Välkommen till City 4.0
Hur kan städer utnyttja fördelarna med digitalisering för att minska trycket på överbelastade tjänster och resurser? Med sömlös integrering av data som samlats in av Internet of Things (IoT) kan stadens underliggande infrastrukturnivå hanteras och optimeras.
Av Jan Schönig
Trycket på städer är hårt. Stadsregioner i hela världen har problem att hantera ett växande invånarantal som gör att efterfrågan på resurser som energi, rent vatten och ren luft ökar. De försöker hitta innovativa sätt att hantera bullerföroreningar, ständigt ökande stadstrafik och effekterna av klimatförändringarna – och tittar i allt större utsträckning på smart teknik för att hitta lösningar. Frågan är inte längre om städer ska digitaliseras och bli smarta städer, utan snarare när smarta stadsprojekt kommer att skalas upp på global nivå.
Sammanlänkad stadsinfrastruktur
Under de senaste decennierna har städer och deras underliggande infrastruktur haft som mål att i stor utsträckning optimera sig själva inom sina vertikala silor. Redan idag planeras och byggs många byggnader baserat på standardiserad Building Information Management-programvara (BIM). Förarlösa tåg drivs med högre kapacitet, energinät blir smarta nät som snabbt kan anpassa sig till förändrade krav. Sammankoppling av olika stadsinfrastrukturer kommer att driva nästa våg av förbättringar och effektivitetsvinster inom stadsförvaltning.
Denna modell kallas ibland City 4.0 – precis som Industri 4.0, och beskriver effekterna av automation samt datautbyte inom tillverkningsindustrin. När det gäller städer kan termen syfta på byggnader som aktivt ansluter till energinätet och samverkar med mobilitetskrav. Det kan också vara självlärande system som förser användarna med information som kan förbättra luftkvaliteten – för att bara nämna två exempel.
Studie: 50 miljarder uppkopplade apparater år 2020
En studie från 2015 genomförd av konsultföretaget McKinsey identifierade digitaliseringen som en förändringskraft i städerna. Digitaliseringens potential som hävstång för produktivitetsvinster i stadsinfrastruktur överträffas bara av hur den påverkar industri och tillverkning. Där används digitaliseringen redan på bred front inom hela sektorer, från små och medelstora företag till storföretag.
Digitaliseringens intåg har sammanfallit med en dramatisk nedgång för transistorpriserna under de senaste 25 åren. Allt fler apparater är nu uppkopplade. År 2020 förväntas mer än 50 miljarder apparater och elektronisk utrustning kommunicera aktivt. De tjänster som finns tillgängliga redan idag i alla delar av stadsmiljön kommer att förstärkas digitalt. Men kanske viktigare är att vi kommer att se allt fler nya tjänster tack vare tillgängligheten och analysen av data.
Digitaliseringen kommer att förbättra städernas produktivitet, säkra tillväxten och driva den ekonomiska aktiviteten.
Inga prototyper behöver krocktestas
Vad innebär digitalisering i praktiken? Den gör det möjligt för planerare att till exempel skapa en digital tvilling av den fysiska arbetsmiljön och koppla samman de två i syfte att förbättra design, teknik och automation av processer, men kan också användas för övergripande rapportering och analys. Simulering och prediktivt underhåll blir allt enklare att genomföra och integrera i den dagliga verksamheten.
Om man vill visualisera fördelarna kan man exempelvis tänka på bilindustrin: tidigare brukade utvecklarna tillverka en ny prototyp, krocktesta den och därefter analysera vad som hade fungerat och vad som hade gått fel. Sedan brukade nästa prototyp byggas och krockas mot en vägg – processen upprepades i oändlighet. Det är lätt att föreställa sig hur mycket snabbare och effektivare den här processen har blivit tack vare simuleringsprogramvara.
