Dream Weavers: Hinter der weltweiten Innovationsmaschine von Wabtec

Die Advanced Technology Group von Wabtec bereitet die Zukunft der Eisenbahn vor

Eine „Ideenfabrik“ für den Schienenverkehr

Sicher, Google hat Google X und Boeing seine Phantom Works. Aber wo werden die kühnsten neuen Ideen im Schienenverkehr entwickelt, ausgebrütet und gefördert? Dann sind Sie bei der Advanced Technology Group (ATG) von Wabtec genau richtig, einer Gruppe von Experten aus den Bereichen KI, Automatisierung, Design, Elektrik, Mechanik, Cyber und Cloud-Engineering, deren technologische Erfolge in der Anfangsphase nur durch ihre Neugier, gute Laune und ihr selbstloses Engagement für die Weiterentwicklung der Branche, den Erfolg der Kunden von Wabtec und des Unternehmens, das sie ihr Zuhause nennen, übertroffen werden.

Auf einer neuen Welle

Das ATG-Team von Wabtec begann bereits 2019 mit einer Beobachtung, die seine Gründungsmitglieder mit Energie versorgte. Eine Welle künstlicher Intelligenz, maschinelles Lernen und Automatisierungstechnologien hatte begonnen, anzuschwellen, und das Team wollte Wabtec und die Bahnindustrie so positionieren, dass sie auf dieser Welle mitfahren, anstatt dass sie über sich hinwegstürzt.

„Mit unserer Freight 2030-Initiative im Jahr 2021 hat sich der Fokus auf diesen Bereich noch beschleunigt“, erinnert sich Philip Moslener, Corporate Vice President — Advanced Technologies. „Die Vision der Initiative bestand darin, eine öffentlich-private Partnerschaft zu fördern, deren Schwerpunkt auf der Dekarbonisierung der Eisenbahnindustrie lag. Dabei wurden Verbesserungen bei der Nutzung der Schienengüterbahnen und Entwicklungen im Bereich fortschrittlicher Lokomotivtechnik kombiniert. Künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und Automatisierungstechnologien sind ein wesentlicher Bestandteil der Weiterentwicklung der aktuellen Systeme an Bord und an der Strecke sowie der Erhöhung der Kapazität unserer Schienensysteme durch Netzeffizienzlösungen.“

Aber Zeit zu finden, um mit neuen Technologien zu experimentieren, steht nicht immer auf dem Programm großer Unternehmen, da Quartalszahlen zu erreichen sind, Prozesse zu verfolgen, Produkte auf den Markt zu bringen und Kunden zu bedienen sind. Doch einfach die Verantwortung für das „Erfinden der KI“ — und eine wachsende Liste anderer verlockender Technologien — auf die Ingenieure von Wabtec zu verteilen, schien nicht der beste Ansatz zu sein, um ihr transformatives Potenzial auszuschöpfen, also wurde das Team bewusster und ging eine fundierte Wette ein.

„Wir hatten ein gutes Gefühl, dass die Revolution der KI und des maschinellen Lernens besondere, engagierte Aufmerksamkeit erfordern würde, um ihren wahren Wert für den Schienenverkehr auszuschöpfen“, erinnert sich Milan Karunaratne, Vice President — AI and Digital Advanced Technologies. „Also haben wir darüber nachgedacht, unseren unternehmerischen Hut aufgesetzt und unseren CTO vorgestellt, als wären wir die Gründer eines Startups, das eine Startfinanzierung sucht.“

Die Idee hat funktioniert. Die Tonhöhe? „Investieren Sie in die Fähigkeit des Teams, fortschrittliche Technologien auf die Schiene zu bringen, und im Gegenzug streben wir eine 10-fache Amortisation an.“
Das Team hat genau das geschafft und erste Erfolge bei schnell entwickelten internen Tools und Technologien erzielt, die zu größeren, komplexeren und disruptiveren kommerziellen Projekten und Ideen geführt haben.

Das ATG entwickelte sich nach und nach von den Erfolgen im Bereich KI auf andere neue Technologiebereiche wie Automatisierung, Produktsicherheit, Cloud-Engineering mit hoher Resilienz/Hochverfügbarkeit und Dekarbonisierung durch alternative Kraftstoffe wie Wasserstoff. Durch die Bündelung dieser Technologiedisziplinen unter dem Dach der ATG wurde ein Think Tank für Innovation, Informationsaustausch und Rapid Prototyping eingerichtet, der die Entwicklung neuer Lösungen für das Unternehmen beschleunigte.

Die Methodik von ATG

Die Frage der Skalierung ist für ATG und Wabtec wichtig, denn es mangelt nicht an aufregenden Technologien, die es zu erforschen gilt, und an Problemen der gesamten Schienen- und Transportbranche, die es zu lösen gilt. Um keine Zeit damit zu verschwenden, „den Ozean zum Kochen zu bringen“ oder jeder glänzenden Neuheit hinterherzujagen, verfolgt ATG von Wabtec eine sehr klare Mission und Methodik, um zu entscheiden, „was kommt als Nächstes?“ in erfolgreiche Produkte für interne Produktivität und Vermarktung für den Kundenerfolg.

