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Digitaler Zwilling in der Wasserwirtschaft

Digitale Zwillinge in der Wasserwirtschaft sind virtuelle Nachbildungen, die Wasser- und Abwassersysteme simulieren und eine effiziente Wasserverwaltung ermöglichen. Hier sind die Details!


Der Begriff des digitalen Zwillings ist mittlerweile weit verbreitet. Dabei handelt es sich um digitalisierte Modelle, die in der Lage sind, physische Objekte und Prozesse virtuell zu replizieren und alle Aspekte im Zusammenhang mit dem Management, der Wartung und der Überwachung von Ressourcen zu verbessern.

Obwohl wir in den letzten Jahren eine bahnbrechende Verbreitung dieser Modelle in vielen Branchen erlebt haben, sind nicht alle mit den Möglichkeiten vertraut, die digitale Zwillinge in der Wasserwirtschaft bieten können. Entdecken Sie es in diesem Artikel, indem einige der bedeutendsten Anwendungen erkundet werden.

Beginnen Sie außerdem, fortgeschrittene Softwarelösungen einzusetzen, um die Wasserverwaltung noch effizienter, kostengünstiger, widerstandsfähiger und nachhaltiger zu gestalten. Testen Sie:

  • eine Digital Twin-Software, um digitale Kopien Ihrer Wasseranlagen zu erstellen und aktuelle Informationen über ihren Betrieb und ihre Leistung in Echtzeit zu erhalten;
  • eine CMMS-Software, um den Standort jeder Ressource oder Infrastruktur automatisch zu lokalisieren und alle Planungs-, Kontroll-, Überwachungs- und Wartungsaktivitäten über eine zentrale Plattform zu verwalten.

Was ist ein digitaler Zwilling in der Wasserwirtschaft?

Digitale Zwillinge sind dynamische digitale Modelle, die entwickelt wurden, um physische Entitäten der realen Welt virtuell darzustellen und ihr Verhalten in Echtzeit zu beschreiben. Sie nutzen Datenanalyse und intelligente Verbindungen, um die Auswirkungen verschiedener Szenarien zu simulieren und zukünftige Vorhersagen zu treffen, die stets präzise und umsetzbar sind.
In der Wasserwirtschaft wurden digitale Zwillinge eingeführt, um eine detaillierte und verlässliche digitale Rekonstruktion der physischen Vermögenswerte zu erstellen, die städtische Aquädukte, Gebäudewassernetze, Anlagen für die Regenwasserrückgewinnung, Abwasserentsorgungssysteme, Kläranlagen und mehr ausmachen.

Diese Modelle können Daten aus verschiedenen Quellen integrieren, um die Leistung ihrer physischen Gegenstücke kontinuierlich zu simulieren und zu überwachen. Sie bieten zudem Fachleuten in der Wasserbranche ein leistungsstarkes Werkzeug zur Optimierung der Wartungsaktivitäten ihrer Systeme, zur Verbesserung der Entscheidungsfindung und zur Gewährleistung einer effizienteren und nachhaltigeren Wasserverwaltung.

Digitaler Zwilling in der Wasserwirtschaft

Digitaler Zwilling in der Wasserwirtschaft

Die wesentlichen Komponenten eines digitalen Zwillings in der Wasserwirtschaft

Damit ein digitaler Zwilling einsatzbereit wird und tatsächlich zur Verwaltung von Wasserressourcen und -infrastrukturen beiträgt, muss er folgende Komponenten aufweisen:

