Smart Services & Smart Citys
Digitale Ökosysteme erobern die Wirtschaft und unsere Gesellschaft.
Was im Verlauf des letzten Jahrhunderts quasi zögerlich begann und von vielen in seinen Auswirkungen auf unser Leben noch total unterschätzt wurde, schreitet mittlerweile in Riesenschritten voran – die Entwicklung digitaler Techniken und Technologien und damit verbunden die Digitalisierung unseres Lebens. Laut Gartner sind bereits über 8,4 Mrd. Geräte über das Internet vernetzt. Das ist aber nur ein Bruchteil von dem, was später einmal vernetzt werden soll. Von 7 Mrd. Menschen und 7 Trillionen Dingen und Maschinen ist die Rede.
Dabei entstehen immer mehr Daten durch Verbraucher und Geräte, die automatisch analysiert und zu „Smart Data“ verarbeitet und kombiniert werden können. Daraus erwächst die Chance, neue intelligente Dienste, sogenannte Smart Services, zu schaffen.
Es geht um Daten
Mit dem Projekt „Virtual Singapore“ wurde ein digitaler Zwilling von Singapur geschaffen. Barth fährt fort: „Im Fall Singapur werden Daten von staatlichen Stellen gesammelt, genauso wie Daten aus der natürlichen Umwelt. Danach werden sie von Fachleuten mit Domänen-Wissen analysiert, um Rückschlüsse ziehen zu können und die Wenn-dann-Szenarien simulieren zu können. Dieser Vorgang lässt sich auch auf die Industrie 4.0 übertragen: Es geht immer um eine durchgängige Datenbasis. Denn um einen digitalen Zwilling zu erstellen, müssen alle relevanten Daten an allen wichtigen Schnittstellen gesammelt und analysiert werden. Eine ganzheitliche Perspektive und die Fähigkeit, an jeder Stelle des Wertschöpfungsprozesses nahtlos zusammenzuarbeiten – das sind die Katalysatoren, die uns alle ins digitale Zeitalter katapultieren können.“ Die Fähigkeit, spezifische Daten zu generieren oder auch zu erwerben bzw. über Plattformen zu tauschen, sie automatisch zu analysieren und entsprechend den gewünschten Services zu kombinieren, wird über Wohl und Wehe der Unternehmen entscheiden. Mit dem „Nebeneffekt“, dass etablierte Geschäftsmodelle ausgehebelt werden können. Der Wechsel von produkt- zu kundenzentrierten Geschäftsmodellen ist disruptiv. Er verlangt von den Protagonisten Anpassungen und vor allem Kooperationen. Die eigenen Kompetenzen werden für Entwicklung und Angebot der smarten Services nicht mehr genügen. Klug ist, wer auf das Wissen, auf neue digitale Plattformen und Ökosysteme sowie Leistungen Dritter zugreift.
Ziel des Forschungsvorhabens „Guided Autonomic Locations (Guided AL)“ ist die Schaffung einer offenen, internetbasierten, standardisierten Datenaustausch- und Diensteplattform zur Realisierung neuartiger, teilweise gebäudeübergreifender und intelligenter Services im Kontext der Gebäudeautomation und der Lebensbereiche des Menschen. Hierzu wird untersucht, welche technischen Voraussetzungen notwendig sind, um auf Basis bestehender und neuer Automatisierungslösungen und von Wearables gebäudeübergreifende, intelligente Dienste (Smart Services) erstellen und anbieten zu können. Neben der nötigen Plattforminfrastruktur für umfassendere Smart-Service-Lösungen wird auch Wert auf die leichte Realisierbarkeit kleinerer, thematisch fokussierter, intelligenter Anwendungen gelegt, die z. B. in Form von speziellen Apps auf der zu schaffenden Autonomous-Locations-Serviceplattform laufen sollen. Das Vorhaben untersucht und implementiert Ansätze für die Serviceplattform und realisiert basierend auf der Autonomous-Locations-Serviceplattform exemplarische Anwendungen aus den Umfeldern Wohnen, Arbeiten, Einkaufen und Gesundheit. Quelle: Quelle: http://guided-al.de/ Alle Rechte vorbehalten
Insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU) können durch solche Kooperationen nur gewinnen. Sie können sich auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren und „buchen“ die weiteren notwendigen Services hinzu. Sogenannte Smart Spaces helfen dabei, intelligente, digitale anschlussfähige Gegenstände, Geräte und Maschinen zu vernetzen und über diese vernetzten physischen Plattformen die notwendigen Daten zu gewinnen.
