Das Entwicklungszentrum der Škoda Gruppe, Škoda Digital, hat ein eigenes prädiktives Diagnosesystem – Predictive maintenance system – entwickelt, das in allen Projekten der Škoda Gruppe, aber auch bei Kunden außerhalb des Konzerns eingesetzt werden kann. Die zustandsorientierte Instandhaltung (condition based maintenance) ist heute in der Welt der Instandhaltung ein häufig diskutiertes Thema. Predictive maintenance system ermöglicht eine solche Wartung und trägt so dazu bei, die Lebenszykluskosten eines gewarteten Fahrzeugs zu senken, da die mit Sensoren und Messfühlern ausgestatteten Aggregate und Baugruppen bei der inzwischen üblichen vorbeugenden Wartung in vorgegebenen Intervallen nicht mehr wiederholt geöffnet und überprüft werden müssen.

In Verbindung mit dem analytischen Teil des Systems können wir dann von einer vorausschauenden Fahrzeugwartung sprechen, bei der maschinelles Lernen und andere Werkzeuge eingesetzt werden können, um vorherzusagen, wann Teile ausgetauscht werden müssen oder eine Verschleißgrenze erreicht ist, und um nur dann wirksame Wartungseingriffe durchzuführen, wenn dies optimal und sicher ist.

Es ist ein durchdachtes Online-Diagnosesystem, das sowohl bei neuen, als auch bei gewarteten oder umgerüsteten Fahrzeugen eingesetzt werden kann. Es vereinheitlicht auch das Diagnosesystem über alle Projekte oder Fahrzeuge hinweg und kann Altsysteme wie etwa DataRail Legasy, IRDS und ASTRID ersetzen. Als eines der wichtigsten Elemente der Verbesserung bietet das System eine höhere Sicherheit für Diagnosesysteme.

Die von Predictive maintenance system bereitgestellten Daten können nicht nur zur Optimierung der Instandhaltung, sondern auch zur Überprüfung der Zuverlässigkeit und der RAMSParameter verwendet werden. In Verbindung mit dem Wartungsmanagement-Informationssystem werden alle Fahrzeugzustände (Zeitintervalle) während des Betriebs-Wartungs-Betriebs-Umlaufs überwacht. Hinsichtlich der Zuverlässigkeit liefert das System neben der eigentlichen Fehlererkennung auch Informationen über die Umgebung, in der der Fehler aufgetreten ist. Das System liefert Informationen nicht nur über die Häufigkeit des Auftretens eines bestimmten Fehlers, sondern auch über die Auswirkungen dieses Fehlers. Dies ermöglicht es, sowohl bei der Wartung als auch bei der Konstruktion neuer Fahrzeuge die Aufmerksamkeit auf die Beseitigung der Ursachen der schwerwiegendsten Fehler zu richten.

Das Predictive maintenance system – System unterteilt die Diagnose in zwei Stufen:

1. Zustandsorientierte Überwachung (Condition based monitoring) – Visualisierung grundlegender, strukturierter Daten, die von Sensoren und Messfühlern stammen.
2. Prädiktive Diagnose, einschließlich der Messung von Zuverlässigkeitskennwerten – detaillierte Analyse von Daten aus dem Fahrzeug/ Kundendienst/anderen Abteilungen unter Verwendung von Algorithmen der künstlichen Intelligenz zur Vorhersage eines Fehlers, d. h. des Ausfalls wesentlicher, kritischer Komponenten des Fahrzeugs. Angesichts der Komplexität dieses Themas in Verbindung mit dem Instandhaltungsmanagement- und Prognosesystem IBM Maximo.

Es besteht aus einer Fahrzeugeinheit, die auf der leistungsstarken High performance computer – Hardwareplattform aufgebaut ist, und aus einer maßgeschneiderten Linux-Betriebssystemdistribution. Das Gerät führt keine eigene Diagnose durch, sondern versucht, seinem Pendant im stationären Server das Maximum an Daten zur Verfügung zu stellen, um eine Verschlechterung einzelner Signale bei der Übertragung zu vermeiden und sich so von bereits bestehenden Diagnosesystemen zu unterscheiden. Diese Einheit kann auch mit einem Management-Switch oder MCG (Mobile Communication Gateway) erweitert werden.

