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Technische Industrien  |  11.12.2018

Schiene 4.0: Mit internationalen Standards in die digitale Zukunft

Die Digitalisierung im Bahnwesen nimmt Fahrt auf: Die Branche erkennt und realisiert die Vorteile automatisierter, standardisierter Prozesse. Unter dem Dach von GS1 entwickelt sie Lösungen für mehr Transparenz im kompletten Lebenszyklus von Bauteilen. Unternehmen können somit steigende Anforderungen seitens Kunden und Behörden an das Qualitäts- und Sicherheitsmanagement sowie an die Verfügbarkeit von Material und Services effizient umsetzen.

Allein bei der Deutschen Bahn rollten in 2016 laut des Verbands der Bahnindustrie in Deutschland (VDB) rund 4.200 Lokomotiven, mehr als 6300 Reisezugwagen und knapp 85.000 Güterwagen über das Schienennetz. Und das ist nur ein Ausschnitt des komplexen Bahnwesens in Europa. Dahinter stecken neben den Eisenbahnverkehrsunternehmen, zahlreiche Anlagenbauer und Bauteilehersteller in den einzelnen Ländern. Sie entwickeln, produzieren und nutzen unterschiedliche Technik und sind darüber hinaus an verschiedene regionale Sicherheitsvorschriften gebunden. Ein integriertes Bahnsystem innerhalb Europas, das den Schienengüterverkehr mehr Wettbewerbsfähigkeit gegenüber dem Straßentransport verleiht, wird dadurch derzeit noch erheblich erschwert. Ein erster wegweisender Schritt in Richtung vernetzter Bahnverkehr in Europa sind Maßnahmen zur unternehmens- und grenzüberschreitenden Digitalisierung. Stichwort Schiene 4.0: Die Digitalisierung des Schienennetzes, eine vorausschauende Wartungs- und Instandhaltungsplanung der technischen Anlagen sowie eine intelligente Fahrzeuginstandhaltung nicht zuletzt per digitaler Teilekennzeichnung sind hilfreiche Ansätze. Die Instandhaltung im Schienenverkehr wird zum Beispiel erschwert, weil Bauteile oft nicht eindeutig genug gekennzeichnet sind. Sie erhalten im Gegenteil derzeit auf unterschiedliche Art und Weise eigenständige Kennzeichnungen, etwa durch Einstanzungen oder gesprühte Farbbeschichtungen. Die Folge dieser uneinheitlichen Methoden sind unter anderem Barrieren im Informationsfluss, intransparente Materialströme und mangelnde Rückverfolgbarkeit mit negativen Auswirkungen auf die Effizienz der Wertschöpfungskette im Bahnwesen.

Sicherheit und Transparenz von der Produktion bis zur Verschrottung von Bauteilen
Komponentenhersteller, Systemhäuser und Bahnbetreiber haben daher die global gültigen Anwendungsstandards „Standard identification of components and parts in the rail industry“ und „Exchange of component/part lifecycle data in the rail industry“ ein einer internationalen Arbeitsgruppe unter dem Dach von GS1 entwickelt. In Deutschland moderierte GS1 Germany die Zusammenarbeit. Ziel ist es, einerseits Komponenten eindeutig zu identifizieren und andererseits den Lebenszyklus von sicherheitsrelevanten Anlagen, Baugruppen und Bauteilen über Herstellungs-, Wartungs-, Reparatur- und Überholungsprozesse zu verfolgen. Der Lebenszyklus erstreckt sich von der Produktion über die Lagerung, den Einbau und den Betrieb sowie die Instandhaltung bis zur Verschrottung. Die Materialbewirtschaftung ist entsprechend aufwändig und bietet viel Potential für mehr Effizienz. Treiber sind hier nicht zuletzt steigende Anforderungen seitens Kunden und Behörden an das Qualitäts- und Sicherheitsmanagement sowie an die Verfügbarkeit von Material und Services. Mit den gemeinsam entwickelten Anwendungsempfehlungen hat sich die Branche auf den Einsatz der GS1 Standards für die geplante Kennzeichnung und Identifikation der Produkte verständigt. Damit streben zum Beispiel die Deutsche Bahn und weitere international agierende Bahnbetreiber transparente und durchgängige Material- und Informationsflüsse über den gesamten Lebenszyklus hinweg an. Zugleich ermöglicht es den Unternehmen, wichtige EU-Vorschriften wie etwa die Verordnung 2016/798 zur Eisenbahnsicherheit einzuhalten. GS1 Identifikationsstandards, wie die globale Artikelnummer GTIN und die individuelle Anlagen-Identnummer GIAI, werden dazu in den Datenträgern GS1-128, GS1 Data Matrix und EPC/RFID verschlüsselt. Der Schnittstellenstandard EPCIS ermöglicht den automatisierten Datenaustausch und somit eine vielfältige Prozessüberwachung.

