Auf dem Weg zum Connected Digital Factory Twin: Die DB Systel setzt auf GIS und Location Services

 ⠀ 

Über 30.000 Kilometer Streckennetz, rund 5.400 Bahnhöfe und zahlreiche Fahrzeuge deutschlandweit: Die Deutsche Bahn produziert vom Personenverkehr über ihre Werke bis hin zum Güterverkehr tagtäglich Ortungsdaten. Aufgrund der vielen physischen Objekte ist die Deutsche Bahn damit einer der größten Produzenten von Ortungsdaten in Deutschland.

 ⠀ 

 ⠀ 

 ⠀ 

In einem Großkonzern wie der Deutschen Bahn ist es entscheidend, den Überblick über alle Assets zu behalten. Das Monitoring erfordert dabei eine umfassende Datenbasis und den entsprechenden Technologie-Einsatz. Innerhalb des Konzerns gibt es verschiedene Geschäftsfelder und Projekte, die mit geografischen Informationssystemen (GIS) arbeiten und in denen Ortungsdaten anfallen. Um eine konzernweite, saubere Datenbasis aufzubauen, müssen die vorhandenen Bestandsdaten harmonisiert und mit weiteren Daten angereichert werden. Eine zentrale Herausforderung besteht darin, die Datenbasis dort, wo sie generiert wird, zu erheben. Insbesondere in den Werken und Werkshallen wird eine neue Ortungsdateninfrastruktur benötigt, um Daten auch innerhalb von Gebäuden präzise zu erfassen und in Wert zu setzen.

 ⠀ 

Das Team TracE führt dazu bestehende Lösungen und Datenströme in einer Plattform zusammen, die im Wesentlichen auf ArcGIS Enterprise basiert, und kombiniert sie mit den Lösungen von TracE. GIS-Technologie in Kombination mit Ortungstechnologie kommt bei TracE in drei Bereichen zum Einsatz: dem Asset-Tracking, der Personenortung- und Navigation sowie der Fahrzeugortung (FzO).

 ⠀ 

 ⠀ 

Asset-Tracking wird vor allem in den Werken eingesetzt, in denen Züge gewartet und Komponenten (z. B. Masten, Weichen oder Oberbauhilfen) gebaut werden. Werke und Werkstätten für die Fahrzeuginstandhaltung sind großflächige und komplexe Einrichtungen, in denen teils mit sperrigen Ersatzteilen gearbeitet wird. Gleichzeitig sind die vorhandenen Abstellflächen mitunter begrenzt und viele Prozesse greifen ineinander. Um relevante Informationen auf die Bildschirme der Entscheider:innen zu bringen und Prozesse in und außerhalb der Werke zu optimieren, nehmen Echtzeitdaten eine Schlüsselfunktion ein.

 ⠀ 

 ⠀ 

Für die intelligente Verfolgung der relevanten Assets kommen Tags, sogenannte Bluetooth Low Energy Beacons (BLE), zum Einsatz. Im Leuchtturmwerk in Nürnberg wurde der Innenbereich bereits mit ca. 200 Antennen ausgestattet. Mit Hilfe dieser Antennen können die Assets lokalisiert werden. Im Werk fließen die Daten auf einem Edge Device zusammen, das die gesammelten Informationen wiederum an ArcGIS Enterprise übermittelt.

Realisiert wird die Lösung mit dem ArcGIS GeoEvent Server: Die verarbeiteten Daten werden dort in einen Feature Service hineingeschrieben. Informationen aus dem SAP-System über den Auftragsstatus oder weitere Parameter reichern den Prozess zusätzlich an. So können die Aufträge, die zunächst nur in den Steuerungssystemen vorhanden sind, auf eine Karte gebracht werden. Neben verkürzten Turnaround-Zeiten wird die Arbeit für die Mitarbeitenden erleichtert, da Einzelteile wesentlich gezielter und schneller auffindbar sind.

