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DIN SPEC 91607 “Digitaler Zwilling für Städte
und Gemeinden”
Status quo der aktuellen Arbeiten und die Bedeutung nationaler Smart City Standards
Joachim Schonowski - msg systems ag: Vorsitzender DIN Smart City Standards Forum
1
© msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
© istockphoto.com/eclipse_images
2
Die Bedeutung nationaler Smart City Standards
Marktbetrachtung international
1. Marktbetrachtung International – Digitalisierung und Smart City
• Insbesondere China und die USA haben einen immensen Vorsprung in der „fünften industriellen Revolution“.
• Kaum aktive Mitgestaltung des Themas Smart City in der internationalen Standardisierung ITU / ISO / IEC
durch fehlende, abgestimmte deutsche Positionen.
• Gefahr von Abhängigkeiten und fehlendes Einbringen der deutsch-europäischen sozialen Wertekultur.
IEC SRD 63233-1 Ed.1 Systems Reference
Deliverable (SRD) - Smart City Standards Inventory
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IEC SRD 63233-2 ED1 Systems Reference
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and Mapping - Part 2: Standards Inventory
IEC SRD 63233-4 ED1 Systems Reference
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(SRD) - Use Case Collection and Analysis: Water
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© msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
3
Die Bedeutung von Standards
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4
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© msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
https://www.din.de/de/forschung-und-innovation/themen/smart-cities/smart-city-standards-forum
5
DIN SPEC PAS Reihe 913X7, 916x7
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DIN SPEC 91607
Digital Twin for
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communities
© Esri Deutschland GmbH 2022
Status quo der aktuellen Arbeiten
Motivation für die DIN SPEC PAS
7
© 2022, DIN e.V.
Das Thema Digitaler Zwilling für Städte und Kommunen wird aktuell von vielen Kommunen bzw. auch
Initiativen in den Bundesländern bearbeitet.
Es gibt für dieses Thema aktuell keine einheitliche Sicht bzw. einen Standard.
Das Fehlen eines standardisierten Ansatzes
▪ kann kleinere Kommunen mit fehlendem Personal und Fachwissen der Informationstechnologie
ausschließen.
▪ erschwert die Übertragbarkeit von Lösungen bzw. die (technische) Interoperabilität.
▪ kann Herstellerabhängigkeiten als Folge haben.
▪ erzeugt unnötige Mehrarbeit in unterschiedlichsten Arbeitsbereichen.
▪ erschwert eine Positionierung einer Deutsch-Europäischen-Lösung im internationalen Kontext.
Das Ziel dieser vom BMWSB Projekt „Connected Urban Twins“ (CUT) teilfinanzierten Initiative ist die
Erstellung eines (nationalen) Standards zur Übertragung des Konzepts Digitaler Zwilling auf den urbanen
Raum, u. a. durch die Darstellung und Beschreibung von Anwendungsszenarien, Datenzugriffs- und
Visualisierungsmethoden, sowie die Nutzung von verfügbaren Standards.
Warum?
© msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
Weitere Themen
8
© 2022, DIN e.V.
Was?
Inhalt
• Die geplante DIN SPEC 91607 fokussiert sich auf den „Urbanen Digitalen Zwilling“ (UDZ) unter
Berücksichtigung des übergreifenden kommunalen Ökosystems.
• Dies beinhaltet eine Definition für den UDZ und wichtiger Fachbegriffe sowie deren Einordnung.
• Der UDZ soll durch unterschiedliche, übergreifende Nutzungsszenarien und aus verschiedenen
Blickwinkeln z. B. aus technischer, Nutzer- oder Entscheidersicht betrachtet werden:
• Ein Reifegradmodell für den UDZ soll unter Berücksichtigung verschiedener Parameter entwickelt
werden, um anderen Städten und Kommunen bei der Entwicklung eigener UDZ als Orientierungshilfe zu
dienen. Technologisch soll dies in eine Art modularen Baukasten überführt werden.
