Luxoft und Vantage Power nutzen AWS-IoT-Telemetrie für innovativen und sicheren Antriebsstrang.

„In Zusammenarbeit mit Vantage Power und unter Verwendung von AWS hat Luxoft eine Lösung entwickelt, die anhand der Daten vernetzter Fahrzeuge unglaubliche Einblicke und Wertschöpfung ermöglicht. Innerhalb von Sekunden werden komplexe Daten in umsetzbare Informationen umgewandelt und auf der Plattform angezeigt.“

Sam Mantle, Managing Director of Digital Enterprise bei Luxoft

Schwere Nutzfahrzeuge zum Teil einer kohlenstoffarmen Wirtschaft machen

Von Regierungsgruppen bis hin zu lokalen Interessenvertretungen, bestehen Wähler weltweit darauf, dass Unternehmen im Namen des Umweltschutzes Wege zur Förderung einer kohlenstoffarmen Wirtschaft finden. Viele Fahrzeug- und Teilehersteller im Transportsektor haben sich verpflichtet, die Schadstoffemissionen von Gasmotoren durch Investitionen in Elektrofahrzeuge zu reduzieren.

Die Einführung kohlenstoffarmer Technologien im privaten und gewerblichen Sektor hat im Laufe der Jahre zugenommen und zu weiteren Entwicklungen geführt. Der Sektor der Schwerlastfahrzeuge folgte vergleichsweise schleppend, weshalb Innovationen hier häufig zurückblieben.

Regierungen verabschieden Gesetze, um Veränderungen anzustoßen. London zum Beispiel hat sich verpflichtet, bis 2025 nur emissionsfreie Busse zu kaufen, seine Busflotte bis 2020 auf die Euro-VI-Norm umzustellen und sicherzustellen, dass alle Fahrzeuge der Ultra-Low-Emission-Zone entweder hybrid oder vollelektrisch sind.

Hersteller von Schwerlastfahrzeugen und Fahrzeugsystemen wollen neue Technologien schnell auf den Markt bringen, um auf die wachsende Gesetzgebung und Nachfrage reagieren zu können. Dies bedeutet, dass viele Erstausrüster (OEMs, Original Equipment Manufacturers) Produkte möglicherweise früher als üblich ausliefern, ohne die bei etablierteren Produktströmen üblichen jahrelangen Tests.

Aus diesem Grund suchen OEMs und Betreiber nach einer Lösung, mit der Komponenten nach ihrer Bereitstellung verfolgt und überwacht werden können. Durch die Erfassung von Betriebsdaten können potenzielle Probleme vermieden werden, die während der Lebensdauer des Fahrzeugs auftreten können. Die Aufzeichnung und Überwachung ermöglicht eine qualitativ hochwertige Wartung von Teilen, die Modellierung von Szenarien zur Verbesserung von Produkten sowie den Compliance-Nachweis.

Vantage Power wünschte sich ein Fahrzeugtelemetriesystem, das tief in den Antriebsstrang, die Fahrzeugsteuerungssoftware und andere vorhandene Systeme integriert werden kann, um umfangreiche Betriebsdaten zu sammeln, die detaillierte Informationen zur Leistung von Fahrzeugen und Teilen geben können. Sie wollten eine Möglichkeit schaffen, ihre Lithium-Ionen-Batteriesysteme genau zu überwachen, um Kunden dabei zu helfen, Defekte auf Zellebene frühzeitig zu erkennen und Probleme zu vermeiden. Somit könnte dem Austausch der Lithium-Ionen-Batterie, die über 50 000 US-Dollar pro Bus kosten kann, zuvorgekommen werden.  

Fahrzeuge mit der Cloud verbinden

Vantage Power arbeitete mit Luxoft – einem „Advanced“-Beratungspartner des AWS Partnernetzwerks und Partner von AWS IoT Competency – zusammen, um eine Telemetrieplattform namens VPVision zu erstellen, welche die AWS-Cloud-Plattform zu jedem verbundenen Fahrzeug bringt. VPVision ermöglicht den Kunden von Vantage Power ein umfassendes technisches Verständnis der Antriebskomponenten wie Motoren, Batterien, Steuerungssysteme, Elektromotoren und -generatoren. Das System kann vollständig an bestimmte Maschinen und Flotten angepasst werden.

