Siemens Smart Infrastructure löst Gebäudedaten aus Silos heraus in AWS

Im Jahr 2018 waren acht Milliarden Geräte mit dem Internet verbunden. Bis 2030 werden es laut einem Bericht des Weltwirtschaftsforums rund eine Billion sein. Zu diesen vernetzten Geräten gehören Komponenten der Systeme, die in Gebäuden für lebenswichtige Funktionen wie Brandschutz, Sicherheit und Zugang, HLK, Beleuchtung und Stromversorgung eingesetzt werden. Ein typisches intelligentes Bürogebäude verfügt über etwa 60 Arten von Sensoren, die täglich mehr als 500 MB an Daten erzeugen – ein Volumen, das sich voraussichtlich alle zwei Jahre verdoppelt.

Bei Siemens Smart Infrastructure, das sich auf die Verbindung von Energiesystemen, Gebäuden und Industrie konzentriert, sah die Abteilung Trends and Industry Affairs (TIA) eine Chance in der Aussicht, dass immer ausgefeiltere Sensoren immer mehr Gebäudedaten erzeugen. „Wir wussten, dass die meisten dieser Gebäudedaten in Silos gefangen waren und ungenutzt blieben, so dass ein großer Teil des Wertes unrealisiert blieb“, so Peter Loeffler, Vizepräsident von TIA. „Wenn zum Beispiel ein HLK-System die Daten eines Zugangskontrollsystems nutzen könnte, könnte es die Klimaanlage automatisch hochfahren, wenn sich ein Konferenzraum füllt, und sie nach dem Ende der Sitzung wieder herunterfahren.

Das Problem, so Loeffler: „Um selbst diese einfach klingende Integration zu erreichen, war eine zeit- und arbeitsintensive Sonderprogrammierung erforderlich, die in der Regel nicht in anderen Gebäuden wiederverwendet werden konnte.

Als Loeffler und sein Team diese Herausforderung analysierten, erkannten sie die Notwendigkeit einer Lösung, die alle Daten eines Gebäudes aufnehmen und auf einer intuitiven Plattform verfügbar machen konnte. Mit den Tools von Amazon Web Services (AWS) und der Unterstützung von AWS Professional Services haben sie also eine entwickelt.

Die daraus resultierende Plattform mit dem Namen Building Twin von Siemens kann Informationen über die Konstruktion (Materialien, Abmessungen, Standorte von Leitungen und Sensoren) und die Leistung (Belegung, Bewegung, Temperaturen, Luftfeuchtigkeit, Stromverbrauch) eines jeden Gebäudes erfassen und dann eine maschinenlesbare Darstellung – einen „digitalen Zwilling“ – des Gebäudes erstellen.

Da Building Twin von Siemens Gebäudedaten als logische Informationen darstellt, die unabhängig von Quellsystem oder Sensortyp sind, können sowohl technische als auch nicht-technische Mitarbeiter sie als Grundlage für Geschäftsanwendungen nutzen, die dann eine breite Wiederverwendbarkeit ermöglichen. Das Building-Twin-Entwicklungsprojekt folgte auf die erste Zusammenarbeit des Teams mit AWS Professional Services, bei der eine Zugangskontrolllösung entwickelt wurde, die Mobiltelefone als Zugangsberechtigungen nutzt und deren Entwicklung nur vier Monate dauerte.

„Durch den Einsatz von AWS waren wir in der Lage, beide Projekte in weniger als einem Jahr für die formale Produktentwicklung zu übergeben“, so Loeffler. „Wir haben beschlossen, das Tempo zu drosseln, um unsere F&E-Pipeline nicht zu überlasten.“

Wie die meisten Unternehmen, die die Cloud nutzen, möchte Siemens eine Kultur des Experimentierens fördern, um neue Geschäftsmöglichkeiten zu entdecken und ungenutzten Kundenwert zu realisieren. Das globale Unternehmen dezentralisiert sich und kultiviert die Anwendung von Startup-ähnlichen Arbeitsmethoden. Über sein Digital Expertise Centre, das Cloud Center of Excellence des Unternehmens, stellt Siemens vorkonfigurierte Vorlagen zur Verfügung, mit denen sich Ideen in neuen AWS-Konten einfach starten und testen lassen, ohne die Sicherheits- und Governance-Richtlinien des Unternehmens zu verletzen.