• Der geplante Standard (DIN SPEC 91607) beschreibt damit eine übergreifende Architektur für den
digitalen Zwilling für Städte und Kommunen und soll auch international nutzbar sein. Deswegen soll eine
englischsprachige Übersetzung erstellt werden.
Daten & Fakten
Projektdauer: 20 Monate
Zeitraum: 03/2022 – 12/2023
Veröffentlichung geplant: Januar 2024
Initiatoren
• CUT Projekt (LHM, FHH, Leipzig):
msg systems ag
• Auftaktsitzung: 22 März 2022
Ansprechpartner:
• DIN: Stefan Kelnberger
• msg systems ag: Joachim Schonowski
DIN Geschäftsplan:
• https://www.din.de/de/wdc-
beuth:din21:347212214
Anwendungs-
bereich
Dieses Dokument beschreibt Anforderungen an den Urbanen Digitalen Zwilling und dient
zur Anwendung in deutschen und europäischen Kommunen. Es richtet sich an
Forscher*innen, IT-Expert*innen, fachliche wie technische Betreiber*innen eines Digitalen
Zwillings von kommunalen Datenplattformen sowie an Akteur*innen in fachspezifischen
Handlungsfeldern.
Internationale Standardisierung: IEC, ISO, CEN/CENELEC, (inter-) nationale Aktivitäten
Abgleich
© msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
Das Konsortium
9
© 2022, DIN e.V.
Wer?
13 Kommunen 10 Industrie 6 Wissenschaft
3 Verbände
© msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
Distribution of German communities
10
© 2022, DIN e.V.
Why?
Inhabitants
> 500k 14
200-500k 26
100-200k 40
50-100k 111
20-50k 508
10-20k 889
<10k 9468
A minority of German
municipalities and the
corresponding governmental
structure to handle the digital
transformation on its own.
The majority of German cities
requires support or guiding like
a standard.
© msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
Which definition fits to the urban ecosystem?
11
© 2022, DIN e.V.
What is an Urban Digital Twin?
Digital Twin (DT)—the Digital Twin is a set of virtual information constructs
that fully describes a potential or actual physical manufactured product from the
micro atomic level to the macro geometrical level. At its optimum, any information
that could be obtained from inspecting a physical manufactured product can be
obtained from its Digital Twin. Digital Twins are of two types: Digital Twin
Prototype (DTP) and Digital Twin Instance (DTI). DT’s are operated on in a Digital
Twin Environment (DTE).
(M. Grieve - Digital Twin Institute)
What does 'digital twin' actually mean?
A digital twin is a digitized copy of a smart city, a completely virtual scale model. It was first used in the construction of
buildings and other infrastructures with BIM programs, which enable all the components of a building to be monitored.
The aim of this system was to anticipate any potential faults in the material. It soon extended to other services: sewage system,
energy, roads, education, etc. The digital twin is like a SimCity (the video game) with a virtual city identical to the physical city
(. https://tomorrow.city/a/what-is-a-digital-twin?
© msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
(Linked) Data hungry urban digital twin
12
© 2022, DIN e.V.
Which data is needed and how is it structured?
https://www.bptrends.com/digital-transformation-turning-data-into-value/
https://www.bptrends.com/digital-transformation-turning-data-into-value/
Mazimwe, A.; Hammouda, I.; Gidudu, A. Implementation of
FAIR Principles for Ontologies in the Disaster Domain: A
Systematic Literature Review. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2021,
10, 324. https://doi.org/10.3390/ijgi10050324
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Urban Digital Twin architecture
13
© 2022, DIN e.V.
How to align and distinguish the IT-architecture ?
Starting point: DIN SPEC 91357: Open Urban Platforms
Urban Platform
Digital Twin
Interaction
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Use case and standards driven approach
14
© 2020, DIN e.V.
How to manage the huge number of user scenarios ?
© msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
Business and ecological perspectives
15
© 2020, DIN e.V.
Outlook
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DIN
Deutsches Institut für Normung e. V.
