Entwicklung einer universellen ZfP-Datenschnittstelle zur Optimierung von Konstruktion und Instandhaltung für Schienenfahrzeuge - Vorstudie (NDEface-V)

Abstract

Für eine hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit von Schienenfahrzeugen werden deren Komponenten in der Fertigung und im Betrieb geprüft. Dabei unterliegen die Komponenten strengen Qualitätsanforderungen. Zur Zustandsdiagnose von Schienenfahrzeugen werden vielfach Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) eingesetzt. Damit können Unregelmäßigkeiten im Material festgestellt und potenzielle Defekte erkannt werden. Die während der Herstellung und des Lebenszyklus einer Komponente durchgeführten Prüfungen werden von verschiedenen, zum jeweiligen Zeitpunkt zuständigen Unternehmen vorgenommen. Die Aufnahme und Speicherung von Prüfdaten erfolgt hierbei überwiegend auf Basis proprietärer Datenformate und Schnittstellen. Deren Vielfalt und Spezifizität wirkt auf eine gegenseitige Bereitstellung von Prüfdaten sehr oft einschränkend. Diese werden zwischen den verschiedenen Verantwortlichen in Form von Prüfberichten übermittelt, welche oft nicht maschinenlesbar sind. Die zugrundeliegenden Prüfdaten werden zudem in der Regel weder archiviert noch übermittelt. Jedoch kann eine tiefgehende, historisierte Analyse der Prüfdaten dazu beitragen, die Instandhaltung von Schienenfahrzeugen zu optimieren. Um verschiedene Prüfverfahren gleichartig nutzbar zu machen und Auswertealgorithmen entwickeln zu können, bedarf es universeller Datenschnittstellen. Mit diesen können ZfP-Systeme in eine zentrale und einheitliche Datenverwaltung integriert werden. Dadurch können Prüfdaten standardisiert archiviert, übermittelt und ausgewertet werden. Diese Vorstudie dient zur Vorbereitung der Entwicklung von solchen ZfP-Datenschnittstellen. Im Vordergrund steht dabei die Erfassung von Anforderungen der am Prüfprozess beteiligten Akteure. Daraus sollen zunächst eine Aussage zur grundsätzlichen Machbarkeit getroffen und anschließend Umsetzungsschritte zur Implementierung der Schnittstellen abgeleitet werden. Es wurden technische, regulatorische und organisatorische Herausforderungen ermittelt, die bei der Umsetzung von universellen ZfP-Datenschnittstellen zu lösen sind. Darauf aufbauend wurde ein Konzept zur Umsetzung von solchen Schnittstellen erstellt. Dieses beinhaltet eine Abschätzung des Umsetzungsaufwandes und der dafür notwendigen Akteure. Dazu wurden zunächst Einzelinterviews mit den relevanten Stakeholdern und auf deren Basis Expertenworkshops unter breiter Einbeziehung des Eisenbahnsektors durchgeführt. Zentrale Fragestellungen dieser Vorstudie waren dabei, wie Datenwertschöpfungsketten zwischen ZfP-Prüfsystemen von Lieferanten, Original Equipment Manufacturers (OEM) und Betreibern aufgebaut werden können und welche übergeordneten Rahmenbedingungen zu schaffen sind, um einen gegenseitigen Datenaustausch zu ermöglichen und diesen für alle Seiten gewinnbringend zu gestalten. Als erster zentraler Anwendungsfall, anhand dessen die Funktionsweise der Schnittstellen demonstriert werden kann, hat sich unter den befragten Akteuren die Ultraschall- und Magnetpulverprüfung von Radsätzen und Radsatzwellen herausgestellt.