VPVision basiert auf einer Internet of Things(IoT)-Architektur und nutzt die IoT-Dienste von AWS, darunter AWS IoT Core, AWS IoT Greengrass ML Inference und AWS IoT Analytics. Diese Dienste werden mit Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) und AWS Lambda kombiniert, um die Verarbeitung von Hunderttausenden von Datenpunkten pro Minute – mit 1-Hz-Frequenz über die Mobilfunkverbindung – zu optimieren und daraus Erkenntnisse und prädiktive Analysemodelle abzuleiten, welche dann an die Fahrzeuge verteilt werden können, um vorbeugende Maßnahmen in Echtzeit zu ergreifen.  

Einblicke in eine vernetzte Flotte

Luxoft führte AWS IoT Analytics und IoT Greengrass ML ein, anhand derer Benutzer Berichte und Einblicke in über 6 000 Datenpunkte von jedem Fahrzeug erhalten können. Durch diese Erweiterung der Back-End-Architektur von VPVision kann Vantage Power in AWS Modelle für Machine Learning aufbauen und trainieren. Dabei werden historische reale Daten verwendet und gleichzeitig Live-Datenströme von im Betrieb befindlichen Fahrzeugen getestet. Durch die Verbindung mit AWS-Funktionen für Machine Learning kann Vantage Power auf eine leistungsstarke Umgebung zugreifen, um neue Ideen schneller als je zuvor zu konzipieren, zu testen und einzuführen.

„In Zusammenarbeit mit Vantage Power und unter Verwendung von AWS hat Luxoft eine Lösung entwickelt, die anhand der Daten vernetzter Fahrzeuge unglaubliche Einblicke und Wertschöpfung ermöglicht“, sagt Sam Mantle, Managing Director of Digital Enterprise bei Luxoft. „Komplexe Daten werden innerhalb von Sekunden in nutzbare Informationen umgewandelt und auf der Plattform angezeigt. Beispielsweise wissen die Sensoren, wann ein Hybridfahrzeug in eine emissionsarme Zone fährt, und stellen vorab sicher, dass die Batterie vollständig geladen ist, wodurch die Reichweite erhöht und die Umweltverschmutzung verringert wird.“

„Batteriebetriebene Schwerlastfahrzeuge sind immer häufiger anzutreffen, aber die erfolgreiche Bereitstellung und Wartung im großen Maßstab bleibt eine Herausforderung“, sagt Alex Schey, CEO von Vantage Power. „Wir haben ein Modell entwickelt, das anhand realer Daten aus den in Betrieb befindlichen Batterien einen Fehlermodus in der Cloud Monate früher erkennt als wir. Wir sind gespannt, wie diese Plattform auf die Batterietechnologie in allen Sektoren angewendet werden kann, um eine robustere und agilere Art der Verwaltung elektrischer Schwerlastfahrzeuge zu ermöglichen.“

VPVision wird heute als eigenständiges Produkt mit kostenlosem Engineering-Service angeboten, mit dem Hersteller von Schwerlastfahrzeugen und Erstausrüster ihre eigenen Produkte integrieren können.  

Schnellere Markteinführung für neue Innovationen

Lithium-Ionen-Batterien müssen für eine optimale Leistung ausbalanciert werden. Dies setzt voraus, dass sich die Batterie über einen ausreichenden Zeitraum hinweg in einem bestimmten Ladezustand befindet. Zusammen mit VPVision entwickelte Vantage Power ein Modell für Machine Learning mit Sagemaker Notebooks – das zu AWS IoT Analytics gehört – um die Fahrzeugdaten automatisch zu analysieren und den idealen Zeitpunkt und Ort für das Ausbalancieren zu ermitteln. Wenn sich das Fahrzeug seinem Ziel nähert, ändert das Modell den Betriebsmodus, um sicherzustellen, dass der ideale Ladezustand zu dem Zeitpunkt erreicht ist, wenn das Fahrzeug geparkt wird. Dies verlängert die Lebensdauer der Batterie um geschätzte 10 %. Diese Innovation wurde in der Cloud entwickelt und an realen Live-Daten getestet. Dabei wurde sichergestellt, dass sie vor der Bereitstellung optimiert und validiert wurde.