Am DIN-Platz
Burggrafenstraße 6
10787 Berlin
www.din.de
stefan.kelnberger@din.de
+49 (0) 30 2601-2200
Stefan Kelnberger, DIN e. V.
Project manager
Joachim.schonowski@msg.group
+49 (0) 1741621713
Joachim Schonowski, msg systems ag
Consortium leader
msg systems ag
Robert-​Bürkle-Straße 1
85737 Ismaning
+49 89 96101-0
+49 89 96101-​1113
info@msg.group
Value – inspired by people
Joachim Schonowski
Principal Business Consultant
Smart Sustainable Cities
Joachim.Schonowski@msg.group
+49 174 1621713
17
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Joachim Schonowski MSG Group DIN SPEC PAS 91607_- Standards_v01.pdf

  • 1. DIN SPEC 91607 “Digitaler Zwilling für Städte und Gemeinden” Status quo der aktuellen Arbeiten und die Bedeutung nationaler Smart City Standards Joachim Schonowski - msg systems ag: Vorsitzender DIN Smart City Standards Forum 1 © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel © istockphoto.com/eclipse_images
  • 2. 2 Die Bedeutung nationaler Smart City Standards Marktbetrachtung international 1. Marktbetrachtung International – Digitalisierung und Smart City • Insbesondere China und die USA haben einen immensen Vorsprung in der „fünften industriellen Revolution“. • Kaum aktive Mitgestaltung des Themas Smart City in der internationalen Standardisierung ITU / ISO / IEC durch fehlende, abgestimmte deutsche Positionen. • Gefahr von Abhängigkeiten und fehlendes Einbringen der deutsch-europäischen sozialen Wertekultur. IEC SRD 63233-1 Ed.1 Systems Reference Deliverable (SRD) - Smart City Standards Inventory and Mapping - Part 1: Methodology IEC SRD 63233-2 ED1 Systems Reference Deliverable (SRD) - Smart City Standards Inventory and Mapping - Part 2: Standards Inventory IEC SRD 63233-4 ED1 Systems Reference Deliverable (SRD) Smart City Standards Inventory and Mapping-Part 4: Guidance on standards for public health emergencies IEC SRD 63273 ED1 Systems Reference Deliverable (SRD) - Use Case Collection and Analysis: City Information Modeling for Smart Cities IEC SRD 63301 ED1 Systems Reference Deliverable (SRD) - Use Case Collection and Analysis: Water Systems in Smart Cities IEC SRD 63302 ED1 Systems Reference Deliverable (SRD) - Use cases collection and Analysis: Intelligent operations center for smart cities IEC SRD 63320 ED1 Systems Reference Deliverable (SRD) - Use Case Collection and Analysis: Smart Urban Planning for Smart Cities IEC SRD 63188 ED1 63188 Systems Reference Deliverable – Smart Cities – Smart Cities Reference Architecture Methodology (SCRAM) IEC 63205 ED 1 Smart Cities Reference Architecture (SCRA) Beispielhafte, nicht vollständige Auflistung aktueller Normungsaktivitäten: © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
  • 3. 3 Die Bedeutung von Standards Nachhaltigkeit durch Standardisierung Investitionsschutz Interoperabilität Ressourcensparsamkeit Keine Herstellerabhängigkeit Abb. aus DIN SPEC 91397 © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
  • 4. 4 Smart City Standards Forum Einordnung in die Normenarbeit – Übersicht zu Smart City Standards Strategische Informations- und Vernetzungsplattform Beratung und Koordination zu Smart City Aktivitäten in Normung/Standardisierung Sitzungen, Workshops, Initiierung von neuen Standards (DIN SPEC) © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel https://www.din.de/de/forschung-und-innovation/themen/smart-cities/smart-city-standards-forum
