3D-Modell einer Kreuzung der Stadt Saarlouis.
Auch Daten unterirdischer Leitungen sind enthalten. Quelle: Stadtwerke Saarlouis GmbH

Im Zuge der Digitalisierung haben die Stadtwerke Saarlouis begonnen, ihre gesamte Netzdokumentation aus der Ebene heraus in ein dreidimensionales Format zu transferieren. Dazu hieven die Planer derzeit den zweidimensionalen digitalen Zwilling ihrer Assets auf Basis ihres Geoinformationssystems (GIS) auf das nächste Level, indem sie ihn Schritt für Schritt um die dritte Dimension vervollkommnen. Am Ende des Projekts soll Saarlouis mit Blick auf eine optimierte Planung und einen effektiven Schutz seiner kritischen Infrastruktur den Verantwortlichen komplett – inklusive Oberflächenbebauung und Untergrund – als digitales 3D-Modell zur Verfügung stehen.
Netzdokumentation im Jahr 2025 bedeutet für die Energieversorger mehr als nur ihrer Planauskunftspflicht gegenüber Bauunternehmen nachkommen zu können. Neben Betrieb und Instandhaltung dienen immer detailliertere Daten zu Strom- und Gasnetzen sowie Wasser- und Glasfasernetzen längst auch als unverzichtbare Grundlage zentraler Funktionen wie Planung und Ausbau, aber auch zur Investitionssteuerung oder gesetzlicher Dokumentationspflichten.

Saarlouis in Zahlen
Die Stadtwerke Saarlouis versorgen die rund 37.000 Einwohner:innen der Kreisstadt mit Strom, Gas – eine Beteiligung an der Fernwärme im Stadtteil Steinrausch inklusive –, Trinkwasser und Telekommunikation. In acht Stadtteilen, die sich über eine Fläche von 45 km2 verteilen, betreuen 134 Mitarbeiter:innen rund 40.000 Zählpunkte. Diese erstrecken sich auf 170 km in der Mittel- und 530 km in der Niederspannung innerhalb des Stromnetzes, über ein Gasnetz mit einer Länge von 152 km und ein 238 km langes Wassernetz. Hinzu kommt ein eigenes Glasfasernetz von derzeit circa 500 km Infrastrukturlänge, das der Internet Service Provider (ISP) aus Saarlouis aktuell massiv ausbaut, bis die ganze Stadt erschlossen ist.

3D-Mesh-Modell mit Freileitungen der Stadt Saarlouis. Quelle: Stadtwerke Saarlouis GmbH

Die Ziele
„Im Laufe der Zeit kommen in der Netzdokumentation immer mehr Daten hinzu“, sagt Silke Kockler-Schikofsky, Leiterin Netzdokumentation & Planauskunft bei den SW SLS. „So haben wir z. B. bei Rohrleitungen auch Ereignisse wie Schadensfälle und Reparaturen miteinfließen lassen, um eine bessere Entscheidungsgrundlage zu schaffen, wo Erneuerungsmaßnahmen am ehesten vonnöten sind. Probleme zuverlässig und früh zu detektieren, spart Zeit und Geld und hilft im Vorfeld, größere Schäden zu vermeiden.“
Von der Weiterentwicklung in Gestalt der dritten Dimension profitieren in erster Linie Planer der SW SLS selbst. „Erklärtes Ziel ist es, mit der Stadt Saarlouis in Kooperation einzutreten und einen gemeinsamen Daten-Pool mit allen relevanten Daten zu schaffen“, verrät Dr. Ralf Levacher, technischer Geschäftsführer der Stadtwerke Saarlouis. „Auf diesen Pool, mit dem wir sukzessive in der Lage sein werden, die komplette Stadt in einem digitalen 3D-Modell darzustellen, werden beide Parteien jederzeit zugreifen können. Das wird der Mehrwert sein und uns beispielsweise beim effektiven Schutz unserer kritischen Infrastruktur wertvolle Dienste leisten.“
Dabei soll die dritte Dimension helfen, durch eine verbesserte Visualisierung in Planungsfragen bessere Entscheidungen treffen zu können. Hier geht es um Fragen der Simulation, etwa bei Hochwasserereignissen oder in puncto Wärmeentwicklung, um auf dieser Grundlage fundiertere Analysen treffen zu können. Am Ende steht der Wunsch, die Stadt nachhaltiger zu machen.

Entwicklung der Netzdokumentation
Die Netzdokumentation samt Verwaltung und Nutzung aller erhobenen Daten hat sich parallel zu den gestiegenen Anforderungen fortschrittlicher Stadtwerke weiterentwickelt. Von damals analogen zweidimensionalen Planzeichnungen in Papierform über erste digitalisierte Daten in GIS und eine Art erste digitale Zwillinge in 2D bis hin zum multispartenfähigen, Datenbank-basierten digitalen Zwilling in 3D von heute, wie jetzt im Fall der Stadtwerke Saarlouis.
Wenn Netzdokumentation heute bei Planung und Netzausbau beispielsweise als Grundlage für Netzanalysen, Simulationen und Lastflussberechnungen oder als wertvolle Entscheidungsbasis bei Erweiterungen, beim Umbau oder Rückbau von Netzabschnitten dienen soll, gilt: Je verlässlicher und genauer eine Planung werden soll, desto vernünftiger und akribischer müssen auch die ihr zugrundeliegenden Daten erhoben und dargestellt werden. Daher haben sich die SW SLS mit Blick auf die zahlreichen Herausforderungen der Zukunft – Stichwort Energiewende – und eine bessere Planungsgrundlage entschieden, nun die dritte Dimension mit einzubeziehen.