Aber: Man wird sich von „alten Tugenden“ verabschieden müssen. Im Mittelpunkt der Smart-Service-Welt stehen nicht mehr die einzelnen Anbieter mit ihren Produkten und Lösungen, vielmehr wird sich das Smart-Service-Universum um die Kunden, die Nutzer und ihre Ansprüche und Anforderungen an die Produkte, Dienste und Dienstleistungen drehen. Ein guter Smart Service ist eine Symbiose aus Technik und Mensch, eine Balance zwischen digitalem und persönlichem Service.
Ein Smart Service ist kein Selbstzweck
Ein Smart Service existiert nicht für sich allein. Es muss Geräte, Gerätesysteme oder Plattformen geben, über die er genutzt werden kann. Es muss eine digitale Infrastruktur geben, über die er zur Verfügung gestellt wird. Und vor allen Dingen muss es Menschen und Unternehmen geben, die ihn nutzen möchten und sich von ihm Vorteile oder Mehrwerte versprechen. Navigationsdienste oder auch die berühmten Apps für iPhone und Smartphone haben den Boden bereitet. Es gibt sie in großer Vielzahl und Vielfalt. Man kann mit ihrer Hilfe beispielsweise den Auslieferungsstatus einer Bestellung verfolgen, ein sich in der Nähe befindliches Auto oder auch Fahrrad über eine Sharing-App buchen oder sich relativ entspannt durch die Republik navigieren lassen. So hat z. B. Seven Senders eine Tracking & Tracing-Lösung für kleine und mittlere Unternehmen auf die Beine gestellt.
Der Logistik-Spezialist kümmert sich für andere Unternehmen um den Versand von Waren an deren Kunden ins europäische Ausland und „revolutioniert so die Customer-Journey nach Bestelleingang“. Thomas Hagemann von Seven Senders erklärt dazu: „Wir verstehen uns als Enabler für die Nutzung innovativer Lösungen, u. a. solche im Bereich Smart City. Unsere Plattform befähigt Shops in ganz Europa, smarte Logistiklösungen auf der letzten Meile – wie beispielsweise die Kofferraumzustellung in europäischen Metropolen – anzubinden.“ Manche dieser Dienste haben schon das Zeug zu einem Smart Service. Darauf lässt sich aufbauen. Die Akzeptanz für diese Dienstangebote wird mit ihrem Nutzen für die Anwender zunehmen, was allerdings wiederum eine stärker übergreifende Vernetzung der Geräte und Plattformen und damit einhergehend das Vertrauen der Nutzer in den Umgang mit den personenbezogenen Daten durch die Smart-Service-Anbieter voraussetzt. Transparenz und Sicherheit sind notwendige, aber nicht leicht zu erfüllende Bedingungen dafür.
Smarthome
Die kleinste smarte Einheit wird das Smarthome sein. Hier spielen sich im „Kleinen“ bereits viele der Smart Services ab, die auch für größere, industrielle Anwendungen relevant werden können. Es ist in seiner Rolle für die Ausbildung der Akzeptanz für Smart Services nicht zu unterschätzen. Allerdings lässt der Durchbruch des Smarthomes immer noch auf sich warten. Nur sechs Prozent der Deutschen nutzen bereits Smarthome-Lösungen, so ein aktueller Report des Bundesverbandes Digitale Wirtschaft. Zu teuer und zu wenig praktikabel seien die Anwendungen, lautet das vernichtende Urteil. Zusätzlich erschweren zahlreiche Lösungen und Geräte, die auf unterschiedlichen Techniken und Standards aufsetzen und daher untereinander und von Hersteller zu Hersteller nicht kompatibel sein müssen, den Endkunden nicht nur die Kaufentscheidung.
