ILMA

Integrales Lifecycle-Management für die Abwasserreinigung

Projektdaten
Antragstellerhydrograv GmbH, DevBoost GmbH, Bauhaus-Universität Weimar Fakultät Bauingenieurwesen, Technische Universität Dresden Fakultät Informatik
PartnerWupperverband, Emschergenossenschaft/Lippeverband, Spiekermann GmbH, Hydroingenieure GmbH, Monkey Works
Beginn des Projektes06/2017
Abschluss des Projektes02/2020
FördermittelgeberBundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF): KMU innovativ
Fördersumme1.258.574,40 €, davon BMBF-Anteil: 876.799,40 €
Ziel des Projektes

Zentrales Ziel des Projektes ist die Konzeption und Realisierung einer modernen IT Infrastruktur zur kollaborativen, konsistenten und ganzheitlichen Planung und Umsetzung abwassertechnischer Anlagen. Im Gegensatz zu bestehenden Planungswerkzeugen, die jeweils unterschiedliche Teilaspekte der bei der Modellierung von Kläranlagen involvierten Grundgrößen verwenden und somit Brüche im Planungsprozess verursachen, soll durch eine geeignete Verknüpfung der vorhandenen Modelle und Daten deren durchgängige und konsistente Verwendung im gesamten Planungsprozess ermöglicht werden. Die Modellierung soll weitestgehend auf Grundlage des offenen, international standardisierten Formats IFC1 erfolgen. Hierfür soll der IFC-Standard zunächst um Entitäten für die Anwendungsdomäne erweitert (“IFC Water”) und diese in den Standardisierungsprozess eingebracht werden. Die Beschreibung bautechnischer Infrastruktur erfolgt darauf aufbauend mit BIM2, dem aufkommenden digitalen Planungsstandard der Bauwirtschaft.

Arbeitsprogramm

Folgende Lösungsbausteine sollen innerhalb des Projektes entwickelt werden:

  1. Projekte im Rahmen der Kläranlagenplanung, der Kläranlagenoptimierung, des Kläranlagenbetriebes und der Kläranlagenverwaltung werden von verschiedenen Stakeholdern (Planer, Betreiber, etc.) auf Grundlage einer zentralen Datenaustauschplattform durchgeführt.
  2. Die derzeit noch stark von manueller Expertenarbeit dominierten Abläufe der Planung werden werkzeuggestützt, vernetzt und zunehmend automatisiert durchgeführt.
  3. Variantenvergleiche, Simulationen und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen sind auf Basis konsistenter Datenbestände jederzeit möglich. Auch Revisionen im fortgeschrittenen Planungsprozess führen zu keinen Inkonsistenzen mehr. .
  4. Optimierungen auf Grundlage von Verfahrens- und Strömungssimulationen werden unmittelbar in die Planung integriert, die dabei entwickelten Steuer- und Regelkonzepte werden nahtlos in die Betriebsführung übernommen .
  5. Sämtliche Teilsysteme und Bauteile einer Kläranlage werden bereits im Planungsprozess erfasst und verknüpft, um frühzeitig umfassende Lebenszyklusbetrachtungen sowie den direkten Übergang zu Betrieb und Verwaltung der Anlage zu ermöglichen.
  6. Die bau- und maschinentechnisch umgesetzte Planung wird dem Betreiber als ILMA-Modell mit integrierten Simulationsprozessen lokal zur Verfügung gestellt, zum Beispiel für die prädiktive Steuerung und für die Ausbildung des Betriebspersonals am Simulator. Das betriebsbegleitende ILMA-Werkzeug erweitert die Kläranlage so zum cyber-physischen System.
Ergebnisse

Informationen zu den Ergebnissen finden Sie hier nach Abschluss des Projektes.

Nutzen für den Wupperverband

Durch eine Zentralisierung und Kopplung der im Lebenszyklus einer Anlage relevanten Modelle, Daten und Dokumente wird die konsistente Bearbeitung konkreter Sanierungs- und Optimierungsaufgaben auf einem Betriebsstandort ermöglicht. Die Ergebnisse stehen sofort allen Nutzern für die weitere Bearbeitung und Prüfung zur Verfügung. Durch die gemeinsam genutzte Datenbasis wird es Fachplanern ermöglicht konsistente, schnittstellenübergreifende Planungen durchzuführen und zu überprüfen. Damit kann die Zahl der untersuchten Varianten (z. B. in der Planung und Simulation) steigen, was den erreichbaren Optimierungsgrad einer geplanten Anlage erhöht.

Die mit dem Vorhaben vorangetriebene digitale Transformation der bisher weitgehend manuellen Planungs-, Betriebs- und Verwaltungsprozesse ermöglicht wesentliche - und damit volkswirtschaftlich relevante - Synergien und Reduktionen im Ressourceneinsatz  über den gesamten Lebenszyklus der Anlagen.
Durch geeignete Schnittstellen und Erweiterungsmechanismen können idealerweise bereits existierende Werkzeuge integriert werden und ihre Ergebnisse zur Verfügung stellen. Dadurch werden die beschriebenen Brüche im Planungsprozess und im Betrieb eliminiert und ein Lebenszyklusmanagement aus einem Guss ermöglicht.

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