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Wasser

Das Wassermanagement muss digitaler werden

| Redakteur: Manja Wühr

Ein zentraler Schlüssel zur Optimierung der Infrastrukturen der Wasserwirtschaft liegt in deren intelligentem Betrieb. Der Einsatz von IT-Werkzeugen bei Planung, Bau und Betrieb ist essentiell. Insbesondere die Analyse der generierten Daten verspricht der Wasserwirtschaft Nutzenvorteile, beispielsweise beim Energiemanagement.

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Acht Partner aus Industrie und Forschung beschäftigen sich erstmals mit den wissenschaftlichen, technischen und wirtschaftlichen Potenzialen, die mit einer Digitalisierung im industriellen Wassermanagement verbunden sind.
Acht Partner aus Industrie und Forschung beschäftigen sich erstmals mit den wissenschaftlichen, technischen und wirtschaftlichen Potenzialen, die mit einer Digitalisierung im industriellen Wassermanagement verbunden sind.
(Bild: Enviro Chemie)

Doch gilt festzuhalten: Während die Digitalisierung in der industriellen Produktion und der Prozessindustrie schnell fortschreitet, hat der Digitalisierungsgrad in der Wasserwirtschaft noch kein vergleichbares Niveau erreicht. Vor allem im industriellen Bereich ist die Wassertechnik durch die enge Verbindung mit der Produktion gefordert. Hierfür muss die Wasserwirtschaft flexibler und vernetzter werden; wie dies genau aussehen kann, haben Branchenexperten 2018 im Positionspapier „Industriewasser 4.0“ der Dechema detailliert dargestellt.

Acht Partner aus Industrie und Forschung beschäftigen sich nun mit den vielfältigen Potenzialen, die mit der Digitalisierung im industriellen Wassermanagement verbunden sind. Der Bund fördert das Projekt Dyna Water 4.0 über einen Zeitraum von drei Jahren mit mehr als 1,5 Millionen Euro.

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Ziel von Dyna Water 4.0 (Koordination durch die Dechema) ist es, auf der Grundlage des Konzepts ‚Industrie Wasser 4.0‘ Modelle und Cyber-physische Systeme (CPS), Sensornetze, Datenplattformen sowie Komponenten von industriellem Wassermanagement und industrieller Produktion miteinander zu vernetzen. Dies wird an konkreten Beispielen der Branchen Chemie, Stahl und Kosmetik demonstriert und bewertet. Dabei reicht der Grad der Vernetzung von der digitalen Verknüpfung von Prozessen innerhalb eines Unternehmens über den Standort bis zur Einbindung der kommunalen Wasserwirtschaft.

Zusätzlich wollen die Projektpartner (VDEh, Deutsche Edelstahlwerke, Fraunhofer, Ifak, Evonik, TU Berlin, EnviroChemie) zeigen, wie auch andere Branchen diese Ergebnisse verwerten können

Web-Plattform soll Potenziale der Digitalisierung erschließen

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.

Doch scheitern Wasserversorgungsunternehmen in Sachen Digitalisierung 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: Dessen Ziel ist es, Geoinformations-, Simulations- und Datenanalyse-Tools in einer sicheren und benutzerfreundlich aufgebauten Web-Plattform zu vereinen.

„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 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.

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„Wir setzen auf ein modulares, skalierbares Konzept, das ein Geoinformationssystem (GIS), eine Simulationssoftware sowie Tools zur Datenanalyse beinhaltet“, erläutert 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 das COS Systemhaus (Ettlingen), dem die Entwicklung eines benutzerfreundlichen GIS und die Anbindung der Datenanalyse- und Simulationstools obliegt, sowie die 3S Consult (Karlsruhe/Garbsen), die für die Entwicklung von Simulations-Tools und Trainingssimulatoren verantwortlich zeichnet. Die Nutzerseite wird zum einen durch die Schwarzwald Wasser 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.

Das Positionspapier „Industriewasser 4.0“ als pdf finden Sie hier.

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