Insbesondere vor dem Hintergrund der engen Verflechtung unterschiedlicher Industrien auf Zuliefererseite, dem Zusammenspiel mehrerer Unternehmen und der weltweiten Verzahnung der Warenströme, bietet ein branchenunabhängiger und zugleich in vielen Bereichen weltweit etablierter Standard zahlreiche Chancen für eine umfassende Wertschöpfung. Und das nicht nur für den „Endkunden“, die Bahnbetreiber, sondern ebenso für die Komponentenhersteller und Systemhäuser. Kundenspezifische Anforderungen an die eindeutige Identifizierung von Bauteilen und Komponenten werden somit harmonisiert. Vorteile für die Prozesse über die gesamte Wertschöpfungskette sind die Folge. Sie münden in mehr Sicherheit, eine durchgängige Transparenz und schlankere Prozesse.

Im Detail zeichnet sich der Nutzen durch den Einsatz von Anwendungsstandards über diese Vorteile ab:
•    Verbessertes Diagnose-, Fehler- und Gewährleistungsmanagement
•    Optimierung der Logistikprozesse und des Managements von Sublieferanten
•    Generierung von Erkenntnissen aus der Produktbewährung für die Entwicklung
•    Unterstützung von Prozessautomatisierungen
•    Basis für smart maintenance Strategien
•    Verbesserter Plagiatsschutz für Hersteller
•    Elektronischer und verbesserter Datenaustausch zwischen den Beteiligten

Die Deutsche Bahn setzt GS1 Standards auf die Schiene
Die Deutsche Bahn AG setzt schon heute in verschiedenen Bereichen auf GS1 Standards zur Kennzeichnung und Rückverfolgbarkeit von Produkten und wird dies auch zukünftig tun. Aufgrund der Bedeutung eindeutiger, fehlerfreier und vollständiger Daten für ihr Geschäft, aber auch aufgrund der voranschreitenden Digitalisierung wird sich dieser Trend in den nächsten Jahren sogar noch verstärken. Mit dem Projekt „Auto-ID-fähige Bauteilserialisierung und Rückverfolgbarkeit von Schienenfahrzeugteilen“ verfolgt die Deutsche Bahn das Ziel, Produkte über Unternehmensgrenzen hinweg eindeutig zu identifizieren und ihren Lebenszyklus zurückzuverfolgen. Seit 2017 werden ausgewählte sicherheits- und verfügbarkeitsrelevante Bauteile in Schienenfahrzeugen mit einer weltweit eindeutigen maschinenlesbaren Seriennummer gekennzeichnet. Die Kennzeichnung erfolgt auf Basis des GS1 Standards. Zur Sicherstellung eines einheitlichen Vorgehens bei der Bauteilkennzeichnung im Bahnsektor engagiert sich die Deutsche Bahn in der Arbeitsgruppe „Standard identification of components and parts in the rail industry“ unter Moderation von GS1. Mit der eindeutigen Identifikation von Komponenten ist es möglich, Informationen, angefangen von der Herstellung, über die gesamte Lieferkette, den Betrieb bis hin zur Instandhaltung und Verschrottung zu erfassen, zwischen den Beteiligten auszutauschen und systematisch auszuwerten. Die Daten können unter anderem für die Analyse und Optimierung der Bauteile und Prozesse entlang des Lebenszyklus genutzt werden. Die standardisierte Bauteilkennzeichnung ist somit eine wesentliche Grundlage, um Risiken aus immer komplexeren wie auch internationalen Leistungsbeziehungen zu beherrschen und die Wettbewerbsfähigkeit der agierenden Unternehmen im Bahnsektor zu stärken.

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