IEEM gGmbH - Institut für Umwelttechnik und Management an der Universität Witten/Herdecke
 

KOMMUNAL 4.0



Projekttitel: KOMMUNAL 4.0 - Customized Services für die Wasserwirtschaft
Projektleiter: Günter Müller-Czygan (HST Systemtechnik GmbH & Co. KG)
Projektpartner: IEEM gGmbH; Pegasys GmbH & Co. KG; SüdWasser GmbH; IFAK Institut für Automation und Kommunikation e.V; GECOC Cologne University of Applied Sciences, Campus Gummersbach
Förderer: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Kennzeichen: 01MD16005F
Projektlaufzeit: 01. April 2016 - 30. März 2019

Bildquelle: HST


Allgemeines

Das Förderprojekt KOMMUNAL 4.0 befasst sich als interdisziplinäres FuE-Vorhaben mit der Digitalisierung kommunaler Infrastruktursysteme und dem Schwerpunkt Wasserwirtschaft. Es hat zum Ziel, mit webbasierten Daten- und Serviceplattformen am Beispiel der Wasserwirtschaft für den öffentlichen Infrastruktursektor innovative Anwendungstools und Geschäftsmodelle zu entwickeln und Lösungen aus der Industrie 4.0 in den kommunalen Bereich zu übertragen.

Das Projekt ist aus 130 Bewerbern in dem reinen BMWi-Industrie 4.0 – Wettbewerb „„Smart Service Welt““ als einer von 16 Siegern als einziger Vertreter der Wasserbranche in einer illustren Runde namhafter Konzerne und Unternehmen hervorgegangen (http://www.digitale-technologien.de/DT/Navigation/DE/Foerderprogramme/Smart_Service_Welt).

Die beteiligten Partner werden in den kommenden drei Jahren neben einer zentralen webbasierten Daten- und Serviceplattform zahlreiche Anwendungslösungen für die kommunale Wasserwirtschaft entwickeln (Laufzeit April 2016 - März 2019). Die dabei entstehende Datenbasisstruktur kann auch in anderen kommunalen Infrastrukturbereichen eingesetzt werden. Dieses Projekt ist derzeit das einzige streng praxisorientierte Projekt, welches eine „ganzheitliche“ Digitalisierung auf Basis einer technisch durchgängigen Lösung über alle Ebenen anstrebt (lokale Maschinen-/Anlagenebene (Smart Machines), Datenübertragung ins Web oder zentrale Server, webbasierte Softwareapplikationen zur Planung, Betrieb und Wartung technischer Einrichtungen auf einer cloudbasierten Plattformebene).

Zudem werden 30-50 % der Entwicklungsideen am realen Objekt in Kooperation mit Kommunen installiert und unter echten Bedingungen erprobt. Ein wesentlicher Bestandteil dabei ist die Integration einer webbasierten Niederschlagsplattform, die lokale Regendaten bis auf 1 km² genau erfasst und für 72 Stunden prognostiziert.

Angesichts der vielen Starkregen mit den negativen Folgen im Frühsommer 2016 ist die Fachwelt an vielen Stellen bemüht, mehr lokale Regendaten in Bemessungsprogramme und in Betriebskontrollen einzubeziehen, und dies nicht nur in der Wasserwirtschaft. Hierzu entwickeln wir entsprechende Lösungen im Projekt KOMMUNAL 4.0. Angesichts zunehmender Sicherheitsfragen wird außerdem der Erarbeitung erforderlicher IT-Sicherheitskonzepte als Voraussetzung für ein erfolgreiches ISMS besondere Aufmerksamkeit geschenkt, ebenso wie der Analyse von Rechtsaspekten zum Thema Cloud Computing.

Kritisch für den Erfolg des Projektes, die Verwertung und Anwendung der Ergebnisse von potentieller Kundenseite ist das von IEEM zu entwickelnde innovative Geschäftsmodell für die entwickelten digitalen Lösungen und Services. Während für digitale Geschäftsmodelle von Unternehmen im B2B (Business to Business) Bereich bereits Literatur vorhanden ist, wenn es auch keinen wissenschaftlichen Konsens über deren idealen Aufbau gibt, gibt es speziell für den Bereich Wasserwirtschaft noch keine entsprechende Literatur; Gleiches gilt für Literatur über Geschäftsmodelle speziell für den Verkauf von digitalen Dienstleistungen an Kommunen in Deutschland. Der Bedarf der Kommunen und Unternehmen an Digitalisierung und die damit verbundenen Vorteile sind jedoch in etlichen Veröffentlichungen und Studien dokumentiert. In Summe erreicht das Projekt damit den vom BMWi gewünschten Leuchtturmeffekt für die Wasserbranche und bietet Möglichkeiten zur Übertragung der Ergebnisse in weitere Bereiche.