TIA-Projekte wie die mobiltelefonbasierte Zugangskontrolllösung und Building Twin bieten überzeugende Beispiele für die Möglichkeiten dieses Ansatzes. „Eine unserer Aufgaben bei TIA ist es, Ideen für neue Gebäudetechnologien zu entwickeln, zu prototypisieren und zu testen, bevor wir sie an Produktmanager weitergeben“, so Loeffler. „Ein großer Schwerpunkt ist für uns die Überlegung, wie sich Digitalisierung und Automatisierung sowohl auf bestehende Gebäude als auch auf Gebäude der Zukunft auswirken werden.“

AWS wird in dieser Zukunft eine wichtige Rolle spielen, wie das Projekt Building Twin von Siemens zeigt. Um die komplexen Objektabhängigkeiten in gebäudegenerierten Datensätzen zu modellieren, entschied sich TIA für den Einsatz von Graphdatenbanken und wählte Amazon Neptune als Graphdatenbank-Engine. Die Plattform verwendet auch Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) für webbasiertes Cloud-Computing, das in fast jeden anderen AWS-Service integriert werden kann, AWS Lambda für die Ausführung von Code als Reaktion auf Auslöser wie Datenänderungen und Änderungen des Systemstatus sowie Amazon AppStream 2.0 für das Anwendungsstreaming.

Für TIA erwiesen sich die Berater von AWS Professional Services als wertvolle Partner. „Wir wollen verstehen, wie unsere Lösungen funktionieren und wie wir die wichtigsten Herausforderungen meistern können“, so Loeffler. „Die Berater von AWS Professional Services lösen nicht nur ein Problem, sie sagen den Kunden auch, wie sie es selbst bewältigen können und helfen ihnen dabei.“

Mit der neuen Plattform Building Twin von Siemens erfüllt TIA die Nachfrage der Kunden nach einfacheren Gebäudeanwendungen. „Kunden erwarten zunehmend, dass es eine einzige App geben sollte, die alle Systeme eines Gebäudes steuern und Einblicke in sie anzeigen kann“, so Loeffler. „Mit Building Twin von Siemens, das auf AWS läuft, können unsere Kunden alle ihre Gebäudesysteme über eine Schnittstelle steuern.“

Building Twin löst auch eine interne Herausforderung für Siemens Smart Infrastructure. „Wir hatten Engpässe in der Planungs- und Inbetriebnahmephase des Gebäudelebenszyklus“, so Loeffler. „Durch den Einsatz von Building Twin zur Automatisierung von Teilen des Engineering- und Inbetriebnahmeprozesses haben unsere Ingenieure die Möglichkeit, noch mehr Kunden zu betreuen.“

Da Building Twin die Komplexität von Gebäudesystemen abstrahiert und gebäudegenerierte Daten als logische Informationen darstellt, macht es die Plattform für nicht-technische Mitarbeiter einfacher, neue Werte in diesen Daten zu finden, ohne dass sie Kenntnisse über die zugrunde liegenden Systeme benötigen. „Die einfache Aufnahme und Modellierung von Daten mit AWS ermöglicht es viel mehr Mitarbeitern, neue Geschäftsanwendungen zu erstellen, ohne dass sie wissen müssen, wie man sich mit Zugangskontrollstationen, Bluetooth-Sendern, Bewegungsmeldern und anderen Datenquellen verbindet“, so Loeffler. „Einer der größten Vorteile von AWS ist die Möglichkeit, Daten zu demokratisieren, sodass jeder, der eine gute Idee hat, einen neuen Kundenwert schaffen kann, unabhängig von seinem technischen Wissen.“

Weitere Informationen finden Sie unter aws.amazon.com/iot/.