AM4Rail: Additive Manufacturing for Rail

#SustainableDigitalization

Die Ausgangslage

Im öffentlichen Verkehr und im Gütertransport sind viele verschiedene Züge unterwegs auf Österreichs Schienen. Diese müssen regelmäßig gewartet und beschädigte Teile rasch ersetzt werden. Besonders in einem akuten Schadensfall ist es wichtig, rasch die notwendigen Ersatzteile bei der Hand zu haben, um Stillstandzeiten und Ausfälle so kurz wie möglich zu halten. Doch es ist eine aufwändige und kostspielige Aufgabe, von allen Zugmodellen auch tatsächlich alle Ersatzteile ständig lagernd zu haben. Faktoren wie Lagerplatz, Transportemissionen, Nachhaltigkeit und Verfügbarkeit spielen ebenfalls eine große Rolle. Ersatzteile von älteren Maschinen werden unter Umständen gar nicht mehr produziert. Das alles stellt Verkehrsunternehmen vor große Herausforderungen – besonders im Hinblick auf klimaschonende Optionen.

Die digitale Lösung

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Fraunhofer Austria arbeitet gemeinsam mit den ÖBB-Technische Services (ÖBB Train Tech), den Wiener Linien, der Wien Energie GmbH, dem VRVis und dem Fraunhofer IAPT daran, Zug-Ersatzteile mittels 3D-Druck herzustellen. Dafür werden tausende, teils händisch angefertigte, technische Zeichnungen analysiert und ausgewertet, ob sie sich für die additive Fertigung eignen. Konkret analysieren die Forscherinnen und Forscher die technischen Zeichnungen mit Bildverarbeitung und Mustererkennung sowie Texterkennung und Text Mining, anschließend werden diese mit weiteren Datenquellen wie beispielsweise dem Abrufverhalten verknüpft. Das Forschungsziel ist, die Inhalte der Zeichnungen standardisiert und automatisiert auszulesen. Eine Lebenszyklusbetrachtung der Ersatzteile gibt dann darüber Aufschluss, ob ein 3D-Druck im jeweiligen Fall wirtschaftlich sinnvoll ist. In weiterer Folge wird im Zuge einer Technologiebewertung geklärt, ob der State-of-the-Art des 3D-Drucks die nötigen Anforderungen an die Bauteile, beispielsweise im Hinblick auf Festigkeit, Stabilität oder auch Brandschutz, erfüllen kann. Schlussendlich sollen die Potenziale bei ÖBB und Wiener Linien im Sinne einer nachhaltigen Sharing Economy gebündelt werden, um einen 3D-Drucker gemeinsam möglichst effektiv zu nutzen.

Visual Computing im Dienste der Nachhaltigkeit

Das VRVis erforscht und entwickelt im Projekt AM4Rail die Pre-Processing-Pipeline, die es mittels neuronaler Netze zur Segmentierung und Analyse digitalisierter 2D-Abbildungen von Bauteilen erlaubt, aus der großen Menge an teils historischen, handgefertigten technischen Zeichnungen möglichst automatisiert geometrische Eigenschaften abzuleiten, die zur technologischen Bewertung der Ersatzteile hinsichtlich 3D-Druck beitragen.

Beitrag zur Nachhaltigkeit

Die Querschnittstechnologie Visual Computing bietet einen Innovations-Werkzeugkoffer, um mit dem Wissen von heute den Blick in eine nachhaltige Zukunft zu öffnen. Indem wir helfen, große Mengen an teils handgefertigten und historischen technischen Zeichnungen automatisiert auszulesen, helfen wir Unternehmen wie der ÖBB sowie Wiener Linien 3D-Druck als reale Lösung für die additive Ersatzteilproduktion im Bahn- und Zugverkehr zu nützen.

Dies zeigt, dass Visual Computing eine notwendige Brückentechnologie ist, welche den Computer mit dem Menschen verbindet und ihn auf dem Weg in die nachhaltige Zukunft unterstützt.

Über VRVis

Das Wiener VRVis Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung steht seit seiner Gründung im Jahr 2000 für anwendungsorientierte Spitzenforschung auf dem Gebiet des Visual Computing. Als im Rahmen des COMET-Programms gefördertes Kompetenzzentrum entwickelt das VRVis in enger Kooperation mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie maßgeschneiderte Technologie-Lösungen, u.a. aus den Bereichen Visual Data Analytics, Künstliche Intelligenz, XR, Bildverarbeitung, Simulation und digitale Zwillinge. www.vrvis.at

Mehr Details: www.vrvis.at/forschung/forschungsprojekte/am4rail