Lausitzer Expert*innen forschen an der intelligenten Instandhaltung von Zügen
News / 24. September 2024
BTU Cottbus-Senftenberg, Deutsche Bahn und Fraunhofer IKTS forschen gemeinsam mit weiteren Partnern an KI und Sensorik für Schienenfahrzeuge. Bundesverkehrsminister Dr. Volker Wissing übergibt Förderbescheide auf der InnoTrans.
Künstliche Intelligenz (KI) und Sensorik sollen die Instandhaltung von Zügen künftig noch präziser, wirtschaftlicher und nachhaltiger machen. Denn gerade bei der Instandhaltung von Schienenfahrzeugen gilt es, zwei Ziele in Einklang zu bringen: Einerseits sollen Bauteile und Komponenten im Sinne der Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit so lange wie möglich genutzt werden. Andererseits darf es keine Abstriche bei Sicherheit und Komfort geben. Bauteile möglichst kurz vor einer drohenden Störung auszutauschen, ist das Ziel der sogenannten prognosebasierten Instandhaltung: Ausgeklügelte Sensoren erfassen dazu permanent relevante Daten am Zug. KI hilft, in den umfangreichen Datensätzen Abweichungen von Standards und damit drohende Ausfälle frühzeitig zu erkennen. Kombiniert mit einer intelligenten Werkstattplanung, die rechtzeitig die richtigen Werkstatt-Gleise freihält, können dann Komponenten, bei denen sich Störungen abzeichnen, zügig ausgetauscht werden. Fachleute verschiedener Institutionen forschen jetzt an Sensoren für die Datenerfassung, an KI, die die Daten auswertet und die Auswertungen mit praktischen Erfahrungen aus der Instandhaltung kombiniert. Sie arbeiten zudem an einer digitalen Unterstützung für die Planung von Werkstattkapazitäten.
An dem Projekt beteiligt sind die Brandenburgische Technischen Universität (BTU) Cottbus-Senftenberg, das neue Werk Cottbus der DB Fahrzeuginstandhaltung und das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS mit Partnern aus der Lausitz. Dr. Volker Wissing, Bundesminister für Digitales und Verkehr, hat dafür heute im Rahmen der Verkehrstechnikmesse InnoTrans in Berlin Förderbescheide über insgesamt 5,2 Millionen Euro für die Projekte „DEFLECTOR“ und „D4M“ übergeben.
Das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) fördert die beiden Forschungsprojekte „DEFLECTOR“ und „D4M“ innerhalb der Strukturstärkungskomponente seines Förderprogramms mFUND. Unterstützt werden Projekte, die die digitale Transformation und Innovationskraft in den vom Strukturwandel betroffenen Regionen voranbringen. Die beiden Forschungsprojekte führen BTU, DB und Fraunhofer IKTS gemeinsam mit Partnern aus der Lausitz durch. Beteiligt sind das Beratungsunternehmen Umlaut, das Bahn-Software-Unternehmen Zedas aus Senftenberg, das Cottbuser IT-Unternehmen ProFunk und das an der BTU Cottbus-Senftenberg entstehende Center for Hybrid Electric Systems Cottbus (Chesco).
Über „DEFLECTOR“: Echtzeit-Überwachung und Leistungstracking für Schienenfahrzeuge
Im Projekt „DEFLECTOR“ werden Bestandsdaten der Fahrzeuge und Instandhaltungs-Prozesse erfasst, aufbereitet und mit praktischem Mitarbeitenden-Know-how angereichert. Dafür erstellen die Projektpartner ein Konzept zur Umsetzung drahtlos kommunizierender Sensornetze in Bestandsfahrzeuge. Mittels Machine-Learning-Verfahren wird auf Basis der gesammelten Daten eine vorausschauende Zustandsbestimmung der Fahrzeuge ermöglicht. Das hilft beim Aufbau des Digitalen Zwillings und dabei, notwendige Wartungs- und Reparaturarbeiten zuverlässig zu planen und zu optimieren. So sind Züge wieder schneller für die Fahrgäste im Einsatz. Im Rahmen von „DEFLECTOR“ werden auch Technologien und Methoden zur kontinuierlichen Erfassung von Zustandsdaten mittels drahtloser Sensoren erforscht, die in Fahrzeugen nachgerüstet werden können. Das umfassende Bild aus erhobenen und historischen Daten ermöglicht die Entwicklung und Implementierung innovativer Lösungen zur Steigerung der Effizienz von Instandhaltungsprozessen und zur Sicherung der maximalen Verfügbarkeit der Fahrzeuge.
Über „D4M“: Intelligente Auftragsplanung und -steuerung in der Instandhaltung öffentlicher Verkehrsmittel
Im Projekt „D4M“ steht die Datenerzeugung und -verarbeitung für die Instandhaltung öffentlicher Verkehrsmittel im Mittelpunkt. Zur Verbesserung der Auftragsplanung und Werksteuerung in der Instandhaltung werden umfangreiche Datenmodelle sowie Algorithmen für den KI-Einsatz entwickelt. Neben wissenschaftlich aufbereiteten Datensätzen werden auch echte Datensätze von Projektpartnern genutzt, um die entwickelten Algorithmen und Systeme zu testen. Die Expert:innen untersuchen aktuelle Rahmenbedingungen der Instandhaltungsplanung und -steuerung bei öffentlichen Verkehrsmitteln, Datenaufnahmeprozesse bei Befundung von Verkehrsmitteln, KI-basierte Anwendungskonzepte sowie Anwendungspotenziale von KI in der Instandhaltung. Anhand internationaler Standards leiten sie Gestaltungsansätze für die KI-bezogene Entwicklungsarbeit ab.
Projektpartner:
- Deutsche Bahn AG
- Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg
- Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
- Center for Hybrid Electric System Cottbus (chesco)
- Profunk electric Service GmbH
- umlaut (Part of Accenture)