  • 5. 5 DIN SPEC PAS Reihe 913X7, 916x7 Übersicht verfügbarer und geplanter DIN SPECs für Kommunen © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel Handlungsübersicht DIN SPEC 91387 Kommunen und digitale Transformation – Übersicht der Handlungsfelder Konkrete Lösungen und Handlungsfelder Identifizierte Bedarfe → Lösungen durch Standards (Landkarte) DIN SPEC 91347 Integrierter multi-funktionaler Humble Lamppost (imHLa) DIN SPEC 91357 Referenzarchitekturmodel Offene Urbane Plattform DIN SPEC 91367 Urbane Mobilitätsdatensammlung für Echtzeitapplikationen DIN SPEC 91397 Leitfaden für die Implementierung von digitalen Systemen des Quartiersmanagements DIN SPEC 91607 Digitaler Zwilling für Städte und Kommunen DIN SPEC 91617 Zirkuläre Wertschöpfung in der intelligenten Kommune
  • 6. DIN SPEC 91607 Digital Twin for cities and communities © Esri Deutschland GmbH 2022 Status quo der aktuellen Arbeiten
  • 7. Motivation für die DIN SPEC PAS 7 © 2022, DIN e.V. Das Thema Digitaler Zwilling für Städte und Kommunen wird aktuell von vielen Kommunen bzw. auch Initiativen in den Bundesländern bearbeitet. Es gibt für dieses Thema aktuell keine einheitliche Sicht bzw. einen Standard. Das Fehlen eines standardisierten Ansatzes ▪ kann kleinere Kommunen mit fehlendem Personal und Fachwissen der Informationstechnologie ausschließen. ▪ erschwert die Übertragbarkeit von Lösungen bzw. die (technische) Interoperabilität. ▪ kann Herstellerabhängigkeiten als Folge haben. ▪ erzeugt unnötige Mehrarbeit in unterschiedlichsten Arbeitsbereichen. ▪ erschwert eine Positionierung einer Deutsch-Europäischen-Lösung im internationalen Kontext. Das Ziel dieser vom BMWSB Projekt „Connected Urban Twins“ (CUT) teilfinanzierten Initiative ist die Erstellung eines (nationalen) Standards zur Übertragung des Konzepts Digitaler Zwilling auf den urbanen Raum, u. a. durch die Darstellung und Beschreibung von Anwendungsszenarien, Datenzugriffs- und Visualisierungsmethoden, sowie die Nutzung von verfügbaren Standards. Warum? © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
  • 8. Weitere Themen 8 © 2022, DIN e.V. Was? Inhalt • Die geplante DIN SPEC 91607 fokussiert sich auf den „Urbanen Digitalen Zwilling“ (UDZ) unter Berücksichtigung des übergreifenden kommunalen Ökosystems. • Dies beinhaltet eine Definition für den UDZ und wichtiger Fachbegriffe sowie deren Einordnung. • Der UDZ soll durch unterschiedliche, übergreifende Nutzungsszenarien und aus verschiedenen Blickwinkeln z. B. aus technischer, Nutzer- oder Entscheidersicht betrachtet werden: • Ein Reifegradmodell für den UDZ soll unter Berücksichtigung verschiedener Parameter entwickelt werden, um anderen Städten und Kommunen bei der Entwicklung eigener UDZ als Orientierungshilfe zu dienen. Technologisch soll dies in eine Art modularen Baukasten überführt werden. • Der geplante Standard (DIN SPEC 91607) beschreibt damit eine übergreifende Architektur für den digitalen Zwilling für Städte und Kommunen und soll auch international nutzbar sein. Deswegen soll eine englischsprachige Übersetzung erstellt werden. Daten & Fakten Projektdauer: 20 Monate Zeitraum: 03/2022 – 12/2023 Veröffentlichung geplant: Januar 2024 Initiatoren • CUT Projekt (LHM, FHH, Leipzig): msg systems ag • Auftaktsitzung: 22 März 2022 Ansprechpartner: • DIN: Stefan Kelnberger • msg systems ag: Joachim Schonowski DIN Geschäftsplan: • https://www.din.de/de/wdc- beuth:din21:347212214 Anwendungs- bereich Dieses Dokument beschreibt Anforderungen an den Urbanen Digitalen Zwilling und dient zur Anwendung in deutschen und europäischen Kommunen. Es richtet sich an Forscher*innen, IT-Expert*innen, fachliche wie technische Betreiber*innen eines Digitalen Zwillings von kommunalen Datenplattformen sowie an Akteur*innen in fachspezifischen Handlungsfeldern. Internationale Standardisierung: IEC, ISO, CEN/CENELEC, (inter-) nationale Aktivitäten Abgleich © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
