SMART REGIONS HERAUSFORDERUNGEN (UND LÖSUNGSANSÄTZE) FÜR DIE STÄDTE UND REGIONEN DER ZUKUNFT BREMEN,

Transkript

1 SMART REGIONS HERAUSFORDERUNGEN (UND LÖSUNGSANSÄTZE) FÜR DIE STÄDTE UND REGIONEN DER ZUKUNFT BREMEN,

2 Agenda me Der Blick in die Glaskugel Megatrends (speziell Urbanisierung) Embedded Systems / Cyber Physical Systems Smart Cities / Smart Regions Fazit

3 Über mich affiliations, roles and projects OFFIS: Institut für Informatik (Oldenburg) Themen: Energie, Gesundheit, Verkehr. Ca. 290 Mitarbeiter, Top 5% aller deutscher Institute bei den Drittmitteln Bereich Transportation: Cyber Physical Systems, Safety Critical Embedded Systems Ziel: verlässliche, kooperative und assistive Systeme Branchen Automotive, Aerospace, Maritime Rolle: Bereichsleiter Business Development

4 Über mich affiliations, roles und projects 2011, Gründung embeteco (OFFIS nur noch zu 50%) Projekte (Auswahl): Clustermanagement Automotive Nordwest (seit 2011) Acatech Position Smart Cities (2011) Urban und Metropolitan Solutions für die Deutsche Messe AG (2011) Urban Solution Forum Cebit (2012) Konzept Metropolitan Solutions Conference (2012) Landesinitiative Mobilität Niedersachsen (2013)

5 GESELLSCHAFTLICHE HERAUSFORDERUNGEN UND MEGATRENDS

6 Gesellschaftliche Entwicklungen Gesellschaftliche Herausforderungen: Klimawandel Demographischer Wandel Urbanisierung (..)

7 Urbanisierung (weltweit)

8 50% der Megacities sind in Entwicklungsländern

9 Situation Deutschland Um 1800 lebten nur etwa 25 % der deutschen Bevölkerung in Städten und rund 75 % auf dem Land In den 1930er Jahren leben mehr als 50% der deutschen Bevölkerung in Städten, und nach dem 2. WK sind es fast 60% Heute leben in Deutschland 88% der Bevölkerung in Städten. Aufgrund verschiedener Faktoren steigt der Urbanisierungsgrad wieder (Reurbanisierung)

10 SMART CITIES UND SMART REGIONS

11 Definition Smart City Aus einer Kommune wird eine Smart City, wenn neue Anwendungen in überdurchschnittlich hohem Maße genutzt werden und die allgemeine Vernetzung steigt. Das Neue an den Anwendungen besteht insbesondere darin, dass sie mit ubiquitären Netzstrukturen unterlegt sind. (Cluster IKT.NRW Smart Cities) A Smart Community is a community that has made a conscious effort to use information technology to transform life and work within its region in significant and fundamental, rather than incremental ways. (California Institute for Smart Communities) Quelle: Prof. Dr. Ina Schieferdecker, FhG FOKUS

12 Definition Smart City In a Ubiquitous City, various types of computers/sensors and information systems are built into houses, office buildings, streets; make them connected and make various services (residential, medical, business, governmental) available in a ubiquitous and integrated way. (Ubiquitous City (U-City) - Building next generation cities, Korea) Dafür braucht man: Informations- und Kommunikationstechnologie, Embedded Systems Cyber Physical Systems

13 Beispiel: Smart City 2020 Quelle: Frost & Sullivan

14 Beispiel: Amsterdam. Ziel 40% Co2-Reduktion bis 2025 Quelle: Frost & Sullivan

15 EMBEDDED SYSTEMS / CYBER PHYSICAL SYSTEMS (EXKURS)

16 Embedded Systems = Zentralnervensystem von Produkten Eingebettete Systeme (Embedded Systems) entstehen durch die Kombination von elektronischen Schaltkreisen mit Sensorik, Aktuatorik sowie Software. Sie sind in größere Systeme eingebettet und damit in der Regel für den Anwender unsichtbar. Ihre Aufgaben sind: Wahrnehmen Analysieren Entscheiden Handeln Quelle: SafeTRANS

