Pierre Golz Der Transformationsprozess im Konzern Stadt.pptx

FIWARE
FIWAREFIWARE
Der Transformationsprozess im Konzern
Stadt
Pierre Golz,
Chief Digital Officer,
Leiter Fachbereich Digitalisierung
Stadt Herne
Smart People City
Herne
Teil I:
Die Notwendigkeit der Strategie
zur Transformation
Der Weg vom Zukunftsimpuls zur Digitalisierungsstrategie
Die Strategie
Zukunftsimpuls Herne 2025
STADT HERNE – STABSSTELLE DIGITALISIERUNG
PIERRE GOLZ, CHIEF DIGITAL OFFICER
STABSSTELLE-DIGITALISIERUNG@HERNE.DE
Urban Digital International
https://smart-people-city.de
Wie Herne sich der Mission Zero stellt? (I)
● Aufkommende
Stadtentwicklungsgebiete wie das
Funkenberg Quartier, das
Kaiserquartier und die
International Technology World
Blumenthal werden Reallabore,
mit dem Anspruch, neue
Standards zu setzen.
● Umgebende Stadtzentren werden
genutzt, um moderne
Stadtentwicklung mit lebenswerten
Quartieren zu verbinden.
● Bürgerzentrierter Ansatz – offene
Ökosysteme
4
Mobilität
Leitgedanke
„Digital First“
Factsheet
5
25
8
2
13,2
86
108
Teil 2:
Verändern der Strukturen im
Konzern Stadt
Wie agile Organisationsstrukturen die Veränderung unterstützen.
Mobilität
Energie und
Umwelt
Arbeitsgruppen Digitalbeirat / Handlungsfelder
Smart City
Infrastruktur Gesellschaft
Digitale
Verwaltung
Teil 3:
Nachhaltige Ausrichtung
…von Infrastrukturen und Schnellboot-Projekte zur Förderung des
Prozesses
Übersicht
www.herne.digital info@herne.digital
Status
Laufende Projekte
• BeOpenAI – Entwicklung von High Value Data Sets für digital twins, KI und Machine
Learning
• P+R Digitalisierung
• Parkraumüberwachung
• Cranger Kirmes
• Public Wifi
• Frequenzzählung Innenstadt
• Schachtmonitoring
• Hilfe-Finder
• LoRa-WAN Betrieb über Stadtwerke Herne AG
Projekte - BeOpenAI
www.herne.digital info@herne.digital
• Gefördertes Projekt zur KI-gestützten Aufbereitung von hochwertigen Datensätzen.
• Stadt Herne ist direkter geförderter Partner, die HDG ist assoziierter Partner.
• Fördersumme für Herne ca. 370.000 €, Gesamtfördervolumen beträgt 3.700.000 €.
• Insgesamt 18 Partner aus 8 europäischen Ländern.
• Laufzeit 30 Monate (01/2023 bis 06/2025)
• Die EU hat eine Liste mit 6 Kategorien hochwertiger Daten veröffentlicht:
• Geodaten, Erdbeobachtung und Umwelt, Meteorologie, Statistik, Unternehmen und Mobilität
• Öffentliche Stellen müssen diese Daten in einem gewissen Zeitraum zur Verfügung stellen.
• Im Rahmen dieses Projekts werden 2 Komponenten entwickelt
• KI-Anwendung zur Optimierung um die Qualität der Daten selbst aber auch die Qualität der darauf
aufbauenden Anwendungen zu verbessern.
• Schaffung eines Regelwerks zur Evaluierung, Reproduzierbarkeit, Interoperabilität, Ethischen- und
Datenschutzfragen.
• Use-Cases in Herne wird es in den Bereichen Mobilität, Umwelt und Geo-Daten geben (Straßenzustand,
Parkplatzdigitalisierung, Crowd-Monitoring).
Projekte – Digitalisierung P+R Anlagen
www.herne.digital info@herne.digital
• Digitalisierung von drei P+R Anlagen mit insgesamt über 300 Stellplätzen
• Einzelplatzdetektion in Echtzeit
• Displays an den Einfahrten der Parkplätze
• Projekt wird vom VRR gefördert
• Übermittlung der Daten MIP des VRR
• Übermittlung an weitere städtische Systeme
• Zwei Technologien
• Optische Sensoren mit KI-Objekterkennung (bevorzugt)
• Bodensensoren
Projekte – P+R Digitalisierung
www.herne.digital info@herne.digital
P1
P2
P3
Projekte – Parkraumüberwachung
www.herne.digital info@herne.digital
• Monitoring von Halteverbotszonen und Feuerwehrzufahrten
• 3 Sensoren im ersten PoC
• Detektion von Statuswechsel (frei zu belegt oder belegt zu frei)
• Echtzeitübermittlung in Datenplattform über LoRaWAN
• Push-Benachrichtigung an KOD
• Algorithmus zur Prüfung, ob Haltevorgang wahrscheinlich ist, Fehler
vorliegen etc.