Dr. Ralf Levacher, Technischer Geschäftsführer bei den SW SLS. Quelle: Stadtwerke Saarlouis GmbH

Novum Darstellung der dritten Dimension
Die dritte Dimension als Ausbaustufe ihres digitalen Zwillings bedeutet signifikante Vorteile für bestimmte Anwendungen. Neben effizienterem Arbeiten und optimierter Planung bringt sie den SW SLS auch deutliche Einsparpotenziale. Beim Aufbau des digitalen 3D-Modells von Saarlouis, bei dem bereits der Kanal der Stadt integriert wurde, gilt: Je vollständiger und präziser der Daten-Pool zu Saarlouis‘ Oberfläche, der Bebauung inklusive seines Untergrunds vorliegt, desto effizienter können die Stadtwerke planen.

Silke Kockler-Schikofsky, Leiterin Netzdokumentation & Planauskunft bei den SW SLS. Quelle: Stadtwerke Saarlouis GmbH

3D-Datenquellen
Um den Daten-Pool für das 3D-Modell von Saarlouis zu „füllen“, haben die SW SLS begonnen, alle Tiefbauarbeiten, z.B. neue Hausanschlüsse oder Reparaturen an Leitungsrohren, via Handy-Scan auf Basis von Laser-Technologie (LiDAR) zu dokumentieren. Die daraus generierten 3D-Punktwolken lieferten u.a. alle Tiefeninformationen, aus denen die tatsächlichen Abmessungen hervorgingen.
Mit dem Ziel, nach und nach das komplette Stadtbild in Form von 3D-Punktwolken zu erfassen, ließen die SW SLS Saarlouis mit einem mit speziellen Kameras ausgerüsteten Fahrzeug (Cyclomedia) zu befahren. Zusätzlich wurde Saarlouis beflogen, um solche Daten auch aus der Vogelperspektive zu generieren und daraus ein sogenanntes 3D-Mesh-Modell zu erzeugen. Letzteres wurde dann über die 3D-Punktwolken aus der Befahrung gelegt, also mit 3D-Daten aus der Befahrung „zusammengeführt“.
„Die Kunst bestand darin, alle Daten, die wir zur Verfügung hatten, in einen zentralen Daten-Pool zu bringen und zu nutzen“, erklärt Silke Kockler-Schikofsky. Als Datenquellen dienen den Stadtwerken Saarlouis dabei über die 3D-Punktwolken aus der Befahrung sowie Laser-Scans und hochauflösende Luftbilder hinaus ein digitales Geländemodell (Höhen der Geländeoberflächen) des Landesamtes für Vermessung ebenso wie ihre interne Leitungsdokumentation inklusive Sachdaten zu den Gewerken Strom, Gas, Wasser und Glasfaser.
www.swsls.de

3D-Modell Handy-Scan (3D-Punktwolke) einer Kreuzung der Stadt Saarlouis. Quelle: Stadtwerke Saarlouis GmbH

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3D-Modell einer Kreuzung der Stadt Saarlouis. Quelle: SW SLS

Saarlouis in Zahlen

Die Stadtwerke Saarlouis versorgen die rund 37.000 Einwohner:innen der Kreisstadt mit Strom, Gas – eine Beteiligung an der Fernwärme im Stadtteil Steinrausch inklusive –, Trinkwasser und Telekommunikation. In acht Stadtteilen, die sich über eine Fläche von 45 km² verteilen, betreuen 134 Mitarbeiter:innen rund 40.000 Zählpunkte. Diese erstrecken sich auf 170 km in der Mittel- und 530 km in der Niederspannung innerhalb des Stromnetzes, über ein Gasnetz mit einer Länge von 152 km und ein 238 km langes Wassernetz. Hinzu kommt ein eigenes Glasfasernetz von derzeit circa 500 km Infrastrukturlänge, das der Internet Service Provider (ISP) aus Saarlouis aktuell ausbaut, bis die ganze Stadt erschlossen ist.

Die Ziele

„Im Laufe der Zeit kommen in der Netzdokumentation immer mehr Daten hinzu“, sagt Silke Kockler-Schikofsky, Leiterin Netzdokumentation & Planauskunft bei den SW SLS. „So haben wir z. B. bei Rohrleitungen auch Ereignisse wie Schadensfälle und Reparaturen miteinfließen lassen, um eine bessere Entscheidungsgrundlage zu schaffen, wo Erneuerungsmaßnahmen am ehesten vonnöten sind. Probleme zuverlässig und früh zu detektieren, spart Zeit und Geld und hilft im Vorfeld, größere Schäden zu vermeiden.“

3D-Modell Handy-Scan (3D-Punktwolke) einer Kreuzung der Stadt Saarlouis. Quelle: SW SLS

Von der Weiterentwicklung in Gestalt der dritten Dimension wollen in erster Linie Planer der SW SLS selbst profitieren. „Erklärtes Ziel ist es, mit der Stadt Saarlouis in Kooperation einzutreten und einen gemeinsamen Daten-Pool mit allen relevanten Daten zu schaffen“, verrät Dr. Ralf Levacher, technischer Geschäftsführer der Stadtwerke Saarlouis. „Auf diesen Pool, mit dem wir sukzessive in der Lage sein werden, die komplette Stadt in einem digitalen 3D-Modell darzustellen, werden beide Parteien jederzeit zugreifen können. Das wird der Mehrwert sein und uns beispielsweise beim effektiven Schutz unserer kritischen Infrastruktur wertvolle Dienste leisten.“

Dabei soll die dritte Dimension helfen, durch eine verbesserte Visualisierung in Planungsfragen bessere Entscheidungen treffen zu können. Hier geht es um Fragen der Simulation, etwa bei Hochwasserereignissen oder in puncto Wärmeentwicklung, um auf dieser Grundlage fundiertere Analysen treffen zu können.

