Durch die fortschreitende Urbanisierung lebt heute bereits über die Hälfte der Weltbevölkerung im städtischen Raum. Die urbanen Gebiete unterscheiden sich in einigen Aspekten und haben dennoch meist eine Gemeinsamkeit: Sie sind mit gesundheitlichen, ökologischen und sozialen Herausforderungen konfrontiert. Nachhaltige und soziale Lösungen erfordern eine intelligente Kombination aus innovativen Technologien, attraktivem und funktionalem Design sowie angewandtem Wissen. Wie so eine Lösung konkret aussehen kann und welche Auswirkungen diese auf die Stadt hat, lässt sich mithilfe eines Digitalen Zwillings betrachten. Dieser kann Objekte oder Prozesse aus der realen Welt, also auch eine physische Stadt, digital nachbilden und mögliche Eingriffe in die reale Umgebung zunächst in virtueller Form bildlich simulieren.
Vor diesem Hintergrund beteiligt sich das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO im Rahmen der Morgenstadt-Initiative gemeinsam mit rund 20 internationalen Partnern aus Industrie, Politik und Forschung an dem »Digital City Program«. Ziel des Programms ist es, digitale Lösungen in Bezug auf eine integrierte und nachhaltige Stadtplanung mithilfe von urbanen Digitalen Zwillingen und Virtueller Realität (VR) anzutreiben. Dabei handelt es sich um das erste von drei Programmen der Urban Development Initiative (UDI), die Anfang des Jahres vom Fraunhofer IAO, als koordinierendes Institut der Morgenstadt-Initiative, sowie den niederländischen Städten Eindhoven und Helmond, der Eindhoven University of Technology (TU/e) und der Brainport Development Corporation initiiert wurde.
Vorhandene urbane Daten nutzen und gemeinsam Innovationen entwickeln
Der Digitale Zwilling schafft eine gemeinsame Diskussionsgrundlage, indem er komplexe Themen visuell zugänglich und für alle erfassbar macht. Eine solch politikunterstützende Technologie kann dabei helfen, einen ganzheitlichen Einblick in komplexe städtische Fragestellungen zu erhalten und eignet sich auch als Instrument zur bürgerlichen Mitgestaltung und Entscheidungsfindung in der institutionenübergreifenden, staatlichen Zusammenarbeit. Das bestätigt auch Michiel Oomen von der Stadtverwaltung Eindhoven/Digital City Program: »Das Digital City Program hilft, die komplexen Fragen der Stadtentwicklung greifbar und transparent zu machen. Es veranschaulicht, an welchen Stellschrauben die Stadtverwaltung drehen kann.« Das Datengerüst des Digitalen Zwillings basiert auf statischen Daten sowie Echtzeitdaten für Vorhersagen u. a. in Bezug auf Mobilität, Klima, Energie und Lärm. Die themenübergreifende Zusammenarbeit mit einer Vielzahl an Akteuren aus der Wirtschaft und dem öffentlichen sowie halböffentlichen Sektor trägt zur Schaffung von Ökosystemen mit hoher Innovationskraft bei. Dr. Eva Ottendörfer, Leiterin der Morgenstadt-Initiative betont die zentrale Rolle von Digitalen Zwillingen für Innovationsprozesse: »Dadurch können Innovationen systematisch in konkrete Stadtentwicklungsvorhaben einfließen und erprobt werden. Dies spart Ressourcen, während langfristig die Lebens-, Arbeits- und Wohnqualität sowie die Nachhaltigkeit der gesamten Region gesteigert werden können.«
Digital City Program startet im Sommer 2021
Das Fraunhofer IAO hat hierbei die Möglichkeit, Inhalte und Ergebnisse aus der Morgenstadt-Initiative in einem regionalen und lokalen Umfeld umzusetzen. Die gemeinsam definierten Themen für die UDI schließen fast nahtlos an das Morgenstadt-Arbeitsprogramm 2020-2021 an. Dabei liegt der Fokus auf der Einbindung neuer Technologien für Transport, Gesundheit und Energieerzeugung. Im Sommer dieses Jahrs startet die Umsetzungsphase. Projekte wie der »Eindhoven International Knoop XL« und der »Brainport Smart District« gehören zu den Musterprojekten, in denen digitale Lösungen bereits angewendet werden.
Die Urban Development Initiative steht weiteren interessierten Partnern offen. Neben der städtischen Digitalisierung sind im Rahmen der UDI weitere Programme in den Bereichen Gebäudeinnovation (Industry 4.0) und Energiewende im Gebäudeumfeld geplant. Diese beginnen voraussichtlich im Herbst 2021.
Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO