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Web-Plattform soll Potenziale der Digitalisierung erschließen

Berliner Wasserbetriebe/Joachim-Donath

Eine Plattform, um die Wasserversorgung umfassend zu digitalisieren: Darauf zielt das Projekt W-Net 4.0, an dem auch die Berliner Wasserbetriebe beteiligt sind (hier ein Bild aus dem Wasserwerk Tegel).

Die Digitalisierung von Prozessen hat sich in den vergangenen Jahren zu einem wichtigen Thema entwickelt; als Stichwort sei an dieser Stelle der Begriff „Industrie 4.0“ genannt.

Auch Wasserversorgungsunternehmen könnten von einer entsprechenden Digitalisierungsstrategie profitieren, scheitern in der Praxis jedoch häufig an der Ausstattung mit geeigneter Software, einer lückenhaften Datengrundlage und/oder fehlendem In-House-Expertenwissen.

Hier kommt das Verbundprojekt „W-Net 4.0“ ins Spiel: Sein Ziel ist es, Geoinformations-, Simulations- und Datenanalyse-Tools in einer sicheren und benutzerfreundlich aufgebauten Web-Plattform zu vereinen.

Die Vorteile einer digitalisierten und vernetzten Wasserversorgung sind eindeutig: Sensoren überwachen systematisch Parameter wie Wasserqualität, Netzauslastung und das Funktionieren der entsprechenden Netze. Ein Leitsystem in Verbindung mit entsprechenden Antriebselementen ermöglicht die flexible Steuerung von einer zentralen Stelle aus. Dank moderner Datenanalyse-Methoden können viele Vorgänge sogar automatisiert werden. Schließlich ist das Leitungssystem vollständig digital abgebildet, wodurch sich neue Szenarien, etwa durch zusätzliche große Verbraucher, jederzeit simulieren und Eingriffe in die Infrastruktur präzise planen lassen.

Zentrale Plattform für GIS, Datenanalyse und Simulation

„Die Technologien für ein solches digitalisiertes Wasserversorgungs-Szenario sind im Prinzip längst entwickelt. In der Praxis sind allerdings die Einstiegshürden für die allermeisten Wasserversorger noch zu hoch“, sagt Dr. Thomas Bernard vom Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB. Der Physiker und Wasser-Experte will zusammen mit seinen Partnern deshalb eine Art Rundum-Sorglos-Paket für Wasserversorger konzipieren: eine webbasierte Plattform, die alle erforderlichen Funktionalitäten in sich vereint, auch von „Industrie 4.0“-Laien bedient werden kann und dabei höchsten Ansprüchen in Sachen Datenschutz und IT-Sicherheit genügt.

„Wir setzen auf ein modulares, skalierbares Konzept, das ein Geoinformationssystem (GIS), eine Simulationssoftware sowie Tools zur Datenanalyse beinhaltet“, erläutert Dr. Bernard. Die Entwicklung passender Schulungsangebote, gerade für Mitarbeitende kleiner und mittlerer Wasserversorger, steht bei den Forschern ebenfalls auf dem Programm; schließlich sollen auf der Basis der im Projekt zu entwickelnden Software auch mögliche neue Dienstleistungskonzepte und Geschäftsmodelle entstehen können.

Lösung für alle Unternehmensgrößen

Projektbeteiligte sind die COS Systemhaus OHG (Ettlingen), der die Entwicklung eines benutzerfreundlichen GIS und die Anbindung der Datenanalyse- und Simulationstools obliegt, sowie die 3S Consult GmbH (Karlsruhe/Garbsen), die für die Entwicklung von Simulationstools und Trainingssimulatoren verantwortlich zeichnet. Die Nutzerseite wird zum einen durch die SchwarzwaldWasser GmbH vertreten, die die Anwendung der neuen Plattform bei den kleinen und mittleren Wasserversorgern Stadtwerke Bühl, Nagold, Meßkirch und Glatten koordinieren wird. Zum anderen werden die Berliner Wasserbetriebe (BWB) als großer Endanwender den Fokus auf Datenanalyse im Bereich Trinkwasserqualität sowie bei Abwasserprozessen legen. Die Koordination und die Zuständigkeit für die Entwicklung der Datenanalyse-Tools liegt beim Fraunhofer IOSB in Karlsruhe, das hierbei insbesondere seine Kompetenz in Methoden des maschinellen Lernens und der Künstlichen Intelligenz einbringen wird.

Das auf drei Jahre angelegte Forschungsprojekt ist im November 2018 gestartet. Sein voller Titel lautet: »Dynamische Wertschöpfungsnetzwerke basierend auf Industrie 4.0-Technologien zur nachhaltigen Sicherheits- und Betriebsoptimierung von Wassersystemen «. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt das Verbundprojekt als Teil der Fördermaßnahme »Industrie 4.0-Kollaborationen in dynamischen Wertschöpfungsnetzwerken (InKoWe)« im Cluster Wasser mit rund 1,6 Mio. Euro.