Digitaler Zwilling

Als modernes Werkzeug für die Einführung digitaler Instandhaltungsstrategien wird der Digitale Zwilling in der Industrie allgemein und speziell in der Schienenfahrzeugindustrie als vielversprechend angesehen. Die Instandhaltung der Radsätze von Schienenfahrzeugen ist dabei eine der schwierigsten und somit auch teuersten Instandhaltungsaufgaben an einem Schienenfahrzeug und damit von besonderem Interesse für die Umsetzung als digitaler Zwilling. Im Rahmen eines Gemeinschaftsprojektes entwickeln die TU Berlin, die RWTH Aachen und die DB AG einen digitalen Zwilling der Baureihe 429.1 zur Prognostizierung des Radprofilverschleißes. Ziel des Projektes ist ein Tool, welches in Abhängigkeit der Einsatzdaten eines Fahrzeuges automatisiert den Profilverschleiß berechnet – sowohl in Echtzeit als digitaler Zwilling, als auch als Prognose für die Zukunft.

Die Radprofilprognose basiert auf Mehrkörpersimulationen (MKS), welche automatisch in Abhängigkeit der geplanten oder tatsächlich gefahrenen Strecke erstellt, durchgeführt und ausgewertet werden. Die kontaktmechanischen Ergebnisse der Mehrkörpersimulationen liefern den Input für die automatisiert durchgeführte Berechnung des Verschleißvolumens.  Zur Justierung und Validierung des Verschleißes kommt ein umfangreicher Messdatensatz an Radprofilen zum Einsatz. Ein Proof-of-Concept ist dabei bereits erfolgreich entwickelt worden, der im Laufe des weiteren Projektes durch die Berücksichtigung weiterer kontaktmechanischer Einflussgrößen und zahlreicher Verbesserungen in einen einsatzfähigen digitalen Zwilling weiterentwickelt wird.

September 2021 – September 2023

DB AG, RWTH Aachen, TU Berlin