Serverteil – dient nicht nur als Datenbank zur Speicherung der aus dem Fahrzeug gewonnenen strukturierten Datenbankdaten, sondern generiert diese auch in erster Linie selbst aus den Elementardaten des Fahrzeugs. Die Datenbank der Diagnoseereignisse wird vollständig auf dem Serverteil erstellt, was eine schnelle und einfache Neukonfiguration der Ereignisregeln für die gesamte Fahrzeugflotte ermöglicht, ohne dass eine Parametrierung am Fahrzeug erforderlich ist.

Dank der großen, in Echtzeit erfassten Datenmenge und der Hinzufügung von Serviceinformationen können erweiterte Analysen der Daten durchgeführt werden:

• Grundlegende Analyse des Fahrzeugbetriebs online, was mit früheren Systemen nur möglich war, wenn sie am Fahrzeug lokal angeschlossen waren.
• Erkennung von Anomalien
• Störungsvorhersage

Dieser Teil kann sowohl in der lokalen Umgebung des Kunden als auch in einer Cloud-Umgebung implementiert werden.

Dadurch erhalten die Techniker eine detaillierte Karte mit dem genauen Standort des Fahrzeugs, das in ständigem Kontakt mit der Zentrale steht und Betriebsinformationen wie die aktuelle Geschwindigkeit, den Kilometerstand und den technischen Status übermittelt.

Das Predictive maintenance system – System kann mit der intelligenten Sensoreinheit BSU-XX, ebenfalls von Škoda Digital, erweitert werden. Die Sensoreinheit dient der Diagnose des mechanischen Zustands der beweglichen Teile der Fahrwerksgruppen des Fahrzeugs, wie Lagergehäuse, Fahrgestellrahmen und Fahrzeug. Das Gerät kann lokale Temperatur- und Beschleunigungsmessungen in drei Achsen vornehmen.

Das Predictive maintenance system und seine Hardware-Elemente (High performance computer – Einheit, BSU-Einheit) erfüllen die Idee der Instandhaltung 4.0, da sie das Fahrzeug selbst, seinen technischen Zustand, einschließlich der Umgebung, in der es sich befindet, und das Instandhaltungspersonal direkt mit Daten verbinden. Innerhalb der ŠKODA Gruppe wird damit ein wesentliches Instrument zur Optimierung der Instandhaltung und zur Reduzierung von Ausfallzeiten und unproduktiven Fahrzeuglebenszyklen geschaffen.

Die Verkehrsmobilität der Zukunft besteht nicht nur aus selbstfahrenden Autos, sondern auch aus einem ganzen Ökosystem miteinander verbundener Lösungen, die zu einem sichereren und reibungsloseren Verkehr in den Städten führen. Der Stadtrat von Pilsen, die städtischen Verkehrsbetriebe Pilsen und die Verwaltung für Informationstechnologie der Stadt Pilsen haben sich mit O2 Czech Republic, INTENS Corporation, Škoda Group, Škoda Digital und der Westböhmischen Universität verbunden, um im Mai 2021 eine Kooperationsvereinbarung mit dem Ziel zu unterzeichnen, Pilsen bis 2027 zu einem Zentrum für intelligente Mobilität und zu einem lebenden Labor für die Erprobung des autonomen Fahrens in der Stadt zu machen.

Dank des Programms “5G for 5 Cities”, an dem Pilsen aktiv beteiligt ist und bei dem O2 als Technologiepartner des Ministeriums für Industrie und Handel fungiert, konnte der Betreiber im vergangenen Jahr damit beginnen, die Stadt mit 5G-Netzen abzudecken. Gerade ihre Schlüsseleigenschaften, wie z. B. das schnelle Herunter- und Hochladen von Daten oder die geringe Reaktionszeit zusammen mit der hohen Sicherheit der Datenübertragung, sind wesentlich für den Aufbau und den funktionalen Betrieb der Infrastruktur, die die Kommunikation der einzelnen intelligenten Elemente untereinander ermöglicht.

So soll in Pilsen ein einzigartiges lebendes Labor entstehen, in dem verschiedene Modelle des intelligenten Verkehrs in einer realen Umgebung getestet werden. Die Einwohner und Besucher der Stadt Pilsen werden so ein einzigartiges Ökosystem vorfinden, das intelligente Straßenbahnen, Kreuzungen, Bushaltestellen oder sogar eine komplette intelligente Straße miteinander verbindet. Auch die Fahrzeuge des integrierten Rettungssystems sollen hier eingebunden werden.