Entwicklung der Netzdokumentation

Die Netzdokumentation unterliegt heute gestiegenen Anforderungen. Wenn sie bei Planung und Netzausbau beispielsweise als Grundlage für Netzanalysen, Simulationen und Lastflussberechnungen oder als wertvolle Entscheidungsbasis bei Erweiterungen, beim Umbau oder Rückbau von Netzabschnitten dienen soll, gilt: Je verlässlicher und genauer eine Planung werden soll, desto vernünftiger und akribischer müssen auch die ihr zugrundeliegenden Daten erhoben und dargestellt werden. Daher haben sich die SW SLS    entschieden, nun die dritte Dimension miteinzubeziehen.

Sie bildet eine weitere Ausbaustufe ihres digitalen Zwillings und soll Vorteile für bestimmte Anwendungen mit sich bringen. Neben effizienterem Arbeiten und optimierter Planung bringt sie den SW SLS auch deutliche Einsparpotenziale. Beim Aufbau des digitalen 3D-Modells von Saarlouis, bei dem bereits der Kanal der Stadt integriert wurde, gilt: Je vollständiger und präziser der Daten-Pool zu Saarlouis‘ Oberfläche, der Bebauung inklusive seines Untergrunds vorliegt, desto effizienter können die Stadtwerke planen.

3D-Datenquellen

3D-Mesh-Modell mit Freileitungen der Stadt Saarlouis. Quelle: SW SLS

Um den Daten-Pool für das 3D-Modell von Saarlouis zu „füllen“, haben die SW SLS begonnen, alle Tiefbauarbeiten, z. B. neue Hausanschlüsse oder Reparaturen an Leitungsrohren, via Handy-Scan auf Basis von Laser-Technologie (LiDAR) zu dokumentieren. Die daraus generierten 3D-Punktwolken lieferten u. a. alle Tiefeninformationen, aus denen die tatsächlichen Abmessungen hervorgingen.

3D-Modell mit Versorgungsleitungen inklusive Kanal der Stadt Saarlouis. Quelle: SW SLS

Mit dem Ziel, nach und nach das komplette Stadtbild in Form von 3D-Punktwolken zu erfassen, ließen die SW SLS Saarlouis mit einem mit speziellen Kameras ausgerüsteten Fahrzeug der Firma cyclomedia befahren. Zusätzlich wurde Saarlouis beflogen, um solche Daten auch aus der Vogelperspektive zu generieren und daraus ein sog. 3D-Mesh-Modell zu erzeugen. Letzteres wurde dann über die 3D-Punktwolken aus der Befahrung gelegt, also mit 3D-Daten aus der Befahrung „zusammengeführt“.

„Die Kunst bestand darin, alle Daten, die wir zur Verfügung hatten, in einen zentralen Daten-Pool zu bringen und zu nutzen“, erklärt Silke Kockler-Schikofsky. „Und mit Hilfe von MapEdit der Mensch und Maschine Deutschland GmbH (MuM) und seinem 3D-Viewer hatten wir die Möglichkeit das Ganze mit Blick auf die verschiedenen Anwendungen zu visualisieren.“ Als Datenquellen dienen den Stadtwerken Saarlouis dabei über die 3D-Punktwolken aus der Befahrung sowie Laser-Scans und hochauflösende Luftbilder hinaus ein digitales Geländemodell (Höhen der Geländeoberflächen) des Landesamtes für Vermessung ebenso wie ihre interne Leitungsdokumentation inklusive Sachdaten zu den Gewerken Strom, Gas, Wasser und Glasfaser.

www.swsls.de

Dr. Ralf Levacher, technischer Geschäftsführer der Stadtwerke Saarlouis GmbH. Quelle: SW SLS

Silke Kockler-Schikofsky, bei den SW SLS Leiterin Netzdokumentation | Projektmanagement. Quelle: SW SLS

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Blick aus dem All

Die nächtlichen Bilder der NASA-Satelliten Suomi-NPP, NOAA-20 und NOAA-21 zeigten das Ausmaß des Stromausfalls und verfolgten dabei auch die allmähliche Wiederherstellung der Stromversorgung.

Die drei Satelliten, die die Erde von Pol zu Pol umkreisen, überflogen Spanien und Portugal sechs Mal zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang. Jeder Überflug lieferte eine Momentaufnahme der sich entwickelnden Situation im Stromnetz.

Die Bilder veranschaulichen die Chronologie und Kartografie des Stromausfalls, von den ersten Überflügen in der Abenddämmerung bis zur fast vollständigen Wiederherstellung gegen 5 Uhr morgens. Es war eine weitgehend wolkenlose Nacht.

