Modernisierungsreport

Sonderausgabe Modernisierungsreport 2017/2018 - Wasserwirtschaft 4.0

Während das Thema Industrie 4.0 in den Medien vielfach diskutiert wird, führt das Pendant Wasserwirtschaft 4.0 ein kleines Schattendasein. Von der Öffentlichkeit weitestgehend unbemerkt, spielen Automatisierung, Digitalisierung und Vernetzung in der modernen Wasserwirtschaft jedoch ebenso eine wichtige Rolle, um Effizienz- und Produktivitätssteigerungen zu erzielen. Die verstärkte Einbindung von IT, Sensorik und Modellanwendungen gewinnt an Dynamik und schafft dabei Möglichkeiten, die es den Verantwortlichen erlauben, wasserwirtschaftliche Systeme in ihrer Komplexität und Vernetzung besser wahrzunehmen sowie in Produktions-, Frühwarn- und Entscheidungsprozessen abzubilden. So ergeben sich vielfältige Möglichkeiten und Chancen. Aber die Wasserwirtschaft ist auch Teil der kritischen Infrastrukturen, woraus sich eine besondere Verantwortung ableitet.

Ist Wasserwirtschaft 4.0 für „Globalplayer“ von gleicher Bedeutung wie für kleine Verbände? Welche politischen, rechtlichen und technischen Voraussetzungen bedarf es für deren Umsetzung und wo stehen wir im Moment? Welche Strategien gibt es? Welche Lösungen sind für die Trink- und Abwasserwirtschaft oder den Hochwasserschutz in Entwicklung oder umgesetzt? Ist das Personal für den digitalen Wandel ausreichend qualifiziert? Wie wird die Branche erhöhten Anforderungen an Datenschutz und IT-Sicherheit gerecht? Diese und weitere Aspekte werden im diesjährigen Modernisierungsreport aus Sicht von Wissenschaft, Fachverbänden, Industrie, Anwendern und Behörden angesprochen und diskutiert.

 

Vermeidung von Überlauf an Schachtpumpwerken durch M2M Kommunikation

Für den Herzberger Wasser- und Abwasserzweckverband (Bundesland Brandenburg) wurde ein dezentrales Abwassermanagement für ein Netz von fünf miteinander verbundenen Schachtpumpstationen im Überpumpbetrieb entwickelt. Jeweils zwei Pumpwerke liegen in einem Strang und beide Stränge münden in ein Pumpwerk. Das letzte Pumpwerk weist die geringste Förderkapazität im System auf. Dies führt bei einem starken Fremdeintrag von Regenwasser zur Überlastung des Pumpwerkes und kann in einer Überflutung auf der Oberfläche enden.

Energiepotenziale bestmöglich genutzt

Die Digitalisierung und Automatisierung wurde vor einigen Jahren in der Industrie neu gedacht. Daraus entwickelte sich der Ansatz „Industrie 4.0“. Im Zentrum steht die virtuelle Abbildung realer Systeme, die Echtzeit-Vernetzung mit Sensoren und die wechselseitige Kommunikation von Maschinen und Produktionsmittel, sogenannte Cyber Physical Systems (CPS). Daraus werden
u. a. Effizienzvorteile generiert und der Mensch von Routineaufgaben entlastet.

Flussgebietsmanagement und Wasserwirtschaft 4.0

Mit der fortschreitenden Digitalisierung ergeben sich auch für die Wasserwirtschaft neue Perspektiven einer weitergehenden Automatisierung und gesamtheitlichen Steuerung relevanter Prozesse. Der Beitrag versucht, ausgehend vom heute schon praktizierten Flussgebietsmanagement des Wupperverbandes (Bundesland Nordrhein-Westfalen) und den dafür dort schon eingesetzten Werkzeugen, Chancen und Risiken dieser Entwicklung und einen strategischen Ansatz für den Umgang mit dieser Herausforderung zu beschreiben.

Branchenspezifischer Sicherheitsstandard gilt ab 2018

Als erste Branche überhaupt hat die Wasser- und Abwasserwirtschaft einen sogenannten branchenspezifischen Sicherheitsstandard vorgelegt. Dieser Standard dient der umfassenden Absicherung vor bekannten und unbekannten Risiken für die Trinkwasserver- und Abwasserentsorgung. Er enthält Anwendungsfälle und Handlungsleitfäden, denen größere Branchenunternehmen, für die die KRITIS-VO gilt, ab Mai 2018 zu folgen haben. Sie müssen bis dahin einen IT-Sicherheitsstandard nach dem Stand der Technik umgesetzt und gegenüber dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) etabliert haben.

Bedeutung der Cyber-Sicherheit für Kritische Infrastrukturen in Deutschland

Der Schutz kritischer Infrastrukturen ist eine wichtige Aufgabe, die nur in Kooperation zwischen Betreibern und staatlichen Stellen gemeinsam bewältigt werden kann. Dies geschieht vertrauensvoll und kooperativ im Umsetzungsplan (UP) KRITIS. Das Spektrum der Arbeiten erstreckt sich von der Beantwortung der Frage „Was ist eigentlich eine Kritische Infrastruktur?“ bis hin zur Sammlung von konkreten Maßnahmen zur Absicherung dieser. Der Beitrag wird die Gefährdungslage, Herausforderungen und Lösungsansätze darstellen.

Orientierung auf dem Weg zu einer Wasserwirtschaft 4.0

Die Nutzung von Konzepten der Industrie 4.0 für die Wasserwirtschaft steht bei Anwendern, Herstellern und in der Wissenschaft im Fokus des Interesses. Zahlreiche Initiativen und erste Erfolgsbeispiele – zunächst oft bei größeren Verbänden - belegen dies. Allerdings bedarf es eines Rahmens zur Einordnung und einer Orientierungshilfe, um konkret branchenspezifische Handlungsfelder herauszuarbeiten. Aufgeschlossenheit für neue Ansätze, Qualifizierung des Personals und die Bereitschaft, sich der Komplexität des Gesamtthemas zu stellen, sind weitere Voraussetzungen.

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