Rolle des IEEM im Förderprojekt

Die IEEM gGmbH - Institut für Umwelttechnik und Management an der Universität Witten/Herdecke (Institute of Environmental Engineering and Management) verbindet die akademischen Fachrichtungen "Technologie" (Ingenieurwesen) und "Ökonomie" zu einer anwendungsbezogenen Wissenschaft.

Der Fokus des IEEM liegt im weiten Feld der klassischen Siedlungswasserwirtschaft - in enger Verknüpfung mit angewandter Umweltökonomie. Aktuelle Projekte des Instituts befassen sich beispielsweise mit spezifischen Aspekten der Abwasserdesinfektion und dezentralen Wasserwiederverwendung, mit der Anpassung integrierter Abwasserkonzepte an die Bedingungen in anderen Ländern als auch übergreifenden Ansätzen zum Wassermanagement durch angepasste Organisationsmodelle.

Das IEEM ist im Förderprojekt KOMMUNAL 4.0 im Rahmen der Entwicklung einer Serviceplattform mit der Geschäftsmodellentwicklung betreut.
Außerdem wirkt das IEEM bei der Entwicklung von der Plattformarchitektur, von Cloudsystemen, und dem Thema IT-Sicherheit mit. Das IEEM arbeitet im Projekt zusätzlich bei der Entwicklung von Anwendungstools sowie der Erprobung von Pilotprojekten mit.


Ziele

Das Kooperationsvorhaben strebt folgende wesentliche Ziele an:

  • Vereinheitlichung der Datenerfassung- und -übertragung aus heterogenen CPS (cyberphysischen Systemen) z.B. durch Entwicklung speziellen Konvertierungsgeräte im Feld oder per Softwarelösung auf der Datenplattform
  • Entwicklung einer webbasierten Datenplattform zur Sammlung, Strukturierung und ggf. Konvertierung unterschiedlicher Daten/Datenformate
  • Entwicklung einer webbasierten Serviceplattform als Ort für diverse Anwendungstools
  • Entwicklung einer flexiblen Plattformarchitektur zur wahlweisen Nutzung als Intra- oder Internetanwendung sowie zur späteren modularen Erweiterung für andere Infrastruktursektoren
  • Entwicklung von Anwendungstools, zur Bearbeitung/Auswertung/Berechnung der aggregierten und strukturierten Daten aus der Datenplattform zu den Bereichen Design-/Engineering, Benchmark, Objekt-/ Netzmonitoring, Datenfusion, Beschaffung, durchgängige Prozesskette und Betriebsoptimierung
  • Erarbeitung von IT-Sicherheitskonzepten für cloudbasierte Anwendungen gem. Stand der Technik bzw. unter Beachtung des IT-Sicherheitsgesetzes und Anwendung auf allen Ebenen der Datenerfassung-/-bearbeitung und -verwaltung (Daten- und Serviceplattform, Anwendungstools, Lösungen auf CPS-Ebene)
  • Entwicklung digitale Geschäftsmodelle, die die Basis für die erfolgreiche Verbreitung und den wirtschaftlichen Erfolg des im Rahmen von Kommunal 4.0 entwickelten Produktes bilden
  • Analyse offener Rechtsaspekte zum Thema Cloud Computing z.B. bezüglich Datenschutz, Datenhoheit und öffentliches Verwaltungswesen


Downloads

Kommunal4.0-Flyer, Deutsch (422 KB)
Transforming Cities: Ausgabe 2/2016 Thema: Smart Cities brauchen smarte Infrastrukturen (1,3 MB)


Masterarbeit zur Digitalisierung in deutschen Kommunen - eine Metastudie

Zum nächstmöglichen Zeitpunkt bietet IEEM die Möglichkeit, eine Masterarbeit im Rahmen des Projektes Kommunal4Null zu verfassen. Das Angebot beinhaltet ein optionales Praktikum (min. 3 Monate) und die Teilnahme an Workshops und Projekttreffen innerhalb Deutschlands.
Das Angebot richtet sich an Studierende der Wirtschafts- und Ingenieurswissenschaften.
Nähere Informationen finden Sie in der Ausschreibung


Kontakt

M. Sc. Keno Strömer (stroemer@uni-wh-ieem.de)
Prof. Dr. mult. Karl-Ulrich Rudolph (rudolph@uni-wh-ieem.de)


Projekt-Website: https://www.kommunal4null.de/