„Durch Überlagerung der sechs Satellitenüberflüge und Anwendung der Algorithmen der NASA für die Nacht können wir große grüne Flecken erkennen, die plötzlich auftauchen und allmählich verblassen“, erklärt Alejandro Sánchez de Miguel, Forscher am Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) und Projektleiter mehrerer von der ESA unterstützter Initiativen zur Überwachung der Lichtverschmutzung aus dem Weltraum.

„Die grünen Punkte zeigen die Abwesenheit von Licht an, während die weißen Punkte Gebiete mit stabiler Stromversorgung anzeigen. Diese Verteilung stimmt mit den Berichten der Stromversorger und der allmählichen Rückkehr zur Normalität überein“, fügt Alejandro hinzu. Die Analyse zeigte zum Beispiel, dass der Strom in den städtischen Regionen schneller wieder zur Verfügung stand, in den ländlichen Gebiete (vor allem in Andalusien und den südlichen und östlichen Teilen der Region Granada), blieb es länger dunkel.

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) koordiniert und unterstützt eine wissenschaftliche Infrastruktur, die Stromausfälle zu Fallstudien machen könnte, um Störungen des Tag-Nacht-Rhythmus lebender Organismen, einschließlich des Menschen, zu untersuchen. Die ESA trägt dabei zum Projekt Night Watch bei, einer europäischen Multispektralmission zur Untersuchung nächtlicher Lichtemissionen. Fälle wie dieser Stromausfall helfen bei der Festlegung von Schwellenwerten für künftige Überwachungssysteme.

Ursachen des Blackouts

Die Ursachen für den Stromausfall bleiben derweil weiterhin im Dunkeln. Zwar steht inzwischen fest, dass sich zwei Solarparks im Südwesten Spaniens nahezu gleichzeitig abgeschaltet haben, wodurch 15 GW an Erzeugungskapazität verloren gingen, doch ist unklar, was dabei Ursache und was Wirkung ist. Sicher scheint allenfalls, dass es sich weder um Sabotage, atmosphärische Störungen noch um menschliches Fehlverhalten handelte, sondern dass ein systemimmanentes Problem des Stromnetzes aufgetreten ist.

Die Analyse des Schwingungsverhaltens des Netzes spielt dabei eine entscheidende Rolle. Demnach sind bereits am Morgen des 28.04. erste Anomalien aufgetreten, die als großflächige Netzschwingungen bezeichnet werden. Diese wurden auch im europäischen Netz gemessen, beispielsweise in Litauen, das an den physischen Grenzen des europäischen Verbundnetzes liegt und somit am weitesten von der iberischen Halbinsel entfernt ist. Die Schwingung betrug rund 0,2 Hertz, was für Schwingungen dieser Art ein hoher Wert ist.

Doch auch hier ist unklar, woher diese Anomalie kam und wie sie schließlich dazu führte, dass das Netz kollabierte. Vor diesem Hintergrund scheint es offensichtlich, dass die etablierten Notfallmechanismen für Schwingungsprobleme nicht funktionierten bzw. die Probleme aufgrund unzureichender Messtechnik überhaupt nicht wahrgenommen werden konnten. Zudem wird angenommen, dass sich Interferenzen mehrerer kleinerer Störungen aufschaukelten und das System zum Kippen brachten. Dieses aus der Chaostheorie bekannte Systemverhalten ist ebenfalls noch nicht ausreichend analysiert.

In diesem Zusammenhang rücken Solaranlagen, genauer gesagt ihre Wechselrichter, ins Zentrum der Forschung. Diese wandeln den von den Anlagen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um und gewährleisten so die Netzintegration. Bei klassischen Generatoren aus dem Kraftwerksbereich stellt die Trägheit der Rotation einen Puffer für die Einspeisung dar. Wechselrichter hingegen agieren sehr schnell, was zu komplett anderen Systemeigenschaften führt. Die heute gängigen Notfallreserven sind weitgehend auf Reaktionszeiten im Bereich von Minuten oder mehreren Sekunden ausgelegt. In Spanien erfolgte die kaskadenhafte Reaktion jedoch viel schneller.

Das Netz ändert also sein systemisches Verhalten, vor allem aufgrund der Millionen beteiligten Wechselrichter. Ebenso verweisen Fachleute darauf, dass auch auf Verbraucherseite zunehmend schwingungsfähige Leistungselektronik eingesetzt wird, welche das Netzverhalten ebenfalls beeinflusst. Man kann davon ausgehen, dass der Blackout in Spanien den Lernprozess für ein modernes Netzmanagement drastisch beschleunigen wird.

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Die in Mittelfranken ansässige infra kann man getrost als Early Adopter bezeichnen, also als Vorreiter bei der Einführung innovativer Technologien und Methoden. Bereits 2021 startete das Versorgungsunternehmen ein Projekt, in dem die komplette Prozesslandschaft der Netzanschlussprüfung sowie das Antragsmanagement digitalisiert werden sollten. Im Januar 2023 wurde eine speziell dafür geeignete Software eingeführt: die AM Suite mit dem Modul AM Servicecenter, entwickelt von der CeGIT, einer Geschäftseinheit des Multitechnik-Dienstleisters SPIE, und Mettenmeier.
Mit dieser Lösung kann die infra ihrer Kundschaft einen durchgängig digitalisierten Netzanschlussprozess inklusive Portal bieten: Seitdem erhalten alle Antragstellenden eine schnelle Antwort auf die Frage, ob ein Verbraucher oder ein Einspeiser an das Fürther Netz angeschlossen werden kann – für Strom ebenso wie für die Sparten Sparten Erdgas, Trinkwasser und Fernwärme.

