Datenjäger und -sammler

Wenn es um die Instandhaltung von Fahrwerken geht, ist Denis Becker in einer beneidenswerten Position: Er arbeitet nämlich nicht nur an vorderster Front im Instandhaltungsengineering des Siemens Rail Service Centers Dortmund-Eving, er ist auch an der Weiterentwicklung eines Produkts beteiligt, das dort tagtäglich eingesetzt wird. Gemeint ist die MoComp® Bogie Diagnostic Solution, mit der die Daten von Beschleunigungssensoren in Fahrwerken gesammelt, analysiert und ausgewertet werden können. Wir sprachen mit ihm über seine Arbeit und die Chancen, die die Digitalisierung für das Servicegeschäft bietet.

Die MoComp Bogie Diagnostic Solution hilft uns ungeplante Stillstände zu vermeiden und die Instandhaltungsintervalle zu optimieren, angepasst an den tatsächlichen Zustand der Komponenten.
Denis Becker, Leiter Instandhaltungsentwicklung Rhein-Ruhr-Express

Diagnose am rollenden Rad – für mehr Servicequalität

Tatsächlich sind die Fahrwerke mitentscheidend für den wirtschaftlichen Erfolg eines Schienenfahrzeugs, denn sie ermöglichen nicht nur die Fahrt und beeinflussen stark den Komfort der Fahrgäste, sie bestimmen zu einem großen Teil (rund 30 Prozent) auch die Lebenszykluskosten des Fahrzeugs. „Für uns ist das Fahrwerk eine zentrale Komponente im Service“, sagt Denis Becker und ergänzt: „Die Fahrwerke tragen die ganze Last des Fahrzeugs, sie bringen die Traktionsleistung auf die Schiene, an ihnen wirken alle Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte – und sie müssen zuverlässig ihre Leistung erbringen, tagaus, tagein, bei Eis und Schnee, bei Regen und bei sommerlicher Hitze. Bei einem so breiten Einsatzspektrum ist auch klar, dass die Komponenten vielfältigen Belastungen ausgesetzt sind.

 

Insofern ist nur folgerichtig, dass wir ihnen bei jedem Serviceaufenthalt der Fahrzeuge besondere Aufmerksamkeit widmen, nicht zuletzt mit den Möglichkeiten der Digitalisierung.“ Damit spielt er auf die MoComp® Bogie Diagnostic Solution an, die Daten von Beschleunigungssensoren im laufenden Betrieb des Fahrzeugs aufzeichnet, an Bord verarbeitet und dann auf die Landseite zum Server der Servicezentrale überträgt. Für Denis Becker ist das ein entscheidender Schritt zu mehr Servicequalität: „Wenn wir die Daten nicht nur sporadisch im Servicedepot erheben, sondern kontinuierlich, dann haben wir eine ganz andere Datenbasis für unsere Analysen zur Verfügung. Beispielsweise werden langfristige Trends damit viel klarer – und kleinste Anomalien, die sich über längere Zeiträume entwickeln, werden von unseren Analysealgorithmen erkannt. Wenn ich nur einen Messwert habe, kann ich natürlich keine Muster bzw. Abweichungen erkennen, es sei denn, der Messwert weicht deutlich von seinem Sollwert ab. Aber auch dann erleichtert eine Zeitreihe die Schädigungsanalyse.“

Instandhaltung vorausschauend planen – für maximale Verfügbarkeit

Für Denis Becker ist die vorausschauende Planbarkeit neben der verbesserten Schädigungsanalyse der wichtigste Vorteil der MoComp® Bogie Diagnostic Solution. Denn je mehr Daten über die Fahrwerke zur Verfügung stehen, desto einfacher ist es, die Instandhaltungsarbeiten und die dazu erforderlichen Ressourcen zu planen, angefangen bei den erforderlichen Ersatzteilen bis hin zu den einzelnen Servicegleisen im Depot, da nicht alle Instandhaltungsmaßnahmen an allen Gleisen ausgeführt werden können. „Bei den aktuell 84 Zügen, die wir in unserem Siemens Rail Service Center in Dortmund Eving betreuen, wird schnell klar, wie wichtig eine frühzeitige Planung für unseren Betrieb ist“, berichtet Becker. „Eine hohe Verfügbarkeit der Fahrzeuge für den Verkehrsverbund Rhein Ruhr ist entscheidend, da der Rhein Ruhr Express wichtige Knotenpunkte in einer der am dichtesten besiedelten Regionen Europas verbindet. Deshalb haben wir den Anspruch eine nahezu 100%ige Verfügbarkeit der Fahrzeuge zu ermöglichen, was wir dem Kunden auch vertraglich zugesichert haben. Um dieses Ziel zu erreichen, nutzen wir die Daten aus dem laufenden Betrieb der Fahrzeuge, weil wir damit besser einschätzen können, wenn sich Ausfälle einzelner Komponenten anbahnen. Dann können wir den Service besser vorbereiten, Werkzeuge, Ersatzteile und Personal besser planen und die Fahrzeuge schneller wieder auf die Strecke bringen.“ 

