DIN-Connect – DIN und DKE fördern innovative Projektideen

EULYNX ist eine europäische Digitalisierungsinitiative von derzeit 13 Eisenbahninfrastrukturbetreibern, die darauf abzielt, die Teilsysteme der künftigen digitalen Eisenbahn Leit- und Sicherungstechnik (LST) und deren Schnittstellen zu spezifizieren und zu standardisieren. Dabei wird ein modellbasierter System-Engineering-Ansatz (MBSE) vorgeschlagen, der es ermöglicht, die Systemanforderungen eines Eisenbahnsystems unter Einsatz von semiformalen/formalen Methoden zu spezifizieren und die Spezifikationen maschinell unterstützt zu verifizieren und zu validieren. Damit soll sichergestellt werden, dass die erstellten Spezifikationen korrekt, eindeutig, vollständig und konsistent sind und definierte Sicherheitseigenschaften mit hoher Verlässlichkeit umsetzen. Das zu dem in der CENELEC-Norm EN50126 definierten Systemlebenszyklus konforme EULYNX MBSE Spezifikationsrahmenwerk zielt auf die Etablierung eines nahtlosen Entwicklungsansatzes, der Wiederverwendung, Automatisierung und Innovation erheblich erleichtert. Das zu spezifizierende System- und Schnittstellenverhalten wird anstelle von nur textbasierten Anforderungen in Form von ausführbaren Systems Modeling Language (SysML) Modellen beschrieben (virtuelle Prototypen). Dadurch wird eine werkzeugunabhängige simulationsbasierte Validierung durch die unterschiedlichen Stakeholder ermöglicht. Durch die Transformation der SysML-Verhaltensmodelle hin zu einer formalen Sprache basierende Modelle (wie z. B. B, mCRL2, Event-B usw.) wird die Anwendung von formalen Methoden ermöglicht. Dadurch kann beispielsweise die Erfüllung von Sicherheitsanforderungen durch das Spezifikationsmodell formal bewiesen werden.

Für die Digitalisierung von Produktionsprozessen stellen beispielsweise Simulations-, Analyse-, Produktions- und Entwicklungsprozesse mit digitalen Zwillingen eine wesentliche Basis dar, um Effizienz und Qualität von Herstellungsprozessen zu verbessern. Eine wesentliche Herausforderung besteht aktuell in der Erstellung der digitalen Zwillinge speziell für Produktionsprozesse, da hier die Einflüsse des Werkzeugmaschinensystems und dessen Peripherie auf den Produktionsprozess, die Beschreibung der funktionalen Zusammenhänge und die Überführung der funktionalen Zusammenhänge in Daten und Algorithmen ermittelt werden müssen.

Standardisierung:
Im Rahmen des Vorhabens soll eine Methode zur ressourceneffizienten Erstellung digitaler Zwillinge von Prozessenergiequellen für das elektrochemische Präzisionsabtragen standardisiert werden. Auf Basis des Standards können Einflussgrößen von Prozessenergiequellen auf den Produktionsprozess durch ressourceneffiziente Abtragexperimente ermittelt, funktionale Zusammenhänge analysiert und die Daten und Algorithmen zur Beschreibung der Zusammenhänge verwendet werden. Im Ergebnis können durch die Daten und Algorithmen digitale Zwillinge von Prozessenergiequellen für das elektrochemische Präzisionsabtragen entstehen, die zu minimierter Fehlerquote, zu reduzierten Entwicklungszyklen, aber auch zur intelligenten Prozessüberwachung und Prozessauswertung sowie insbesondere zur ressourceneffizienten Produktion beitragen.

Das Projekt untersucht, wie herstellerübergreifende Testverfahren und Testadapter für die digitale Leit- und Sicherungstechnik (LST) standardisiert werden können. Das Ziel ist, Inbetriebnahmeprozesse zu beschleunigen und damit den Markt für neue Marktteilnehmer zu öffnen. Damit wird der schnelle, europaweite Rollout digitaler LST ermöglicht, was eine Kernvoraussetzung für effizienten, klimaneutralen Fernverkehr per Bahn in Europa ist. Der geplante Standard definiert Anforderungen an eine Schnittstelle für nachvollziehbare, reproduzierbare und automatisierte Tests von LST-Komponenten für die europäischen Bahnbetreiber.

Es bedarf einer Normierung der Definition von Erneuerbarer Energie, die im Rahmen von Stromnetzengpassbedingten Abschaltungen normalerweise verschwendet werden muss, jedoch mit lokalen Speichermethoden trotzdem zunächst erzeugt werden kann. Eine genaue Definition dieser "Rettung" von lokal erzeugter Energie ist in der aktuellen Zeit wichtiger denn je. Jedoch müssen neue Geschäftsmodelle, um diese Energie zu retten, zurzeit mit der gesetzlichen hundertprozentigen Entschädigung der ausgefallenen Gewinne durch verhinderte Veräußerung an der Strombörse konkurrieren. Eine einheitliche Definition, wann Energie in diesem Rahmen als gerettet betrachtet werden sollte, öffnet die Türen, um Regelungen zu Subventionen und Entschädigungen so anzupassen, dass mehr solcher Geschäftsmodelle die Energieversorgung in Deutschland weiter stabilisieren und vergrünen können. Der geplante Standard zu diesem Projekt definiert Anforderungen an die Art, Weise und Umstand der Erzeugung Erneuerbarer Energien für die Anwendung in nachhaltigen Geschäftsmodellen zur Energiespeicherung abgeregelter Energie.