• Weitere Anwendungsmöglichkeiten
• Parkplätze für Menschen mit Behinderung
• Parkdauer
• Einzelplatzdetektion
Projekte – Cranger Kirmes
www.herne.digital info@herne.digital
• Monitoring der Kirmes-Parkplätze an der Heerstraße um frühzeitig
regelnd in den Verkehr eingreifen zu können.
• Probleme
• Keine Dauerhafte Installation
• Wechselnde Parkplätze
• Wenig Zeit für Auf- und Abbau
• Wildes Parken
• Stromversorgung
• Netzwerk
• Unterschiedliche Ein-/Ausfahrten
• Zählung der Fahrzeuge an den Einfahrten, Ausfahrt und
Ein/Ausfahrten
• Bereitstellung der Auslastung(en) in Echtzeit an FB44, Kirmesbüro
• Weitere Projekte im Bereich Crowd Monitoring mit KI und
Frequenzzählung
Projekte – Passantenfrequenzzählung
www.herne.digital info@herne.digital
• Aktuell noch in Konzeptionsphase
• Zählung der Passanten an 8 Punkten in Wanne und
7 Punkten in Herne
• Richtung soll mitbeachtet werden
• Bereitstellung von Reports und Dashboards
• Temporär zu zwei Terminen im Jahr
• (alternativ ganzjährig mit Einbeziehung weiterer
Daten wie Wetter oder Veranstaltungen)
• Zwei Technologien
• Radarsensoren, siehe Cranger Kirmes
• Lasersensoren
Projekte – Schacht-Monitoring
www.herne.digital info@herne.digital
• Stadtwerke möchten ein Monitoring von 20
Fernwärmeschächten durchführen
• Gemessen werden soll
• Wassereintritt und
• Temperatur
• Übermittlung der Messwerte in Echtzeit über
LoRaWAN
• Bereitstellung von Dashboards
• Automatisierte Benachrichtigungen bei
Wassereintritt oder Über-/Unterschreiten von
Temperaturgrenzwerten
• PoC bereits mit der Hochschule Bochum erfolgt
Projekte – Public Wifi
www.herne.digital info@herne.digital
• Aufbau einen freien WLAN in den Fußgängerzonen
• Wenn technisch realisierbar mit Single Sign On
über Herne App
• Freie Nutzung durch Besucher der
Fußgängerzonen
• Frequenzmessung über WLAN Verbindungen
• Zweites geschlossenes WLAN Netzwerk für weitere
Smart City Sensorik
• Erweiterung des LoRaWAN Netzwerks
Projekte – Hilfe-Finder
www.herne.digital info@herne.digital
• Webanwendung, die Süchtigen einen
niederschwelligen Zugang zum Herner Hilfesystem
bietet
• Betroffene können Angaben zu ihrer Sucht und der
Art der gewünschten Hilfe machen
• Übersicht aller passenden Anlaufstellen im
Stadtgebiet mit Angebot und
Kontaktinformationen
• Zugriff über Smartphone, Desktop-PC und
perspektivisch in Herne-App
Verfügbare Sensoren
www.herne.digital info@herne.digital
• Metering
• Wärmemengenzähler
• Heizkostenverteiler
• Wasserzähler
• Stromzähler
• Drehstromzähler
• Gaszähler
• Gebäudemanagement
• CO2-Gehalt
• Temperatur
• Luftfeuchtigkeit
• Luftdruck
• Lichteinfall
• Bewegung
• Personenzählung
• Tür-/Fensterkontakte
• Umwelt
• Wetterstationen
• Luftqualität
• Bodenfeuchte
• Bodentemperatur
• Wasserstand
• Wasserqualität
• Mobilität
• Einzelplatzdetektion
• Zählung
• Asphalttemperatur
• Frostvorhersage
• Verschiedenes
• Leckagesensor
• Füllstandssensoren
• Abfallsensor
• Schallpegel
• Ungezieferfallen
• Schachtdeckel
• Vibrationssensoren
Datenplattform
Datenplattform
www.herne.digital info@herne.digital
IoT Device
Smart City
Infrastruktur
Context Broker
IoT Agent
IoT Device IoT Device
Quantum Leap
Dashboards
Time Series MongoDB
APIs
Datenplattform
Digitaler
Zwilling
API Management
Anforderungen, die wir stets
berücksichtigen
www.herne.digital info@herne.digital
Device Organization
Skalierbarkeit
Device Management
Security Datenqualität
Rule Engine
Transformation der
Stadtgesellschaft
… und was es dafür braucht.
FIWARE Innovation Hub
Förderung des FIWARE Ökosystems auf lokaler Ebene
durch technische Unterstützung, Beratung, Coaching,
Schulung, Prüfung, Zertifizierung zu FIWARE-Tech-
nologien.
Zentrale Anlaufstelle um gemeinschaftlich Partner und
Finanzierungsmöglichkeiten für Projekte zu identifizie-
ren.
Aufbau von Verbindungen zwischen Unternehmen,
Hochschulen und der öffentlichen Verwaltung.
