241 ;'af StandM/ 270 ;JJ-/ i' lO IStlC Aussen 703/9 ~ Aussen 8202 L / . / ~ A"5~f -J_ ~ r-,. ~. !. .. ~~ : I. I.:; ~--r..~_1 ; www.eurailpress.deJetf In unserer Werkstatt für Nahverkehrszüge, Reisezugwagen, DieseUokomotiven, GOterwaggons, Gleisbaumaschinen und Schienenfahrzeuge aUer Art bieten wir Ihnen unter anderem: Wartung. Instandhaltung. Reparaturen, Fristungen, Modernisierung und Redesign GFK. Kleben, sandstrahl- und Lackierarbeiten • Fertigung und eigenes Entwicklungsteam • alle wesentlichen Zertifikate, unter anderem ECM, VPI, SchwelBarbeiten gemäß DIN EN 15085-2 CU, ZfP nach DIN 27201-7:2006 und Kleben nach DIN 6701-2 (Klasse Al ) 92637 Weiden ETR I MAI 2017 I NR. 5 63
  • 5. VERKEHR & BETRIEB DigitaleTransformation Güterbahn 64 :: 'lM".". [} 1"" ,11<"""''''': ~M~ mu~, c,",.,b.>/I"I"4I. S~. h. Ergebnis .,."_.- 0~ ~'@) 'M::::'"" 1r"''''WII>(I".1 l§J (]~ ""'.".Np..... [{of,,,,,.ll --- [Dgp ~ Willkommen .."","'h·._",,,, GOI"w'I:"""",,,I.,. NffM (.,.j~S", ... " ",,~,_,"..,OB(..._ ,-" ".,~.""".", ....."..,:... .." ,,.,, .;...."..,. ~"., ." ~~ . ,"," .."..",,,,, a8 p.~p. "·_·I~ ....·".... ,,,...q -"L_".~",,~ T,..,,,,,,,,.nl,. a .. :=t:..- .- -. • -....,._._- ,.,,,"_......, - ::.=:--... ".- • ._.__.--.- " ~- ...."." -• ......__._- " "-~'.".- - - ........_......"",~"p., • .__.._.-.- " - ......-- • .....-_._- -BILD 5: Das IT-basierte Kundenportal "myRailportal". Je nach Kundenbedarf individualisierbare Benutzeroberfläche, zum Beispiel zur Sendungsverfolgung. Im Bild oben: Startseite des Portals Im Bild unten: Auftragsübersicht (Quelle: OB AG) sehe Störungen oder defekte Komponenten ausfallen. Die dann erforderlichen Bedarfs- Instandhaltungen beeinträchtigen die Pro- duktion und verä rgern nicht selten Kunden: Züge bleiben liegen; es werden Überfüh- rungsfahrten defekter Assets in geeignete Werkstätten erforderlich; dort fallen Stand- zeiten vor und während der Reparatur an. Kurzum: Das Fahrzeug kann nicht wirtschaft- lich genutzt werden. Das Prinzip der Fristen- Untersuchungen birgt ein weiteres Problem von nicht zu unterschätzender Größe: Um Bedarfs-Instandhaltungen zu vermeiden, werden bei den regulären Werkstatt-Aufent- halten vorsorglich Teile vor dem Eintritt des Verschleisses ausgetauscht - unabhängig von ihrem tatsächlichen Zustand und ihrer möglicherweise noch verbleibenden realen Lebensdauer. Hier soll nun die digitale Transformation zur ,,(ondition Based Maintenance" ((BM) ETR 1MAI 2017 I NR. S einen effizienteren Weg eröffnen. Erwartet wird eine signifikant um zehn bis 15 Prozent gesteigerte Verfügbarkeit des Rollmaterials bei gleichzeitiger Reduktion der Material- und Arbeitskosten um ebenfalls 15 Prozent im eingeschwungenen Zustand. Beispielhaft ist das darstellbar an der Instandhaltung von Fahrmotorlüftern in den Lokomotiven. Nach bisheriger Instandhaltungsregelung werden sie alle acht Jahre getauscht. In der Daten- analyse hat sich aber gezeigt. dass die Lüfter dann noch gar nicht am Ende ihrer Lebens- dauer angekommen sind und grundsätzlich ein Austausch alle 16 Jahre ausreichend ist. Voraussetzung dafür ist die Überwachung des technischen Zustandes des Lüfters: Al- lein die Überwachung der Anzahl an Um- drehungen des Lüfters zeigt, dass hier zu konservative Annahmen zugrunde liegen. Eine kontinuierliche Überwachung der Be- triebsströme schafft zusätzliche Klarheit: sobald sich der Widerstand vergrößert, sich sein Zustand also atypisch