Zielsetzung bei der Entwicklung der vollautonomen Gleisbaumaschine: maximaler Mehrwert für den Betreiber
Der Weg zur vollautonomen Gleisbaumaschine führt über fünf Level der Automatisierung
Autonome Durcharbeitung einer Weiche
Live-Vorführung des autonomen Stopfprozesses (iaf 2025): In einem einzigen Durchgang vermisst die Maschine die Gleislage und Umgebung, konfiguriert die Arbeitsaggregate entsprechend, stopft die gesamte Weiche und dokumentiert alle Arbeitsschritte zur Nachweisführung.
Live-Vorführung des autonomen Stopfprozesses (iaf 2025): Der Bedienersitz bleibt während des Arbeitsprozesses leer.
SmartTamping integriert zentrale Assistenzsysteme und setzt damit einen wesentlichen Schritt hin zur vollautonomen Stopfmaschine.
Der Weg zur vollautonomen Gleisbaumaschine führt über fünf Level der Automatisierung – vom manuellen Arbeiten über Assistenz und Teilautonomie bis zum vollautonomen Arbeits- und Fahrbetrieb. KI und Sensorik übernehmen Analyse, Steuerung und Dokumentation, senken Personalbedarf und erhöhen Sicherheit.
Der Gleisbau steht mitten in einem tiefgreifenden Wandel: Fachkräftemangel, strenge Qualitätsanforderungen und zunehmender wirtschaftlicher Druck verlangen neue Lösungen. Plasser & Theurer antwortet darauf mit einem klar strukturierten Entwicklungsweg hin zur vollautonomen Gleisbaumaschine, einer systematischen Evolution über fünf Automatisierungslevel.
Im Zentrum steht die Idee, dass die Maschine Aufgaben übernimmt, die heute Erfahrung, hohe Konzentration und viel Personal verlangen. Dadurch steigt die Wiederholgenauigkeit, Fehlerquellen verschwinden, die Maschine wird zu einem zuverlässigen Partner, der das Personal entlastet und die Sicherheit auf der Baustelle deutlich erhöht.
Gleichzeitig verändert sich die Rolle des Bedienpersonals: Manuelle Fertigkeiten treten in den Hintergrund, Systemverständnis und Überwachungskompetenz werden wichtiger. Durch vernetzte Maschinen, digitale Messprozesse und zentrale Datenhubs entsteht eine neue Form der Instandhaltung, die auf vorausschauende Planung statt auf reaktive Reparaturen setzt.
Level 1 – Manueller Arbeitsprozess: Mensch steuert alles
Das Bedienpersonal steuert alle Arbeitsschritte vollständig selbst. Jede Funktion der Maschine – von der Positionierung über die Prozessführung bis zur Qualitätskontrolle – liegt in der Verantwortung erfahrener Fachkräfte. Die Bedienung erfolgt über mechanische oder einfach digital unterstützte Eingabegeräte. Wiederholgenauigkeit und Effizienz hängen direkt vom Können und von der Routine der Mitarbeitenden ab.
Level 2 – Assistierter Arbeitsprozess: Digitale Helfer im Hintergrund
Assistenzsysteme unterstützen das Bedienpersonal in einzelnen Teilprozessen. Die Maschine erleichtert wiederkehrende Aufgaben, verbessert Ergonomie und Wiederholgenauigkeit, übernimmt aber noch keine eigenständige Prozessführung. Ein Beispiel dafür ist TampingControl: Das System überwacht die Stopfparameter und passt sie automatisch an. Qualität, Kontrolle und Verantwortung bleiben vollständig beim Personal. Level 2 markiert den Einstieg in digitale Prozessunterstützung, ohne die menschliche Steuerung abzulösen.
Level 3 – Teilautonomer Arbeitsprozess: Erste Arbeitsschritte laufen selbstständig
Die Maschine beginnt aktiv im Arbeitsprozess mitzuwirken. Einzelne Arbeitsschritte führt sie selbstständig aus – etwa Stopfen, Heben oder Richten –, allerdings innerhalb klar definierter Rahmenbedingungen. Das Bedienpersonal überwacht die Abläufe, greift bei Abweichungen oder Störungen ein und sichert damit den Prozess ab. Die Anforderungen verschieben sich: weniger manuelle Steuerung, dafür mehr Systemverständnis, Umgang mit Sensorik und digitalen Regelprozessen. Arbeits- und Fahrkabinen bleiben bestehen, weil die Bediener weiterhin vor Ort präsent sind.