 ⠀ 

 ⠀ 

Auch für die Arbeit auf Großbaustellen und die Koordination der Assets spielen Ortungsdaten eine wichtige Rolle. Im DB Werk in Witten werden große Ersatzteile wie Weichen oder Schienen produziert, die zeitgenau an andere Werke oder Baustellen ausgeliefert werden müssen. Indem die Position der Großbauteile über GPS-Tracker kontinuierlich verfolgt wird, kann langfristig abgebildet werden, wann Ersatzteile voraussichtlich an den Zieldestinationen eintreffen werden.

Durch die Verarbeitung solcher Echtzeitdaten über die ArcGIS Enterprise Plattform können Situationen sehr zeitnah wiedergegeben und darauf aufbauend Entscheidungen getroffen werden.

 ⠀ 

„Wir sehen live und mit geringstem Zeitversatz, welcher Zug, welches Asset oder welches Einzelteil sich gerade an welcher Stelle im Streckennetz oder im Werk befindet. Dadurch können wir direkt auf Prozesse einwirken, die Effizienz steigern und Abläufe verkürzen – z. B. bei den Standzeiten in Werken.“

Philippe Rieffel
Product Owner Team „System & Services” bei TracE, DB Systel GmbH

 ⠀ 

Durch die langfristige Erfassung verschiedenster Daten kann nicht nur der Ist-Zustand abgebildet werden. Auch wiederkehrende Muster ermöglichen Prognosen, die wiederum helfen, Engstellen und Kapazitätsprobleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben. Neben dem globalen Tracking der Assets unterstützen GIS und Location Services die Prozesse in einem Werk ganzheitlich. Warte-, Liege- und Turnaround-Zeiten werden verkürzt, Assets schneller gefunden und Prozesse effizienter gestaltet. Über den GeoEvent Server können verschiedenste Schnittstellen schnell angebunden werden. Und zwar unabhängig davon, in welchen Intervallen die Daten erzeugt werden.

 ⠀ 

 ⠀ 

 ⠀ 

• ArcGIS Enterprise: Datenzusammenführung, Bereitstellung von Lösungen
• ArcGIS GeoEvent Server: Echtzeitüberwachung der Assets, Schnittstellenanbindung

 ⠀ 

 ⠀ 

Auf Basis der etablierten Technologien, der entwickelten Plattform und der darauf aufbauenden Produkte soll der Connected Digital Factory Twin entwickelt und etabliert werden. Der ArcGIS GeoEvent Server bildet für dessen Realisierung die zentrale Schnittstelle zwischen verschiedenen Systemen. Im Digital Factory Twin können langfristig Daten von anderen Projekten und Beteiligten in einem zentralen Digital Twin zusammengeführt werden. Dazu gehören zum Beispiel Maschinendaten und Daten aus Prozess-Steuerungssystemen.

 ⠀ 

„Mit der Einspielung von Ortungs- und Maschinendaten sind wir nicht am Ende angelangt. Es gibt immer das Potenzial, weitere Aspekte zu ergänzen und zum Beispiel Dokumentationen abzubilden. Auch Access Points können im visuellen Digital Factory Twin abgebildet und kenntlich gemacht werden. Das hilft etwa bei der räumlichen Verortung von Störungen und ihrer Behebung.“

Daniel Betz
Product Owner Venture „TracE – Tracking Everywhere“, DB Systel GmbH

 ⠀ 

Durch die Kombination mit Indoor-Ortungstechnologie und ArcGIS Indoors Routing können den Beteiligten zukünftig Wege und Hilfsmittel an die Hand gegeben werden, um effizienter und sicherer zu arbeiten.

Die Verknüpfung von Ortsinformationen über verschiedene Bereiche hinweg schafft neue, gewinnbringende Erkenntnisse. Um Location Intelligence auszubauen, ist die Anbindung weiterer Live-Daten geplant. Die Integration von 3D-BIM-Modellen in das GIS-System eröffnet zudem Potenziale für die Zukunft – auf dem Weg zum Connected Digital Factory Twin.

 ⠀ 

 ⠀ 

DB Systel GmbH

Jürgen-Ponto-Platz 1
60329 Frankfurt am Main

www.dbsystel.de

 ⠀ 

 ⠀