verändert, ist der Austausch fällig. In einem vierstufigen Programm wird das Projekt CBM in den Jahren 2017 bis 2019 realisiert. Bereits in diesem Jahr soll es für erste Komponenten eingeführt werden. Dafür wird untersucht, inwieweit die der- zeitigen komplexen Revisionsprogramme in Module für eine komponentenbasierte Instandhaltung aufgespalten werden kön- nen. Parallel dazu wird auf der Basis bereits erhobener Fahrzeugdaten analysiert, ob der tatsächliche Zustand der Komponenten eine Spreizung, also eine Verlängerung der Instandhaltungs-Intervalle zulässt. Die zu- standsbasierte Instandhaltung basiert dann, wie oben beschrieben, auf dem Vergleich der Daten vom Normalverhalten des Fahr- zeugs mit Informationen über den aktuellen Zustand der Lok. So lassen sich Grenzwerte für Instandhaltungsmaßnahmen definie- ren. Das Ziel der darüber hinaus gehenden "predictive Maintenance" wird durch eine umfassende Datenanalyse im Engineering/ Machine Learning erreicht; mit ihr werden Muster im Ausfallverhalten bestimmter Lok- typen erkennbar. Parallel dazu erfolgt eine Live-Überwachung der Lokomotiven im Be- triebsa lltag im Asset Control Tower, ebenfalls mit der Suche nach wiederkehrenden Auffäl- ligkeiten. Die aus der zustandsbasierten Instandhal- tung permanent gewonnenen Erkenntnisse über die Performance jedes Fahrzeugs sind zusätzlich auch die Daten-Basis für eine digi- tale Flottensteuerung zu den Werkstatt-Auf- enthalten. Die Fahrzeugdaten ermöglichen es, weithin optimiert und automatisiert die Instandhaltungs-Kapazitäten und -Qualitä- ten mit den konkreten Instandhaltungs-Auf- gaben zu koordinieren. Das beginnt bei der Zuführung der Loks in die für die anstehen- den Aufgaben am besten qualifizierte Werk- statt und führt über die intelligente Paketie- rung der zu beseitigenden Mängel bis hin zur Rückmeldung oder Fortschreibung des Fertigstellungstermins bzw. Weiterleitung an eine zusätzlich qualifizierte Instandhal- tungs-Einrichtung. In ersten Use (ases wer- den die beiden üblichen Fälle untersucht die Zuführung der Assets zur Instandhaltung planmäßig, also präventiv, und die Zufüh- rung außerplanmäßig, also korrektiv im Falle von Bedarfsinstandhaltungen. Oie Daten werden in ein Business Intelligence System eingespeist und bilden so die Grundlage für ein mit der Zeit immer präziser werdendes Analyse- und Forecasting-Tool. Ergänzt wird das AMD-Programm durch das Projekt Workshop Management System (WMS) der Instandhaltung, das u.a. Basis für eine übergreifende Flottensteuerung ist. www.eurailpress.de/etr
  • 6. Hier werden die derzeit Papier gestützten Arbeitsabläufe durch die Einführung des Workshop Management Systems (WMS) optimiert und standardisiert. Der Prozess der Auftragsplanung, Disposition und Bear- beitung innerhalb eines jeden Werkes wird digital unterstützt. Daten, die im Instand- haltungsablauf anfallen oder zu bearbeiten sind, werden unmittelbar durch die mit der Ausführung beauftragten Mitarbeiter auf mobilen Endgeräten digital erfasst. Auf Pa- pieraufzeichnungen wird schrittweise bis hin zur vollständigen Digitalisierung verzichtet. In der ersten Phase erfolgt die IT-gestützte Kapazitätsplanung und Kapazitätssteuerung der Instandhaltungsaufträge im Werk. Wei- terhin bietet WMS ein Fundament für den weiteren Ausbau der Funktionalität durch die bedarfsgerechte Bereitstellung von Ap- plikationen für den Instandhaltungsprozess. Mit der DigitaHsierung der