Die Startseite für eine Beantragung eines Hausanschlusses bei der infra. Die Backendprozesse sind komplett digital, hochintegriert und weitestgehend automatisiert – über 6 Abteilungen hinweg. Quelle: infra fürth

Schnell umsetzbare, EEG-konforme Lösung

Damit handelten die infra und die Dienstleister bereits, bevor sich die gesetzlichen Vorgaben konkretisierten, die eine hohe Dynamik am Markt auslösten: Ab dem 1. Januar 2024 sind alle Verteilnetzbetreiber verpflichtet, eine einheitliche Internetplattform zur Digitalisierung und Optimierung der Kundenkommunikation, des Datenmanagements und des übergreifenden Informationsaustauschs einzurichten und zu betreiben.
Mit der AM Suite bietet SPIE eine schlüsselfertige Lösung für gerade kleine und mittlere Netzbetreiber gemäß diesen Vorgaben. „Wir haben unsere Erfahrungen und Entwicklungen in Fürth verdichtet und in ein entsprechendes Paket gepackt“, sagt Frank Hülskamp, Head of Business Development der CeGIT. So entstand eine vorkonfigurierte „ready to use“-Software, die sich an alle Netzbetreiber richtet, die eine einfache und schnell umsetzbare Lösung für die Netzanschlussprozesse einführen wollen. Anwender können auf fertige, regelkonforme Antragsstrecken für ihre Kundschaft und Partnerunternehmen sowie einen Standard-Workflow für die interne Bearbeitung zurückgreifen.

Datendrehscheibe

Der sogenannte Solarberg, ein künstlich angelegter Berg in Fürth, der mit Solarmodulen belegt ist. Auch bei Netzanschlüssen geht die infra fürth innovative Wege mit einem komplett digitalisierten Prozess. Foto: Archiv Web Trefoil

Was also wurde bei der infra umgesetzt? „Besonderer Ansatz der webbasierten AM Suite ist unter anderem, dass sie keine redundante Datenhaltung erfordert, sondern als Datendrehscheibe quasi in der Mitte der Systemlandschaft steht“, sagt Andreas Kern, Vertriebsleiter Süd-Ost bei der CeGIT, der den Kunden bereits seit 2008 betreut.
Die Daten zu den Netzanschlüssen – Straße, Hausnummer, Anschlussobjekt – kommen aus dem GIS-System GISMobil der SPIE InfoGraph GISMobil GmbH. Die Betriebsmitteldatenverwaltung liegt in der AM Suite, andere Daten werden aus den datenführenden Systemen bedarfsorientiert herausgezogen. In die AM Suite ist zudem die Workflow-Engine Camunda BPM integriert. Mit der Open-Source-Lösung, die sich seit einigen Jahren zum Quasi-Standard im Bereich der BPM-Anwendungen entwickelt hat, lassen sich Geschäftsprozesse grafisch modellieren und zusammenstellen. Damit lässt sich die Lösung „perfekt an die Unternehmensprozesse anpassen“, so Olaf Schimpf, Projektleiter bei der CeGIT.

Von Fürth nach Passau

Der Prozessansatz der infra geht nun sogar weit über die regulatorischen Anforderungen hinaus: Benjamin Zagel, der als Referent für Digitalisierung und Innovation des Unternehmens die Prozessoptimierung voranbringt, und Peter Schäfer, Leiter Netze, wollten die Chancen einer durchgängigen Prozessintegration nutzen und trieben das Projekt spartenübergreifend voran. So wird heute sogar die Inbetriebnahme von Anlagen und Komponenten am Netz abgedeckt. Dies unterstützt den zügigen Anschluss moderner Energiekomponenten und beschleunigt damit die Energiewende.

Auch andere Stadtwerke setzen bereits auf die AM Suite. So gehen beispielsweise die Stadtwerke Passau mit dem voll digitalisierten Netzanschlussprozess am 15.12.2023 live. Als führender Dienstleister für Energie und Infrastruktur in der Region Passau ist die Digitalisierung des Unternehmens mit seinen rund 430 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ein wichtiges Ziel. „Der digitale Hausanschlussprozess ist ein großer Schritt zur Zielerreichung und trägt zur Steigerung unserer Prozesseffizienz bei“, freut sich Sebastian Lang, Projektleiter Digitaler Hausanschluss bei den Stadtwerken Passau. „Für alle Versorger gilt: Software installieren und loslegen, natürlich EEG-konform“, bekräftigt Hülskamp.

www.infra-fuerth.de/hausanschluss

www.am-suite.de

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Das neue FNT GeoMaps 4.1 ermöglicht 3D-Ansichten innerhalb und außerhalb von Gebäuden.
Quelle: FNT GmbH

