FFG Projektdatenbank

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AM4Rail

Multidimensionale Datenpipeline zur Potenzialbewertung der additiven Fertigung von Ersatzteilen bei EVU

Projektbeschreibung

Die Nutzung der additiven Fertigung (englisch Additive Manufacturing, AM) bietet in der Logistik im Schienenfahrzeugbereich eine Reihe an Potenzialen: Supply Chains können durch Reduktion von Lagerstufen bzw. durch Make-to-Order-Prozesse vereinfacht werden. Außerdem können Aufwände für Lagerhaltung, Transport und Verpackung reduziert werden. Die AM birgt ein mögliches Verlagerungspotenzial für rund 10-15% der gesamten Ersatzteilartikel im Bahnwesen [Pannett 2019].

Durch die Nutzung von AM-Technologien können folgende Potenziale realisiert werden:
• Reduktion der Ausfalls-/Stillstandszeiten betrachteter Assets durch „Print-on-Demand“ von Ersatzteilen mittels AM um 10%
• Reduktion des Energie- und Ressourcenverbrauchs in Ersatzteilbereitstellung sowie laufendem Betrieb aufgrund reduzierter Teilegewichte bzw. Logistikkosten zwischen 5 und 10%
• Realisierung von Kosteneinsparungen in der Ersatzteilbereitstellung durch Auswahl der effizientesten Strategie um bis zu 30%

Ergebnis von AM4Rail ist eine durchgängige, multidimensionale Datenpipeline.
Diese beinhaltet die Analyse von technischen Zeichnungen mittels Methoden der Bildverarbeitung und Mustererkennung sowie OCR und Text Mining in der Preprocessing-Datenpipeline. Sie verknüpft diese mit weiteren Datenquellen in einem semantischen Data Hub.
Dieser liefert der nachfolgenden wirtschaftlichen, ökologischen und technologischen Lebenszyklusbetrachtung in einem AM-Potenzialbewertungs-Dashboard aufbereitete Informationen, damit valide teilespezifische Aussagen zur technologischen Machbarkeit sowie zur wirtschaftlichen Sinnhaftigkeit der AM getroffen werden können.
Die identifizierten Potenziale werden in einem zweistufigen Sharing-Economy-Konzept zusammengefasst. Zwei Szenarien hinsichtlich Reorganisationsmöglichkeiten in Richtung kollaborativ genutzter AM-Fertigungsinfrastruktur werden abschließend entwickelt und gewährleisten eine Maximierung des Verwertungspotenzials – ausgehend von den Anwendungspartnern im Konsortium („3D-Hub Vienna“) bis zur internationalen Kooperation in der Schienenfahrzeugindustrie.

Abstract

The use of additive manufacturing (AM) offers a range of potentials in rail vehicle logistics: supply chains can be simplified by reducing storage stages or through make-to-order processes. In addition, expenses for warehousing, transport and packaging can be reduced. AM holds a possible relocation potential for around 10-15% of the total spare parts items in the rail sector [Pannett 2019].

By using AM technologies, the following potentials can be realised:
• Reduction of failure/downtime of considered assets by 10% through "print-on-demand" of spare parts using AM.
• Reduction of energy and resource consumption in spare parts provision and ongoing operation due to reduced parts weights and logistics costs by between 5 and 10%.
• Realisation of cost savings in spare parts supply by selecting the most efficient strategy by up to 30%.

The result of AM4Rail is a multidimensional data pipeline. This includes the analysis of technical drawings using methods of image processing and pattern recognition as well as OCR and text mining in the pre-processing data pipeline. It links these with other data sources in a semantic data hub.
This provides the subsequent economic, ecological and technological life cycle assessment with prepared information in an AM potential assessment dashboard, so that valid part-specific statements can be made on the technological feasibility and the economic sense of AM.
The identified potentials are summarised in a two-stage sharing economy concept. Two scenarios regarding reorganisation possibilities in the direction of collaboratively used AM infrastructure are finally developed and ensure maximisation of the exploitation potential - starting from the application partners in the consortium ("3D Hub Vienna") to international cooperation in the rail vehicle industry.

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