Om författaren
Jan Schönig är ansvarig för stadsutveckling och smarta städer på Siemens Global Center of Competence Cities, med ansvar för strategi, partnerrelationer, programledning och affärsutveckling för smarta stadsinfrastrukturlösningar. Sedan han började på Siemens 1997 har han varit involverad i en mängd olika uppdrag och projekt och haft ledande befattningar, bland annat fyra år som chef för företagsutveckling i Qatar och två år som chef för Siemens IT Solution Unit i Frankrike.
Helsingfors skapar en digital tvillingstad
Tillämpad på städer kan digitaliseringen inte bara öka effektiviteten genom att minimera slöseri med tid och resurser, utan kan samtidigt förbättra en stads produktivitet, säkra tillväxten och driva den ekonomiska aktiviteten. Finlands huvudstad Helsingfors håller just nu på att bevisa detta. Helsingfors började tidigt använda smart stadsteknik samt modellering och lanserade Helsinki 3D+-projektet för att skapa en tredimensionell återgivning av staden med hjälp av teknik för datainsamling från verkliga miljöer från programvaruföretaget Bentley Systems för samordning av geodata, utvärdering av alternativ, modellering och visualisering.
Projektets syfte är att förbättra stadens interna tjänster och processer och tillhandahålla data för fortsatt smart stadsutveckling. När den är klar kommer Helsingfors 3D-stadsmodell att delas som öppna data för att stimulera till kommersiell och akademisk forskning och utveckling. Tack vare tillgängliga data och analyser kommer staden att kunna driva sin gröna agenda på ett sätt som har mer fokus på hållbar konsumtion av naturresurser och en hälsosam miljö.
Första steget mot den digitalt förvaltade staden
Från den visuella 3D-återgivningen kan en mängd data utvinnas – ett första steg mot den digitalt förvaltade staden. Men för att det ska fungera måste de sammankopplade infrastrukturkomponenterna kunna prata med varandra och göra sig förstådda. Programvaruföretaget Bentley Systems är en pionjär inom programvara för verklighetsmodellering för infrastrukturbranschen. Bentley och Siemens har varit teknikpartners under många år och har på senare tid uppgraderat sitt samarbete till en strategisk allians – vilket har resulterat i en sömlös integrering av de båda företagens tekniker.
Så hur fungerar det? Det tredimensionella nät som skapats av Bentleys program för verklighetsmodellering är kopplat till de IoT-aktiverade infrastrukturkomponenterna via Siemens molnbaserade IoT-operativsystem som kallas MindSphere. På så sätt tillhandahåller stadens underliggande infrastrukturlager – som energi, vatten, transport, säkerhet, byggnader, hälso- och sjukvård – data som matas in i ett gemensamt datalager för att möjliggöra analyser och förebyggande och rådgivande åtgärder. MindSphere kan hantera enorma mängder data.
När dessa data har gjorts tillgängliga gör öppna gränssnitt för applikationsprogrammering det möjligt för innovativa företag och stadsförvaltningar att ta fram fler användningsfall och utveckla appar baserade på tillgängliga data till fördel för medborgarna, stadsförvaltningarna och de lokala företagen.
En digital vision, redo att förverkligas i hela världen
Helsingfors är inte ensamt om att samla in öppna data för att möjliggöra och förbättra forskning och utveckling kring City 4.0-konceptet. Ett annat exempel är staden Columbus i delstaten Ohio, som 2016 vann Smart City Challenge i USA. Smart Columbus-kampanjen syftar till att förbättra människors livskvalitet, driva den ekonomiska tillväxten, ge bättre tillgång till möjligheter, bli en logistikledare i världsklass och främja hållbarhet. Hur? Genom att koppla samman infrastrukturtjänster, med början i transporter, bostäder och sjukvård, för att modellera hur ny teknik fungerar i en verklig stad. Om frågan är när smarta stadsprojekt kommer att börja skalas upp på global nivå, blir svaret: nu.
2018-05-18
Bildrättigheter: Roman Trystram
Håll dig uppdaterad!
Registrera dig för vårt nyhetsbrev med läsvärda godsaker inom digitalisering, infrastruktur, industriautomation och elektrifiering.
