SCHIENE – BaseFrame: modularer Güter-Eisenbahn-Waggon
„Dem Waggon die Flexibilität des LKWs geben“
Um wirtschaftlich Stahl-Rahmen im Fahrzeugbau (speziell im Güter-Eisenbahn-Waggonbau) zu produzieren, wird seit langem das Konzept der internationalen Zusammenarbeit und des länderübergreifenden Handels genutzt. Dabei wandert die Stahlbau-Fertigung von Land zu Land, stets auf der Suche nach der optimalen Kombination aus Qualität und Produktionskosten.
Um dem Schienen-Güterverkehr eine Chance gegenüber anderen Logistiklösungen zu bieten, muss jedoch innovativ gedacht werden und die Produktion nach Zentraleuropa zurückgebracht werden. Dies gelingt nur, wenn man fertigungsorientiert neu denkt und dem Herstellungsprozess eine künstliche Intelligenz verleiht, damit die Herstellung schulungsunabhängig von Mitarbeiter erfolgen kann. Dazu muss das Produkt und der Fertigungsprozess über so viel künstliche Intelligenz verfügen, damit sich die einzelnen Fertigungsschritte eigenständig und ohne Einfluss von menschlichen Fehlentscheidungen zusammenfinden können.
Das Konzept des fertigungsorientierten Konstruierens strebt danach, dass sich alles nahtlos im Fertigungsprozess zusammenfügt, ohne dass manuell eingegriffen werden muss.
Im Kontext des digitalen Zwillings werden alle fertigungsrelevanten Daten von der künstlichen Intelligenz bereits digital verarbeitet, wodurch ein virtuelles 1 zu 1 Bauteil in digitaler Form entsteht, welches alle relevanten fertigungsbedingten Parameter berücksichtigt. Sobald der Herstellungsprozess mit dem Laserschneiden von Stahl-Blechtafeln beginnt, ist der Herstellungsprozess für das gesamte Produkt festgeschrieben. Alle weiterführenden Prozesse, vom Kanten, bis hin zum Zusammenstecken und anschließenden Schweißen ist durch die künstliche Intelligenz im digitalen Zwilling des Bauteils bereits integriert. Durch das Stecksystem mit nahezu null Toleranz wird eine unveränderliche Formgebung gewährleistet, somit kommt es zu einer hohen Maßhaltigkeit der Bauteile und zu einer Minimalisierung des Schweißverzuges.
Dem Produkt bringt es nichts, wenn man alle technischen Möglichkeiten umsetzt und dabei die Herstellungskosten aus dem Ruder laufen. Speziell im Fahrzeugbau wird darauf geachtet, dass die Konstruktion den bionormen Kraftverläufen innerhalb der Struktur folgen und diese Kraftlinien durch einzelne Bauteile, die nicht gestückelt oder unterbrochen sind, abgeleitet werden. Zu einem Versagen eines Bauteiles kommt es statistisch nur, wenn die Anbindung / Übergänge Schwachstellen aufweisen. Es kommt selten vor, dass ein Bauteil wahllos versagt, es geschieht meistens bei Übergängen und Verbindungen, bei denen einzelne Lastfälle nicht sauber dargestellt wurden. Durch eine bionormen Struktur wird diese Fehlerquelle im Vorhinein minimiert.
Die fertigungsorientierte Konstruktion gewährleistet, dass Bauteile nur die maschinenbedingte Toleranz mitbekommen und menschliche Einflüsse ausgeschlossen werden. Der menschliche Faktor beschränkt sich auf die fachgerechte Bedienung der Maschine beim Herstellungsprozess, nicht der Form- und Gestaltungsparameter des herzustellenden Produkts. Es wird somit durch die künstliche Intelligenz beim fertigungsorientierten Konstruktionsverfahren eine effiziente und präzise Fertigung generiert.
Der BaseFrame Rahmen
Der Baseframe ist eine innovative Waggon-Plattform, welche es ermöglicht unterschiedliche Aufbauten auf einer Wagenplattform umzusetzen. Der Unterschied zu einer Container Lösung besteht darin, dass die Lastableitung in Synergie zwischen Aufbau und BaseFrame erfolgt und so in Summe eine leichtere und kosteneffektivere Lösung erzielt wird.
Durch die TSI ISV – Zulassung des BaseFrame Rahmen ist es möglich, sämtliche Aufbauten einer Wagen-Länge auf nur ein Zulassungsverfahren zu referenzieren. Dadurch ist nicht nur der Fertigungsprozess für sämtliche Waggon-Gattungen gleich, sondern auch bei der TSI WAG 2020 Zulassung müssen nur formale Ergänzungen vorgenommen werden.