Als iHub sind wir Teil eines weltweiten Innovationsnetz-
werks.
Durch die Verwendung von Open-Source Technologie
und eines gemeinsamen Technologiestacks können
Innovationen verbreitet werden.
Wir können weltweites Know-How aus anderen iHubs
zu erschließen und nach Herne zu holen.
Zugriff auf eine große Community, Trainings und erwei-
terter Support.
Competence-CENTER
Soziologische und ökonomische Forschung
Smart
Cities
Smart
Energy
Smart
Mobility
CEF
Building
Blocks
Open-Source Kultur leben
Smart
Sustain-
ability
2023/24 MAIN STREAMS
Organizing events for citizens to understand
technologies, improve digital competences
& to improve under the help of science life
of citizens and companies in a real
laboratory  Citizen Science
DIGITAL INCLUSION to realize political and
society targets by using research and
technology.
1
2
The following topics will describe the main focus of
IDEASFORUM e.V. and Herne.Digital GmbH to improve
iHub activities and Open-Source-implementation:
Schools & Hackatons to support digital
education (EDDIE-Project, Once-upon-
eTime, OpenSource workshops, etc.) start-
ups, citizens, economy, etc. , to improve
solutions.
3
A TOUGH YEAR …
WE LAUNCHED
WP with FORTUM, NOKIA, FIWARE, RWTH,
FRAUNHOFER on Local Energy Communities;
Once-upon eTime project with schools to
improve digital education for IoT.
INCORPORATION AS A NON_PROFIT e.V.
30.06.2021 Incorporation in Herne
Contract between Herne.Digital GmbH as
legal entity behind it.
2
3
CITIZENS’ ENGAGEMENT FIRST!
Establishing ties with local administration,
civil society & local businesses
4
1
WE ORGANIZED
8 events for citizens, companies, developers
& Academia on our core competence areas
Zahlen & Fakten
www.herne.digital info@herne.digital
8000+ aktive Entwickler
150+ Open Source
Projekte
500+ Städte in über 30
Ländern
31 iHubs in 18 Ländern
(3 in Deutschland)
Stadtlabor
Ort in Wanne in dem Digitalisierung greifbar gemacht
wird. Dort werden neue digitale Lösungen, wie aus
dem Smart City Themenfeld lokal vorgestellt und
getestet.
• Veranstaltungen
• Ausstellung (Smart Home, Smart City und Smart
People Zone)
• Co-Creation und Beratung
• Hochschulen, Urban Artists, Vereine und
Unternehmen
• Dauerangebot von Bürgerservices
Pierre Golz Der Transformationsprozess im Konzern Stadt.pptx
Begegnung, Sichtbarkeit, Mut zur Diskussion
Digitalisierung in Herne - Smart City Herne (smart-people-city.de)
Unser Programm für Sie in den nächsten zwei Tagen.
Was sind die nächsten Schritte?
Kooperation ruhrvalley/AED
und Ideasforum iHub
www.herne.digital info@herne.digital
Pierre Golz
Chief Digital Officer CEO Director
Fachbereichsleiter Digitalisierung Herne.Digital GmbH IDEASFORUM e.V. –
Stadt Herne FIWARE iHub
pierre.golz@herne.digital
pierre-golz
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 
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  • 1. Der Transformationsprozess im Konzern Stadt Pierre Golz, Chief Digital Officer, Leiter Fachbereich Digitalisierung Stadt Herne Smart People City Herne
  • 2. Teil I: Die Notwendigkeit der Strategie zur Transformation Der Weg vom Zukunftsimpuls zur Digitalisierungsstrategie
  • 3. Die Strategie Zukunftsimpuls Herne 2025 STADT HERNE – STABSSTELLE DIGITALISIERUNG PIERRE GOLZ, CHIEF DIGITAL OFFICER STABSSTELLE-DIGITALISIERUNG@HERNE.DE Urban Digital International
  • 4. https://smart-people-city.de Wie Herne sich der Mission Zero stellt? (I) ● Aufkommende Stadtentwicklungsgebiete wie das Funkenberg Quartier, das Kaiserquartier und die International Technology World Blumenthal werden Reallabore, mit dem Anspruch, neue Standards zu setzen. ● Umgebende Stadtzentren werden genutzt, um moderne Stadtentwicklung mit lebenswerten Quartieren zu verbinden. ● Bürgerzentrierter Ansatz – offene Ökosysteme 4
  • 7. Teil 2: Verändern der Strukturen im Konzern Stadt Wie agile Organisationsstrukturen die Veränderung unterstützen.