Nichtsdestotrotz wird dem Smarthome ein enormes Potenzial zugesprochen. Der Verband der Internetwirtschaft eco erwartet gemäß einer durch Marktforscher von Arthur D. Little durchgeführten Studie, dass sich die Smarthome-Umsätze bis 2022 auf 4,3 Mrd. Euro verdreifachen werden. „Damit Unternehmen aber das riesige Potenzial ausschöpfen können, müssen sie Teil eines funktionierenden Ökosystems werden und offen für eine Integration und Kooperation mit Lösungen aus anderen Branchen und Technologien sein“, empfiehlt der Internetverband eco.
Smarte Gebäude
Auch das Facility-Management wird in den nächsten Jahren vom Smart-Boom enorm profitieren. Neue Gebäude werden gleich intelligent geplant, schon vorhandene intelligent gemacht, sodass je nach Wunsch einzelne Wohn- oder Büroeinheiten, Etagen oder auch gleich das ganze Gebäude smart gemacht werden können – je nach Wunsch und Budget. Mehr Komfort, größere Sicherheit, eine angepasste Wohn- oder Arbeitsumgebung und eine bessere Energiebilanz sind die Vorteile intelligent vernetzter Gebäude.
„Besonders mit der neuesten IoT-Sensorik sind und werden Gebäude smart und somit auch nachhaltiger sein“, weiß Frank Krause, Chief Sales Officer bei Caverion. „Gebäude werden mehr und mehr zu fühlenden Objekten werden, die sich tagesaktuell auf die Bedürfnisse der Menschen einstellen.“ Die Sensorik, mit der das Unternehmen arbeitet, erkennt bereits heute, wie viele Menschen sich in einem Raum befinden, und regelt entsprechend das Raumklima oder auch die Lichtverhältnisse. Und nicht nur das: „Mit unseren Energieeinspar-Contracting-Angeboten sparen wir unseren Kunden bereits heute im Durchschnitt 36 Prozent der Energiekosten“, so Krause. Besonders spannend wird seiner Meinung nach, wenn smarte Gebäude in Zukunft untereinander vernetzt sind und miteinander „reden“.
Die Firma ISS testet die neuen Möglichkeiten gleich an sich selbst und mit ihren Mitarbeitern aus – von der Gesichts- und Stimmungserkennung bei Kunden über die automatische Regelung des Raumklimas mithilfe diverser im Haus verteilter Sensoren und das Management der verfügbaren oder auch nicht verfügbaren Arbeitsplätze bis hin zur Einweisung von Technikern per 3D-Brille in Arbeitsabläufe und Wartungsaufgaben. Es wird einfach alles mal ausprobiert, was Kunden später vielleicht einmal für das Gebäudemanagement angeboten werden könnte.
Smart Citys
Laut eco und Arthur D. Little wird der Smart-City-Markt in den kommenden Jahren einer der am schnellsten wachsenden Sektoren weltweit und auch in Deutschland sein. 2017 verzeichnete er in Deutschland einen Umsatz von circa 20,4 Mrd. Euro. Bis 2022 soll er sich dann schon auf rund 43,8 Mrd. Euro mehr als verdoppelt haben.
Für Prof. h. c. Dr. Etezadzadeh, Gründerin und Institutsleiterin des SmartCity.institute, ist eine Smart City „eine Stadt, die nicht nur auf ihren Selbsterhalt, sondern auch auf den Erhalt ihrer natürlichen Umwelt ausgerichtet ist. Sie stellt die Lebensqualität aller Bewohner, den Erhalt des Klimas und der lebendigen Umwelt in den Mittelpunkt der Stadtentwicklung. Eine Smart City strebt nach der Festigung ihrer eigenen Identität, nach lebendiger Vielfalt, sozialer Kohäsion und umfassender Resilienz. Sie hat eine integrierte Stadtverwaltung, die effektiv und nach den Kriterien der Urban Governance arbeitet. Sie verfügt über geeignete Infrastrukturen und nutzt interoperable Techniken, die Vernetzung von Systemen sowie die Digitalisierung, um ihre Ziele zu erreichen, ohne sich technischen Innovationen jemals auszuliefern.“ Dabei wird die Digitalisierung in alle Lebensbereiche eindringen, und die Städte werden für dieses Ziel insbesondere ihre urbanen Infrastrukturen modernisieren müssen.
