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Dachinspektion

(Fachartikel, inVISION 5 2018 – 13.11.2018)

Bild 1+2 | Die DA-MI-KA (Dachdiagnose mittels Kameratechnik) ermöglicht eine automatisierte Inspektion von Dachaufbauten von Zugfahrzeugen per optischer Kontrolle. Im kleinen Bild ist das Rendering einer Schleifleiste mit Loch zu sehen. (Bilder: PSI Technics GmbH, ©joyt – Fotolia.com/AdobeStock)

Moderne Kameratechnik reduziert maßgeblich den Zeit- und Kostenaufwand bei der Instandhaltung von Schienenfahrzeugen.

Auch Schienenfahrzeuge müssen alltäglich gewartet werden, um ein Höchstmaß an Sicherheit und Leistung zu garantieren. Die korrekte Überprüfung der Dachaufbauten ist dabei maßgeblich für die Sicherheit und Verfügbarkeit der Schienenfahrzeuge. Nicht erkannte Fehler können zum Stillstand des Verkehrsnetzes, kostenintensiven Reparaturen und im schlimmsten Falle Sicherheitsrisiken führen. So muss bei der Dachinspektion das Instandhaltungspersonal vielfältige Prüfaufgaben wahrnehmen:

• Schleifleisten müssen auf Abbruchstellen kontrolliert werden
• Die Dachoberfläche muss frei von Beschädigungen sein
• Stromabnehmer, Isolatoren und Antennen dürfen keine Beschädigungen aufweisen bzw. lose sein
• Kabel und Strombänder müssen analysiert werden
• Klimahauben und sonstige Abdeckungen werden auf Beschädigung und korrekte Position kontrolliert
• Schraubverbindungen müssen geprüft werden

Beschädigungen, die bei der Instandhaltung erkannt werden, sind zahlreich: Kerben, Abplatzungen und Risse müssen genau so identifiziert werden, wie Brüche einzelner Fasern und Litzen, Verformungen, Verschiebungen oder der lose Sitz von Schraubverbindungen. Auch Einbrandstellen und fehlende Bauteile müssen auffallen. Eine manuell durchgeführte Inspektion der Dachaufbauten dauert bisher im Durchschnitt 1,5 Stunden. Bevor der Facharbeiter mit der Inspektion des Daches beginnt, muss der Zug und die Oberleitung geerdet werden, so dass keine Gefahr von der Oberspannungsseite für die Facharbeiter entstehen kann. Aufgrund der unterschiedlichen einzuhaltenden Sicherheitsschritte beansprucht dieser Prozess bereits einige Zeit. Während der Inspektion ist die Instandhaltungshalle belegt, das heißt nachfolgende Fahrzeuge stehen in der Warteschlange.

Um diese Problematik zu umgehen, hat PSI Technics die DA-MI-KA (Dachdiagnose mittels Kameratechnik) entwickelt, eine Lösung zur automatisierten Inspektion der Dachaufbauten von Zugfahrzeugen per optischer Kontrolle. Bei diesem Verfahren werden die Dachaufbauten vor der Einfahrt des Zuges in die Instandhaltungshalle mit mehreren Kameras erfasst und die gesammelten Daten direkt der Analysesoftware DA-MI-KA Inspect zugeführt. In diese wurden die zu inspizierenden Teile und Aufbauten während der Entwicklungsphase eingelernt, sodass Abweichungen vom Idealzustand erkannt und gemeldet werden.

Inspektion des fahrenden Zuges

Nach nur zehn Minuten ist die Diagnose abgeschlossen und das Schienenfahrzeug steht wieder für den Betrieb bereit, wenn keine Befundung festgestellt wurde. In einem Webinterface werden die erfassten Daten analysiert und aufbereitet. Das Instandhaltungspersonal kann sich die Aufnahmen anzeigen lassen und Fehlermeldungen unmittelbar gegenprüfen. Die Befunde können mit Bemerkungen ergänzt werden, um bei nachfolgenden Instandhaltungen nachvollziehbare Analyseergebnisse bereitzustellen. Alle Aufnahmen werden mit Datum sowie Zugnummer dokumentiert und gespeichert. Durch das System ist es nicht mehr nötig, dass Mitarbeiter für eine Sichtprüfung auf das Dach steigen. Züge, bei denen nach Durchfahrt keine Befunde vorliegen, können umgehend wieder den Betrieb aufnehmen. So lassen sich die Stillstandzeiten der Schienenfahrzeuge bisweilen um mehr als 80% reduzieren und gleichzeitig die Ausfallsicherheit erhöhen.

Längere Instandhaltungsintervalle

Bild 3 | Schematischer Aufbau des DA-MI-KA Systems (Bild: PSI Technics GmbH)

Die DA-MI-KA erfasst bei der Inspektion jedes einzelnen Zuges eine Vielzahl an Daten. Durch die intelligente Verknüpfung der Datensätze können für jeden Zug und jedes Bauteil zusätzliche Informationen generiert werden, die in die Instandhaltungsplanung einfließen. Die Ausfallsicherheit der Züge kann durch die Historie der Datensätze erhöht werden. Mit der Prognose der Ausfallwahrscheinlichkeit können zudem Störungen präventiv erkannt und behoben werden.

Durch das kontinuierliche Analysieren neuer Auswertungsdaten wird eine detaillierte Historie für alle Bauteile aufgebaut. Anhand dieser Historie lassen sich individuelle Veränderungen der einzelnen Bauteile effizient überwachen. Mit Unterstützung von weiteren Zugdaten, wie der gefahrenen Kilometeranzahl seit der letzten Inspektion, kann z. B. die Abnutzung analysiert und der fortschreitende Verschleiß prognostiziert werden. Bei bekannten Instandhaltungsintervallen und den vorhandenen Auswertungsdaten lassen sich so Prognosen für einen Ausfall des gesamten Zuges stellen. Dabei erhöht die Priorisierung der Bauteile nach ihrer Wichtigkeit für den Betrieb des Zuges die Prognosegenauigkeit.

Durch die gesammelten Daten kann die Qualität aller betrachteten Bauteile bewertet werden. Fehleranfällige Teile können erkannt und gezielt ersetzt werden. Dadurch lassen sich längere Instandhaltungsintervalle erzielen, Instandhaltungszeit und Ersatzteilkosten einsparen sowie die Ausfallsicherheit des Zuges erhöhen. Neben den DA-MI-KA Datensätzen können auch äußere Parameter in die Prognosen einfließen. Interessant sind zusätzliche Parameter, die einen direkten Einfluss auf die Lebenserwartung der Bauteile haben, z.B. Wetterverhältnisse, gefahrene Strecke und Geschwindigkeiten, der Austausch alter Bauteile durch neue sowie die geplanten Instandhaltungsintervalle pro Zug.

Autor: Karl-Heinz Förderer, Geschäftsführer PSI Technics GmbH

Kontakt:
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Karl-Heinz Förderer
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