  • 9. Das Konsortium 9 © 2022, DIN e.V. Wer? 13 Kommunen 10 Industrie 6 Wissenschaft 3 Verbände © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
  • 10. Distribution of German communities 10 © 2022, DIN e.V. Why? Inhabitants > 500k 14 200-500k 26 100-200k 40 50-100k 111 20-50k 508 10-20k 889 <10k 9468 A minority of German municipalities and the corresponding governmental structure to handle the digital transformation on its own. The majority of German cities requires support or guiding like a standard. © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
  • 11. Which definition fits to the urban ecosystem? 11 © 2022, DIN e.V. What is an Urban Digital Twin? Digital Twin (DT)—the Digital Twin is a set of virtual information constructs that fully describes a potential or actual physical manufactured product from the micro atomic level to the macro geometrical level. At its optimum, any information that could be obtained from inspecting a physical manufactured product can be obtained from its Digital Twin. Digital Twins are of two types: Digital Twin Prototype (DTP) and Digital Twin Instance (DTI). DT’s are operated on in a Digital Twin Environment (DTE). (M. Grieve - Digital Twin Institute) What does 'digital twin' actually mean? A digital twin is a digitized copy of a smart city, a completely virtual scale model. It was first used in the construction of buildings and other infrastructures with BIM programs, which enable all the components of a building to be monitored. The aim of this system was to anticipate any potential faults in the material. It soon extended to other services: sewage system, energy, roads, education, etc. The digital twin is like a SimCity (the video game) with a virtual city identical to the physical city (. https://tomorrow.city/a/what-is-a-digital-twin? © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
  • 12. (Linked) Data hungry urban digital twin 12 © 2022, DIN e.V. Which data is needed and how is it structured? https://www.bptrends.com/digital-transformation-turning-data-into-value/ https://www.bptrends.com/digital-transformation-turning-data-into-value/ Mazimwe, A.; Hammouda, I.; Gidudu, A. Implementation of FAIR Principles for Ontologies in the Disaster Domain: A Systematic Literature Review. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2021, 10, 324. https://doi.org/10.3390/ijgi10050324 © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
  • 13. Urban Digital Twin architecture 13 © 2022, DIN e.V. How to align and distinguish the IT-architecture ? Starting point: DIN SPEC 91357: Open Urban Platforms Urban Platform Digital Twin Interaction © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
  • 14. Use case and standards driven approach 14 © 2020, DIN e.V. How to manage the huge number of user scenarios ? © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
  • 15. Business and ecological perspectives 15 © 2020, DIN e.V. Outlook © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel
  • 16. DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Am DIN-Platz Burggrafenstraße 6 10787 Berlin www.din.de stefan.kelnberger@din.de +49 (0) 30 2601-2200 Stefan Kelnberger, DIN e. V. Project manager Joachim.schonowski@msg.group +49 (0) 1741621713 Joachim Schonowski, msg systems ag Consortium leader
  • 17. msg systems ag Robert-​Bürkle-Straße 1 85737 Ismaning +49 89 96101-0 +49 89 96101-​1113 info@msg.group Value – inspired by people Joachim Schonowski Principal Business Consultant Smart Sustainable Cities Joachim.Schonowski@msg.group +49 174 1621713 17 © msg |FIWARE Netzwerktreffen: Verschiedene Welten miteinander verbinden, 30.03.2023, Berlin Tegel