Frau Kilpert, das Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE beschäftigt sich mit Smart City. Welche Themen stehen hier bei Ihnen im Mittelpunkt?
Anne-Marie Kilpert, Department Head Smart City Design am Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE in Kaiserslautern: Wir unterstützen Städte und Stadtverwaltungen als wissenschaftlicher Partner bei der Konzeption und Umsetzung von innovativen Lösungen für ihre Smart City oder Smart Region. Das heißt, wir beschäftigen uns gemeinsam mit den Kommunen intensiv mit der Frage, wie die Daseinsvorsorge – etwa rund um die Bereiche Mobilität, Gemeinschaft und Gesundheit – nachhaltig und damit dauerhaft lebenswert ausgestaltet werden kann. Bei Neugestaltungen von Dorfmitten schauen wir etwa, welche weiteren bedarfsgerechten, digitalen Lösungen mitgedacht werden können, damit positive Effekte – z.B. auf Mobilitäts- und Nahversorgungskonzepte –verstärkt werden können.
Digitale Lösungen im Kontext einer Smart City sind somit immer Mittel zum Zweck, um Prozesse im Zusammenspiel mit kommunalen Strukturen zu vereinfachen. Dazu ist es jedoch notwendig, dass mit den Kommunen zunächst eine fundierte Smart-City- und Smart-Region-Strategie ausgearbeitet wird, die dann wiederum in den Aufbau einer Organisationsstruktur mündet. Was schließlich die konkrete Umsetzung der Maßnahmen angeht, können wir auch hier die Städte gezielt mit unserer Expertise rund um urbane Datenplattformen, Digitale Zwillinge oder auch das Thema Cybersecurity in der Smart City unterstützen.
Sie sind Abteilungsleiterin Smart-City-Design. Was versteht man unter diesem Bereich?
Unter enger Einbindung der Bürger:innen und Stakeholder:innen formulieren wir zunächst gemeinsam aus, in welchen kommunalen Bereichen der größte Verbesserungsbedarf besteht. Anhand dessen definieren wir dann technische Lösungen, die den jeweiligen Anforderungen entsprechen. Unsere Rolle in diesem Prozess ist, dass wir im Gegensatz zum Engineering in der Abteilung Smart City Design aber nicht direkt an der technischen Umsetzung der Lösungen arbeiten, sondern vielmehr an der Formulierung von Herausforderungen.
Das mag vielleicht nüchtern klingen, tatsächlich haben wir aber die Erfahrung gemacht, dass wir ein Problem erst vollkommen durchdringen müssen, um anschließend eine wirklich gute – im Sinne von passender – technischer Lösung konzipieren zu können. Wir sehen uns damit als „Befähiger“, der den Kommunen aufzeigt, wie man den digitalen Wandel besser auf seine persönliche Situation anwenden und von ihm profitieren kann. Dabei holen wir Personen mit verschiedenen Wissensständen ab und binden sie in den Prozess ein.
Was ist Ihrer Meinung nach die größte Herausforderung oder die größten Herausforderungen einer smarten Stadt? Und wie lösen Sie diese?
Viele Städte und Regionen sind unserer Erfahrung nach sehr bestrebt, die smarte Fortentwicklung voranzutreiben – sie wissen jedoch oft nicht wie. Dementsprechend aufwendig ist häufig auch der Aufbau der notwendigen Organisationen in den Verwaltungen sowie die damit einhergehende konkrete Strategieentwicklung. Ein ähnliches Bild zeigt sich später auch bei der Zusammenarbeit mit den Bürgerinnen und Bürgern. Soll eine Smart City oder Smart Region zum Erfolg führen, ist es ungemein wichtig, die Menschen vor Ort dauerhaft bei dem gesamten Prozess mitzunehmen.
Doch auch sie müssen zunächst qualifiziert werden, damit auch wirkliche alle Menschen die digitalen Lösungen tatsächlich nutzen können. Wir stehen den Städten und Regionen deshalb mit einem ganzheitlichen Beratungsansatz zur Seite und unterstützen dabei, überhaupt erst diese notwendigen Voraussetzungen in den Orten zu schaffen.
Inwiefern hilft ein Digitaler Zwilling beim Thema Smart City? Welche Vorteile bieten sich mir mit so einem Abbild?
Mit Hilfe dieser digitalen Abbilder können die Auswirkungen bestimmter Szenarien vorab genauestens untersucht und simuliert werden. Dies hat den Vorteil, dass ich schon vor der Umsetzung eines Projekts oder einer Maßnahme erkenne, wo möglicherweise künftig Probleme auftreten – und diese somit vermeiden kann. Das digitale Abbild lässt mich in gewisser Weise ein Stück weit in die Zukunft blicken und ermöglicht mir so eine unabhängige und faktenbasierte Entscheidungsfindung.
Um auch hier ein Beispiel zu nennen: Ein Digitaler Zwilling wird etwa dazu benutzt, um zu schauen, wie sich eine 15 Sekunden längere Grünphase bei der Ampelschaltung auf den Verkehr in einer Stadt auswirkt. Auf diese Weise lassen sich später beispielsweise die Standzeiten von Autos im Innenstadtverkehr verringern, die Sicherheit von Radfahrer*innen erhöhen oder ähnliches.
