Das Projekt "Teilvorhaben 2: IoT Network und Digital Twin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dr. Krätzig Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Der Betrieb von Trinkwasseranlagen muss kontinuierlich überwacht werden, um Trinkwasserverluste zu vermeiden, um einen effizienten Betrieb zu realisieren und um auftretende Schäden an den Anlagen frühzeitig zu erkennen. Derzeit wird diese Aufgabe von Leitsystemen ausgeübt, in denen Sensordaten von Fernaufnehmern und anderen Anlagenkomponenten wie Ventile und Pumpen gesammelt werden. Leitsysteme sind sehr komplex und teuer und kommen deshalb, gerade bei kleinen Versorgungsunternehmen, nicht zur Anwendung. Der Betrieb der Anlagen erfolgt nicht automatisieret über ein Leitsystem, sondern manuell. Hierdurch werden ein effizienter Betrieb und die Überwachung erschwert. Durch die Digitalisierung eröffnen sich neue Möglichkeiten. Im Projekt IoTH2O soll das Potential von IoT-Technologien (Internet of Things) zur Überwachung von Trinkwasseranlagen genutzt werden. Basierend auf hydraulischen Modellen von ausgewählten Trinkwasseranlagen, werden die Positionen zur Platzierung der IoT-Sensoren festgelegt. Zu diesem Zweck werden gängige Messgeräte zur Messung von Strömungsgrößen wie Drücken, Wasserständen und Durchflüssen aber auch zur Erfassung des Betriebszustandes von Anlagenkomponenten, wie z.B. Pumpen mit Komponenten ausgerüstet, die eine Übertragung der Messdaten mit einer hohen zeitlichen Auflösung in Echtzeit in eine Cloudanwendung erlaubt. Basierend auf den Messdaten werden Modelle zur Optimierung und Entscheidungsunterstützung für den Betrieb der Trinkwasseranlagen entwickelt. Gleichzeitig können diese Modelle als 'digitaler Zwilling' zum Testen von alternativen Betriebskonzepten, zur Schulung von Betriebspersonal und zur Auswahl von neuen Anlagenkomponenten verwendet werden. Die IoT-Systeme werden in Anlagen in Brasilien, Belgien und Deutschland im Feldversuch getestet und leisten einen Beitrag zur Reduzierung von Wasserverlusten, ermöglichen angepasste Wartungsstrategien und erhöhen die Energieeffizienz der Anlagen.
Das Projekt "Gutachten über geeignete Behälter zur Erfassung von Elektro(nik)altgeräten der Sammelgruppe 3 auf Basis des ElektroG Paragraph 9, Abs.4,5 und 9" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von INTECUS GmbH - Abfallwirtschaft und umweltintegratives Management durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung durchgeführt. Die Anforderungen an die WVUs und dessen Betriebspersonal steigen stetig. Erschwerend hinzu kommt eine zunehmende Anzahl an Rohrbrüchen und Leckagen, häufig bedingt durch Rehabilitationsstau und alternder Infrastruktur. Insbesondere kleine/mittlere WVU verfügen jedoch nicht über die dazu erforderlichen Personalmittel. Die Aufgaben können daher zukünftig nur durch Effizienzsteigerung bewältigt werden, die auf mehreren Säulen basiert: (1) Zunehmende Erfassung von Online-Messdaten sowie die intelligente Verknüpfung der Daten mit geeigneten Werkzeugen (GIS-System, Simulationssoftware, Datenanalyse-Tools); (2) verbesserte Dokumentation des Netzes sowie Einführung von Informations- und Automatisierungstechnik zur verbesserten Betriebsüberwachung und -führung; (3) Schulung des Personals, das den steigenden technischen als auch sozioökonomischen Anforderungen gewachsen ist. Die globale Zielstellung des Projektes besteht darin, eine modulare und skalierbare Plattform bestehend aus GIS-System, Simulationssoftware und Datenanalyse-Tools bereit zu stellen, die hohen IT-Sicherheitsstandards genügt. Verbunden mit neuartigen Dienstleistungskonzepten, Wertschöpfungsnetzwerken sowie Schulungskonzepten werden kleine und mittlere Wasserversorger (WVU) dadurch erstmals befähigt, GIS, Simulations- und Datenanalyse-Tools zu nutzen. Dadurch können Sie die oben beschriebenen Herausforderungen hinsichtlich Trinkwasser- und Löschwasserbereitstellung und Netz-Pflege auch mit geringem eigenem Personaleinsatz meistern. Für die großen WVU sollen neuartige und einfach handhabbare Datenanalyse- und Optimierungswerkzeuge und entsprechende Dienstleistungs-Konzepte realisiert werden. Die zu erarbeitende Plattform soll die Mitarbeiter in den Arbeitsablauf integrieren. Es werden nicht vollautomatische Lösungen angestrebt, sondern interaktive Simulations- und Analysewerkzeuge.