gesponsertDigitalisierungsprojekte im Wasserbereich Mit KI mehr erreichen und mehr wissen

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Siemens AG

Klimawandel, Urbanisierung, Kostendruck: Wie kann die Wasser- und Abwasserbranche diesen Herausforderungen begegnen, wenn es oft an Fachkräften und Kompetenzen mangelt? Für Ainhoa Lete und Adam Cartwright besteht ein Weg darin, Hardware und künstliche Intelligenz (KI) zu einer durchgängigen, praxisgerechten Lösung zu kombinieren.

Frau Lete, Herr Cartwright, warum treibt Siemens das Thema Digitalisierung gerade in der Wasser- und Abwasserbranche so stark voran - wo doch diese Branche als so konservativ und hardwarelastig gilt?

Ainhoa Lete: Die Digitalisierung ist für die Wasserbranche gerade deswegen so wichtig: Wir sprechen hier von einer umfangreichen Infrastruktur, die gewartet, überwacht und modernisiert werden muss. Es kostet viel Zeit und Geld, die Anlagen und Systeme zu betreiben und instand zu halten. Das ist eine, vielleicht sogar die Kernkompetenz im Bereich Wasser und Abwasser. Die Digitalisierung ist unverzichtbar, um diese wertvollen Assets zu betreuen. Warum? Die Teams im Bereich Anlagenbetrieb und -instandhaltung verfügen zwar über ein enormes Wissen, aber ihre Aufgaben werden durch neue Regularien und den Klimawandel immer umfangreicher und komplexer: Zudem führt der demographische Wandel in vielen Ländern dazu, dass in den nächsten Jahren viele Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in den Ruhestand gehen und kaum oder nur schwer durch Nachwuchskräfte ersetzt werden können.

Ainhoa Lete

Ainhoa Lete, CEO of BuntPlanet, begann ihre berufliche Laufbahn als Ingenieurin bei Siemens in München, wo sie an Digitalisierungsprojekten für verschiedene Branchen mitarbeitete. Im Jahr 2000 gründete sie dann BuntPlanet und leitete das Unternehmen bis zur Übernahme durch Siemens. Die innovativen Lösungen von BuntPlanet helfen, Wasserressourcen zu managen und zu schützen – und als jemand, der direkt an der Schnittstelle zwischen der Wasserindustrie und der digitalen Welt arbeitet, hat Ainhoa Lete die Strategie und Ziele von BuntPlanet maßgeblich geprägt. Gemeinsam mit ihrem Team entwickelte sie zahlreiche Produkte und Services im Bereich KI, Big Data und hydraulische Modellierung, mit denen sich Wasser effizienter und mit weniger Umweltauswirkungen nutzen lässt. Für ihre Leistungen wurde sie mehrfach ausgezeichnet, unter anderem als Best Entrepreneur Gipuzkoa 2021, mit dem Entrepreneurship Award und als eine der Top 100 Innovative Leaders.

Adam Cartwright: Die gute Nachricht ist: Die Wasserindustrie kann von anderen Branchen wie Öl und Gas oder auch der chemischen Industrie lernen. Hier wurde viel investiert, um genau die digitalen Lösungen zu testen und weiterzuentwickeln, die jetzt auch für Wasser- und Abwasseranlagen eingesetzt werden können. Und auch wenn es natürlich Unterschiede zwischen den Branchen gibt, gibt es doch auch große Gemeinsamkeiten bei Prozessen und Technologien. Das gilt es zu nutzen.

Dr. Adam Cartwright

Adam Cartwright, Director Industry Strategy Water and Wastewater Software, Siemens, leitet seit fünf Jahren ein interdisziplinäres Team aus Ingenieuren, Data Scientists und Entwicklern und ist verantwortlich für die globale Entwicklung für digitale Applikationen im Bereich Wasser und Abwasser. Seine berufliche Laufbahn begann er in der Stahlindustrie, bevor er nach seiner Promotion für die britische Regierung tätig war. Dort befasste er sich mit den Auswirkungen von Klimaschutzmaßnahmen auf die Wirtschaft und leitete das Strategic Relationship Programme der britischen Regierung. Vor seiner jetzigen Tätigkeit war er Leiter von Open Innovation bei Siemens in Großbritannien, wo er fast 200 Kooperationen mit Universitäten in Großbritannien betreute.

