Ziel von DynaWater4.0 ist es, im Sinne von IndustrieWasser 4.0 Modelle und CPS (Cyber-physische Systeme), Sensornetze/Datenplattformen sowie Komponenten (Messen–Steuern–Regeln (MSR) & Wassertechnik) für eine dynamische Vernetzung von industriellem Wassermanagement und industrieller Produktion (I) miteinander zu verbinden, (II) an konkreten Beispielen zu demonstrieren und zu bewerten und (III) die Verwertbarkeit über die Branchen im Projekt hinaus aufzuzeigen. Dieser Ansatz ermöglicht es im Ergebnis die digitale Zusammenarbeit zwischen industriellem Wassermanagement und Produktion auf unterschiedlichen Ebenen beispielhaft darzustellen. Gleichzeitig ermöglicht dies eine Abschätzung der Optimierungspotentiale aus digitaler Kollaboration zwischen industriellem Wassermanagement und Produktion. Mit Blick auf die Verwertung entstehen in der Prozessindustrie Potenziale für Marktvorteile: Im Bereich Stahl z.B. durch erhöhte Flexibilität in der Produktion oder im Bereich Chemie durch verbesserte Reaktion auf Kundenanforderungen – personalisierte Produktion.

Dieser Ansatz ermöglicht es im Ergebnis die digitale Zusammenarbeit zwischen industriellem Wassermanagement und Produktion beispielhaft mit den dafür erforderlichen Elementen der MSR- und Wassertechnik, Prozesssteuerung und IKT-Infrastruktur darzustellen. Gleichzeitig ist eine Abschätzung der Optimierungspotentiale aus der digitalen Kollaboration zwischen industriellem Wassermanagement und Produktion möglich.

Zur Erschließung der Potentiale bei der Betriebsoptimierung von vernetzten Produktions- und Abwasserreinigungsprozessen werden in DynaWater4.0 exemplarisch:

I.    bestehende Komponenten (MSR & Wassertechnik) an die Vernetzung adaptiert,

II.    strategische Umsetzungskonzepte entwickelt sowie auf Implementierungsfähigkeit anhand eines Proof-of-Concept-Prototyps mit ausgewählten Funktionalitäten überprüft,

III.   Modelle zur Abbildung von verfahrenstechnischen digitalen Zwillingen der einzelnen verfahrenstechnischen Komponenten und Teilprozesse entwickelt, die nicht nur für die Offline-Planung eingesetzt werden können, sondern auch die fortlaufende Online-Simulation unterstützen.

Dadurch kann ein sogenannter „verfahrenstechnischer digitaler Zwilling“ der Abwasserbehandlungsanlage erstellt werden, so dass jederzeit der gesamte Zustand der Prozesse bekannt ist und darauf aufbauend Prognosefunktionen und prädiktive Regelungsverfahren umgesetzt werden können. Somit bilden die Modellierung und Simulation in Verbindung mit der Datenintegration aus Online-Messtechnik und Produktionsplanung die Grundlage für eine Systemlösung, die in unterschiedlichen Branchen eingesetzt werden kann. Die exemplarische Durchführung der Arbeiten im kleinen Anwendungsmaßstab, begleitet von der Entwicklung strategischer Umsetzungskonzepte für Großanlagen und komplexe Anwendungen an unterschiedlichen Standorten erlaubt eine breite Übertragbarkeit der DynaWater4.0 Ergebnisse in unterschiedliche Anwendungsfelder und -szenarien.