Abläufe soll die Personaleffizienz erhöht werden, etwa durch die Einsparung von administrativen Tcitigkei- ten und Wegezeiten. Erreicht werden soll damit eine Verkürzung der Werkstatt-Auf- enthalte von Loks und Güterwagen, letztlich also auch hier eine Erhöhung der Fahrzeug- Verfügbarkeit für kommerzielle Leistungen erzielt werden. Aus der Fülle der Informationen, die für die zustandsbasierte Instandhaltung gewonnen werden, lassen sich weiterhin wertvolle Er- kenntnisse über den gesamten Lebenszy- klus der Assets gewinnen. LCC-Analysen eröffnen die Möglichkeit, technische Opti- mierungspotenziale zu identifizieren - für eine Nach- oder Umrüstung von Fahrzeugen und ebenso als Vorgaben bei der Entwick- lung der nächsten Fahrzeug-Generationen. Die Prinzipien der Condition Based Main- tenance werden es erforderlich machen, Lösungen für die Bahntechnik VERKEHR & BETRIEB Digitale Transformation Güterbahn BI LD 6: .intelligenter Güterwagen"; Sensor (im Foto oben links an der Innenseite der Stirnwand des Waggons) überträgt GPS-Oaten, Stöße, Laufieistung, Luftfeuchtigkeit und Temperatur rund um die Uhr (Quelle: DB AG) die heute bestehenden Regelwerke für die Instandhaltung grundlegend zu verändern. Dabei wird es sich nicht um einen einmali- gen Vo rgang handeln, sondern um einen dy- namischen Prozess, der sich ausden vielfälti- gen Daten-Rückmeldungen der intelligenten Fahrzeuge kontinuierlich speist. Mit dieser laufenden Aktualisierung der Erfahrungen und Erkenntnisse aus der Instandhaltung ist ein gedrucktes Regelwerk zwangsläufig in kurzer Zeit überholt. Aufgabe des "Asset & Maintenance Digital Lab" ist es deshalb auch, das Regelwerk 4.0 zu entwickeln. Da- hinter verbirgt sich die digita le und vor allem auch modulare, komponentenbezogene Be- reitstellung aller vorhandenen und fortzu- schreibenden Instandhaltungs-Regelwerke. Zielvorstellung ist eine auf die Anwender orientierte, fiexibel gestaltete Struktur mit einer auf die jeweilige Instandhaltungsauf- gabe zugeschnittenen Bereitstellung aller Informationen und Vorschriften. Über web- basierte Zugriffsmöglichkeiten soll das ent- sprechend individualisierte Regelwerk 4.0 auf den mobilen Endgeräten der Werkstatt- mitarbeiter abrufbar sein. Eingebettet in die digitale Transformation von Asset Management und Instandhaltung vollziehen sich schrittweise die Automatisie- rungsprojekte aus dem Fahrbetrieb. Bereits in 2016 startete die Nutzung von Fahreras- sistenzsystemen auf E-Lokomotiven mit dem von der Knorr Bremse AG entwickelten System "LEADER". Als eine der ersten Güter- bahnen investiert OB Cargo in das System, das Lokführer beim Energiesparen unter- stützt. Die Technologie wird in sämtlichen Loks der Baureihen 145 und 152 sowie in vorerst 90 Loks der Baureihe 185 imple- mentiert. Erfolgreich demonstriert wurde )) -.IUNO sensors +automation Sorglos Reisen braucht verlässliche Technologie. Machen Sie keine Komprom isse, wen n es um präzise und sichere Mess- und Regel- technik speziell tür die Bahntechnik geht. Setzen Sie auf 65 Jahre Qualität, hohes Engagement und eine exzellente Branchenexpertise: Willkommen bei JUMO. http,//branchen.jumo.info