  • 8. Mobilität Energie und Umwelt Arbeitsgruppen Digitalbeirat / Handlungsfelder Smart City Infrastruktur Gesellschaft Digitale Verwaltung
  • 9. Teil 3: Nachhaltige Ausrichtung …von Infrastrukturen und Schnellboot-Projekte zur Förderung des Prozesses
  • 10. Übersicht www.herne.digital info@herne.digital Status Laufende Projekte • BeOpenAI – Entwicklung von High Value Data Sets für digital twins, KI und Machine Learning • P+R Digitalisierung • Parkraumüberwachung • Cranger Kirmes • Public Wifi • Frequenzzählung Innenstadt • Schachtmonitoring • Hilfe-Finder • LoRa-WAN Betrieb über Stadtwerke Herne AG
  • 11. Projekte - BeOpenAI www.herne.digital info@herne.digital • Gefördertes Projekt zur KI-gestützten Aufbereitung von hochwertigen Datensätzen. • Stadt Herne ist direkter geförderter Partner, die HDG ist assoziierter Partner. • Fördersumme für Herne ca. 370.000 €, Gesamtfördervolumen beträgt 3.700.000 €. • Insgesamt 18 Partner aus 8 europäischen Ländern. • Laufzeit 30 Monate (01/2023 bis 06/2025) • Die EU hat eine Liste mit 6 Kategorien hochwertiger Daten veröffentlicht: • Geodaten, Erdbeobachtung und Umwelt, Meteorologie, Statistik, Unternehmen und Mobilität • Öffentliche Stellen müssen diese Daten in einem gewissen Zeitraum zur Verfügung stellen. • Im Rahmen dieses Projekts werden 2 Komponenten entwickelt • KI-Anwendung zur Optimierung um die Qualität der Daten selbst aber auch die Qualität der darauf aufbauenden Anwendungen zu verbessern. • Schaffung eines Regelwerks zur Evaluierung, Reproduzierbarkeit, Interoperabilität, Ethischen- und Datenschutzfragen. • Use-Cases in Herne wird es in den Bereichen Mobilität, Umwelt und Geo-Daten geben (Straßenzustand, Parkplatzdigitalisierung, Crowd-Monitoring).
  • 12. Projekte – Digitalisierung P+R Anlagen www.herne.digital info@herne.digital • Digitalisierung von drei P+R Anlagen mit insgesamt über 300 Stellplätzen • Einzelplatzdetektion in Echtzeit • Displays an den Einfahrten der Parkplätze • Projekt wird vom VRR gefördert • Übermittlung der Daten MIP des VRR • Übermittlung an weitere städtische Systeme • Zwei Technologien • Optische Sensoren mit KI-Objekterkennung (bevorzugt) • Bodensensoren
  • 13. Projekte – P+R Digitalisierung www.herne.digital info@herne.digital P1 P2 P3
  • 14. Projekte – Parkraumüberwachung www.herne.digital info@herne.digital • Monitoring von Halteverbotszonen und Feuerwehrzufahrten • 3 Sensoren im ersten PoC • Detektion von Statuswechsel (frei zu belegt oder belegt zu frei) • Echtzeitübermittlung in Datenplattform über LoRaWAN • Push-Benachrichtigung an KOD • Algorithmus zur Prüfung, ob Haltevorgang wahrscheinlich ist, Fehler vorliegen etc. • Weitere Anwendungsmöglichkeiten • Parkplätze für Menschen mit Behinderung • Parkdauer • Einzelplatzdetektion
  • 15. Projekte – Cranger Kirmes www.herne.digital info@herne.digital • Monitoring der Kirmes-Parkplätze an der Heerstraße um frühzeitig regelnd in den Verkehr eingreifen zu können. • Probleme • Keine Dauerhafte Installation • Wechselnde Parkplätze • Wenig Zeit für Auf- und Abbau • Wildes Parken • Stromversorgung • Netzwerk • Unterschiedliche Ein-/Ausfahrten • Zählung der Fahrzeuge an den Einfahrten, Ausfahrt und Ein/Ausfahrten • Bereitstellung der Auslastung(en) in Echtzeit an FB44, Kirmesbüro • Weitere Projekte im Bereich Crowd Monitoring mit KI und Frequenzzählung
  • 16. Projekte – Passantenfrequenzzählung www.herne.digital info@herne.digital • Aktuell noch in Konzeptionsphase • Zählung der Passanten an 8 Punkten in Wanne und 7 Punkten in Herne • Richtung soll mitbeachtet werden • Bereitstellung von Reports und Dashboards • Temporär zu zwei Terminen im Jahr • (alternativ ganzjährig mit Einbeziehung weiterer Daten wie Wetter oder Veranstaltungen) • Zwei Technologien • Radarsensoren, siehe Cranger Kirmes • Lasersensoren
  • 17. Projekte – Schacht-Monitoring www.herne.digital info@herne.digital • Stadtwerke möchten ein Monitoring von 20 Fernwärmeschächten durchführen • Gemessen werden soll • Wassereintritt und • Temperatur • Übermittlung der Messwerte in Echtzeit über LoRaWAN • Bereitstellung von Dashboards • Automatisierte Benachrichtigungen bei Wassereintritt oder Über-/Unterschreiten von Temperaturgrenzwerten • PoC bereits mit der Hochschule Bochum erfolgt
  • 18. Projekte – Public Wifi www.herne.digital info@herne.digital • Aufbau einen freien WLAN in den Fußgängerzonen • Wenn technisch realisierbar mit Single Sign On über Herne App • Freie Nutzung durch Besucher der Fußgängerzonen • Frequenzmessung über WLAN Verbindungen • Zweites geschlossenes WLAN Netzwerk für weitere Smart City Sensorik • Erweiterung des LoRaWAN Netzwerks