Die Ellwanger FNT GmbH erweitert mit FNT GeoMaps 4.1 ihren Funktionsumfang für Geoinformationen innerhalb der FNT-Lösung. Die GIS-Lösung stellt eigene 3D-Ansichten für Kabel und Netze auch innerhalb von Gebäuden zur Verfügung. Damit können Unternehmen und Behörden genau visualisieren und lokalisieren, wo sich Kabel und andere passive Ressourcen innerhalb ihrer Anlagen und Liegenschaften befinden. FNT GeoMaps basiert auf einer Esri-Plattform und vereinfacht die Planung, den Betrieb und das End-to-End-Management von passiven Infrastrukturen innerhalb und außerhalb von Gebäuden. FNT GeoMaps 4.1 zeigt Infrastruktur-Assets jetzt mit ihrem Standort und ihrer Höhe in Gebäudeplänen an. Mit der neuen Visualisierung können Planer sowie Infrastruktur- und Netzverantwortliche in Stockwerke oder Räume hineinzoomen und Assets ansehen, Objekte auf den Gebäudeplänen bearbeiten und die Daten nach Gebäude oder Stockwerk filtern. 2D- und 3D-Modelle zeigen ihnen genau, in welchen Anlagen und auf welchem Stockwerk sich welche Assets befinden und wie diese über Steigleitungen miteinander verbunden sind. Die Kombination aus GeoMaps und DCIM-Tools mit 2D- und 3D-Ansichten bietet den kompletten Überblick über komplexe Netzwerke – vom Outside Plant bis zu einzelnen Server-Racks im Rechenzentrum. FNT GeoMaps kann in Netzwerk-, Rechenzentrums- und IT-Umgebungen für die georeferenzierte Planung von Netzwerkinfrastrukturen verwendet werden. Die Lösung unterstützt darüber hinaus operative Aufgaben mit Location Intelligence, vereinfacht komplexe Kapazitätsplanungsprozesse und hilft dabei, Standorte mit allen Verbindungsdetails zu managen. Sie ist komplett in die FNT Command Platform integriert. FNT ist Anbieter von Cloud-fähigen Softwarelösungen für die Dokumentation und das Management komplexer und hybrider IT-, Telekommunikations- und Rechenzentrumsinfrastrukturen.

www.fntsoftware.com

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Smallworld 5 im Fokus
Sowohl GRINTEC als auch die ITS-Gruppe sind Partnerunternehmen von GE im Umfeld des Smallworld GIS. Die Generation Smallworld 5, die im Jahr 2018 eingeführt wurde, ist bei vielen Versorgern bereits im Einsatz und bietet, so GRINTEC sowohl aus funktionaler als auch aus prozessorientierter Sicht neue Möglichkeiten. Vermehrt werden, so das Unternehmen, für Integration und Verbreitung der GIS-Informationen Web-Services genutzt. GRINTEC liefert hierfür mit SWeb eine Plattform, die für Smallworld 5 weiter ausgebaut wurde.

Zum Produktportfolio von GRINTEC gehören neben den Smallworld-orientierten Services auch eigenständige Produkte wie etwa ConnectClient.
Quelle: Grintec GmbH

Der SWebServer ist dabei eine Deployment-Alternative für alle, die Smallworld GeoSpatial Server (GSS) als Integrationsplattform nutzen. Sie ist eine auf einem Tomcat lauffähige Webanwendung, die alternativ zu GSS auf Kubernetes als Middleware innerhalb der bestehenden Windows-Server-Infrastruktur zum Betrieb von Magik Service Providern ab GSS 5.2.1 verwendet werden kann.
SWeb greift direkt über Smallworld GeoSpatial Server (GSS) auf die GIS-Datenbank zu. So haben Anwender:innen immer aktuelle Informationen, die mit SWebApp auch vor Ort erfasst bzw. geändert werden können. Ergänzt mit Fotos, eigenen Formularen oder Redlining-Anmerkungen können sie sofort in die GIS-Datenbank geschrieben werden. Weitere Bausteine der Prozesslösung sind rollenbasierte Autorisierung, konfigurierbare Abfragen auch externer Datenquellen, Einbindung und Plotten zusätzlicher Kartendienste sowie Integration von Drittsystemen und Netzwerkanalysen.
Zusatzprodukte
Das Lösungsportfolio von GRINTEC geht über den Smallworld GIS-Bereich hinaus. Mit dem „ConnectClient“ liefert das Unternehmen eine App zur Prüfung der Einspeisekapazitäten für Strom. Anfragende erhalten nach Angaben des Unternehmens damit „schnell und einfach Auskunft über die Möglichkeiten einer Netzeinspeisung in das örtliche Versorgungsnetz“. Aus den GIS- und Netzdaten des Versorgers wird automatisch ermittelt, ob prinzipiell freie Kapazitäten für eine Einspeisung vorhanden sind und ob diese Einspeisung auch ohne Netzausbau möglich ist. Egal ob Einspeisung oder auch Anschluss – Anwender:innen geben einfach Ort und Art der Anlage ein und ConnectClient liefert eine erste Einschätzung, was am geplanten Standort möglich ist und ob die geplanten Projekte realisiert werden können.
Der neue Geschäftsbereich Betriebsführungssysteme hat auch die ersten Projekte auf Basis des Lovion BIS in Arbeit. Das GRINTEC-Team unterstützt die Projektarbeit der anderen Unternehmen innerhalb der Gruppe. GRINTEC hat zudem das Team „deutlich aufgestockt“, meldet das Unternehmen. Ausgebaut werden sollen Unterstützung und Beratungsdienstleistungen zum Betrieb des Smallworld GIS und dessen Integration in die Unternehmens-IT.

www.GRINTEC.com

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Die Informationen zu den Anlagen werden in 360° AM auch mobil über beliebige Plattformen angezeigt. Die Anwendung ist durchgängig webbasiert. Bild: CAIGOS GmbH

Die konsequente Umsetzung des effizienten und IT-basierten  Asset Managements (AM) in der Praxis der Versorger fand lange nur punktuell statt – unter anderem auch, weil die IT-technische Umsetzung für eine komplexe Prozesslandschaft als anspruchsvoll galt. In den letzten zwei Jahren hat das Thema jedoch spürbar an Fahrt zugenommen. „Wir stellen eine sehr starke Nachfrage fest“, sagt Dirk Weidemann, Geschäftsführer der national und international agierenden CAIGOS GmbH. Das Unternehmen gehört zur VIVAVIS-Gruppe und hat im Januar 2020 seine Produktsuite 360° Asset Management am Markt vorgestellt, die eine ganzheitliche Softwarelösung für das Asset- und Workforcemanagement für Unternehmen der Ver- und Entsorgungsindustrie, aber auch für die Kommunalwirtschaft und Industrie darstellt.