Warum zögern die Anwender dann noch?

Lete: Als Mitgründerin und CEO von BuntPlanet habe ich gemeinsam mit meinem Team mehrere Produkte und Services entwickelt und implementiert, bei denen wir mit künstlicher Intelligenz, Big Data, Cloud Computing und Simulation von hydraulischem Verhalten gearbeitet haben. Damit können wir Wasserressourcen besser nutzen und Umweltauswirkungen verringern – also ja, die Technologie ist definitiv so weit. Aber immer wieder gab und gibt es Bedenken, ob und inwieweit sich diese Technologien sinnvoll, das heißt mit vertretbaren Kosten und geringen Risiken, einsetzen lassen. Jetzt, wo BuntPlanet zu Siemens gehört, hat sich dieser Eindruck auch durch Gespräche mit meinen neuen Kollegen bestätigt. Ver- und Entsorger haben einen großen und komplexen Anlagenbestand, insbesondere, was die IT und OT angeht – und deswegen ist es durchaus eine Herausforderung, hier neue Technologien einzuführen. Digitalisierungsprojekte brauchen auch ein klares und definiertes Kosten-Nutzen-Verhältnis. Deshalb haben wir bei Siemens viel investiert, damit unsere Lösungen wirklich einfach zu nutzen sind und unsere Anwender sie ohne großen Aufwand bei sich einführen können.

Sie sprechen von den neuen Self-Service-Lösungen, die Siemens auf der IFAT 2024 vorstellen wird.

Cartwright: Genau. Das Ziel dieser Lösungen ist es, dass wirklich jeder Wasserversorger und jede Abwasseraufbereitung von KI und Digitalisierung profitieren kann. Man braucht kein Spezialwissen mehr, um eine KI für die besonderen Anforderungen im Bereich Wasser und Abwasser zu trainieren. Den Anfang machen dabei drei Anwendungen für einige der aktuell wichtigsten Themen im Bereich Wasser und Abwasser: Wie können wir Wasserverluste minimieren? Wie können wir verhindern, das unbehandeltes Abwasser in die Umwelt gelangt? Und wie lässt sich die Zuverlässigkeit von Anlagen zur Wasser- und Abwasserbehandlung sicherstellen?

Was macht diese Lösungen so besonders?

Cartwright: Sie basieren auf fünf Grundprinzipien, die dafür sorgen, dass sie sich leicht nutzen lassen: Alle Sensoren können ohne Expertenwissen mit der Cloud verbunden werden, und spätestens nach zwei Stunden stehen die Daten in der jeweiligen Applikation zur Verfügung. Die KI wird automatisch ab dem Tag der Installation trainiert und implementiert. Das Design der Lösungen berücksichtigt auch das Thema Industrial Security und besitzt über Mendix bereits Schnittstellen zur IT, um zum Beispiel mit ERP-Systemen oder Systemen der Arbeitsvorbereitung zu kommunizieren. Auch die Wirtschaftlichkeit kann sich sehen lassen: Alle Lösungen rechnen sich typischerweise in weniger als 36 Monaten.

Das klingt schon fast zu schön, um wahr zu sein. Gibt es schon Erfahrungen aus der Praxis?