Die neuen, von Škoda Group entwickelten Straßenbahnwagen für Pilsen sind voll klimatisiert und machen das Reisen wirklich komfortabel und sicher. Fünf Doppeltüren auf beiden Seiten des Fahrzeugs ermöglichen den Fahrgästen ein schnelles Ein- und Aussteigen. Natürlich gibt es auch Platz für Kinderwagen, Rollstühle oder Fahrräder. Die ForCity-Smart-Straßenbahnwagen entsprechen den neuesten europäischen Normen, einschließlich der Anforderungen an die Feuerbeständigkeit der verwendeten Materialien, die Festigkeit der Fahrzeugkarosserien oder die Stoßfestigkeit der Karosserie. So ist beispielsweise das Frontskelett des Fahrzeugs so konzipiert, dass es Fahrer und Passagiere bei Kollisionen besser schützt und gleichzeitig Rücksicht auf andere Verkehrsteilnehmer nimmt.

Die dreizelligen Zweirichtungs-Straßenbahnwagen von Škoda Group sind an die Anforderungen und Besonderheiten von Pilsen angepasst. Die Straßenbahnen bieten unter anderem eine technische Lösung, die sowohl für scharfe Kurven als auch für die anspruchsvollen Steigungen der Pilsener Strecken geeignet ist.

Der moderne Wagen wird mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet sein, die die Strecke und potentielle Hindernisse überwachen. Das Fahrzeug wird auch mit einer C2X-Kommunikationseinheit ausgestattet sein, die O2 im Rahmen des europäischen C-Roads-Projekts bereits erfolgreich getestet hat. Die On-Board-Unit wird es dem Straßenbahnwagen ermöglichen, über die hybride ITS-G5-Kommunikation und das 5G-Mobilfunknetz mit anderen Elementen entlang der Strecke zu kommunizieren. Es kann den Fahrer z. B. vor Baustellen oder einem sich nähernden Einsatzfahrzeug warnen und die Vorfahrt an einer frequentierten Kreuzung sicherstellen. Die INTENS Corporation hat im Rahmen des Projekts C-Roads C2X-Systeme in Pilsen getestet und wird dort auch für die Entwicklung der intelligenten Mobilität verantwortlich sein. Dadurch wird die Sicherheit für die Fahrgäste erhöht, die Fahrpläne werden präziser, und die Pilsner Verkehrsbetriebe können die Kapazitäten besser planen und die Intervalle der Straßenbahn verkürzen. In den folgenden Phasen sollen die neuen Straßenbahnwagen schrittweise mit zusätzlichen Sensoren in Form von Kameras, Lidars und Radars ausgestattet werden, die schneller als das menschliche Gehirn auf Bewegungen reagieren können und so zu einer höheren Sicherheit für Fußgänger und Fahrgäste beitragen.

Auch die Westböhmische Universität wird sich an der Entwicklung der intelligenten Mobilität in Pilsen beteiligen. Für die Erprobung der Smart Tram wird ein Live-Polygon rund um den Campus in Borské Pole eingerichtet, wo dank der O2-Abdeckung bereits Netze der fünften Generation genutzt werden. An dem Projekt sind alle technischen Fakultäten, d. h. Maschinenbau, Elektrotechnik und angewandte Wissenschaften, sowie das Forschungszentrum NTC beteiligt. Es wird an der Entwicklung von Kontrollsystemen, Sensoren und leichten mechanischen Strukturen beteiligt sein.

Ein wesentlicher Bestandteil der intelligenten Mobilität bildet die Digitalisierung des gesamten Ökosystems, die gemeinsam mit der städtischen Verwaltung für Informationstechnologie umgesetzt wird. Letzteres verfügt derzeit über eine hochpräzise 3D-Karte der gesamten Stadt, die durch ein dynamisches Verkehrsmodell mit prädiktiven Funktionen weiter verbessert wird. Dank der Verfügbarkeit von 5G-Netzen wird es möglich sein, in Echtzeit große Datenmengen zu sammeln und zu verarbeiten, die einen integralen Bestandteil der autonomen Mobilität bilden und es ermöglichen, autonome Fahrzeuge zeitnah mit Informationen zu versorgen und ihren sicheren Betrieb zu gewährleisten.

Das gesamte System wird vollkommen sicher und anonym sein. Ziel ist es, die Lebensqualität und den Komfort der Bürger und Besucher der Stadt Pilsen zu verbessern. Gleichzeitig soll es die hiesige Industrie und die Gründung neuer Unternehmen unterstützen, die dieses lebende Labor für die Entwicklung und Umsetzung innovativer Technologien und Verfahren nutzen könnten.