Die 360° AM-Produktsuite bietet Unternehmen und öffentlichen Auftraggebern eine zentrale Geschäftsprozess-Plattform für das digitale, moderne Management von Infrastrukturanlagen. Aufgrund eines ganzheitlichen Blicks auf die Assets der Kunden sollen Kunden so „ihre Arbeitsprozesse modern und effizient gestalten und Prozesse dabei vereinfachen können“, so Weidemann. Asset Management, GIS und Workforce Management kommen bei dem Unternehmen zudem aus einer Hand. „Das ist für unsere Kunden sehr wichtig, auch wenn Projekte nicht immer sofort alle Teilbereiche auf einmal abdecken. Oftmals gehen Versorger hier iterativ vor“, so Produktmanager Frank Vollmann.

Partner im Energiebereich

Die Wurzeln der Lösung 360° AM liegen bei der VIVAVIS AG, genauer bei der IDS GmbH.  Im Januar 2020 hatte VIVAVIS das Know-how zu Asset Management, Geo-IT und Asset-relevanten IoT-Technologien, das auch in vielen neuen Entwicklungsprojekten bei dem Ettlinger Netzspezialisten entstanden war, bei der CAIGOS gebündelt, wo die webbasierte Lösung 360° AM nun fokussiert weiter entwickelt wird.

In der Projektabwicklung und der Vermarktung arbeitet CAIGOS heute im Bereich der Versorgung ebenso wie in der Kommunalwirtschaft mit leistungsfähigen Partnerunternehmen zusammen.  Neben der VIVAVIS und deren Tochtergesellschaften in Österreich und der Schweiz gehören die util.data aus Dresden und die GISA GmbH dazu, die als IT-Komplettdienstleister mit umfassender Branchenexpertise für die Energiewirtschaft auch das gesamte Projektmanagement übernehmen kann.

GISA und CAIGOS arbeiten bereits seit vielen Jahren erfolgreich im Bereich Geoinformationssysteme zusammen. „Dass wir unsere Partnerschaft nun auf das Asset und Workforce Management ausweiten, freut uns sehr, denn der Bedarf auf Seiten unserer Kunden ist eindeutig vorhanden“, erklärt GISA-CEO Michael Krüger. „Als langjähriger GIS-Spezialist und CAIGOS-Partner stehen für uns vor allem System-Hosting sowie Systemintegration und Anpassung der Prozesse im Fokus“, so Jens Leutloff, Projektleiter bei GISA. Realisierte Projekte liegen sowohl bei großen als auch bei kleineren Versorgern.

Asset Management Systeme werden meist mit Geoinformationssystemen eng gekoppelt. 360° AM wird oft mit CAIGOS GIS integriert, kann aber mit beliebigen GIS verbunden werden. Bild: CAIGOS GmbH

CAIGOS 360° Asset Management basiert auf einer durchgängigen Webtechnologie, die beliebig skalierbar ist und keine Clientinstallation benötigt. Sie bietet den Kunden maximale Flexibilität bei den Betriebsmodellen. Zuletzt hat CAIGOS sogar Projekte realisiert, bei der die Lösung aus der AWS-Cloud heraus betrieben wird,  was vor wenigen Jahren noch undenkbar erschien.

Flexible Anpassung und ISMS-Zertifikat

„Die CAIGOS-Lösung ist besonders gut dazu in der Lage, die individuellen Prozesslandschaften bei Versorgern flexibel abzubilden – was noch mehr als bei Datenbanken für GIS oder Betriebsmittelsysteme ein praktisches Kernkriterium ist“, erklärt Leutloff. Grundlage dafür ist das generische Datenmodell der Lösung, die eine flexible Anpassung gewährleistet, ohne dass das Datenmodell umprogrammiert werden muss.

Weiterer Wettbewerbsvorteil von CAIGOS ist die ISMS-Zertifizierung, die das Unternehmen Anfang des Jahres vom TÜV erhalten hat. Sie richtet sich nach der anerkannten ISO/IEC 27001:2013 Norm. „In den Bereichen GIS und AM besitzen wir damit am Markt sicher einen Vorteil“, sagt Weidemann. In Ausschreibungen nehme das Thema eine immer wichtigere Rolle ein, kaum ein Unternehmen aus dem KRITIS-Umfeld führt heute noch ein System von einem nicht zertifizierten Hersteller ein. Schließlich betrifft die Cyber- und Informationssicherheit allgemein einen Energieversorger besonders. Für Versorger ist die ISMS-Zertifizierung ihrer AM-Softwarepartner wichtig, um selbst die ISMS-Zertifizierung zu bekommen. „Wir haben zudem Kunden, die ohne die Einführung unserer 360° AM-Suite das TSM-Audit nicht so einfach durchgeführt hätten, da in diesem alle Prozesse zentral aus einer Datenbank geführt und dort automatisch mit dokumentiert werden“, ergänzt Vollmann. Die ISMS-Zertifizierung nach ISO/IEC 27001 wird inzwischen bei 80 Prozent aller Ausschreibungen gefordert.