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„Die ultimative Mission der Advanced Technology Group bei Wabtec besteht darin, das Risiko von Innovationsinvestitionen zu verringern, die bahnbrechende Lösungen in großem Maßstab liefern“, erklärt Moslener. „Das ist keine leichte Aufgabe, in der Tat eine voller Herausforderungen, aber das ist es, was die Fantasie unseres kollektiven Teams beflügelt. Das ist auch ein wichtiger Grund, warum unsere Rolle als Träumer und Innovatoren in einem strengen Prozess verwurzelt ist.“

Um diesen Prozess besser zu verstehen, ist es hilfreich, sich zwei Arten von Ideen anzusehen, die ATG untersucht und die das Team als „Pull“ - und „Push“ -Lösungen bezeichnet: solche, die entweder aus einer Kundenanfrage hervorgehen (Pull) oder die Wabtec selbst identifiziert und davon ausgeht, dass sie in der Branche einen großen Unterschied machen könnten (Push). In erster Linie verlässt sich das ATG-Team auf das Vertriebs-, Service- und Kundenbetreuungspersonal von Wabtec, das regelmäßig mit Kunden spricht, um ihnen Informationen darüber zu geben, nach welchen neuen Funktionen/Technologien die Kunden fragen. Das ATG-Team bewertet dann diese Ideen (mehr dazu in einer Minute).

Es ist zwar logisch, sich auf die spezifischen Anforderungen der Kunden einzustellen, aber die Advanced Technology Group verfolgt auch bei neuen Technologien einen „Push-Ansatz“. Sie durchsucht ständig sowohl die Bahnindustrie als auch das gesamte Technologiefeld nach herausfordernden Problemen, die, sofern sie gelöst werden, transformatives Potenzial haben. ATG hat es sich zum Ziel gesetzt, die Besten für den Schienenverkehr zu gewinnen, d. h. an Ideen zu arbeiten, bevor die Kunden danach fragen.

Unabhängig davon, wie diese neuen Technologie-Ideen beschafft werden, werden sie alle auf sehr fundierte und praktische Weise geprüft. ATG analysiert die potenziellen Auswirkungen der Technologie auf das Geschäft von Wabtec, indem es drei Fragen stellt:

1. Wie groß ist das Problem, das diese Technologie lösen könnte?
2. Wie viel des Problems könnte Wabtec mit dieser Lösung möglicherweise lösen?
3. Wie skalierbar ist die Lösung für alle Unternehmen und die Branche von Wabtec?

Anhand dieser drei Fragen kann ATG einschätzen, ob es sich um eine Geschäftschance von 1 Mio. $, 10 Mio. $ oder 100 Mio. $ handelt, und die Entwicklung entsprechend priorisieren. Bisher haben Ideen, die mit einer direkten Kundenanfrage beginnen, einen kürzeren Entwicklungszeitraum (im Durchschnitt etwa zwei Jahre), während die eher zukunftsorientierten Bemühungen von ATG eine Tragzeit von drei bis über fünf Jahren haben können.

Nächster Halt InnoTrans

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Beispiele für beide waren auf der InnoTrans 2024 zu sehen, wo das ATG-Team sein Veranstaltungsdebüt feierte und eine Vorschau auf sechs separate Quellen technologischer Inspiration vorstellte.

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„Es macht zwar Spaß, auf neu auf den Markt gebrachte Produkte wie das Computer-Vision-Fahrgasterkennungssystem VaporVision™ von Wabtec hinzuweisen, die aus der Handarbeit von ATG hervorgegangen sind, aber man darf nicht vergessen, dass die Mission dieses Teams darin besteht, das Risiko der Anwendung fortschrittlicher Technologien für den späteren kommerziellen Einsatz zu verringern“, erinnert Karunaratne. „ATG ist buchstäblich Wabtecs lebendes Labor für technologische Experimente und Innovationen.

„Es geht uns darum, die Alchemie zwischen verschiedenen Technologien und unserer Branche zu entdecken, das zusammen mit einem der Gewinn- und Verlustrechnungen von Wabtec zu betreuen und dann das, was wir begonnen haben, zur Vermarktung an die Gewinn- und Verlustrechnung weiterzugeben. Die Leute, die dieses Jahr unsere Installation in der Wabtec Station auf der InnoTrans besuchten, bekamen einen großartigen Eindruck davon, wie wir arbeiten und welche großartigen Produkte daraus entstehen können.“

Im Folgenden finden Sie sechs Technologiekonzepte, die ATG auf der InnoTrans vorgestellt hat:

1. Wahrnehmungstechnologie: Die Schnittstelle von KI und verschiedenen Sensortechnologien unter Verwendung von Kameras, LIDAR und Radar ist ein besonders fruchtbares Gebiet für die Entwicklung neuer Produkte mit Auswirkungen auf die gesamte Branche. Sie führt zu fortschrittlichen Sicherheitserkennungslösungen in Zügen und Bussen und ist Teil eines neuen Maintenance of Way-Prototyps zur Steigerung der Produktivität im Bahnhofsbetrieb (ein Spiker der nächsten Generation!) , um nur ein paar Anwendungsfälle zu nennen.
   
