Digitale Plattform: Wie der Schienenverkehr seiner virtuellen Zukunft entgegen rollt

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Die wachsenden Herausforderungen im Schienenverkehr lassen sich nur durch mehr Digitalisierung meistern. Dassault Systèmes bietet mit 3DExperience eine sichere und verlässliche Plattform, die wesentliche, branchenspezifische Lösungen integriert und zwar für den gesamten Lebenszyklus des Schienenverkehrs.
Digitale Plattform

Quelle: hh5800/iStock

Digitale Plattform: Durch die Besinnung auf nachhaltiges Reisen gewinnt die Eisen­bahn als umweltfreundliches Verkehrsmittel eine immer größere Bedeutung – sowohl im Personen- als auch im Gütertransport. Das Bestreben, die CO2-Emissionen weiter zu senken, um dem Klimawandel zu begegnen, schafft die Notwendigkeit, die Rolle der Schiene in der modernen Gesellschaft weiterzudenken und zu entwickeln.

Nachhaltig Reisen: Nicht das einzige Ziel

Um den Schienenverkehr in Deutschland erfolgreich für künftige Herausforderungen zu wappnen, hat die Bundesregierung 2019 angekündigt, 156 Milliarden Euro über die nächsten zehn Jahre in Züge und neue Strecken zu investieren. Es wird erwartet, dass sich das Passagieraufkommen auf Langstrecken bis 2030 auf 260 Millionen Kunden pro Jahr verdoppeln wird. Schätzungen zeigen außerdem, dass die Anzahl der Fahrten von Berufspendlern auf über eine Milliarde pro Jahr steigen wird. Die mit der Bahn transportierte Fracht soll um bis zu 70 Prozent steigen.

Doch die pünktliche und zuverlässige Abwicklung aller Bahn-Services auf dem bestehenden Streckennetz von 33.000 Schienenkilometern stellt schon heute eine enorme Komplexität für das gesamte System dar. Mit einem wachsenden Schienennetz und neuen Dienstleistungen entsteht damit für die Betreiber eine immer komplexere Situation – noch zusätzlich verschärft durch den „Deutschlandtakt“, der bis 2025 deutsche Großstädte jede halbe Stunde verbinden soll.

Neue Herausforderungen in einem alten System

Durch diese Veränderungen sind im deutschen Schienenverkehr zwei wesentliche Herausforderungen zu erwarten. Zum einen die fristgerechte Realisierung umfangreicher und mehrstufiger Verkehrsprojekte, vor dem Hintergrund eines komplexen, regulatorischen Umfelds mit einer zunehmenden Vernetzung verschiedener Fachbereiche und dem wachsenden Bedarf an fachspezifischem Wissen. Und zum anderen die Bereitstellung eines wettbewerbsfähigen und nachhaltigen Schienenverkehrs, der sich durch Kundenzufriedenheit und Pünktlichkeit auszeichnet und ein großes nationales und internationales Netz abdeckt.

Um diese Aufgaben zu meistern und gleichzeitig den Schienenverkehr fit für die Zukunft zu machen, ist ein holistischer, kollaborativer und virtueller Ansatz notwendig. Denn neben rein wirtschaftlichen Aspekten muss der Schienenverkehr heute auch nachhaltig gestaltet werden.

Digitale Plattform für die Schiene der Zukunft

Eine Lösung, um den neuen Herausforderungen im Schienenverkehr zu begegnen ist eine virtuelle Plattform, auf der sich die Komplexität des Schienennetzes in all seinen Facetten abbilden lässt. Dassault Systèmes bietet mit seiner Plattform 3DExperience ein sicheres und verlässliches Tool, das heute bereits viele Branchen-Unternehmen verwenden. Die Plattform integriert dabei wesentliche, branchenspezifische Lösungen – und das für den gesamten Lebenszyklus des Schienenverkehrs.

Die Stärke der 3DExperience-Plattform liegt in virtuellen Konstruktions- und Simu­lationsprozessen, um mit System­modellierungen und Simulationen virtuelle 3D-Modelle jedweder Art zu entwickeln. Diese ermöglichen die Minimierung von Fehlerquellen und Iterationsschleifen für die Opti­mierung eines Designs in Echtzeit. Zusätzlich können alle Projektbeteiligten – egal ob im Marketing, Vertrieb oder Planungsstab – kollaborativ in einem agilen Umfeld das gesamte Ökosystem jederzeit im Blick behalten und Entscheidungen treffen.

