Im Jahr 2010 lebten rund 52 Prozent der Weltbevölkerung in Städten. Bis 2030 werden es vermutlich rund 60 Prozent sein. All diese Menschen erwarten Einiges von der Stadt: Sie wollen von A nach B bewegt werden, Strom, Wasser und Telekommunikation sollen 24/7 bereitstehen und Dokumente sollen möglichst online beantragt werden können. Die Stadt soll also »schlau« sein und sich optimal auf die Bedürfnisse jedes und jeder Einzelnen einstellen und dabei schnell, kosteneffizient, nachhaltig und ökologisch korrekt sein.

Der Geschäftsbereich Quality Engineering (SQC) hat daher die Referenzarchitektur »oupPLUS« für Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) in der Smart City entwickelt. Sie ermöglicht die Umsetzung standardisierter Smart-City-Konzepte und fördert die Interoperabilität zwischen Komponenten, Modulen, Schichten und allgemeinen Artefakten von IKT-Systemen in der smarten Stadt.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind auf folgenden Gebieten aktiv und bieten entsprechende Services für ihre Kunden:

• »oupPLUS« als Referenzarchitektur und Blaupause für den Einsatz von IKT-Technologien im öffentlichen Raum
• Unterstützung bei der Standardisierung von offenen urbanen Plattformen, z. B. gemäß DIN SPEC 91357, DIN SPEC 91367 oder DIN SPEC 91397
• Qualitätssicherung von Komponenten und Lösungen gemäß der Referenzarchitektur »oupPLUS«
• Aufbau eines Zertifizierungsschemas für IKT-Lösungen im urbanen Umfeld
• »oupPLUS« als Grundlage für die technische Evaluation von neu aufkommenden Technologien im Smart-City-Raum (z. B. Künstliche Intelligenz, Quantencomputing, all-IP Netzwerke, Blockchain, IoT, etc.)
• Beratungsprojekte, Konzepte und Studien auf Basis der »oupPLUS«-Prinzipien

Der Aufbau von intelligenten Stromnetzen, sogenannten Smart Grids, ist für die Energiewende unerlässlich. »Smart« werden die Netze durch die Informations- und Kommunikationstechnik. Sie vernetzt Stromerzeuger, -speicher und -verbraucher und ermöglicht eine intelligente Steuerung aller Komponenten und des Gesamtsystems. Das IT4Energy-Zentrum von Fraunhofer FOKUS entwickelt Informations- und Kommunikationslösungen für eine optimale Nutzung vorhandener Ressourcen und sorgt für eine datenschutz- und standardkonforme Vernetzung. Besondere Berücksichtigung finden hierbei die Vorgaben des BSI (Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik) für das Smart Meter Gateway sowie die Integration von Sensorik und Heimautomatisierung.

Ziele

Ziel des IT4Energy-Zentrum ist es, Kunden und Partnern mittels intelligenten Last- und Speichermanagements, leistungsfähiger Prognosemodelle und einer herstellerunabhängigen Smart Metering-Test- und Entwicklungsumgebung die technische Unterstützung für eine nachhaltige Energieversorgung und -nutzung zu bieten – von Energieerzeugern und Versorgungsunternehmen über Technologieunternehmen bis zur Industrie.

Der Ansatz der Constraintprogrammierung sowie hocheffiziente Operations Research-Methoden werden für die Entwicklung von Technologien für die optimale und zuverlässige Nutzung von Energieressourcen genutzt. Prognoseverfahren tragen durch verlässlichere Vorhersagen zur besseren Planung bei. Sensornetztechnologien tragen zur intelligenten Messung und Steuerung von Energieverbräuchen und Verteilnetzwerken bei.