Das Wichtige erkennen – für fundierte Entscheidungen

Die Arbeiten lassen sich auch deshalb besser planen, weil die Analysealgorithmen der MoComp® Bogie Diagnostic Solution zufällige und nicht wiederkehrende Ereignisse (wie den einen „überfahrenen Kiesel auf dem Gleis“) ausfiltern und praktisch nur servicerelevante Daten zur Analyse heranziehen. Die dazu genutzten Algorithmen basieren auf dem gesammelten Fahrzeugs- und Fahrwerks-Know-How der Siemens Mobility und werden über die Mobility Application Suite Railigent® den Anwendern zur Verfügung gestellt. Die Vorauswertung der Daten direkt an Bord hilft dabei, das Augenmerk der Servicetechniker auf der Landseite auf die wesentlichen Diagnoseinformationen zu lenken und sie bei der Planung und Analyse zu unterstützen.

Instandhaltung, Forschung und Entwicklung in einem

Und wie immer, wenn Daten anfallen, gibt es auch Interessenten dafür. Bei MoComp® fließen die Daten aus dem Dortmunder Rail Service Center unmittelbar in die Verbesserung der MoComp® Bogie Diagnostic Solution ein. Dabei geht es vor allem um die weitere Präzisierung der Analysealgorithmen, beispielsweise über Flottenlangzeitanalysen, weiß Denis Becker: „Über die Lebensdauer der Fahrwerke erwarten wir noch interessante Entwicklungen, von denen auch unsere Kunden auf vielfältige Weise profitieren ̶ auch wenn wir bereits nach 600.000 Kilometern Laufleistung auf einem fortgeschrittenen Entwicklungsstand sind. Ein praktisches Beispiel: In der Analyse der Diagnosedaten der Fahrzeugflotte stellten wir bei einigen Schlingerdämpfern eine Verschlechterung des Istzustandes fest, aber nicht bei allen. Wir haben dann proaktiv die betreffenden Module getauscht und an den Hersteller zur weiteren Analyse eingeschickt. Dabei stellte sich heraus, dass es einen Defekt an den Dämpfern gab. Bei der Sichtkontrolle wäre der Defekt nicht aufgefallen, weil die Dämpfer äußerlich keine Schäden wie Ölaustritt aufwiesen. Ohne unsere Diagnosedaten wäre die Ursachenforschung nicht veranlasst worden.“ 

Wenn an einem Fahrzeug 16 Radsätze getauscht werden müssen, dann sollte ich als Instandhalter das so früh wie möglich wissen, um entsprechend disponieren zu können.
Denis Becker, Leiter Instandhaltungsentwicklung Rhein-Ruhr-Express

Mehr Sicherheit, geringere Servicekosten

Ein Beispiel, das bereits andeutet, wohin die Entwicklung beim Service geht – vor allem, wenn geeignete Daten zur Verfügung stehen: Anomalitäten und Verschleiß frühzeitig erkennen, um präventiv zu handeln und die Instandhaltung entsprechend rechtzeitig zu planen. Dazu Denis Becker: „Das hat nicht nur den Vorteil, ungeplante Stillstände zu vermeiden, es geht auch darum, die Instandhaltungsintervalle zu optimieren, angepasst an den tatsächlichen Zustand der Komponenten. Es ist Teil unserer Verantwortung als ECM2, die Intervalle im tatsächlichen Betrieb zu prüfen und ggf. neu zu definieren. Dabei verlassen wir uns eben nicht nur auf Erfahrungswerte, sondern dank der MoComp® Bogie Diagnostic Solution auf zuverlässige Betriebsdaten. Daraus und aus weiteren Instandhaltungsinformationen leiten wir den tatsächlichen Zustand der Fahrwerke ab und terminieren die notwendigen Instandhaltungsintervalle. Werden die Intervalle größer, können Vorteile zum Beispiel in Bezug auf Verfügbarkeit und Material- und Personalbedarf generiert werden. Und natürlich lassen sich Präventivmaßnahmen wesentlich besser planen als Korrektivmaßnahmen.