  • 19. Projekte – Hilfe-Finder www.herne.digital info@herne.digital • Webanwendung, die Süchtigen einen niederschwelligen Zugang zum Herner Hilfesystem bietet • Betroffene können Angaben zu ihrer Sucht und der Art der gewünschten Hilfe machen • Übersicht aller passenden Anlaufstellen im Stadtgebiet mit Angebot und Kontaktinformationen • Zugriff über Smartphone, Desktop-PC und perspektivisch in Herne-App
  • 20. Verfügbare Sensoren www.herne.digital info@herne.digital • Metering • Wärmemengenzähler • Heizkostenverteiler • Wasserzähler • Stromzähler • Drehstromzähler • Gaszähler • Gebäudemanagement • CO2-Gehalt • Temperatur • Luftfeuchtigkeit • Luftdruck • Lichteinfall • Bewegung • Personenzählung • Tür-/Fensterkontakte • Umwelt • Wetterstationen • Luftqualität • Bodenfeuchte • Bodentemperatur • Wasserstand • Wasserqualität • Mobilität • Einzelplatzdetektion • Zählung • Asphalttemperatur • Frostvorhersage • Verschiedenes • Leckagesensor • Füllstandssensoren • Abfallsensor • Schallpegel • Ungezieferfallen • Schachtdeckel • Vibrationssensoren
  • 21. Datenplattform Datenplattform www.herne.digital info@herne.digital IoT Device Smart City Infrastruktur Context Broker IoT Agent IoT Device IoT Device Quantum Leap Dashboards Time Series MongoDB APIs Datenplattform Digitaler Zwilling
  • 22. API Management Anforderungen, die wir stets berücksichtigen www.herne.digital info@herne.digital Device Organization Skalierbarkeit Device Management Security Datenqualität Rule Engine
  • 24. FIWARE Innovation Hub Förderung des FIWARE Ökosystems auf lokaler Ebene durch technische Unterstützung, Beratung, Coaching, Schulung, Prüfung, Zertifizierung zu FIWARE-Tech- nologien. Zentrale Anlaufstelle um gemeinschaftlich Partner und Finanzierungsmöglichkeiten für Projekte zu identifizie- ren. Aufbau von Verbindungen zwischen Unternehmen, Hochschulen und der öffentlichen Verwaltung. Als iHub sind wir Teil eines weltweiten Innovationsnetz- werks. Durch die Verwendung von Open-Source Technologie und eines gemeinsamen Technologiestacks können Innovationen verbreitet werden. Wir können weltweites Know-How aus anderen iHubs zu erschließen und nach Herne zu holen. Zugriff auf eine große Community, Trainings und erwei- terter Support.
  • 25. Competence-CENTER Soziologische und ökonomische Forschung Smart Cities Smart Energy Smart Mobility CEF Building Blocks Open-Source Kultur leben Smart Sustain- ability
  • 26. 2023/24 MAIN STREAMS Organizing events for citizens to understand technologies, improve digital competences & to improve under the help of science life of citizens and companies in a real laboratory  Citizen Science DIGITAL INCLUSION to realize political and society targets by using research and technology. 1 2 The following topics will describe the main focus of IDEASFORUM e.V. and Herne.Digital GmbH to improve iHub activities and Open-Source-implementation: Schools & Hackatons to support digital education (EDDIE-Project, Once-upon- eTime, OpenSource workshops, etc.) start- ups, citizens, economy, etc. , to improve solutions. 3
  • 27. A TOUGH YEAR … WE LAUNCHED WP with FORTUM, NOKIA, FIWARE, RWTH, FRAUNHOFER on Local Energy Communities; Once-upon eTime project with schools to improve digital education for IoT. INCORPORATION AS A NON_PROFIT e.V. 30.06.2021 Incorporation in Herne Contract between Herne.Digital GmbH as legal entity behind it. 2 3 CITIZENS’ ENGAGEMENT FIRST! Establishing ties with local administration, civil society & local businesses 4 1 WE ORGANIZED 8 events for citizens, companies, developers & Academia on our core competence areas
  • 28. Zahlen & Fakten www.herne.digital info@herne.digital 8000+ aktive Entwickler 150+ Open Source Projekte 500+ Städte in über 30 Ländern 31 iHubs in 18 Ländern (3 in Deutschland)
  • 29. Stadtlabor Ort in Wanne in dem Digitalisierung greifbar gemacht wird. Dort werden neue digitale Lösungen, wie aus dem Smart City Themenfeld lokal vorgestellt und getestet. • Veranstaltungen • Ausstellung (Smart Home, Smart City und Smart People Zone) • Co-Creation und Beratung • Hochschulen, Urban Artists, Vereine und Unternehmen • Dauerangebot von Bürgerservices
  • 31. Begegnung, Sichtbarkeit, Mut zur Diskussion Digitalisierung in Herne - Smart City Herne (smart-people-city.de) Unser Programm für Sie in den nächsten zwei Tagen.