2. RailGhost: ATG untersucht auch die Anwendung von Automatisierungstechnik im Schienenverkehr. RailGhost überdenkt und gestaltet den Weg zur Navigation auf Bahnhöfen neu. Es stellt eine Plattform für Roboter- und Inspektionsfunktionen vor, die nahtlos integriert sind und ein neues Maß an Sicherheit, Effizienz und Erkenntnissen ermöglichen, das bisher nicht möglich war.
   
   Was RailGhost auszeichnet, ist sein einzigartiges flaches Design, das eine automatische Bewegung auf allen Bahnhöfen ermöglicht. Es kann auf Schienen fahren, unter Triebwagen hindurchfahren und durch Weichen und Bahnübergänge fahren. So bietet es unübertroffene Mobilität und umfassenden Zugang zu allen Bereichen des Bahnhofs.
   
3. OneBot: Diese Technologie basiert auf den neuesten Innovationen in den Bereichen generative KI und Large Language Models (LLM) und wendet sie auf die Kundenbetreuung an. Ziel ist es, Kunden in die Lage zu versetzen, intelligente Bots zur Problembehebung einzusetzen, was zu schnelleren und kostengünstigeren Ergebnissen führt. Angesichts des technischen und sicherheitsrelevanten Charakters von Schienensystemen erfüllt OneBot strenge Sicherheitskontrollen. Die Antworten werden von den erfahrenen Ingenieuren von Wabtec getestet und kuratiert.
   
   OneBot-Benutzer werden das Gefühl haben, ihren eigenen persönlichen Wabtec-Experten zur Hand zu haben. Eine Person kann eine Frage in einfacher, natürlicher Sprache stellen und eine spezifische technische Antwort zu komplexen Produkten oder Maschinen erhalten, was das allgemeine Kundenservice-Erlebnis erheblich verbessert.
   
4. Teleoperationen: Warum sollten Drohnenbetreiber den ganzen Spaß haben? Die Anwendungsmöglichkeiten für die „Fernsteuerung“ von Lokomotiven sind grenzenlos, und ATG hat seine frühen Überlegungen in diesem spannenden Bereich unter Beweis gestellt. Teleoperation ist die Zukunft der menschenzentrierten Zugautomatisierung — der sichere, logische nächste Schritt zur Verbesserung der Effizienz und Servicequalität im Schienenverkehr. Durch die enge Integration fortschrittlicher Fernsteuerungsfunktionen mit transformativen Automatisierungsfunktionen wie Trip Optimizer und Positive Train Control (PTC) optimieren Teleoperationen die Personalauslastung und ermöglichen gleichzeitig ein neues Maß an sicherem und zuverlässigem Betrieb, das mit manuellen Methoden allein nicht möglich wäre. Teleoperations ist eine Investition in das moderne Bahnpersonal und ein Katalysator für eine verbesserte Rentabilität durch gleichzeitige Kosteneinsparungen und neue Umsatzmöglichkeiten.
   
5. Elektromechanische Bremse: Für Wabtec ist jede Komponente der Transit- und Güterbahn ein Freiwild für Innovationen. Wabtec entwickelt ein innovatives elektromechanisches Bremssystem (EMB) für Züge. Im Gegensatz zu aktuellen Systemen, die Druckluft oder Öl verwenden, ist EMB nicht auf Flüssigkeiten angewiesen. Die Umstellung auf EMB-Systeme ist ein komplexer Prozess, der einen ganzheitlichen Ansatz für das Zugdesign erfordert. Einzelne EMB-Komponenten können zwar komplexer und kostspieliger sein als ihre pneumatischen Gegenstücke, die allgemeinen Vorteile ergeben sich jedoch aus systemweiten Änderungen. Die Lösung von Wabtec geht über einzelne Komponenten hinaus und bietet ein umfassendes, sicherheitsorientiertes System — ein hervorragendes Beispiel für innovatives Denken innerhalb der Geschäftsbereiche von Wabtec.
   
6. Erweitertes Fahrzeugprogramm: Wabtec und ATG haben eine mutige Vision für autonome Züge, einschließlich der Entwicklung zukünftiger Lokomotiven für kürzere Strecken und häufigere Just-in-Time-Nutzlasten. Es ist Zeit für Lkw-ähnliche Züge auf der Schiene, die den Betreibern mehr Agilität, Flexibilität und Sichtbarkeit bieten. Und ATG steht an vorderster Front bei der Entwicklung der Basistechnologien für diese neue Generation von Lokomotiven.