  • GIS-Daten: Digitale Zwillinge in der Wasserwirtschaft müssen sich mit GIS-Systemen (Geographic Information System) integrieren lassen, um eine schnelle und effektive Lokalisierung von vertikalen Ressourcen (wie Pumpen und Tanks) sowie von linearen horizontalen Infrastrukturen (wie Kanäle, Rohre und Leitungen) zu ermöglichen;
  • Umweltdaten: Die Verwendung intelligenter Sensoren trägt zur Erfassung von Daten über Umweltbedingungen bei, die sich auf den Betrieb und die Leistung einer Wasserinfrastruktur auswirken können. Zum Beispiel helfen Niederschlagsdaten dabei, zu verstehen, wie schnell ein Regenwassertank gefüllt wird;
  • Leistungsdaten: Durch die Speicherung historischer Daten über die Leistung von Wassersystemen können digitale Zwillinge im Laufe der Zeit ihre Fähigkeit zur Reproduktion und Vorhersage des Verhaltens ihres physischen Gegenstücks verbessern;
  • Datenanalyse: Dies ist von grundlegender Bedeutung, da es dem digitalen Zwilling ermöglicht, zu einem vorausschauenden Instrument zu werden, das die zukünftige Leistung von Wasservermögenswerten bewerten, potenzielle Probleme frühzeitig erkennen und effektive Lösungen zur Verbesserung der Wasserverwaltung bieten kann;
  • Digitalisierung: Damit ein digitaler Zwilling einer Wasserinfrastruktur wirklich nützlich ist, muss er eine klare und verständliche Darstellung der Ergebnisse verschiedener Analysen bieten. Er sollte digitale Technologien nutzen, um Informationen für Interessierte leicht zugänglich zu machen (z. B. über Daten-Dashboards) und die Kommunikation zwischen mehreren Benutzern zu verbessern.

Warum sind digitale Zwillinge wichtig für Wasserdienstleistungen?

Digitale Zwillinge nutzen die Kraft der BIM-Modellierung, der Datenanalyse und der fortgeschrittenen Simulation, um einen proaktiven, nachhaltigen und widerstandsfähigen Ansatz für die Wasserverwaltung zu bieten.
Sie integrieren Daten von IoT-Geräten, intelligenten Sensoren und anderen Quellen, um das Verhalten und die Leistung von Wasserinfrastrukturen in Echtzeit zu überwachen und zu analysieren.

Darüber hinaus bieten sie Organisationen, die sich mit der Verwaltung und Bereitstellung von Wasserdiensten befassen, die Möglichkeit, folgende Aspekte zu verbessern:

  • Geschäftsprozesse optimieren;
  • die Ressourcennutzung optimieren;
  • die Betriebskosten senken;
  • die Effizienz steigern;
  • potenzielle Risiken mindern;
  • Umweltauswirkungen reduzieren.

Durch den Einsatz von digitalen Zwillingen haben Fachleute in der Wasserbranche die Möglichkeit, hypothetische Szenarien und kritische Situationen zu simulieren, darunter Notfälle, Gesundheitswarnungen und Ereignisse im Zusammenhang mit dem Klimawandel. Dies ermöglicht, Probleme vorherzusehen und die Fähigkeit zur Reaktion durch rechtzeitige und gezielte Maßnahmen zu verbessern.
Digitale Zwillinge spielen auch eine entscheidende Rolle bei der Verwaltung aller Prozesse im Zusammenhang mit der Behandlung, Aufbereitung und Entsorgung von Abwasser.

Wie digitale Zwillinge bei der Abwasserreduzierung helfen

Der Einsatz der digitalen Zwillingstechnologie im Wassersektor ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung der Abwasserableitungssysteme und liefert aktuelle und zuverlässige Informationen über den ordnungsgemäßen Betrieb von Kanalisationssystemen.
Durch Echtzeitüberwachung können Versorgungsunternehmen potenzielle Probleme wie Lecks oder übermäßigen Wasserverbrauch rechtzeitig erkennen und beheben und das Volumen der erzeugten Abwässer minimieren.

Mit Hilfe von Sensoren, die an der physischen Infrastruktur angebracht sind, können Leckagen in den Ableitungssystemen (wie Rohren oder Wasserlagertanks) äußerst präzise lokalisiert werden. Dies ermöglicht eine proaktive Intervention und effektive Lösungen gegen Umweltauswirkungen, die durch Verschüttungen verursacht werden könnten.