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von COS Systemhaus OHG durchgeführt. Die Anforderungen an die WVUs und dessen Betriebspersonal steigen stetig. Erschwerend hinzu kommt eine zunehmende Anzahl an Rohrbrüchen und Leckagen, häufig bedingt durch Rehabilitationsstau und alternder Infrastruktur. Insbesondere kleine/mittlere WVU verfügen jedoch nicht über die dazu erforderlichen Personalmittel. Die Aufgaben können daher zukünftig nur durch Effizienzsteigerung bewältigt werden, die auf mehreren Säulen basiert: (1) Zunehmende Erfassung von Online-Messdaten sowie die intelligente Verknüpfung der Daten mit geeigneten Werkzeugen (GIS-System, Simulationssoftware, Datenanalyse-Tools); (2) verbesserte Dokumentation des Netzes sowie Einführung von Informations- und Automatisierungstechnik zur verbesserten Betriebsüberwachung und -führung; (3) Schulung des Personals, das den steigenden technischen als auch sozioökonomischen Anforderungen gewachsen ist. Die globale Zielstellung des Projektes besteht darin, eine modulare und skalierbare Plattform bestehend aus GIS-System, Simulationssoftware und Datenanalyse-Tools bereit zu stellen, die hohen IT-Sicherheitsstandards genügt. Verbunden mit neuartigen Dienstleistungskonzepten, Wertschöpfungsnetzwerken sowie Schulungskonzepten werden kleine und mittlere Wasserversorger (WVU) dadurch erstmals befähigt, GIS, Simulations- und Datenanalyse-Tools zu nutzen. Dadurch können Sie die oben beschriebenen Herausforderungen hinsichtlich Trinkwasser- und Löschwasserbereitstellung und Netz-Pflege auch mit geringem eigenem Personaleinsatz meistern. Für die großen WVU sollen neuartige und einfach handhabbare Datenanalyse- und Optimierungswerkzeuge und entsprechende Dienstleistungs-Konzepte realisiert werden. Die zu erarbeitende Plattform soll die Mitarbeiter in den Arbeitsablauf integrieren. Es werden nicht vollautomatische Lösungen angestrebt, sondern interaktive Simulations- und Analysewerkzeuge.
Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung der Analyse- und Monitoring-Software" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ASTRUM IT GmbH durchgeführt. Zu Erreichung der 2015 im Pariser Klimaschutzabkommen vereinbarten Ziele ist die effiziente Nutzung regenerativer Energiequellen unerlässlich. Um kurzfristige ökologische und ökonomische Erfolge zu erzielen, müssen die bereits weltweit mehr als 300.000 Windkraftanlagen (WKA) bestmöglich genutzt werden. Mit den anspruchsvollen Betriebsbedingungen, schnelle Produktzyklen, neue Leistungsklassen und erhöhte Rentabilitätsanforderungen steigen auch die Ansprüche an die Verfügbarkeit der Blattlagerungen von WKA. Diese Großwälzlager dienen dem Schwenken des Blatts zur Lastregelung und sind somit sicherheitsrelevante Elemente. Bisher fehlt für dieses Lager ein umfassender Überwachungsansatz. Ein Tausch des Blattlagers oder Schäden am Rotorblatt aufgrund defekter Blattlager sind mit erheblichen Kosten und Ausfallzeiten verbunden. Um eine Planbarkeit und Kostenreduzierung zu erzielen, muss der Zustand der Blattlagerung bestmöglich bewertet werden. Ziel des KMU-innovativ Projektes CMLB ist es daher, hierfür erstmals eine umfassende Zustandsüberwachung hinsichtlich der vorbeugenden Instandhaltung zu entwickeln und zu erproben. Kern einer solchen Zustandsüberwachung ist die Erfassung, Persistierung und Aufbereitung der Messdaten, um sie schließlich dem Nutzer in ihrer Gesamtheit als Monitoring- und Analyse-Software zur Verfügung zu stellen. Im Teilprojekt ASTRUM IT wird neben dem Aufbau der Datenbankstruktur, der Datenübertragungs-Infrastruktur und der Umsetzung der Algorithmen eine Software inklusive Nutzer-Interface aufgesetzt, die die Bedienung der neuartigen Überwachungsmöglichkeit leistet.