  • 7. VERKEHR & BETRIEB Digitale Transformation Güterbahn 66 - BILD 7: Um die notwendige Ankunflsrichtung der Güterwagen beim Kunden sicherzustellen, werden GPS-und Bewegungsdaten verwendet. Die notwendigen Drehfahrten (in der Grafik hervorgehoben) werden damit frühzeitig im Dispositionssystem OB (argo veranlasst auch schon das vollautomatische Fahren im $chienengüterverkehr. Gemeinsam mit der Siemens AG wurden Automated Train Operation-Systeme (ATO) in Streckenloko- motiven erprobt. In der 2016 abgeschlosse- nen Pilotphase ging es schwerpunktmäßig um die Hindernis-Erkennung auf der Stre- cke. Zum Testprogramm gehörten neben der Streckenfahrt mit unterschiedlichen (Quelle: DB Cargo AG) Geschwindigkeiten und gezielten Stopps auch das automatisierte, Sensor gesteuerte Heranfahren an Wagengruppen zum Kup- peln sowie die vollautomatische, per Tablet initialisierte Abfahrt des fahrerlosen Zuges zum Zielpunkt. ATO gilt in der Strategie von OB (argo mittel- und langfristig alseiner der großen Innovationshebel zur Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit des Schienengüter- BI LD 8: Blick in die Werkstatt: Digitale Unterstützung, zum Beispiel Tablets für das Werkstattper- sonal, wird zukünftig die Abläufe vor Ort weiter optimieren (Quelle:OB AG) ETR I MAI 2017 I NR. 5 verkehrs. Zum Ende dieses Jahrzehnts soll die Autopilot-Funktion eingeführt und zu- gelassen sein. Zu den Visionen zählt weiterhin die voll- ständige Automatisierung von Zugbildungs- anlagen (ZBA). Ziel ist es, das traditionelle Rangiergeschäft über den Ablaufberg in allen seinen Phasen auf einen effizienten, industri- ellen Standard zu bringen. Automatisierungs- ansätze ergeben sich in allen Teil-Bereichen der ZBA: Planung, Disposition, Rangieren, Kuppeln, Prüfung und Abfertigung, Kunden- information. Das ist längst mehr als eine ferne Vision, denn gemeinsam mit Hochschulen und der Industrie gibt es im Detail bereits zahlreiche konkrete Ansätze. Die digitale Transformation wird die ngute alte Eisenbahn" grundlegend verändern. Sie wird ihr erhebliche Potenziale einräumen, ihre Wettbewerbsfähigkeit massiv stärken. Das ist nicht nur unternehmerischer Selbst- zweck, sondern die große gesellschaftliche Aufgabe, Verkehr - namentlich das wach- sende Güterverkehrsaufkommen - klima- neutral zu gestalten. Und das in europäi- scher Perspektive: Logistik und Transport machen längst nicht mehr an Ländergren- zen halt; Europas Bahnen müssen deshalb in Zusammenhängen denken und handeln. Aus der Perspektive von OB (argo ist die Di- gitalisierung auch unter dem Blickwinkel der Demographie alternativlos: Immer mehr Ei- senbahner erreichen den Ruhestand, immer weniger Eisenbahner müssen die Effizienz des Schienengüterverkehrs optimieren - Di- gitalisierung und Automatisierung sind ihre zuverlässigen Helfer. .... ~ SUMMARY Using digital transformation to create a future for the freight railway For many deeades, political opinion has been expressing the desire to see a fargish part of freight transport moved from road to rail, but that has simply not been making progress. With digitalisation now forming the fourth industrial revolution, the oppor- tunities are there to help rail take qualita- tive leaps forward in itstransport and logistics business. OB (argo, as the largest rail-freight carrier in Europe, is putting a massive effort into the digital transforma- tion of the management and maintenance of its vehicle fleets. Intelligent locomotives and freight wagons, the central capture and analysis cf data and the automation of the processes are going to bring about a decisive improvement in efficiency and produetivity and thus in competitiveness. www.eurailpress.deletr