Digitale Zwillinge können auch zur Simulation und Analyse der Funktionsweise von Kläranlagen verwendet werden. Sie helfen bei der Optimierung der Aufbereitungsprozesse und ermöglichen die Bewertung verschiedener Strategien zur Maximierung der Effizienz der Aufbereitung und zur Reduzierung der Abwassergenerierung.

Nicht weniger wichtig als die gerade erläuterten Anwendungen ist die Fähigkeit der digitalen Zwillinge, den Wasserverbrauchstrend zu analysieren und Bereiche von Verschwendung oder übermäßigem Verbrauch zu identifizieren. Durch die Analyse der Nachfrageentwicklung können Organisationen geeignete Maßnahmen zur Reduzierung des Wasserverbrauchs implementieren und somit die übermäßige Abwasserproduktion begrenzen.

Überwachung der Kläranlage

Digitaler Zwilling in der Wasserwirtschaft – Überwachung der Kläranlage

Wie man den digitalen Zwilling für die Wasserverwaltung nutzt: 5 wesentliche Anwendungen

Hier sind die 5 bedeutendsten Anwendungen der digitalen Zwillingstechnologie für die Verwaltung von Gebäude- und Stadtwassersystemen:

  1. Leistungsüberwachung: Digitale Zwillinge können aktuelle und zuverlässige Informationen über den Betrieb von Wasserinfrastrukturen liefern, indem sie eine bidirektionale Verbindung zur physischen Welt herstellen. Diese Informationen können von Fachleuten der Branche genutzt werden, um Ineffizienzen zu erkennen, Probleme proaktiv anzugehen und die Gesamtleistung der Anlagen zu verbessern;
  2. Vorhersagende Wartung: Die in Echtzeit gesammelten und analysierten Daten der digitalen Zwillinge ermöglichen die Vorhersage von Wartungsbedarf und die Lösung von Problemen, bevor sie auftreten. Dieser proaktive Ansatz trägt zur Verringerung der Ausfallzeiten von Wasseranlagen bei, verlängert die Lebensdauer der Vermögenswerte und senkt die Wartungskosten;
  3. Risikomanagement: Digitale Zwillinge helfen bei der Bewertung und Bewältigung von Risiken im Zusammenhang mit der Wasserversorgung, der Anfälligkeit von Infrastrukturen und dem Auftreten extremer Ereignisse. Sie ermöglichen die Simulation und Analyse verschiedener Szenarien und fördern die Entwicklung wirksamer Notfallpläne. Sie verbessern auch die Widerstandsfähigkeit von Wasserinfrastrukturen und ermöglichen angemessene Reaktionen auf mögliche Unterbrechungen;
  4. Entscheidungsunterstützung: Digitale Zwillinge sind eine virtuelle Plattform, die Versorgungsunternehmen ermöglicht, verschiedene Interventionsstrategien zu testen und zu bewerten. Sie können die Auswirkungen möglicher Änderungen auf die Leistung von Wassersystemen simulieren und helfen Organisationen, fundiertere Entscheidungen zu treffen;
  5. Ressourcenverwaltung: Der Einsatz von digitalen Zwillingen ermöglicht es Betreibern im Wassersektor, die Zuweisung und Verteilung von Wasserressourcen zu optimieren. Die Simulation und Datenanalyse helfen, den Bedarf an Trinkwasser zu verwalten und die Aufbereitungsprozesse zu optimieren. Dies führt zu größerer Effizienz, weniger Verschwendung und erheblichen Kosteneinsparungen.

Digitale Zwillinge repräsentieren die Zukunft in der Verwaltung von Infrastrukturen und Wasserdienstleistungen. Um diesen Wandel nicht zu verpassen, starten Sie auch Sie mit der Verwendung:

  • einer Software zur Erstellung digitaler Zwillinge, um Ihre Wasseranlagen virtuell nachzubilden und deren Leistung in Echtzeit zu überwachen;
  • einer CMMS-Software, eine zentrale Plattform, die die Standortbestimmung von Wasserressourcen vereinfacht und Sie in jedem Prozess der Verwaltung, Wartung und Überwachung von Wasserinfrastrukturen unterstützt.

 

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