Und noch etwas ist klar: Ohne Smart Services keine Smart Citys. Die technische Basis dafür sind IoT- und Cloud-Plattformen, über welche die Daten gewonnen werden, die dann – analysiert und aufbereitet – in die Smart Services für die Bürger ein- und diesen wieder zufließen. Dabei können sich die „IT-Plattformen unabhängig von der Größe einer Stadt zu einer Art kommunales Gehirn entwickeln“, weiß Etezadzadeh. Ausgerüstet mit einer VR-Brille und einem 3D-Drucker könnten z. B. technische Außendienstmitarbeiter der Stadt die „kleinen grauen Zellen“ dieses kommunalen Gehirns anzapfen, um schneller und besser Wartungen und Reparaturen an der Verkehrsinfrastruktur durchzuführen.
„Die Smart City stellt die Lebensqualität aller Bewohner in den Mittelpunkt der Stadtentwicklung“, so Prof. Dr. Chirine Etezadzadeh.
Es gibt verschiedene Strategien auf dem Weg zu einer Smart City. Jede Stadt muss den am besten für sie geeigneten herausfinden, es gibt keine Universallösung. In seinem Smart City Index empfiehlt Roland Berger den Großstädten, erst einmal zu ermitteln, welche Services ihren Bürgern wichtig sind, wo der Schuh drückt. Wichtig sei, dass Smart-City-Ansätze nicht in einzelnen, unverbundenen Lösungen stecken bleiben, sondern die Breite der öffentlichen Daseinsvorsorge adressieren und die entsprechenden Anwendungen auch untereinander verknüpfen. Von Vorteil wird es dabei sicher sein, auf dem aufzubauen, was man schon hat oder besonders gut kann, um dann Schritt für Schritt eine Lösung, einen Service nach dem anderen zu entwickeln und einzuführen.
Mobilität im urbanen Raum
Eines der dringendsten Probleme, die in diesem Zusammenhang immer wieder auftauchen, ist die Planung und Organisation des künftigen städtischen Verkehrs, auch um den Bürgern zukunftsweisende Verkehrskonzepte bei gleichzeitiger Reduktion der klimaschädlichen und gesundheitsschädigenden Abgase offerieren zu können. „Im Mobilitätssektor werden sich nicht nur die Antriebsverfahren, sondern auch die Nutzungsweise der Verkehrsträger sowie das Mobilitätsverhalten insgesamt verändern“, betont Chirine Etezadzadeh. Dies erfordere u. a. Innovationen im Bereich des motorisierten Individualverkehrs, des öffentlichen Verkehrs sowie in der urbanen Logistik. Ihrer Meinung nach „wird der Durchbruch hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Mobilität im urbanen Raum durch autonome Fahrzeuge erreicht werden. Zusätzlich lassen sich zum Beispiel über offene Cloud-Plattformen vernetzte Verkehrssysteme in Echtzeit organisieren. Gerade für Ballungsgebiete stellt das wachsende Verkehrsaufkommen eine große Herausforderung dar.
Das Auto wird zum Sinnbild für „smarte Services“: Vom Einhalten der Emissionswerte durch flexible Routenführung und Navigation bis zum vollständigen autonomen Fahren wird jede Generation Auto mehr zur KI.