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kooperationsgemeinschaft SchwarzwaldWASSER GmbH durchgeführt. Die Anforderungen an die WVUs und dessen Betriebspersonal steigen stetig. Erschwerend hinzu kommt eine zunehmende Anzahl an Rohrbrüchen und Leckagen, häufig bedingt durch Rehabilitationsstau und alternder Infrastruktur. Insbesondere kleine/mittlere WVU verfügen jedoch nicht über die dazu erforderlichen Personalmittel. Die Aufgaben können daher zukünftig nur durch Effizienzsteigerung bewältigt werden, die auf mehreren Säulen basiert: (1) Zunehmende Erfassung von Online-Messdaten sowie die intelligente Verknüpfung der Daten mit geeigneten Werkzeugen (GIS-System, Simulationssoftware, Datenanalyse-Tools); (2) verbesserte Dokumentation des Netzes sowie Einführung von Informations- und Automatisierungstechnik zur verbesserten Betriebsüberwachung und -führung; (3) Schulung des Personals, das den steigenden technischen als auch sozioökonomischen Anforderungen gewachsen ist. Die globale Zielstellung des Projektes besteht darin, eine modulare und skalierbare Plattform bestehend aus GIS-System, Simulationssoftware und Datenanalyse-Tools bereit zu stellen, die hohen IT-Sicherheitsstandards genügt. Verbunden mit neuartigen Dienstleistungskonzepten, Wertschöpfungsnetzwerken sowie Schulungskonzepten werden kleine und mittlere Wasserversorger (WVU) dadurch erstmals befähigt, GIS, Simulations- und Datenanalyse-Tools zu nutzen. Dadurch können Sie die oben beschriebenen Herausforderungen hinsichtlich Trinkwasser- und Löschwasserbereitstellung und Netz-Pflege auch mit geringem eigenem Personaleinsatz meistern. Für die großen WVU sollen neuartige und einfach handhabbare Datenanalyse- und Optimierungswerkzeuge und entsprechende Dienstleistungs-Konzepte realisiert werden. Die zu erarbeitende Plattform soll die Mitarbeiter in den Arbeitsablauf integrieren. Es werden nicht vollautomatische Lösungen angestrebt, sondern interaktive Simulations- und Analysewerkzeuge.
Das Projekt "Teilvorhaben: As-built-Erfassung und KI-basierte Methoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Geodätisches Institut, Lehrstuhl für Bauinformatik & Geoinformationssysteme durchgeführt. Das Projekt EnergyTWIN hat zum Ziel, Verfahren für die (automatisierte) Erzeugung eines 'Digitalen Zwilllings' bei der Inbetriebnahme der Gebäudetechnik und dessen kontinuierliche Fortführung mit Informationsanreicherung in der Betriebs- und Nutzungsphase zu entwickeln. Unter Verwendung von modernen Technologien des Reality Capturing, Data Science Methoden, virtueller und augmentierter Realität sowie Cloud-basierter Techniken zur Datenverwaltung werden Verfahren zur Erkennung und Klassifizierung von Komponenten und deren topologischer Zusammenhänge weiterentwickelt. Das Teilvorhaben der RWTH befasst sich mit - der Weiterentwicklung effizienter Methoden des Reality Capturing (Photogrammetrie, Laserscanning, Infrarotmesstechnik) zur georeferenzierten As-Built-Erfassung, der Innenraumpositionierung und Georeferenzierung der Messdaten sowie deren Nutzung für die virtuelle/augmentierte Realität und - der Weiterentwicklung von Verfahren für die Erkennung und Klassifizierung von Komponenten und deren topologischer Zusammenhänge. Dazu dienen insbesondere auch Methoden der Kl-basierten, automatisierten Punktwolkenfilterung, Merkmalsextraktion, Klassifizierung und Modellierung inklusive der Einbindung vorhandener BIM-Planungsmodelle.