  • 32. Was sind die nächsten Schritte? Kooperation ruhrvalley/AED und Ideasforum iHub
  • 34. Pierre Golz Chief Digital Officer CEO Director Fachbereichsleiter Digitalisierung Herne.Digital GmbH IDEASFORUM e.V. – Stadt Herne FIWARE iHub pierre.golz@herne.digital pierre-golz Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 

Hinweis der Redaktion

  1. Ich möchte kurz die HDG und die FIWARE Foundation vorstellen und etwas zu Datenplattformen erzählen.
  2. Breackoutsessions: Bitte ordnen Sie sich einer Gruppe zu Warum interessieren Sie sich für dieses Thema? Was können Sie dazu beitragen? Bitte wählen Sie einen Sprecher,
  3. Stabsstellenmitglieder können keine Gruppenleitungen werden. Sie koordinieren den Gesamtprozess.
  4. Wie sieht jetzt so eine Datenplattform mit FIWARE Komponenten aus? Ganz unten haben wir die Sensoren in der Stadt, welche über die Smart City Infrastruktur, LoRaWAN, NB-IoT, WLAN, 5G, Glasfaser usw., mit der Datenplattform kommunizieren. In der Datenplattform werden die Sensordaten dann harmonisiert, verarbeitet, persistiert usw. und dann entweder über eigene Dashboards visualisiert oder über APIs anderen Anwendungen zur Verfügung gestellt damit die Daten dort weiterverarbeitet oder visualisiert werden können. Die Datenplattform selbst besteht mindestens aus den nachfolgenden 3 Komponenten, 1 oder mehr IoT-Agents, einem Core Context Broker und dem Quantum Leap. Im Prinzip haben wir dieses Bild vorhin schon gesehen. Zunächst nehmen so genannte IOT Agents die Daten in den unterschiedlichsten Formaten entgegen und übersetzen diese in den NGSI Standard. Den vorhin erwähnten Schnittstellenstandard der FIWARE für Kontextinformationen. Diese Harmonisierung ist wichtig, damit eine ganzheitliche Sicht auf alle Daten möglich ist und keine Datensilos entstehen. Die IoT Agent geben die harmonisierten Daten dann im NGSI Format an den Context Broker weiter. Der Context Broker ist die zentrale Instanz, welche für das Management der Kontextinformation zuständig ist. Das heißt man kann dort über die NGSI API Kontextinformationen updaten, abrufen oder sich von dem Kontextbroker informieren lassen wenn es Änderungen an bestimmten Kontextinformationen gegeben hat. Diese Informationen speichert der Context Broker in einer MongoDB. Die MongoDB ist keine klassische relationale SQL Datenbank, sondern eine Dokumentenbasierte NoSQL Datenbank. Einfach ausgedrückt, kommen die Daten im Context Broker in einem Format an, welches die MongoDB besonders gut verwalten kann. Der Context Broker weis jetzt nur welchen Status oder Wert ein IoT Geräte gerade hat, die Daten müssen also noch persistiert, also dauerhaft gespeichert werden. Dafür sind die Mongo DB und auch das Datenformat nicht geeignet. Die Quantum Leap Komponente übersetzt die Daten in eine Format, das besser für die persistente Speicherung geeignet ist und legt diese in einer Time Series Datenbank, zb. CrateDB, ab. Eine Time Series Datenbank ist eine klassische relationale SQL Datenbank welche auf die Verarbeitung von Zeitlinien hin, also z.B. Messreihen optimiert ist. Wenn ich also visualisieren möchte, wie ein Temperaturverlauf oder eine Energieverbrauch über einen bestimmten Zeitraum ist oder ich Durchschnittswerte brauche, hole ich mir diese Informationen aus der Time Series Datenbank. Also die IoT Agents übersetzen die Daten aus den verschiedensten Quellen in ein einheitliches Format. Der Context Broker verwaltet die Daten und Quantum Leap persistiert die Daten.  Das ist die Minimalimplementierung einer Datenplattform. Im echten Leben braucht man aber natürlich noch einiges mehr.