Vantage Power treibt mit VPVision sein Geschäft voran und konnte so die Markteinführungszeit für neue Innovationen um mehr als 6 Monate verkürzen, Sicherheits- und Compliance-Kontrollen mit Hilfe von prädiktiver Analysen bereitstellen und Kosten durch Ferndiagnosen und Edge Computing senken.  

Mit prädiktiven Analysen Sicherheits- und Compliance-Kontrollen bereitstellen

Die Verwendung von AWS IoT Analytics zur Unterstützung der Back-End-Architektur von VPVision stellt sicher, dass Kunden die Daten sammeln und verarbeiten können, die sie benötigen, um potenzielle Sicherheits- und Compliance-Probleme für einzelne Fahrzeuge zu identifizieren und zu beheben.

Vantage Power und Luxoft entwickelten ein Modell für Machine Learning, mit dem Milliarden von Datenpunkten aus einer Flotte von Doppeldeckerbussen analysiert wurden, die über ein Jahr lang unter realen Bedingungen gefahren wurden. Diese Busse nutzen den neuen Hybridantrieb von Vantage Power mit Lithium-Ionen-Batterien für schwere Nutzfahrzeuge, die aus Tausenden von Einzelzellen bestehen. Wenn eine dieser Zellen den als übermäßige Selbstentladung bekannten Fehler aufweist, wird die gespeicherte Ladung reduziert, was die Leistung der gesamten Batterie verringern und den Fahrzeugbetrieb beeinträchtigen kann. Dadurch, dass nachvollzogen werden kann, wann der Fehler auftritt, kann das Modell nun eine hohe Selbstentladung einen Monat früher feststellen, als es mit den zuvor zugelassenen Techniken möglich war. Wenn ein Fehler auftrat, wurde er vor der Wartung des Fahrzeugs diagnostiziert, wodurch effektiv und mit minimalen Ausfallzeiten gehandelt werden konnte.  

Kosten durch Ferndiagnose und Edge Computing senken

Auf AWS basierende Modelle für Machine Learning können auf Edge-Geräten bereitgestellt werden, um Cloud-Transaktionen und Rechenkosten zu reduzieren. Vantage Power und Luxoft haben ein Diagnosemodell erstellt, das Daten im Fahrzeug analysiert und Bericht erstattet, wenn ein Problem vorliegt, das behoben werden muss. Dies minimiert den Verwaltungsaufwand, der sonst durch die Überwachung, Verwaltung, Planung, Teilebereitstellung, Reparatur und schnelleren Wiederinbetriebnahme von Fahrzeugen entsteht. Wenn beispielsweise bei einem Kühllastwagen unerwartet die Kühlung stoppt, die Ladetemperatur einen Schwellenwert überschreitet und dadurch die Ladung beschädigt wird, können Kosten in Höhe von bis zu 40 000 USD enstehen. Solch kostspielige Ausfälle können durch prädiktive Fehleranalysen vermieden werden, wodurch gleichzeitig verhindert wird, dass sich auftretende Probleme auf den Betrieb auswirken.  

Weitere Informationen

Weitere Informationen zu IoT-Technologie in AWS.

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Über Vantage Power

Vantage Power entwickelt und fertigt Technologien zur Verbindung und Elektrifizierung von Antriebssträngen in Schwerlastfahrzeugen. Ihre Technologie richtet sich an Flottenbetreiber, die eine Nachrüstlösung für vorhandene Fahrzeuge suchen, und als OEM-Lösung an Fahrzeughersteller. Das in London ansässige Unternehmen entwickelt und fertigt elektrifizierte Antriebsstranglösungen für Doppeldeckerbusse mit eigenen Lithium-Ionen-Batterien.  