Lete: Die gibt es – diese digitalen Lösungen haben eine technologische Basis, die sich bereits bewährt hat. So nutzt die Anwendung SIWA Leak Finder die gleiche KI-basierte Leckagedetektion, mit der der schwedische Versorger VA Syd selbst kleinste Lecks von nur 0,5 Litern pro Sekunde detektieren konnte. Die KI kann auch Durchflussdaten analysieren und mit den Daten aus einer hydraulischen Modellierung kombinieren, um so Leckagen mit einer Genauigkeit von 200 Metern zu orten. Wir gehen davon aus, dass wir damit die Wasserverluste im Leitungsnetz um bis zu 50 Prozent reduzieren können. Das spart Geld und Ressourcen. Wenn wir diese Applikation noch mit einer weiteren bewährten Lösung für das Zählerdatenmanagement kombinieren, haben wir eine lückenlose Datenbasis von der Einspeisung bis zum Verbraucher. Damit können wir den Wasserverbrauch komplett bilanzieren und so unter anderem unlizenzierte Wasserentnahmen aufspüren – ein großes Problem für viele Versorger.

Cartwright: Auch für die beiden anderen Applikationen gibt es belastbare Daten. SIWA Blockage Predictor identifizierte in einem Feldversuch Blockagen in Abwasserleitungen mit einer Genauigkeit von 90 Prozent. Das hilft, unkontrollierte Abwasserfreisetzungen in die Umwelt zu vermeiden. Die Applikation kann anhand von Niederschlagsdaten einen Erwartungswert für den Wasserstand ermitteln und mit einem Fuzzy-Logic-Algorithmus mit den tatsächlichen Messdaten vergleichen. Weicht das Verhalten in den Kanälen zu stark vom Erwartungswert ab, wird der Abwasserentsorger alarmiert. Ein Serviceteam kann dann rechtzeitig eine bestehende oder sich anbahnende Verstopfung beseitigen. Ein weiterer Bereich, in dem KI ganz neue Möglichkeiten bietet, ist das Asset Management. Genau hier setzt unsere dritte Self-Service-Applikation an. Anlagenbetreiber können damit den tatsächlichen Anlagenzustand anhand von Echtzeitdaten überwachen und wissen, bei welchen Assets ein Ausfall wahrscheinlich ist. Dadurch ermöglichen wir ein intelligentes Asset Management, das Verschleiß oder Störungen bereits Wochen oder sogar Monate vor einem Ausfall einer Komponente oder Anlage erkennt. Die Betreiber haben genug Zeit, das Asset zu warten und vermeiden so ungeplante Ausfälle. Dank dieser Lösung konnte Scottish Water seine Instandhaltung von einem turnusmäßigen Prozess auf vorbeugende Wartung umstellen.

Wie können sich Anwender diese Applikationen ansehen?

Cartwright: Alle, die sich für diese digitalen Lösungen interessieren, sind herzlich eingeladen, uns auf der IFAT 2024 zu besuchen. Wir zeigen die Lösungen live, und wer möchte, kann sogar selbst einfach einen Sensor für die Applikation onboarden. Und natürlich gibt es auch auf unserer Webseite viele Informationen zu den Applikationen – oder Sie wenden sich einfach an Ihren Siemens Vertriebspartner.

Die IFAT 2024 ist auch in noch einer Hinsicht eine Premiere: Frau Lete, Sie sind jetzt als Teil des Siemens-Teams dabei, nachdem BuntPlanet von Siemens akquiriert wurde. Was wird sich dadurch ändern?

Lete: Eigentlich nicht viel, denn BuntPlanet und Siemens haben schon vorher sehr eng zusammengearbeitet. Durch den Zusammenschluss mit Siemens sind wir jetzt Teil eines Teams, das den digitalen Wandel in der Wasserbranche mit KI, Simulation, Automatisierung und Feldgeräten aktiv voranbringt. Wir können Kompetenzen und Portfolio besser bündeln, um unser Angebot für die Wasserindustrie noch umfassender und sicherer zu machen. Ich sehe, wie die digitale Revolution gerade eine enorme Dynamik entwickelt, und ich freue mich schon darauf, wie wir die großen Herausforderungen im Bereich Wirtschaft und Gesellschaft angehen werden.

Ein schönes Schlusswort. Frau Lete, Herr Cartwright, ich danke Ihnen für das Gespräch.

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