17 Cyber Physical Systems = vernetzte Embedded Systems Cyber-Physical Systems (CPS) bestehen aus Eingebetteten Systemen (ES) die mittels Sensoren und Aktuatoren unmittelbar physikalische Daten erfassen und auf physikalische Vorgänge einwirken, mit digitalen Netzwerken verbunden sind (drahtlos, drahtgebunden, lokal, global), mit weltweit verfügbaren Daten und Diensten verknüpft werden können (über Unternehmensgrenzen) und über eine Reihe multimodaler Mensch-Maschine- Schnittstellen verfügen

18 CPS / ES Cyber-Physical Systems (CPS) Systems-of-Systems Intelligente und Kooperative Embedded Systems Intelligente Embedded Systems Embedded Systems (ES) Quelle: SafeTRANS

19 CPS (mein einfaches Weltbild) Industrie 4.0 Smart City / Smart Region Internet der Dinge CPS Embedded Systems Konsequenz: Alles ist mit allem vernetzt!? Systemgrenzen existieren nicht mehr! Safety / Security sind zentrale technische Herausforderungen!

20 Andere Anwendung CPS: Industrie 4.0 Physische Welt Digitale Repräsentation Herausforderungen: Vernetzung aller Fertigungs-, Logistik- und Geschäftsprozesse Weltweiter Überblick und Kontrolle über alle ablaufenden Prozesse Weltweite Wertschöpfungsketten über Datennetze Dezentrale Realisierung und Automation Teleoperation, Fernwartung und Ferndiagnose Entscheidungsunterstützung durch Prädiktion, Simulation, und Augmented Reality Quelle: Siemens

21 Smart Cities Quelle: Frost&Sullivan

22 ZUSAMMENFASSUNG / FAZIT

23 Smart City als Antwort auf Urbanisierung Herausforderungen weltweit Die Herausforderung in den developing countries besteht darin, den Zuzug von immer mehr Menschen in die Städte zu bewältigen. Die Menschen in diesen Städten müssen mit Ernährung Arbeit Mobilität Energie Information Telekommunikation Gesundheitsdienstleistungen und anderen öffentlichen und privaten Dienstleistungen versorgt werden

24 Smart City als Antwort auf Urbanisierung Herausforderungen Deutschland In Deutschland ziehen die jungen, mobilen Menschen in die Städte, auf dem Land bleiben die alten Menschen zurück Die Herausforderung in Deutschland besteht darin, in den Städten die Infrastruktur zu modernisieren und smart zu machen (bei leeren Kassen) Die auf dem Land verbleibenden Menschen müssen mit den entsprechenden Dienstleistungen vor Ort versorgt werden (ohne Fixkostendegression) Das alles muss im laufenden Betrieb und ohne Budget geschehen (schwierig) Ländliche Räume: Smart Region (statt Smart City)

25 Fazit Differenzierte Betrachtung des Themas tut not (Welt vs. Europa, Stadt vs. Ländlicher Raum) -> Smart Region Technologie für Smart Cities (Smart Infrastructure) kann Lösungsansatz zur Bewältigung der unterschiedlichen Probleme sein (s. Hannover Messe DMAG: Metropolitan Solutions, Smart City in einer Messehalle) Problem ist aber nicht (nur) die Technik, sondern Safety/Security, Integration, Interoperabilität, Regulatorisches (Privacy, Haftung), Geschäftsmodelle, und die Kosten Ansatz: Gesellschaftlicher Konsens über Ziel (s. Amsterdam), dann ganzheitliche offene Umsetzung mit allen Stakeholdern (Living Lab)

26 Kontakt embeteco matthias brucke technology counselor Ramsauerstr Bad Zwischenahn web: embeteco.livedrive.com mbrucke