Die Herausforderung

Die Regierungen verabschieden Gesetze, um Veränderungen anzustoßen. Diese schreiben häufig vor, dass alle Fahrzeuge der Ultra-Low-Emission-Zone bis 2025 strengen Emissionskontrollvorschriften unterliegen müssen. Hersteller von Schwerlastfahrzeugen und Fahrzeugsystemen möchten neue Technologien schnell auf den Markt bringen, um auf die wachsende Gesetzgebung und Nachfrage reagieren zu können. Dies bedeutet, dass viele Erstausrüster (Original Equipment Manufacturers – OEMs) Produkte möglicherweise früher als üblich ausliefern, ohne die bei etablierteren Produktströmen üblichen jahrelangen Tests.

Aus diesem Grund suchen OEMs und Betreiber nach einer Lösung, mit der Komponenten nach ihrer Bereitstellung verfolgt und überwacht werden können. Durch die Erfassung von Betriebsdaten können potenzielle Probleme vermieden werden, die während der Lebensdauer des Fahrzeugs auftreten können. Dies ermöglicht eine qualitativ hochwertige Wartung von Einzelteilen, die Modellierung von Szenarien zur Verbesserung der aktuellen und der nächsten Generation von Produkten, sowie den Nachweis für Regierungsbehörden, dass ihre Flotte konform ist.  

Lösung

Luxoft, Teil des AWS Partner Network, hat zusammen mit Vantage Power VPVision entwickelt, ein umfassendes Telemetriesystem, mit dem ein besseres technisches Verständnis der Leistung einzelner Fahrzeugkomponenten in Echtzeit erreicht wird. VPVision nutzt das neueste AWS IoT, Big Data, fortschrittliche Analytik, Machine Learning und Edge-Computing-Services und lässt sich in Hybrid- und Elektroantriebe sowie in Fahrzeugsysteme integrieren, damit Kunden die Leistung ihrer Komponenten überwachen, modellieren und anpassen können. Durch die Verbindung mit AWS IoT Core, AWS S3, Amazon SageMaker, AWS IoT Greengrass und AWS Athena unterstützt VPVision Kunden dabei, Innovationen schneller auf den Markt zu bringen. Außerdem bietet es sogar für einzelne Fahrzeuge Sicherheits- und Compliance-Kontrollen und senkt durch Ferndiagnosen und Edge Computing die Kosten.  

Vorteil

Vantage Power treibt mit VPVision sein Geschäft voran und konnte so die Markteinführungszeit für neue Innovationen um mehr als 6 Monate verkürzen, Sicherheits- und Compliance-Kontrollen mit Hilfe von prädiktiver Analysen bereitstellen und Kosten durch Ferndiagnosen und Edge Computing senken. Vantage Power möchte seine Kunden auch dabei unterstützen, die gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen. 

Über Luxoft

Luxoft ist ein globaler Technologie-Service- und Beratungspartner, der Kunden in 22 Ländern auf fünf Kontinenten maßgeschneiderte Technologielösungen bietet. Luxoft wurde im Jahr 2000 gegründet und kombiniert herausragende Engeneering-Kompetenzen mit umfassender Branchenkenntniss, um Technologielösungen, die den Geschäftswandel vorantreiben, zu liefern und zu implementieren. Luxofts globale Teams bieten eine Kombination aus Strategie-, Beratungs- und Engineering-Dienstleistungen, um mit Hilfe von Technologie die Geschäftstransformation zu ermöglichen, das Kundenerlebnis zu verbessern und die betriebliche Effizienz zu steigern. Mit über 280 aktiven Kunden ist Luxoft auf die Automobilindustrie, Finanzdienstleistungen, Gesundheitswesen, Biowissenschaften, Telekommunikation und andere Branchen spezialisiert.