Open-Source-Ontologien für höhere Transparenz und Effizienz bei Gebäuden

In allen Phasen des Gebäudezyklus kann die digitale Transformation von Immobilien eine enorme Wirkung zeigen – auch wenn sich dieser Wirtschaftszweig ansonsten eher langsam weiterentwickelt. Um der Immobilienbranche zu helfen, zügig eine neue Richtung einzuschlagen, treibt Bosch Building Technologies die digitale Transformation von Gebäuden voran. Die Ziele dabei sind, Bauprozesse, Systeme und Anlagen transparenter und effizienter zu gestalten, während gleichzeitig Kosten gesenkt werden. Damit Gebäude digital werden, muss eine gemeinsame Datenbasis geschaffen werden, die die nahtlose Kommunikation aller vernetzten Hardware- und Softwarekomponenten ermöglicht. Die größte Herausforderung dabei ist die Tatsache, dass sich die Technologien bisher nur begrenzt miteinander verständigen können. Das liegt vor allem daran, dass unterschiedliche Begriffe, Beschreibungen sowie Protokolle für die vielen Sensoren, Anlagen, Systeme und Komponenten, die zusammen die Infrastruktur eines Gebäudes bilden, verwendet werden. Deshalb hat Bosch Building Technologies das Ontology Central entwickelt: eine Open-Source-Bibliothek semantischer Modelle, die auf unterschiedliche Gebäude, Systeme und Services angewendet werden können. Aber welche Vorteile liefert dieser Ansatz?

Im Wesentlichen schafft diese Bibliothek die Basis für effiziente Gebäude. Die Open-Source-Bibliothek besteht aus einheitlichen digitalen Beschreibungen der baulichen Strukturen, der Hardware, der Sensoren sowie vielen weiteren Komponenten der technischen Gebäudeausrüstung. Typischerweise läuft das meiste davon auf den Backendservices der IT-Systeme eines Gebäudes zusammen, was oft zeitaufwendige Implementierungen durch Spezialisten und Fachanbietern mit jeweils firmeneigenen Tools voraussetzt. Technisch gesehen sind verschiedene Behelfslösungen sowie aufwendige und maßgeschneiderte Programmierungsarbeiten nötig, um ein ganzes Gebäude mit allen seinen Prozessen zusammenzuführen. Falls auch noch unterschiedliche technische Begriffe benutzt werden, kann es sehr mühsam werden, die Betriebsprozesse eines ganzen Gebäudes verständlich, transparent und in Echtzeit darzustellen.

Das folgende Beispiel verdeutlicht das: Stellen Sie sich drei Teams vor, die für die Wartung der technischen Systeme eines Gebäudes zuständig sind. Team 1 verwendet den Begriff Heizungssystem, Team 2 spricht von Klimaanlage und Team 3 ist es gewohnt, die Modellbezeichnung zu verwenden, nämlich 37B1AZX9. Diese drei Teams kommen zusammen, um anstehende Arbeiten zu besprechen. Weil auch noch weitere unterschiedliche Fachbegriffe verwendet werden, werden die drei Teams wahrscheinlich einen Dolmetscher brauchen, um sich untereinander verständigen zu können. Nicht besonders effizient, oder? Hier kommen nun Open-Source-Ontologien zum Einsatz, denn diese gewährleisten, dass alle Beteiligten von Anfang an dieselben Termini und Beschreibungen verwenden. So werden nicht nur Missverständnisse vermieden, sondern auf technischer Ebene erzeugt diese Einheitlichkeit einen Rahmen für skalierbare Effizienz über alle Systeme, Gebäude und über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes hinweg.

Die Vision für die Idee des Ontology Central ist es, so viele Menschen wie möglich davon profitieren zu lassen. Es war deshalb naheliegend, sie im Rahmen einer Open-Source-Kollaboration gemeinsam mit Gebäudebesitzern und -verwaltern, Herstellern, Serviceanbietern und Startups zu entwickeln. Die breite Verfügbarkeit der Library kann die ganze Branche in die Lage versetzen, an der Effizienz von Gebäuden gezielt gemeinsam zu arbeiten und gleichzeitig im Laufe des Lebenszyklus einer Immobilie alle damit zusammenhängenden Kosten zu senken. Während der Planungs- und Bauphase schaffen solche Open-Source-Ontologien sowohl für die Architekten als auch die Eigentümer die Möglichkeit, Hardware- und Softwarekomponenten auszuwählen und zusammenzusetzen, die zum individuellen Bedarf eines Gebäudes perfekt passen. Gleichzeitig können so die damit einhergehenden Implementierungskosten deutlich minimiert werden. In Bezug auf alltägliche Betriebsprozesse liefern Ontologien zudem die benötigte Datenbasis, damit künstliche Intelligenz zum Einsatz kommen kann und aus Daten in Echtzeit Prognosen erstellt werden können. So können wertvolle Ressourcen geschont und gleichzeitig Kosten gespart werden. Bei der Modernisierung von Gebäuden können Ontologien helfen, ein stabiles digitales Ökosystem durch das Internet of Things (IoT) zu gewährleisten. Dabei werden nur diejenigen Komponenten aktualisiert, die es wirklich nötig haben.

Wenn Open-Source-Ontologien für Anlagen und Systeme eines bestehenden Gebäudes eingesetzt werden, entsteht das Grundgerüst eines digitalen Zwillings für dessen Betrieb. Der digitale Gebäudezwilling ist eine Art interaktive Karte, die die baulichen Dimensionen des Gebäudes mit der ganzen Bandbreite an verfügbaren Daten in Echtzeit verbindet. So ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten zur Erhöhung der Transparenz in Bezug auf alles, was zu einem beliebigen Zeitpunkt innerhalb eines Gebäudes gerade geschieht. Das wiederum führt zu wesentlich höherer Effizienz im täglichen Betrieb und zu einer deutlich verbesserten und übersichtlichen Informationslage. Wenn eine bestimmte Hardware- und Softwarekonfiguration sich beispielsweise als besonders wirksam bei der Erhöhung der Effizienz in einem Gebäude erweist, kann sie bei der Planung zukünftiger Gebäude genutzt oder bei der Modernisierung im Bestand angewandt werden.