Das Projekt "Teilvorhaben: Empirische Lebensdaueranalyse von Offshore Bauwerken am Beispiel der FINO3-Forschungsplattform und die Methoden-Entwicklung zur Angabe einer abgesicherten Lebensdauerprognose" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH durchgeführt. Gesamtziel dieses Vorhabens ist eine verbesserte Analyse der tatsächlich zu erwartenden Lebensdauer von feststehenden Offshore-Bauwerken, die durch die Umweltbedingungen belastet werden. Dies soll am Beispiel der FINO3-Plattform auf Basis einer Langzeitbewertung erreicht werden. Die kalkulierte Lebensdauer beträgt im Fall der FINO3-Forschungsplattform zurzeit 10 Jahre. Es ist davon auszugehen, dass die zu erwartende reale Lebensdauer tatsächlich höher ist als die der Konstruktion jetzt zugrunde liegende kalkulierte Lebensdauer. Eine hinreichend quantifizierte und abgesicherte Angabe ist jedoch schwierig. Durch empirische Erfassung verschiedenster Messdaten direkt am Offshore-Bauwerk, z.B. mittels Beschleunigungssensoren, soll eine allgemein anwendbare Mess- und Berechnungsmethodik entwickelt werden, die für feststehende Offshore-Bauwerke - wie z.B. Offshore-Windenergieanlagen oder Transformatorplattformen - angewendet werden kann.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Hydraulische Modellierung, Test der Sensorik und Koordination" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Lehrstuhl für Strömungsmaschinen und Strömungsmechanik durchgeführt. Der Betrieb von Trinkwasseranlagen muss kontinuierlich überwacht werden, um Trinkwasserverluste zu vermeiden, um einen effizienten Betrieb zu realisieren und um auftretende Schäden an den Anlagen frühzeitig zu erkennen. Derzeit wird diese Aufgabe von Leitsystemen ausgeübt, in denen Sensordaten von Fernaufnehmern und anderen Anlagenkomponenten wie Ventile und Pumpen gesammelt werden. Leitsysteme sind sehr komplex und teuer und kommen deshalb, gerade bei kleinen Versorgungsunternehmen, nicht zur Anwendung. Der Betrieb der Anlagen erfolgt nicht automatisieret über ein Leitsystem, sondern manuell. Hierdurch werden ein effizienter Betrieb und die Überwachung erschwert. Durch die Digitalisierung eröffnen sich neue Möglichkeiten. Im Projekt IoTH2O soll das Potential von IoT-Technologien (Internet of Things) zur Überwachung von Trinkwasseranlagen untersucht werden. Basierend auf hydraulischen Modellen von ausgewählten Trinkwasseranlagen, werden die Positionen zur Platzierung der IoT-Sensoren festgelegt. Zu diesem Zweck werden gängige Messgeräte zur Messung von Strömungsgrößen wie Drücken, Wasserständen und Durchflüssen aber auch zur Erfassung des Betriebszustandes von Anlagenkomponenten, wie z.B. Pumpen mit Komponenten ausgerüstet, die eine Übertragung der Messdaten mit einer hohen zeitlichen Auflösung in Echtzeit in eine Cloudanwendung erlaubt. Basierend auf den Messdaten werden Modelle zur Optimierung und Entscheidungsunterstützung für den Betrieb der Trinkwasseranlagen entwickelt. Gleichzeitig können diese Modelle als 'digitaler Zwilling' zum Testen von alternativen Betriebskonzepten, zur Schulung von Betriebspersonal und zur Auswahl von neuen Anlagenkomponenten verwendet werden. Die IoT-Systeme werden in Anlagen in Brasilien, Belgien und Deutschland im Feldversuch getestet und leisten einen Beitrag zur Reduzierung von Wasserverlusten, ermöglichen angepasste Wartungsstrategien und erhöhen die Energieeffizienz der Anlagen.
Das Projekt "Vorhaben: Hydrodynamische Prognose und Evaluierung von realistischen Lasten auf ESDs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam GmbH durchgeführt. Die Arbeiten der SVA untergliedern sich in einen labortechnischen und einen numerischen Teil. Die labortechnischen Untersuchungen, die mit zwei unter-schiedlichen Verfahren durchgeführt werden sollen, haben zum Ziel, Mess-systeme für die hochfrequente Erfassung von turbulenten Kraftschwankungen zu entwickeln und hochwertige Messdaten zur Validierung des von LeMoS zu entwickelnden Simulationsverfahrens bereitzustellen. Die labortechnischen Untersuchungen werden mit einem optoelektronischen und einem elektro-mechanischen Verfahren durchgeführt. Als optoelektronisches Verfahren soll in Zusammenarbeit mit OPS High-Speed Particle Image Velocimetry (PIV) eingesetzt werden. Damit soll in der Schlepprinne der SVA die Umströmung des Schiffshecks und insbesondere der Zu- und Abstrom der Energy Saving Devices untersucht werden. Das PIV-System wird eine bisher nicht verfügbare dreistellige Aufnahmefrequenz haben und damit einen neuen Einblick in die Natur der turbulenten Strömung am Schiffsheck erlauben. Die so gewonnenen Daten werden der Validierung des zu entwickelnden numerischen Verfahrens dienen, das am LeMoS (Uni Rostock) entwickelt wird. Der Projektpartner IBMV wird die gewonnenen Daten zum Abgleich mit den dort durchgeführten ausführlichen Vergleichssimulationen nutzen. Die numerischen Untersuchungen, die im Rahmen des Teilprojektes der SVA durchgeführt werden, sollen zunächst zu einem Verfahrenskonzept führen, mit dem die Kräfte und Drücke an einem ESD vom Modellmaßstab auf die Großausführung übertragbar sind. Die numerischen Simulationen sollen mit dem von LeMoS zu entwickelnden hybriden Verfahren durchgeführt werden. Aus den Simulationen mit unterschiedlichen Maßstäben soll eine Aussage über die Größe der erwartbaren Lastspitzen an der Düse in der Großausführung getroffen werden können, evtl. auch eine Aussage über die Wahrscheinlichkeiten des Auftretens. Damit wären dann Modellversuchsergebnisse prinzipiell übertragbar.
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