IWW-Innovationstag 2018 – Virtualisierung der Wasserwirtschaft

Virtualisierung der Wasserwirtschaft: Planung – Bau – Prozessleitsysteme               

Die Emschergenossenschaft (EG) in Essen lud am 28. Juni 2018 eine 25-köpfige Besuchergruppe des IWW-Fördervereins und der IWW-Gesellschafter zu einem Einblick in „virtuelle Welten“ der Wasserwirtschaft ein. Auf dem Programm standen die Erfahrungen mit der erstmaligen Anwendung von BIM (Building Information Modelling) bei Planung und Bau des Pumpwerks Oberhausen, eines von drei Abwasserpumpwerken im neuen Abwasserkanal Emscher. Zweites Hauptthema war die im Rahmen eines „proof of concept“ erzielten Erfahrungen mit einem virtuellen Prozessleitsystem, als Schritt zur Zentralisierung, Standardisierung und zur verbesserten Prozesssicherheit.

Die Einführung in den laufenden Emscherumbau und die damit verbundenen Großprojekte stellte Peter Jagemann in Vertretung von Prof. Burkhard Teichgräber (Vorstandsmitglied des IWW-Fördervereins) vor. Der Standort der Kläranlage Bottrop bot den Teilnehmern die Chance, neben einer der vier Großkläranlagen entlang der Emscher auch den Blick in die laufende Baustelle des Emscherpumpwerks Bottrop zu werfen.

Die durchgängige Digitalisierung aller planungs- und realisierungsrelevanten Bauwerksinformationen als virtuelles Bauwerksmodell wird mit Building Information Modeling – kurz BIM – umschrieben. Diese Methode nutzt gegenüber herkömmlichen IT-Modellen deutlich mehr Informationen und schafft eine synchronisierte Datenbasis, auf die alle am Bau Beteiligten zugreifen können.

Die EG hat Teile der Bauplanung und den laufenden Bauprozess am Emscherpumpwerk Oberhausen in einem BIM-Datenmodell angelegt. Erste Erfahrungen aus der Realisierung wurden von Projektleiter Markus Kühnel vorgestellt, u.a. aus der Kollisionsprüfung verschiedener Planungsgewerke, die sich im dreidimensionalen Datenmodell deutlich zielgerichteter durchführen lässt als mit den herkömmlichen 2-D Planungsunterlagen. Im Bauverlauf wird das fortlaufende Controlling aller Bau- und Montageschritte mit der Verknüpfung und Überwachung von Terminplänen erprobt, für strukturierte Qualitätssicherung, Mängelmanagement und letztlich auch als digitale Dokumentation des gesamten Bauwerks für nachfolgende Betriebs- und Instandhaltungsprozesse.

Ausgangslage, Motivation und Realisierungsansatz für ein zentrales Prozessleitsystem für 800 Einzelanlagen von Emschergenossenschaft und Lippeverband wurden von Christian Vosbeck vorgestellt. Ein virtuelles Prozessleitsystem simuliert die notwendige dezentrale Hardware, Betriebssystem und Netzwerk, entkoppelt die Hardware von der Prozesssteuerungs-Software und fasst Ressourcen zentral zusammen. Ziele sind die Abschaffung vieler Einzellösungen an den Betriebsanlagen mit dem verbundenen dezentralen Wartungsaufwand für die Systempflege und die Einhaltung und Überprüfung der Sicherheitsanforderungen. Die EG verspricht sich nach den Erfahrungen des ersten Realisierungsprojektes eine bessere Standardisierung, höhere Wirtschaftlichkeit durch zentrale Pflege und eine höhere Sicherheit durch verbesserten Schutz der zentralen Systeme.

Das zentrale BIM-Datenmodell des Pumpwerks Oberhausen wurde zum Abschluss „virtuell begangen“, in einer 3D-Visualisierung des Planungsmodells mittels einer VR-Brille. Heiko Althoff zeigte den Teilnehmern die Möglichkeiten der virtuellen Begehung auf, parallel zu einer Führung an der realen Pumpwerks-Baustelle Bottrop. So wurden Praxis und Visualisierung für die Teilnehmer direkt vergleichbar. Zum Abschluss konnten auch die mittels Kamerabefahrung digitalisierten Abschnitte des bereits verlegten Abwasserkanals Emscher besichtigt werden.

Ist das die Zukunft zur Steuerung, zur Planung und zum Bau von großen Infrastrukturanlagen? Heiko Althoff (EG) und Wolf Merkel (IWW) waren sich einig darin, dass wir „einen Blick in die Zukunft des digital unterstützten Infrastruktur-Betriebs werfen konnten“. Der Weg zur Wasserwirtschaft 4.0 ist noch weit, es gilt den Königsweg zwischen Technikfaszination und Nutzenorientierung zu finden, aber die bisher erreichten Ergebnisse waren für alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer des IWW-Innovationstages eindrucksvoll.

Für die TeilnehmerInnen der Exkursion stehen alle Vorträge zum Download zur Verfügung (Anfragen bitte an Susanne Bonorden beim IWW).

Ansprechpartner: Wolf Merkel