Quelle: Smart Service Welt Innovationsbericht 2017, BMWi, Darstellung angelehnt an c‘t 221/2016, S. 180
Stefan Höchbauer von der SAP erklärt dazu: „Folgendes Szenario wäre künftig denkbar: Sie fahren mit Ihrem Auto in eine Stadt mit kostenpflichtigen Umweltzonen. Ihr Wagen erkennt, ob er das dortige CO2-Limit einhalten werden kann und bietet Ihnen Optionen an, wie Sie Ihre Gebühr senken können – etwa, indem Sie auf Hybridantrieb umstellen oder Ihre Höchstgeschwindigkeit senken. Ein solches System schafft nicht nur Anreize zu umweltbewusstem Fahrverhalten durch niedrigere Gebühren. Es erhöht auch die Attraktivität des multimodalen Stadtverkehrs, indem Fahrer ihr Auto am Rand der Umweltzone parken und auf öffentliche Verkehrsmittel umsteigen oder Elektro-Scooter und Fahrräder nutzen können. Über eine offene Cloud-Plattform lässt sich ein solches vernetztes Verkehrssystem in Echtzeit organisieren.“ Darüber hinaus werden „aus dem Zusammenspiel innovativer Mobilitätsformen und deren digitaler Vernetzung zahllose Möglichkeiten, Geschäftsmodelle zu etablieren, resultieren“, so Chirine Etezadzadeh weiter. Als einfachste Beispiele nennt sie Apps, die Mobilitätsmärkte schaffen, indem sie Anbieter und Nachfrager miteinander vernetzen, wie beispielsweise Ridesharing- und Carsharing-Dienste oder Travelservices. „Komplexer wird es, wenn verschiedene Verkehrsträger und Dienste miteinander vernetzt werden müssen, damit verkehrsträgerübergreifend nahtlose Reiseerfahrungen entstehen.“ Die Wertschöpfungspotenziale jedoch sind mannigfaltig. Beispielsweise arbeitet SAP an einem offenen System für den Betrieb eines E-Fuhrparks, das aber auch für alle elektrifizierten Modelle von Fahrzeugen und Ladeinfrastrukturen in gemischten Fuhrparks eingesetzt werden kann.
Fest steht, für den urbanen Verkehr der Zukunft müssen die richtigen technische Voraussetzungen geschaffen werden. „Zustandsinformationen von Dingen lassen sich mit der herkömmlichen Funktechnik gar nicht oder nur mit hohem finanziellen Aufwand übertragen,“bemerkt Wolfgang Krüger, Head of Networks / LoRaWAN bei der Telent-Tochter Netzikon. Abhilfe schaffte hier eine nach LoRaWan standardisierte Funkübertragung. „Trotz geringsten Sendeleistungen lassen sich dank dieser Technik diese jeweiligen Zustandsinformationen nicht nur über große Entfernungen sicher übertragen“, so Krüger, „die Batterien der dafür verwendeten Sensoren haben auch eine außerordentlich hohe Lebensdauer und können damit unabhängig von Stromversorgung oder Aufladeprozeduren eingesetzt werden. Gut tun die Städteoberen daran, den Gedankenaustausch mit ihresgleichen zu suchen. Kongresse wie der Smart City Expo World Congress, der im November in Barcelona stattfinden wird, und die Blisscity, die erste deutsche Smart City Convention, organisiert vom Bundesverband Smart City e.V. und der Messe Frankfurt, bieten den perfekten Rahmen dazu.
Smart Services für Industrie und Handel
Durch die Digitalisierung und Smart Services werden herkömmliche Produktionsstrukturen grundlegend infrage gestellt. Für den Diplomatic Council, einen bei den Vereinten Nationen mit Beraterstatus akkreditierten globalen Thinktank, werden Smart Factorys in Verbindung mit dem 3D-Druck zu einer bisher kaum vorstellbaren globalen Dezentralisierung der Produktionsressourcen führen, mit dem Internet der Dinge als Businessplattform.
Entwicklungs-, Design- und Produktionszyklen werden in weiten Teilen des produzierenden Gewerbes dramatisch beschleunigt, die Supply-Chain wird extrem verkürzt. Der 3D-Druck macht die Produktion von Nischenprodukten für nur wenige Anwender auch außerhalb großer Industriegelände möglich und finanzierbar. Mensch, Maschine und Material sind über den gesamten Produktionsprozess hinweg kommunikationsfähig und tauschen sich bei Bedarf oder stetig über das Industrial Internet of Things aus.
