ILMA - Integrales Lifecycle-Management für die Abwasserreinigung

Kurzfassung
Abwasserreinigungsanlagen werden von Experten im Rahmen der allgemein anerkannten Regeln der Technik üblicherweise auf Basis ihrer Berufserfahrung geplant. Damit hängen Qualität und Optimierungsgrad einer Kläranlage weitgehend davon ab, ob das jeweilige Ingenieurteam durch einzelne Knowhow-Träger genügend Erfahrung besitzt. In Anbetracht heutiger Möglichkeiten moderner Informations- und Kommunikationstechnologien sowie den damit einhergehenden Optimierungspotenzialen sind die gegenwärtigen Planungs- und Betriebsprozesse im Bereich der Abwasserreinigung sehr ineffizient.

Ziel des Projekts ILMA ist die Entwicklung einer modernen IT-Infrastruktur zur kollaborativen, konsistenten und ganzheitlichen Planung abwassertechnischer Anlagen. Bestehende Planungswerkzeuge verwenden für spezifische Teilaufgaben jeweils unterschiedliche Teilaspekte der erforderlichen Planungsgrößen und verursachen dadurch Brüche im Planungsprozess. Durch die durchgängige Verknüpfung der vorhandenen Modelle und Daten soll deren konsistente Verwendung im gesamten Planungsprozess ermöglicht werden. Zusätzlich werden moderne Optimierungsverfahren der Prozesssimulation direkt an den Planungsprozess angekoppelt. Die Modellierung soll grundsätzlich auf Grundlage offener, international standardisierter Formate erfolgen.

Um bei der Definition der Anforderungen alle praxisrelevanten Anwendungsszenarien und spezifischen Arbeitsabläufe zu berücksichtigen, sind zwei große Kläranlagenbetreiber sowie drei Ingenieurbüros als assoziierte Partner beteiligt (Abbildung 1). Im Projekt werden erste ausgewählte Smart-Services und Smart-Service-Demonstratoren entwickelt, die auf Basis der zu entwickelnden Software-Plattform grundlegende Funktionalitäten zur Planung und Optimierung von Kläranlagen ermöglichen.

Mit der zunehmenden Befreiung von Routinearbeiten können sich die planenden Ingenieure auf die Bewertung und Beurteilung der aufbereiteten Informationen konzentrieren. Die Anbindung computergestützter Optimierung an alle Planungsphasen verspricht Effizienzsteigerungen im zweistelligen Prozentbereich zugunsten der Kläranlagenbetreiber – und im kommunalen Bereich auch zugunsten der Gebührenzahler. Das Konzept der offenen Architektur von ILMA ermöglicht zusätzlich, auf dem Softwaremarkt etablierte Drittsysteme für Planungsaufgaben direkt an die Smart-Service-Plattform anzubinden (Abbildung 2).

Die Professur Informatik im Bauwesen ist innerhalb des Konsortiums für folgende Forschungsschwerpunkte verantwortlich:

  • Identifikation relevanter Domänenmodelle und Modellelemente
  • Spezifikation semantischer IFC-Modellerweiterungen (Building Information Modeling)
  • Schnittstellenkonzept für IFC-Modelle (Anforderungen der Anwendungsdomäne)
  • Entwicklung eines Editors und einer Rendering Engine für IFC-Standardmodellkomponenten
Figure 1: Project structure and partners.
Figure 2: Architecture of the proposed smart service platform.

ILMA in der Presse

Projektart
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF): KMU innovativ
 

Förderdauer
2017 - 2020
 

Projektvolumen
1.258.574,40 €, davon BMBF-Anteil: 876.799,40 €
 

Projektpartner und deren Verantwortungsbereiche

  • Bauhaus-Universität Weimar, Professur Informatik im Bauwesen: Forschungspartner; Weiterentwicklung von Methoden zur Modellierung im Bauwesen
  • Technische Universität Dresden, Professur Softwaretechnologie: Forschungspartner; Entwicklung von Methoden zur Modellsynchronisation
  • und weitere

 

Projekt-bezogene Publikationen

  • Söbke, H., Theiler, M., Tauscher, E. & Smarsly, K., 2018. BIM-based description of wastewater treatment plants. In: The 16th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering (ICCCBE). Tampere, Finnland, 05.06.2018.
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  • Söbke, H., Tauscher, E. & Smarsly, K., 2018. Metamodellierung von Kläranlagen. In: BauSIM 2018. Karlsruhe, 26.09.2018.
    Download
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  • Di Biccari, C. & Heigener, D., 2018. Semantic modeling of wastewater treatment plants towards international data format standards. In: 30. Forum Bauinformatik. Weimar, 19.09.2018.
    Download 

  • Smarsly, K., & Söbke, H. (2019). Digitale Beschreibung von Kläranlagen mit Building Information Modeling. In: W. Kristeller & U. Jumar (Hrsg.), KläranlagenTage, Bad Soden, 26./27.06.2019. Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V.

Gremienarbeit

  • Mitarbeit in der DWA-Ad-hoc-Arbeitsgruppe WI-00.5 „Building Information Modeling"
    Arbeitsbericht: DWA-Ad-hoc-Arbeitsgruppe WI-00.5 „Building Information Modeling" (2018) Building Information Modeling in der Wasserwirtschaft. KA Abwasser Abfall 2018:1107–1112. doi: 10.3242/kae2018.12.005
     

Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Kay Smarsly
Bauhaus-Universität Weimar
Informatik im Bauwesen
Coudraystraße 7, Raum 518
99423 Weimar
E-Mail: kay.smarsly[at]uni-weimar.de

Dr. Heinrich Söbke
Bauhaus-Universität Weimar
Informatik im Bauwesen
Coudraystraße 7, Raum 519
99423 Weimar
Email: heinrich.soebke[at]uni-weimar.de