Zum Hauptinhalt springen
Bosch Energy and Building Solutions Deutschland

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

Bosch Building Technologies stellt jetzt eine Open-Source-Bibliothek von Ontologien zur Verfügung, um mit digitalen Zwillingen den Gebäudebetrieb zu unterstützen und die Transparenz und Effizienz eines Gebäudes über den gesamten Lebenszyklus zu erhöhen.

Zwei Kollegen sprechen und schauen auf einen Computerbildschirm mit Ontologien
Damit Gebäude digital werden, muss eine gemeinsame Datenbasis geschaffen werden, die die nahtlose Kommunikation unter allen vernetzten Hardware- und Softwarekomponenten ermöglicht.

Steigende Betriebskosten und Energiepreise sind weltweit ein Thema. Zusammen mit der Einführung von CO₂-Steuern und steigenden gesetzlichen Anforderungen wird es damit zu einer absoluten Notwendigkeit, die Effizienz von Gebäuden gezielt zu erhöhen. Das setzt jedoch voraus, dass Gebäude deutlich transparenter werden, um die Funktionsweise aller Systeme und Anlagen in Echtzeit verstehen zu können. Die Nutzer wünschen sich intelligentere Gebäude und der Trend zu CO₂-neutralen Gebäuden ist unaufhaltbar. Um Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, werden höhere Effizienz und Transparenz in allen Phasen des Lebenszyklus eines Gebäudes immer wichtiger: bei der Planung von Neubauprojekten, bei der Optimierung von Prozessen im täglichen Betrieb sowie bei der Modernisierung und Aufwertung bereits bestehender Gebäude.

Wie die digitale Transformation mehr Transparenz in Gebäuden ermöglicht

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?

Open-Source-Ontologien gewährleisten, dass alle Beteiligten von Anfang an dieselben Termini und Beschreibungen verwenden.

Ontology Central von Bosch Building Technologies

Beschreibung eines Gebäudes in “Azure Digital Twins”
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.

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.

Open-Source im kompletten Gebäudelebenszyklus

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.

Über Datenströme verbundene Bürogebäude in einer Stadt
In Bezug auf alltägliche Betriebsprozesse liefern Ontologien die benötigte Datenbasis, damit künstliche Intelligenz zum Einsatz kommen und aus Daten in Echtzeit Prognosen erstellen kann. So können wertvolle Ressourcen geschont und gleichzeitig Kosten gespart werden.

Mit der zunehmenden Digitalisierung von Gebäuden wird diese kombinierte Artificial Intelligence of Things (AIoT), zu Deutsch „künstliche Intelligenz der Dinge“, künftig die wichtigste Rolle bei den Gebäudemanagementaufgaben des Alltags übernehmen. Gebäudetechnik, Anlagen, Software und Sensoren werden miteinander in Echtzeit Daten aus dem ganzen Gebäude austauschen können. Aus den gesammelten Daten können Szenarien und Prognosen abgeleitet werden, die langfristig dem effizienten Gebäudebetrieb zu Gute kommen. Um Nachhaltigkeit zu gewährleisten und zukünftigen gesetzlichen Offenlegungspflichten nachzukommen, wird es zudem nötig sein, Gebäude, Gebäudesysteme und intelligente Energienetze nahtlos digital zu integrieren. Open-Source-Ontologien liefern auch hier eine transparente Basis, um diese Weiterentwicklungen zu unterstützen und die Effizienz in großem Stil zu steigern.

„Ein Open-Source-Ansatz hilft nicht nur Betreibern und Eigentümern dabei, die Effizienz ihrer Gebäude zu erhöhen, sondern macht es der Gesellschaft im Ganzen möglich, die mit Nachhaltigkeitszielen einhergehenden Herausforderungen besser zu bewältigen.“

Andreas Mauer auf der Bosch Connected World

Andreas Mauer, VP CTO Bosch Energy and Building Solutions

Der Anfang: digitale Zwillinge für den Betrieb

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.

Gebäude und digitaler Gebäudezwilling
Ein digitaler Gebäudezwilling liefert Eigentümern und Betreibern nicht nur übersichtliche Daten zum aktuellen Status ihres Gebäudes, sondern versetzt sie auch in die Lage, fundierte Entscheidungen zu treffen, um den Nutzern mehr Komfort bei gleichzeitig reduzierten Kosten zu bieten.

Ein digitaler Gebäudezwilling liefert Eigentümern und Betreibern nicht nur übersichtliche Daten zum aktuellen Status ihres Gebäudes, sondern versetzt sie auch in die Lage, fundierte Entscheidungen zu treffen, um den Nutzern mehr Komfort bei gleichzeitig reduzierten Kosten zu bieten. Im Laufe der Zeit können diese Maßnahmen zudem helfen, die CO₂-Bilanz von Gebäuden und Unternehmen zu verbessern – ein weiterer Grund, warum Bosch Building Technologies das Ontology Central so vielen Menschen wie möglich zur Verfügung stellen will, unter Berücksichtigung aller erforderlichen Cyber-Security- und Datenschutzanforderungen. Ein Open-Source-Ansatz hilft nicht nur Betreibern und Eigentümern dabei, die Effizienz ihrer Gebäude zu erhöhen, sondern macht es der Gesellschaft im Ganzen möglich, die mit Nachhaltigkeitszielen einhergehenden Herausforderungen besser zu bewältigen. Um dies zu schaffen, ist ein stetiger Austausch unabdingbar. Wir möchten diese Herausforderung gemeinsam mit der ganzen Industrie angehen und mit unserer Open-Source-Ontologie einen entscheidenden Beitrag dazu leisten.

Der Austausch mit Ihnen ist uns wichtig!

Wir wollen die Zukunft der Immobilienbranche gestalten – gemeinsam mit Ihnen. Kommen Sie mit Ihren Fragen gerne auf uns zu, wir freuen uns darauf, von Ihnen zu hören!

Habib Modabber

Director Business Development & New Services

Bosch Building Technologies Ontology Central

Vernetzte Gebäude in einer smart City

Hier finden Sie unsere Open-Source-Ontologien


Derzeit befinden sich in der Bibliothek folgende Beschreibungen:

• Ontology Foundation

• HVAC

• Fire Alarm System