Es gibt viele Stellschrauben, an denen Smart Services in der Industrie ansetzen können. Auch Energievertriebe können demnächst von neuen Smart Services profitieren und/oder die Vorteile an ihre Kunden weiterreichen. So erforscht die BGreenPocket GmbH zusammen mit Projektpartnern im EU-geförderten Horizon-2020-Projekt den Effekt von Rabatten, Energiespielen und sozialen Netzwerken auf das Verbrauchsverhalten von Haushalten. Mit diesen Modulen wäre die Planung zeitbasierter Rabattaktionen und von Benachrichtigungen durchsetzbar, zudem eröffneten sich neue Kommunikationskanäle für mehr Kundennähe.
Kundenzentrierung heißt auch das Erfolgsrezept der KPS AG, die Verkaufsplattformen für Unternehmen entwickelt und bereitstellt. „Sensorik bietet auch dem Handel die Möglichkeit, weitere Erkenntnisse über das Verhalten des Kunden und seine Nutzung von Produkten zu gewinnen“, weiß Stefan Metzger, als Partner der KPS AG verantwortlich für das Business-Consulting im digitalen Segment. Die Datenerfassung geschieht durch Smart Devices oder durch Technologien, die direkt in den Filialen installiert werden. Gerade im Freizeit- und Gesundheitsbereich wird es viel mehr Anwendungsfälle geben und der Angebotsumfang von Smart Services stark erweitert werden. Der stationäre Handel kann seine Position in vielen Segmenten durch den direkten Zugriff auf den Kunden stärken, und mit durchdachten Omnichannel-Lösungen und Smart Services die Kundenbindung gezielt und effizient intensivieren.
Das Thema Security-Management muss im Kontext von Smart Services und dem Internet of Things ebenso neu ausgerichtet werden. IoT-Security-Lösungen sind gefragter denn je. NTT Security launchte kürzlich Security-Services für industrielle Steuerungssysteme unter dem Namen IT / OT Integrated-Security-Services. „Diese verschiedensten Dienstleistungen bestehen aus einer Kombination von Beratungsdiensten und Managed-Security-Services“, stellt Kai Grunwitz, Senior Vice President EMEA bei NTT Security, das Angebot vor. „Die Consulting-Services zum Beispiel visualisieren Komponenten und potenzielle Risiken eines Produktionssystems. Sie bieten umfangreiche und effiziente Sicherheitsmaßnahmen inklusive Netzwerk-Segmentation, Filterung von OT-Protokollen und Erkennung von Schwachstellen in Produktionsnetzen. Die Managed-Security-Services ermöglichen eine proaktive Verteidigung industrieller Steuerungssysteme durch eine kontinuierliche Überwachung, Erkennung und Abwehr von Cyberangriffen.“
Auf in die Smart-Service-Welt
An dieser Stelle ist es schier unmöglich, alle Smart-Services, Produkte und Lösungen vorzustellen, die es schon gibt oder an die schon zu denken gewagt wurde. Sie werden Anwendung finden in unserem Heim und in der Stadt, im Gesundheits- und Pflegebereich, bei Sport und Spiel, bei der Verkehrsüberwachung und -steuerung, beim Handwerk und in der Wartung, beim Banking, in der Produktion, Landwirtschaft und Logistik, schlichtweg überall. Um diese Entwicklung zu begleiten und zu fördern, schaffen Politik und gesellschaftliche Akteure die notwendigen Rahmenbedingungen in Deutschland. 2016 startete das BMWi das Technologieprogramm „Smart Service Welt I“, das 20 Smart-Service-Projekte fördert, die die Vielfalt der Smart Services abbilden. Sie können vier Themenbereichen zugeordnet werden: Mobilität, gutes Leben, Produktion und Querschnittstechnologien.
Bei allem technisch Machbaren darf man aber nicht vergessen, die Menschen auf diese Reise mitzunehmen. Sie sind diejenigen, für die die Smart Services gemacht sind und die sie anwenden sollen. Ihre Berührungsängste und Befürchtungen müssen ernst genommen werden. Nur so kann man sie völlig ausräumen, um dann gemeinsam in die schöne, neue Smart-Service-Welt gehen oder fahren zu können.
von Brigitte Kasper
b.kasper@trendreport.de
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Chirine Etezadzadeh: smartcity.institute
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