Smart Products, Cities & Homes

Dank der fortschreitenden Digitalisierung und angesichts der drohenden Klimakrise werden stets neue Konzepte erforscht, wie wir unser Leben mithilfe von Technologien nachhaltiger gestalten können. Politik, Stadtplanung und Ingenieurwesen beschäftigen sich seit einigen Jahren mit einem Thema: Smart Cities und Smart Homes.

Smart Cities stehen für einheitliche Entwicklungskonzepte mit dem Ziel, Städte effizienter, grüner und lebenswerter zu gestalten. Durch technologische Innovationen, mit denen wirtschaftliche und gesellschaftliche Veränderungen einhergehen, soll sich der urbane Raum zu einer angenehmeren Umgebung für Einwohner entwickeln.

Berlin verfolgt beispielsweise bereits seit April 2015 eine Smart-City-Strategie. Zu den Zielen gehören unter anderem die Schaffung eines Pilotmarktes für innovative Anwendungen, die Steigerung der Ressourceneffizienz und die Klimaneutralität Berlins bis 2050.

Smart Products – Grundlage für Industry 4.0

Die Grundvoraussetzung von Industrie 4.0 sind intelligente und digital miteinander vernetzte Systeme. Sie sollen eine selbstorganisierte Produktion ermöglichen und die gesamte Supply Chain optimieren. Zur Realisierung solcher Systeme sind Smart Products, also intelligente Produkte, unerlässlich. Unternehmen nutzen Smart Products, um

• die Produktion auf individuelle Kundenbedürfnisse zuzuschneiden,
• digitale Zusatzleistungen für Produkte anzubieten und
• die Customer Experience zu erweitern.

Doch was macht ein Produkt smart und wie funktioniert ein Smart Product? Mittels Chips, Mikroprozessoren und Embedded Systems werden Produkte in die Lage versetzt, Daten während der eigenen Fertigungs- und Nutzungsphase zu erheben und zu kommunizieren. Grundlage hierfür sind Cyber Physical Systems, die es Produkten und Fertigungsanlagen erlauben, über das Internet of Things (Iot) miteinander zu kommunizieren. Für die Produktion birgt dies folgende Vorteile:

• Steigerung der Produktivität und Effizienz
• Transparente und flexible Reaktion auf Abweichungen im Produktionssystem
• Rentable Fertigung individualisierter Produkte

Smart Products werden eine Vielzahl neuer Anwendungsbereiche erschließen und somit einen gewaltigen Einfluss auf Geschäftsmodelle der Zukunft ausüben. Menschen, Maschinen und Ressourcen werden zunehmend vernetzt agieren und industrielle Prozesse revolutionieren.

Smart City – ein Vorzeigemodell gibt es nicht

Die Stadtplanung der Zukunft wird sich nicht nur auf ein Konzept der Smart City beschränken können. Dazu sind die Aufgaben zu komplex und umfangreich. Auch individuelle Anpassungen gestalten sich von Stadt zu Stadt unterschiedlich.

Derzeit werden smarte Ansätze bereits an einigen Stellen umgesetzt. Sensoren, die eine intelligente Verkehrsführung ermöglichen und somit Staus sowie die Produktion zu hoher Abgase verringern. Flexible Carsharing-Optionen, Ladestationen für Elektro-Autos und mit Sensoren versehene Parkplätze, die eine unnötige Parkplatzsuche vermeiden sollen – das Thema Mobility steht bereits in vielen urbanen Lebensräumen hoch im Kurs. Um regenerative Energiequellen zu fördern, installieren viele Städte Photovoltaikanlagen auf den Dächern öffentlicher Gebäude.

Damit die Umsetzbarkeit einer intelligenten Stadt gelingen kann, muss zudem eine leistungsfähige IT-Infrastruktur geschaffen werden. Neben den zunehmend eingesetzten Technologien gilt es, unzählige Computer, Smartphones und Smartwatches stabil und schnell zu verbinden. Parallel dazu muss der Datenschutz lückenlos gewährleistet sein.

Responsive City = Smart City 2.0?

Als Weiterentwicklung der Smart City steht hinter dem Konzept Responsive City eine Stadt, die die Bedürfnisse ihrer Bewohner in den Vordergrund stellt. Eine Responsive City setzt ebenfalls auf eine umfangreiche Vernetzung und Sensoren. Der Unterschied zu Smart Cities besteht darin, dass Einwohner ebenfalls auf diese Sensoren zugreifen können, um digitale Technologien in ihrer Umgebung zu steuern. Per App die Straßenbeleuchtung einschalten, wenn sie gebraucht wird, oder der Müllabfuhr signalisieren, dass ein Leeren der Mülltonne nicht nötig ist, sind beispielsweise Szenarien, die einen konkreten Mehrwert bieten und die Nachhaltigkeit fördern

Per Smartphone am eigenen Stadtbild mitwirken? Die Stadt Zürich erlaubt Einwohnern per App, Schäden an der Infrastruktur unkompliziert zu melden. Für beide Seiten eine Win-win-Situation: Die Stadt wird unmittelbar über Schäden informiert und kann sich zeitnah um die Behebung kümmern. Für die Einwohner wird der Aufwand einer Meldung sehr gering gehalten und die Motivation steigt, ein Problem zu kommunizieren und am Stadtbild mitzuwirken. Wie auch bei Smart Cities steht jedoch die Herausforderung im Raum, eine große Menge an Daten bewältigen zu müssen und gleichzeitig eine mögliche Zweckentfremdung der Daten zu vermeiden.

Smart Homes & Smart Building: Im Einklang mit Smart Cities

Während Smart-City-Strategien noch in weiten Teilen entwickelt werden, gehören im Haushaltsbereich schon länger zahlreiche smarte Lösungen zum Alltag. Lichtquellen und Soundsysteme, die sich via Sprachbefehl steuern lassen, oder Kühlschränke, die über eine Bestandsführung verfügen und fehlende Produkte automatisch nachbestellen – Smart Homes stehen für den effizienten und nachhaltigen Lebensstil der Zukunft.

Smart Building hingegen setzt auf die Digitalisierung ganzer Gebäude. So ermöglicht die installierte Gebäudeelektronik, Energie im großen Stil zu sparen. In Echtzeit abrufbare Daten bilden den Gebrauch von Heizung, Belüftung, elektrischen Haushaltsgeräten oder Kühlvorrichtungen ab und passen die Steuerung dem individuellen Nutzerverhalten an. Die intelligenten Gebäude können zudem die eigene Stromerzeugung und -speicherung abdecken und tragen zum Nachhaltigkeitskonzept dauerhaft bei.