Enabled by Railigent®

Der Vorteil der MoComp® Bogie Diagnostic Solution besteht auch in deren Einbindung in die Mobility Application Suite Railigent, deren User-Interface die Solution nutzt. So bietet die Application Suite dem Nutzer der Fahrwerks- und Antriebsdiagnose eine detaillierte Übersicht über den Flottenzustand, den Zustand der Fahrwerke (Fahrkomfort und Laufstabilität) und deren Komponenten (Istzustand und Restlebensdauer). Denis Becker: „Auf dieser Basis können wir als Instandhalter selbst die richtigen Schlüsse aus den Diagnoseinformationen ziehen – und benötigen nur in Ausnahmefällen zusätzlichen Support durch den Hersteller. Railigent ist dabei für unsere Arbeit essenziell, denn wir bekommen damit nicht nur Zugriff auf die aufbereiteten Daten der Fahrwerksdiagnose, sondern das Fahrzeug ist über Railigent auch an unser Maintenance Management System angeschlossen, das aus den übersandten Daten automatisch Arbeitsaufträge generieren kann. Weil die gesamten Daten des Maintenance Management Systems auch mit Railigent verknüpft sind, sind auch alle relevanten Diagnose-Informationen im System vorhanden und können entsprechend aufbereitet in anschaulichen Dashboards visualisiert werden.“ 

Denis Becker präzisiert: „Das Health State and Time to next Maintenance Dashboard in Railigent bietet eine übersichtliche Darstellung des aktuellen Flottenzustands. Sie sehen als Betreiber oder Instandhalter auf einen Blick alle notwendigen Informationen zu den Fahrwerks- und Antriebsfunktionen und können ihre Instandhaltung somit digital unterstützen: Mit rechtzeitigen Bestellungen benötigter Ersatzteile und einer entsprechenden Disposition von Arbeitskräften, Werkzeugen und Betriebsmitteln im Instandhaltungsdepot.“

Daneben unterstützt die fahrzeug- und einsatzspezifische Planung der Instandhaltungstätigkeiten die effiziente Fahrzeugdisposition. Mit den detaillierten Informationen zu Istzustand und Restlebensdauer der Fahrwerkskomponenten hilft eine Fahrwerks- und Antriebsdiagnose-Lösung durch automatisch generierte Meldungen und Arbeitsaufträge auch dabei, das Instandhaltungsmanagement insgesamt zu vereinfachen.

 

Besser fahren mit Hersteller-Kompetenz

Als Hersteller für Fahrwerke und Antriebskomponenten besitzt die Siemens Mobility ein umfassendes System- und Komponentenverständnis, das auch in die Entwicklung der Diagnosealgorithmen einfließt und eine zuverlässige Schädigungs- und Zustandsdetektion ermöglicht. Zudem eröffnet die kontinuierliche Beobachtung des System- und Komponentenverhaltens auch zielgerichtete Ursachenanalysen und die Überprüfung der Wirksamkeit von Instandhaltungsmaßnahmen. Dabei geht es aber nicht nur um die sichere Funktion der Komponenten: In der Kombination von Systemverständnis und der Erfassung der Fahrwerksinteraktion mit der Strecke lassen sich auch Eigenschaften wie Fahrkomfort und Fahrstabilität gezielt bewerten.

Die Kombination der MoComp® Bogie Diagnostic Solution mit Railigent® ermöglicht die optimale digitale Unterstützung der Instandhaltung.
Denis Becker, Leiter Instandhaltungsentwicklung Rhein-Ruhr-Express

Wissen, was wichtig wird

Aufgrund ihrer modularen Systemarchitektur kann die MoComp® Bogie Diagnostic Solution auf unterschiedliche Anwendungsfälle und Kundenwünsche abgestimmt werden. Neben der Diagnose des gesamten Fahrwerks, unter anderem Antrieb, Radsatz und Fahrwerkskoppelelemente, lässt sich die Fahrwerks- und Antriebsdiagnose auch effizient auf die Diagnose der rotatorischen Komponenten (Antrieb und Radsatz) oder nur des Antriebs beschränken.