  5. Zum einen muss man sich Gedanken um die Skalierbarkeit machen Skalierbarkeit In der Softwarearchitektur sind heute Begriffe wie Docker, Containerisierung, Micro Service Architektur oder Kubernetes Cluster in und hip. Und jeder möchte deshalb seine Anwendung mit solchen hoch skalierbaren Methoden implementieren. Meine Erfahrung ist aber, dass man dort in einem Großteil der Fälle mit Kanonen auf Spatzen schießt weil absehbar ist, dass so eine Skalierbarkeit nicht notwendig ist und man sich diesen Overhead sparen kann. Eine monolithische oder Client Server Architektur ist in den meisten Fällen völlig ausreichend und kann schneller und einfacher implementiert werden. Im Smart City Bereich kann man leider nicht absehen, wie schnell die Anforderungen an die Datenplattform wachsen. Da kann es oft schnell gehen, das ein Projekt hinzukommt, das sehr viele Daten in die Plattform hineinschiebt oder sehr viele Daten aus der Plattform abfragt. Und die Datenplattform soll dann natürlich trotzdem performant arbeiten. Das muss sowohl bei der Implementierung der Software als auch der IT-Infrastruktur bedacht werden. Unsere Plattform läuft daher auf einem Kubernetes Cluster. Device Management Wenn ich einen neuen Sensor integrieren möchte, muss ich per CURL oder so lange, komplexe und schwer lesbare Befehle an die IoT-Agents und den Context-Broker schicken um den Sensor dort bekannt zu integrieren. Im produktiven Betrieb geht das nicht, dann muss ich mir Gedanken über ein Device Management machen, in dem ich neue Sensoren intuitiv über eine GUI integrieren und bestehende Sensoren administrieren kann. Bei uns kann man z.B. einfach in einer Oberfläche einen Sensor anklicken und dort einsehen, welchen Status oder Wert er hat, Standort einsehen, den Verlauf ansehen, wenn vom Sensor unterstützt den Batteriestatus einsehen usw. Wenn man ein paar Jahre weiter denkt, muss man sich höchstwahrscheinlich auch Gedanken in Richtung Asset Management machen. Es gibt Studien die sagen, dass in einer Stadt wie Herne bis 2030 bis zu 1 Million Sensoren aktiv sein können. Das glaube ich persönlich nicht, aber es werden mit Sicherheit tausende sein. Wenn man z.B. ich Richtung Energiezähler, Smarte Laternen, Waste Management, Parken, Temperatur und Luftqualität in öffentlichen Gebäuden usw. denkt. Dann muss ich auch irgendwie verwalten, um welchen Sensortyp es sich genau handelt, ist der Sensor in der Garantie, wo finde ich das Datenblatt zum Sensor, wer ist bei technischen Problemen verantwortlich, wie kann ich den Hersteller kontaktieren usw. Security Der Zugriff auf die Plattform durch Benutzer muss durch eine Benutzerauthentifizierung geregelt werden aber auch Dienste die Daten in die Plattform hineinbringen oder Daten aus der Plattform abrufen müssen entsprechend Authentifiziert werden. In den Bereich Security fällt neben der Authentifizierung von Benutzern und Diensten auch die Datenverschlüsselung. LoRaWAN unterstützt im Standard nur eine einfache Verschlüsselung, welche aber in den meisten Fällen völlig ausreichend ist. Wenn personenbezogene Daten im Spiel sind muss aber eine erweiterte Verschlüsselung eingesetzt werden, z.B. wenn es um das Auslesen von Energiezählern zur Abrechnung geht. Device Organization Im Bereich Device Organization können wir festlegen, welcher Nutzer auf welche Daten Zugriff hat. Wir können Sensoren in einer hierarchischen Baumstruktur organisieren und dann festlegen, welcher Benutzer oderwelche Benutzergruppen Zugriff auf welche Sensoren oder Sensorgruppen haben. Datenqualität Zur Datenqualität macht man sich zunächst vielleicht nicht allzu viele Gedanken aber in der Praxis hat sich gezeigt, dass IoT-Geräte gerne mal falsche Daten schicken. Bei uns melden Wetterstationen z.B. kurz bevor der Akku leer ist, Temperaturen von -5000 Grad. Wenn ich mir die Zeitachse von einem Sensor ansehe, fällt das natürlich sofort auf, wenn ich so einen Peak nach unten habe. In der Praxis mache ich das aber nicht, und ich wundere mich vielleicht erst spät über komische Durchschnittswerte. Da es hoher Aufwand ist, so etwas zu finden und diese Werte aus der DB zu entfernen, gibt es ein Modul, was verhindert, dass solche Werte in der Plattform landen. Dazu wird ein Machine Learning Algorithmus trainiert, der gravierende Abweichungen zu vorherigen Werten erkennen kann und er würde auch physikalische Grenzen wie bei der Temperatur erkennen oder auch logische Unregelmäßigkeiten. Ein Parkplatzsensor meldet z.B. nicht ich bin belegt oder frei sondern ich habe gerade von belegt zu frei gewechselt oder von frei zu belegt gewechselt. Wenn der Sensor jetzt zweimal ich habe von belegt zu frei gewechselt meldet, stimmt etwas nicht. Rule Engine Ich habe ja vorhin erwähnt, dass der Context Broker über Änderungen der Kontextinformationen informieren kann. Allein durch die Information habe ich noch nicht viel gewonnen. Wie haben dazu eine Rule Engine in der ich konfigurieren kann, welche Aktionen ausgelöst werden, wenn bestimmte Ereignisse eintreffen. Ich kann z.B. Benachrichtigungen verschicken, Aktorik ansteuern oder die Informationen weiter verarbeiten, was evtl. wieder neue Regeln triggert. Als Beispiel im Projekt mit dem Fachbereich öffentliche Sicherheit, wenn ein Parksensor in der Feuerwehrzufahrt auslöst, dann soll der kommunale Ordnungsdienst per Push Benachrichtigung informiert werden oder wenn irgendwo im Keller Feuchtigkeit registriert wird, sollte Aktorik angesteuert werden, welche das Wasser abdreht und vielleicht auch gleichzeitig der Hausmeister informiert werden. API Management Letzter wichtiger Punkt ist das API Management. Ist ist ja bei weitem nicht so, das Daten nur in unseren Dashboard visualisiert oder verarbeitet werden. In vielen Fällen ist es so, dass bereits Software in Betrieb ist, in der die Daten benötigt werden. Für die öffentlichen Gebäude gibt es eine Gebäudemanagement-Software. Für die Abrechnung der Energiezähler müssen die Daten nach SAP. Wir können hier als Datenbroker fungieren und die Daten über Schnittstellen für alle anderen Anwendungen zur Verfügung stellen. Solche Schnittstellen müssen gepflegt werden und dazu gibt API Management Software die man mit der Datenplattform verknüpfen kann. Dort kann in der man Schnittstellen definieren, dokumentieren, schützen und monitoren kann.
