Nutzen von Condition Monitoring Systems (CMS) - Entwicklungeines systemdynamischen Verfahrens, zur Erfassung des Infor-mationswertes von Radsatzlagerüberwachungssystemen

Zusammenfassung Eisenbahnunternehmen setzen Condition Monitoring Systeme (CMS) zur Überwachung ihrer Anlagen und Komponenten ein. CMS sind im Risikomanagement der Branche relevant, aber ihr Einsatz leidet unter einem Präventionsparadoxon: Sie werden oft erst nach Schäden oder Richtlinien eingeführt. CMS können auch den Instandhaltungsaufwand reduzieren. Bei den streckenseitigen WTMS tragen Infrastrukturbetreiber die Kosten, während Verkehrsunternehmen den Nutzen durch effizientere Instandhaltung sehen. Um fundierte Geschäftsmodelle zu entwickeln, muss deshalb der Nutzen von CMS quantifiziert werden. Die Informationsqualität, einschließlich der Sensoren und der Symptomaussagekraft, beeinflusst diesen Nutzen. Diese Verbindung von Anwendungswert und Nutzen ist bisher unzureichend erforscht. Aufgrund dessen ist das Forschungsziel folgendermaßen gesetzt worden: „Entwicklung eines systemdynamischen Modells und eines Verfahrens zur Erfassung des Informationswertes von Condition Monitoring Systems, anhand des Fallbeispiels der Radsatzlagerüberwachung im Eisenbahnverkehr.“ Das Forschungsziel dieser Arbeit umfasst als Erkenntnisziel das Verständnis der Zusammenhänge und Wechselwirkungen im CMS und dabei den Nutzen des Einsatzes der Systeme zu bewerten. Das Gestaltungsziel beinhaltet die Untersuchung der Eignung des systemdynamischen Verfahrens. Zur Erreichung dieser Ziele sollen folgende Forschungsfragen beantwortet werden: 1. Welche Ziele verfolgen die Eisenbahnorganisationen in Bezug auf den Betrieb ihrer Radsatzlager und inwiefern können die Informationen aus den Messdaten der heutzutage eingesetzten Radsatzlagerüberwachungssysteme zur Zielerreichung beitragen? 2. Lassen sich mit der systemdynamischen Vorgehensweise, die für die Bewertung von CMS relevanten Wechselwirkungen im Eisenbahnsystem abbilden? 3. Lässt sich anhand der systemdynamischen Vorgehensweise untersuchen, welche Informationen für die Erhöhung des Nutzens der Radsatzlagerüberwachungssysteme relevant sind? Die Ergebnisse der Arbeit erwirken die Erkenntnis, dass die Methodik dazu geeignet ist, die relevanten Zusammenhänge und Wechselwirkungen darzustellen und mithilfe der Simulationsergebnisse relevante Instandhaltungsstrategien und der Nutzen von RDMT zu bewerten. Damit sind die Ergebnisse sowohl für die Forschung als auch für Entscheidungsträger in der Eisenbahnbranche relevant. Abstract Railway companies install Condition Monitoring Systems (CMS) to monitor their assets and components, such as axlebox bearings. CMS are relevant in the industry's risk management, but their adoption faces a prevention paradox: they are often introduced only after accidents or for implementing directives. The use of CMS can also reduce maintenance costs. But in the case of trackside WTMS, infrastructure operators bear the costs, while train operating companies benefit from the possibility of efficient maintenance. To develop business models, quantifying the benefits of CMS is essential. The quality of information, including sensors and symptom interpretation, influences these benefits. However, the connection between application value and benefit remains insufficiently explored in science. Hence, the research objective of this study is formulated as follows: "Development of a system dynamics model and a method for assessing the information value of Condition Monitoring Systems, using the case of wheelset axlebox bearing monitoring in railway transportation." The research objective encompasses an epistemic goal of understanding the relationships and interactions within CMS, along with evaluating the benefits of their use. The design objective involves investigating the suitability of the system dynamics approach. To achieve these objectives, the following research questions will be addressed: 1. What objectives do railway organizations pursue concerning the operation of their wheelset axlebox bearings, and to what extent can the information from the data collected by contemporary hot box detectors contribute to achieving these objectives? 2. Can the system dynamics approach accurately represent the relevant interactions in the railway system for assessing CMS? 3. Can the system dynamics approach be used to examine which information is relevant for increasing the benefits of hot box detector systems? The results of this research demonstrate that the methodology is suitable for depicting relevant relationships and interactions, and through simulation results, it can evaluate pertinent maintenance strategies and the benefits of CMS. As a result, the findings are relevant both for research purposes and for decision-makers in the railway industry.