Digitale Plattform
Die fristgerechte Realisierung umfangreicher und mehrstufiger Schienenverkehrsprojekte ist eine besondere Herausforderung. Bild: kemalbas/iStock

Doch auch im laufenden Betrieb zeigt die digitale Plattform ihre großen Vorteile: Planung, Betrieb, Optimierung und Wartung bilden die Grundlage der selbstlernenden Applikationen und Analysen, um das Schienenkapital, den Zugverkehr und die Instandhaltung stetig zu optimieren. Entwurf, Aufbau und Instandhaltung von Infrastruktur, zusammen mit BIM-Modellierung, gewährleisten zudem eine detaillierte Koordination für Bauarbeiten in Echtzeit. Diese Vorteile bringen Ordnung in ansonsten schwer zu überblickenden Systemen und gewährleisten zu jeder Zeit eine frist- und budgetgerechte Umsetzung – auch von Großprojekten.

Virtuell zum Ziel durch digitale Plattform

Im rasant wachsenden Bahn-Land China wird die digitale Planung und Simulation bereits erfolgreich eingesetzt. Die China Railway Design Corporation (CRDC) setzte bei der Konstruktion von Bahntechnologie über den gesamten Lebenszyklus, etwa von Brücken, Tunneln, elektrischen Systemen und allen eisenbahnbezogenen Komponenten, auf den Plattformansatz von Dassault Systèmes. Die chinesischen Eisenbahnspezialisten entschieden sich für diese Lösung, um Entwurfsalternativen zu testen und ihr Potenzial schneller validieren zu können. Da sich alle Projektdaten auf einer Plattform befinden und leicht zugänglich sind, hat sich die Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten verbessert. Das Ergebnis war eine große Zeitersparnis und Effizienzsteigerung.

Ein zweites Beispiel zeigt, wie auch hierzulande die Plattform einen effizienten und erstklassigen operativen Bahnbetrieb ermöglicht. DB Cargo nutzt die Delmia Quintiq-Lösung von Dassault Systèmes, um die eigenen Kosten zu senken, gleichzeitig aber auch den Kundenservice zu verbessern und ein europaweit integriertes Betriebsnetz zu schaffen. Von besonderer Bedeutung für DB Cargo waren umfassende Strecken- und Traktionskenntnisse, Arbeitszeitrichtlinien und Vorschriften für eine integrierte Planung aller Lokomotiven und Lokomotivführer.

Digitale Plattform
Die Entwicklung eines leistungsfähigen Schienenverkehrs ist für eine moderne und umweltverträgliche Gesellschaft essenziell. Bild: Nikada/iStock

Das eingesetzte System führt bei nahezu allen Vorschriften automatische Prüfungen in Echtzeit durch. Dies beschleunigte die Vernetzung mit anderen Anbietern im Ausland und steigerte die Zuverlässigkeit der Züge in kürzester Zeit. In weniger als einem Jahr stieg die Pünktlichkeit von 80 auf 90 Prozent. Der große Erfolg der digitalen Lösung veranlasste Anbieter von Hochgeschwindigkeitszügen wie Thalys oder Eurostar, ähnliche Wege zu gehen.

Weichen für die Zukunft stellen

Wie Deutschland die Herausforderungen auf der Schiene zukünftig meistern kann, wird maßgeblich am Grad der Virtualisierung liegen. Ein Ende des Eisenbahn-Trends ist nicht in Sicht, daher müssen Betreiber heute bereits auf das gesteigerte Volumen der Zukunft reagieren. Dies geschieht durch die Entwicklung eines leistungsfähigen Schienenverkehrs für eine moderne und umweltverträgliche Gesellschaft, bei dem der Mensch im Mittelpunkt steht, und der in der Lage ist, sich den sich ständig verändernden Erwartungen anzupassen. Die virtuelle Simulation ist dabei der Enabler, um diese Zukunftsvisionen mit Leben zu füllen und zeitnah umsetzen zu können – und gleichzeitig Kundenwünsche sowie Umweltaspekte zu jeder Zeit zu erfüllen.

Der Autor Jürgen Keitel, Global Affairs EuroCentral bei Dassault Systèmes.

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