A negyedik ipari forradalom küszöbén állunk, ami várhatóan gyökeres változásokat hoz a gazdaság és az ipar számos ágazatában. Az úgynevezett Ipar 4.0. keretében - többek között - megjelennek az "okos gyárak", ahol a teljes termelési folyamatot kiberfizikai rendszerek (CPS) figyelik meg. Ennek érdekében, a különböző eszközöket és berendezéseket össze kell kötni, melyek így egy speciális hálózatot fognak alkotni, amit ipari célú Internet of Things-nek (IIoT) nevezünk. Azok a kiberfizikai rendszerek, melyek ezen IIoT szerves részét alkotják, képesek lesznek elosztott döntéshozást és önoptimalizáló folyamatokat megvalósítani, ezzel megalkotva egy önállóbb, alkalmazkodóbb gyártásmechanizmust.

Ebben az új korszakban, számos paradigma meg fog változni, többek között a karbantartás területén is. Napjainkban a karbantartás az ipar minden résztvevője számára terhet jelent, a magas költségek és az elvesztegetett idő miatt. Az Ipar 4.0-ban a karbantartási folyamatok információ-vezéreltté válnak, alapjait az előrejelzések adják, így képesek leszünk úgy ütemezni az egyesi feladatokat, hogy elkerüljük a váratlan, nem kívánatos leállásokat. Ezen megközelítés legfőbb előnyei, hogy megóvja eszközeink állapotát illetve számos karbantartásra szánt időt és költséget takarít meg.

Jelen dokumentumban összefoglalom az új karbantartási szemlélet alapjait továbbá azokat az algoritmusokat, melyek a fejlett diagnosztika és prognosztika gerincét képzik. Továbbá bemutatom, hogy milyen kihívásokkal kell szembenéznünk egy okos karbantartó és felügyelő rendszer megvalósítása során. Fő célom pedig egy olyan CPS prototípusának a megalkotása, mely a hozzáillesztett szenzorok adatait gyűjti és a lényeges információkat továbbítja a felhőbe - ahol feldolgozásra és elemzésre kerülnek, így a későbbiekben felhasználhatóvá válnak. Munkám során kitérek arra a kérdésre, hogy miként modellezhető egy eszköz állapotának romlása: milyen adatokat szükséges gyűjteni, hogy megalkothassunk egy modellt, illetve milyen kommunikációs és rendelkezésre állási kritériumokat kell teljesítenie egy elkészült rendszernek. Ezeket a kérdéseket egy valós problémán, vasúti váltók proaktív karbantartásán keresztül fogom feltárni.