Sie sagen aber auch, ein typisches Einstiegs-Smart-City-Projekt ist der Digitale Zwilling eher nicht. Was ist umgekehrt nötig, damit ein Digitaler Zwilling in einer smarten Stadt läuft?
Inwiefern die Anwendung eines Digitalen Zwillings in den jeweiligen Städten möglich ist, ist von Kommune zu Kommune unterschiedlich. Mitunter müssen zunächst die notwendigen Voraussetzungen geschaffen werden, wie etwa die Erhebung und Vernetzung der Daten. Folglich ist ein Digitaler Zwilling zwar kein typisches Einstiegs-Smart-City-Projekt, das ist richtig. Er bietet aus den zuvor geschilderten Gründen aber ein großes Potenzial, das unbedingt ausgeschöpft werden sollte. Kommunen sollten sich daher auf jeden Fall schon jetzt auf den „Weg zum Digitalen Zwilling“ begeben.
Was bedeutet das genau?
Bevor man mit der Umsetzung eines Digitalen Zwillings beginnt, ist folgender idealtypischer Ablauf zu beachten: Zunächst sollte sowohl für das Problem, das mit dem digitalen Abbild angegangen werden soll, als auch für das letztendliche Ziel ein gemeinsames Bewusstsein geschaffen werden. Anschließend werden die jeweiligen Verantwortlichkeiten den beteiligten Akteur*innen zugewiesen und ein entsprechendes Projektmanagement für den Digitalen Zwilling aufgebaut.
Darüber hinaus ist eine frühzeitige Klärung der vorhandenen Ressourcen essenziell. Denn: Der Digitale Zwilling ist ein langfristiges Projekt, das viele Ressourcen benötigt und die entsprechend kalkuliert werden wollen. Schließlich muss der technische Stand einer Stadt rechtzeitig identifiziert werden, damit auch bereits vorhandene Infrastrukturen und Technologien für den Digitalen Zwilling genutzt werden können. Ebenso sollte festgestellt werden, welche Informationen für die Umsetzung des Anwendungsfalls benötigt werden. Eine zielorientierte Dateninventur ist dafür eine absolut sinnvolle und gleichzeitg effektive Maßnahme.
Hinsichtlich der Stakeholder*innen geht es darum, externes Fachwissen von Partner*innen einzubeziehen, um den Digitalen Zwilling auch tatsächlich angehen zu können. Dabei kann auch das Ergebnis sein, dass über die Bildung eines Netzwerkes hinaus die Gründung einer Entwicklungsgemeinschaft sinnvoll ist. Natürlich sollte der Digitale Zwilling allein aufgrund der Komplexität und benötigten Ressourcen auch eine eigene Strategie haben. Sind all diese Voraussetzungen erfüllt, kann es schließlich an die eigentliche Umsetzung gehen.
Wie sollen eher kleine Stadtwerke hierzu die Ressourcen aufbringen? Es sind ja eher die kommunalen Unternehmen als die Städte, die solche Projekte umsetzen.
Ist das so? Oft beginnt der Weg zum Digitalen Zwilling damit, ein 3D-Stadtmodell zu erzeugen bzw. bereits vorhandene GIS-Daten anzureichern. Für mich stellt sich hier eher auch die Frage, welche Rolle beispielsweise kleine Stadtwerke spielen KÖNNEN. Das heißt: Wie genau können sie sich erstens an der Umsetzung beteiligen und wie können sie zweitens von dieser so profitieren, dass sie sich auch selbst gut für die Zukunft aufstellen?
Vor diesem Hintergrund ist es meiner Meinung nach auch gar nicht ratsam, dass kleine Stadtwerke den „Digitalen Zwilling“ komplett selbst umsetzen. Arbeiten sie vielmehr mit der Stadtverwaltung und weiteren Stakeholder*innen zusammen, ergeben sich für alle Beteiligten wichtige Synergieeffekte – und die Kosten-Nutzen-Bilanz fällt am Ende deutlich positiver aus.
Wo sehen Sie Ihre Smart City in den nächsten fünf Jahren?
Das Bewusstsein für eine smarte Raumentwicklung hat sich über die vergangenen Jahre hinweg inzwischen in den hiesigen Verwaltungen verankert. Mehr und mehr Städte und Regionen gehen auch dazu über, das Thema in ihre Organisationsstrukturen zu übertragen – das ist sehr erfreulich. Damit befinden wir uns derzeit auch mittendrin im Smart-City-Prozess, wenngleich dessen Ende nicht absehbar ist.
Man muss die Transformation vielmehr als Weg betrachten und nicht als Ziel. In Zukunft wird es aus unserer Sicht dabei noch wichtiger werden, Systeme zu etablieren, die miteinander interagieren. Also übergreifende Lösungen für ganze Lebensbereiche zu entwickeln. Aus meiner Sicht haben wir aber hier schon einiges erreicht und kommen der Vision, mit Hilfe dieser Technologien einen erheblichen Beitrag zum Wohle der Menschen und für eine bessere Lebensqualität in den Städten und auf dem Land beizutragen, immer näher. (sg)