  6. Im Juni 2022 hat Herne, genauer gesagt, die Herne.Digital GmbH in Kombination mit dem Verein Ideasforum e.V. den Status eines FIWARE Innovations-Hubs oder kurz iHub, erhalten. Was bedeutet das genau? Ein iHub soll die Entwicklung des FIWARE Ökosystems auf lokaler Ebene fördern und zwar durch Aktivitäten wie technische Unterstützung, Beratung, Coaching, Schulung, Prüfung, Zertifizierung usw. zu FIWARE-Technologien. Außerdem soll ein iHub die zentrale Anlaufstelle, sowohl für etablierte Unternehmen als auch Start-Ups sein, um gemeinschaftlich Partner und Finanzierungsmöglichkeiten für Projekte zu identifizieren. Des weiteren sollen Verbindungen zwischen verschiedenen Stakeholdern wie Unternehmen, Hochschulen, der öffentlichen Verwaltung usw. aufgebaut werden. Als iHub sind wir Teil eines weltweiten Innovationsnetzwerks. Durch die Verwendung von Open-Source Technologie und eines gemeinsamen Technologiestacks innerhalb dieses Ökosystems haben wir zum einen die Möglichkeit Innovationen zu verbreiten, darüber hinaus haben wir aber vor allem auch die Möglichkeit uns weltweites Know-How aus anderen iHubs zu erschließen und so weltweite Innovationen nach Herne zu holen. Wir können auf eine große Cummunity zurückgreifen und erhalten natürlich selbst entsprechende Trainings und Support zu Smart City Themen und FIWARE Technologie.
  7. Über 8000+ aktive Entwickler in der community die an Über 150+ Open Source Projecten arbeiten mehr als 500+ Städte in über 30 Ländern setzen FIWARE Technologie ein Es gibt aktuell 31 iHubs 18 Länder 3 iHubs in DE. Darunter auch große bekannte Städte wie… FIWARE ist eine Non Profit Organisation, die durch Mitglied- und Partnerschaften finanziert. Zu den so genannten Platinum Members gehören namenhafte Unternehmen wie z.B. Atos, Egineering, NEC, Red Hat und AWS Atos, europäischer Marktführer in den Bereichen Cloud, Cyber Security und High Performance Computing > 100.000 Mitarbeiter Engineering bietet Lösungen für die digitale Transformation an, > 12.000 Mitarbeiter
  8. Mein Name ist Christian Drucks. Ich bin CTO der Herne.Digital. Ich habe an der FH Gelsenkirchen, die heute Westfälische Hochschule heißt, technische Informatik studiert. Nach meinem Studium habe ich zunächst als Entwickler in einem mittelständischen Unternehmen gearbeitet in dem große ERP Anwendungen für die Getränkebranche hergestellt werden. Später bin ich dort im Bereich Software-Architektur für die Neuimplementierung des gesamten Basisframeworks der ERP Legacy Anwendungen als Teamleiter verantwortlich gewesen. 2022 habe ich dann zur Herne.Digital gewechselt, dort als CTO die technische Leitung übernommen. Daneben bin ich auch Mitglied im technical steering Commitee der FIWARE Foundation. Die Herne.Digital hat zwei Geschäftsführer, einmal von Seiten der Stadt Herne und einmal von Seiten der Stadtwerke Herne. Herr Golz ist Leiter der Stabsstelle Digitalisierung und CDO der Stadt Herne, darüber hinaus Vorsitzender des Vereins Ideasforum, Mitglied im Board of Directors der FIWARE und eben Geschäftsführer der Herne.Digtal. Herr Horstmann ist Mitarbeiter der Stadtwerke Herne und dort Abteilungsleiter des Bereichs Steuern, Finanz- und Rechnungswesen. Darüber hinaus ebenfalls Geschäftsführer der Herne.Digital.