Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

[W-Net 4.0] Web-basierte Plattform zur Betriebsoptimierung von Wassersystemen

Mehr als 4000 Unternehmen stellen in Deutschland die Trinkwasserversorgung sicher. Die überwiegende Mehrheit davon sind kleine und mittlere Wasserversorgungsunternehmen. Diese setzen Informations- und Automatisierungstechnik bisher nur in geringem Umfang ein. Daher werden Messdaten meist nicht systematisch erhoben. Darüber hinaus verfügen die Unternehmen vielfach weder über eine ausreichend gepflegte Datengrundlage des Wassernetzes, noch über Geoinformationssysteme (GIS), Simulationssoftware oder Datenanalyse-Tools, durch die Eingriffe in das Trinkwassersystem (z.B. Erweiterung des Netzes) geplant und optimiert werden können. Große Wasserversorger sind häufig besser technisch ausgestattet. Obwohl viele Messdaten verfügbar sind, können sie aufgrund fehlender Vernetzung sowie fehlendem Fachpersonal kaum zur Überwachung und Optimierung der Trink- und Abwassersysteme genutzt werden. Das BMBF-Projekt W-Net 4.0 zielt darauf ab, eine modulare und skalierbare Plattform zu entwickeln, die GIS-System, Simulationssoftware und Datenanalyse-Tools vereint und hohen IT-Sicherheitsstandards genügt. Verbunden mit neuartigen Dienstleistungskonzepten, Wertschöpfungsnetzwerken sowie Schulungskonzepten werden so kleine und mittlere Wasserversorgungsunternehmen erstmals befähigt, diese Technologien zu nutzen. Für große Versorger sollen neuartige und einfach handhabbare Datenanalyse- und Optimierungswerkzeuge sowie entsprechende Dienstleistungskonzepte zur Verfügung gestellt werden.

 

Projektziel: Einfach bedienbare Plattform mit GIS, Simulations- und Datenanalyse-Tools

Im Vorhaben soll die gesamte Wertschöpfungskette von der Datenerfassung über die digitalisierte Dokumentation bis hin zur Überprüfung durch Simulationsmodelle durchgängig abgebildet werden. Die vernetzte GIS-, Simulations- und Datenanalyseplattform wird auf Grundlage bestehender Module zur Datenübermittlung entwickelt, die im industriellen Produktionsumfeld bereits im Einsatz sind. Ein Schwerpunkt der Softwareentwicklung liegt auf angepassten Maschine-Maschine und Mensch-Maschine-Schnittstellen, die auch durch weniger IT-geschultes Personal bedienbar sind. Die neue Plattform wird in der Praxis bei kleinen, mittleren und einem großen Wasserversorger getestet.

Die Plattform wird kleine und mittlere Versorger künftig in die Lage versetzen, ihr Netz bedarfsgerecht zu betreiben und zu pflegen. Darüber hinaus können sie die Trinkwasserqualität durch ein verbessertes und auf Sensordaten basierendes Monitoring nachhaltig sichern bzw. erhöhen sowie Leckagen im Trinkwassernetz frühzeitig erkennen. Große Wasserversorger können durch die Einführung eines Netzwerks aus Sensor-Anbietern sowie Dienstleistern im Bereich GIS, Simulation, Datenanalyse und Prozessoptimierung von dem Forschungsprojekt profitieren.

Projektpartner und -aufgaben:

Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB)
Projektkoordination, Entwicklung von Datenanalyse-Tools.

COS Systemhaus OHG
Entwicklung eines benutzerfreundlichen GIS; Anbindung von Datenanalyse- und Simulations-Tools

3S Consult GmbH
Entwicklung von Simulations-Tools und Trainings-Simulatoren

SchwarzwaldWasser GmbH
Anwendung der neuartigen Plattform bei mindestens 3 kleinen Wasserversorgern

Berliner Wasserbetriebe
Anwendung der neuartigen Plattform (mit Schwerpunkt auf Datenanalyse im Bereich Trinkwasserqualität und Abwasser-Prozessen

 

Das Projekt W-Net 4.0 "Dynamische Wertschöpfungsnetzwerke basierend auf Industrie 4.0-Technologien zur nachhaltigen Sicherheits- und Betriebsoptimierung von Wassersystemen" wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert im Rahmen der Fördermaßnahme Industrie 4.0 - Kollaborationen in dynamischen Wertschöpfungsnetzwerken (InKoWe).

Projektträger Karlsruhe (PTKA), Laufzeit: 11/2018 - 10/2021, Förderkennzeichen: 02WIK1477A