Level 4 – Vollautonomer Arbeitsprozess: Maschine steuert den gesamten Ablauf
Die Maschine übernimmt sämtliche Arbeitsschritte selbstständig – von der Analyse der Umgebungsbedingungen über die Prozessausführung bis zur Qualitätskontrolle. Sie reagiert eigenständig auf Abweichungen innerhalb eines festgelegten Handlungsspielraums und führt die Arbeitsaufgaben vollständig autonom aus. Das Bedienpersonal ist nicht mehr in den Prozess eingebunden und greift nur im Ausnahmefall manuell ein. Eine Arbeitskabine entfällt, da keine aktive Steuerung nötig ist. Für Überstellung und Überwachung bleibt nur eine Fahrkabine bestehen, weil die Fahrfunktionen noch nicht automatisiert sind.
Level 5 – Vollautonome Maschine: Komplett selbstständig unterwegs
Die Gleisbaumaschine übernimmt alle Fahr- und Arbeitsprozesse selbstständig, einschließlich Qualitätsprüfung und Fehlerbehandlung – ohne menschliches Zutun vor Ort. Die Verantwortung für das System liegt beim Hersteller, während Steuerung und Kontrolle ausschließlich aus der Ferne erfolgen, etwa über ein zentrales Leit- oder Betriebszentrum. Arbeits- und Fahrkabinen sind nicht mehr erforderlich, da weder für den Arbeitsprozess noch für die Überstellung Personal an der Maschine benötigt wird. So entsteht maximale Sicherheit: keine Mitarbeitenden im Gefahrenbereich, keine Bedienfehler und eine konstant hohe Wiederholgenauigkeit.
Nutzen entlang der fünf Level
Bedienung und Personal. Mit jedem Automatisierungsschritt sinkt der Bedienaufwand. In Level 1 und 2 hängt die Qualität stark vom Erfahrungsgrad ab; Assistenzsysteme wie TampingControl entlasten und standardisieren erste Teilaufgaben. Ab Level 3 übernimmt die Maschine zentrale Arbeitsschritte selbstständig, während das Personal in die Rolle der überwachenden Systemführung wechselt. In Level 4 genügt eine Person im Leitstand, da die Maschine den gesamten Arbeitsprozess autonom steuert. In Level 5 erfolgt die Steuerung schließlich vollständig aus einem zentralen Leitzentrum, weil weder Arbeits- noch Fahrprozesse vor Ort bedient werden müssen. Das reduziert Personalbedarf, erleichtert die Einsatzplanung und macht den Gleisbau resilienter gegenüber Fachkräftemangel.
Prozessqualität. Je höher das Automatisierungslevel, desto stärker verlagert sich Prozesswissen in die Maschine. Anfangs muss das Bedienpersonal Stopfparameter, Normen und Vorgaben selbst berücksichtigen. Ab Level 3 generiert die Maschine diese Parameter automatisch auf Basis von Sensordaten und digitalen Regelwerken. In Level 4 übernimmt sie zusätzlich die vollständige Qualitätskontrolle. Systeme wie TampingReport dokumentieren jeden Schritt digital und machen die Ergebnisse transparent und nachvollziehbar – unabhängig davon, wer die Maschine bedient. So entsteht stabile, reproduzierbare Bearbeitungsqualität, die Fehlerquellen reduziert und Nacharbeiten minimiert.
Sicherheit und Wirtschaftlichkeit. Steigende Autonomie reduziert das Risiko für das Personal, da immer weniger Menschen im Gefahrenbereich arbeiten müssen. Assistenzsysteme erkennen Hindernisse, überwachen Prozesse und verhindern Fehlbedienungen. Ab Level 4 arbeitet die Maschine weitgehend ohne menschliche Präsenz an der Arbeitsstelle. In Level 5 werden Arbeits- und Fahrprozesse vollständig autonom ausgeführt. Gleichzeitig sinken Stillstandszeiten durch kontinuierliche Datenanalyse, vorausschauende Wartung und schnellere Fehlerdiagnose. Vernetzte Maschinen optimieren Materialeinsatz und Arbeitsabläufe, beispielsweise durch Datenübergabe in Echtzeit zwischen Stopfmaschine und Schotterpflug. Das senkt Kosten entlang des gesamten Lebenszyklus und steigert die Verfügbarkeit der Infrastruktur.
Autonomie wird Realität
Elemente der einzelnen Automatisierungsstufen sind bereits heute in Maschinen verbaut und beweisen ihre Praxistauglichkeit unter realen Bedingungen. Damit wird klar: Autonome Funktionen sind im Alltag angekommen, liefern konkreten Mehrwert und zeigen, wohin sich der Bahnbau in Zukunft entwickelt.