Effizient Warten reduziert Ausfallzeiten Predictive Maintenance in Zügen

Robuster Datensammler

Die robusten Datenkonzentratoren der CyBox-ED-Linie mit einer leistungsstarken CPU sind mit einer Vielzahl von Schnittstellen ausgestattet, um die fahrzeug- oder maschinenintern gesammelten Sensordaten an übergeordnete Systeme oder Leitstellen für zustands-
orientierte Wartung zu übertragen. Es ist möglich, die Gerätdaten sowohl kabellos über Mobilfunk-WAN als auch über Gigabit-Ethernet-Kabel zu übertragen. Die wesentlichen Features der CyBox ED-S sind:

  • Integrierte ARM-CPU, i.MX6 skalierbar bis zu vier Cores
  • Vielfältige Schnittstellen (Gigabit-Ethernet, 4 × seriell, 4 × digital, Relais)
  • 1 × miniPCI-Express-Socket für WLAN/LTE-Erweiterungen
  • GPS-Interface
  • lokaler Datenspeicher
  • sichere, verschlüsselte Datenübertragung durch integrierten Security-Chip
  • Weitbereichs-Netzteil (24–110 V DC)
  • Prüfberichte gemäß EN 50155 verfügbar

Mit dem EN-50155-kompatiblen Weitbereichsnetzteil, den kompakten Abmessungen, dem weiten Temperaturbereich (–40 bis +85 °C) und dem robusten Gehäuse (IP67) ist die CyBox ED-S in unterschiedlichsten Zugtypen und auch in beengten und rauen Umgebungen einsetzbar. Ihre Konfiguration ist denkbar einfach: Verbindung des Systems via Ethernet mit dem Computer, Komplettierung des UIC-559-Config-Files mit den zugspezifischen Informationen, Einsetzen der SIM-Karte, Verbindung mit den Antennen beziehungsweise GPS, Einschalten der CyBox ED-S und automatische Verbindung mit dem ESE-Server.

Im Anschluss daran werden die im Zug ausgelesenen Daten mit der Big-Data- und IoT-Analytics-Plattform von Splunk verarbeitet – einer generischen Lösung für alle textbasierten Maschinendaten. Die Verbindung zwischen dem CyBox-ED-S-Computer und der Splunk-Software erfolgt verschlüsselt, während der Zugriff auf den Computer automatisch überwacht wird. Mit diesem Ansatz erhält man einen einfachen, übersichtlichen Blick auf komplexe Daten über die unterschiedlichen Datenquellen, Sensoren und Applikationen dank der nahtlosen Integration.

Personalisierte Hinweise und Diagnose-Alarme in Echtzeit ermöglichen ein schnelles und gezieltes Handeln. Dabei korreliert Software die anfallenden Telematik-, Sensor- und Betriebsdaten (wie etwa Stromaufnahme). Mit der Kombination aus leistungsfähiger Datenerfassung und -verarbeitung ist eine zustandsorientierte Wartung in Zügen realisierbar – angesichts ständig steigender Wartungs- und Reparaturkosten ein wichtiges Kriterium in der Branche.

Ein Beispiel: Türstörungen sind ein häufiges Problem in Zügen und können verschiedene Ursachen haben wie wetter- und umgebungsbedingte Einflüsse (Temperaturänderungen, Schmutz, oder ähnliches), hohe Belastung in Stoßzeiten oder unsachgemäßer Gebrauch beziehungsweise Vandalismus. Ein entsprechendes Splunk-Dashboard zeigt alle wichtigen Kriterien (Asset, Türnummer, Anzahl der Schließvorgänge und beispielsweise den Verlauf der Stromaufnahme über die Schließvorgänge) auf. So lassen sich Ereignisse mit Anomalien, die auf eine Fehlfunktion hinweisen, schnell und einfach identifizieren. Hilfreich kann dabei auch eine Verlinkung der Maschinendaten mit Third-Party-Informationen wie etwa Wetterdaten sein. Diese Möglichkeit bringt Splunk standardmäßig mit.

Der hier vorgestellte Drive-Ansatz ist ein wichtiges Element bei der Digitalisierung einer gesamten Flotte. So lassen sich technische Hilfestellungen erarbeiten, wenn ein Zugführer während der Fahrt eine Alarmmeldung erhält. Mit der Splunk-Plattform lassen sich die unterschiedlichsten Sensorwerte und GPS-Informationen in Echtzeit auswerten. Alarmfunktionen lassen sich mit Maschinenregeln auf Basis einer Fehlertabelle verknüpfen, um im Fehlerfall die beste Maßnahme zu ermitteln, wenn etwa die Kühltemperatur zu hoch ist oder der Bremszylinder nicht arbeitet. Tritt ein Fehler verteilt über die Flotte auf, ist es möglich, entsprechend zu reagieren.

Kundenspezifische Dashboards

Im Rahmen der Drive-1.0-Lösung bietet schließlich die ESE, die technische Lösungen für Eisenbahn- und Signaltechnik erarbeitet, Entwicklungsunterstützung bei der Systemintegration an. Dazu gehört auch die Realisierung von Auswertungen entsprechend
den Kundenanforderungen. Zum Lieferumfang des Entwicklungskits gehört die Entwicklung von zwei kundenspezifischen Dashboards zur Darstellung von Maschinendaten sowie Beratung zu möglichen kundenspezifischen Use-Cases.