Dabei werden Projekte beim Asset Management meist aus dem technischen Netz- und Anlagenbetrieb heraus initiiert. „Den GIS-Abteilungen kommt jedoch eine sehr wichtige Funktion zu, denn viele Daten basieren auf Netzdaten, die im GIS vorgehalten werden“, so Weidemann. Das GIS bildet das Fundament des Datenmanagements, die zuständige Abteilung gewinnt so eine Dienstleistungsfunktion für alle Abteilungen eines Versorgers.

Anzeige von Ladesäulen innerhalb des Kartenviewers von 360° AM. Für die IoT-basierte Anbindung von Ladestationen gibt es bereits praktische Umsetzungen. Bild: CAIGOS GmbH

Positive Aspekte sehen CAIGOS und GISA auch hinsichtlich der Möglichkeit der gezielten Datenanreicherung und weiteren Qualitätsoptimierung in den angeschlossenen Systemen. „AM ist natürlich auch von der Qualität der Eingangsdaten abhängig und bietet damit Chancen auch diese parallel zum AM-Projekt weiter zu verbessern“, erklärt Weidemann. Vor allem kleinere Stadtwerke setzten auf diesen Effekt. „Sie haben zwar bei der Qualität der Eingangsdaten ein sehr hohes Niveau erreicht, setzen aber AM-Projekte auch dazu ein, um die für die Digitalisierung generell wichtigen Punkt der Datenqualität nachhaltig zu stärken“, sagt Leutloff.

GIS und Digitaler Zwilling

Neben den klassischen Qualitätskriterien beim GIS (Vollständigkeit und Genauigkeit) sehen GISA und CAIGOS aber auch den massiven Trend zu 3D-Geodaten. Die Nachfrage zu 3D-Punktwolken und 3D-Visualisierung von Betriebsmitteln steigt – Stichwort Digitaler Zwilling. Damit kommen Vermessungsthemen jenseits der klassischen Leitungsdokumentation auf das Radar, was, so Leutloff „Chance und Herausforderung für die Netzdokumentation zugleich ist“. Beide Unternehmen berichten etwa von Projekten, Umspannungsanlagen in 3D zu dokumentieren und in das AM einzubinden. In der 360° AM Suite ist daher auch ein 3D-Viewer (Real 3D) enthalten, der die entsprechende Informationsdarstellung ermöglicht.

Ein klarer Trend zeichnet sich auch hinsichtlich der integrativen Darstellung von beliebigen Fremddaten in 360° AM ab. Durch die Einbindung des 360° Dashboards von CAIGOS in die Suite können sich die Anwender in einer Art Cockpit nahezu alle gewünschten Informationen anzeigen lassen, egal aus welchen Datenquellen sie stammen. Die Daten werden gemeinsam visualisiert, verknüpft und leicht verständlich dargestellt. Die Anwendung kann in beliebigen Systemanwendungen integriert werden, funktioniert also beispielsweise genauso im Umfeld von SAP, GIS-Systemen anderer Hersteller oder auch Netzleitstellen. (sg)

www.caigos.de

www.gisa.de

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Das Asset Management bietet Energieversorgungsunternehmen die Chance, sämtliche Geschäftsprozesse einer Bewertung und Prognose zu nuterziehen sowie einen ganzheitlichen Blick auf die Prozesslandschaft des Versorgers zu werfen. Bild: Pixabay/PIX1861

Für Energieversorgungsunternehmen steht das Thema Asset Management (AM) schon seit Längerem auf der Tagesordnung. Einerseits ist damit die Chance verbunden, sämtliche Geschäftsprozesse – also auch die technikgeprägten, netznahen Vorgänge – einer betriebswirtschaftlichen Bewertung und Prognose zu unterziehen, andererseits fordert ein AM vor allem in der Ausprägung des operativen AM den ganzheitlichen Blick auf die Prozesslandschaft eines Versorgers/Netzbetreibers. Theoretisch ist das Thema, das im Zuge der Liberalisierung der Energieunternehmen aufkam, durchdekliniert. Vor allem von Seiten der Hochschulen gibt es dazu umfassende Literatur.

Meilenstein zu dem Thema ist die 2014 erschienene Normenreihe ISO 5500x. Sie beschreibt erstmals die konkreten Anforderungen an ein ganzheitliches und im Sinne eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses zu verstehenden Asset-Management-Systems und zeigte damals allen Versuchen, dem Thema mit Excel & Co. zu begegnen, die Grenzen auf. Doch auch diese Norm sickerte nur langsam in die Praxis. Als das Beratungsunternehmen PWC 2017 deutsche Energieversorger befragte, gaben zwar 40 Prozent der Unternehmen an, sie als Grundlage für AM-Projekte zu nutzen, aber nur 10 Prozent nutzten sie für ihre Zertifizierung gemäß ISO 55001.

Asset Management im gesamtgesellschaftlichen Kontext

Dabei kann (oder muss) man AM im gesamtgesellschaftlichen Kontext verorten. Denn es analysiert erstmals den gesamten Anlagen-Lebenszyklus und optimiert diesen, macht also auch langfristige Konsequenzen von Investitionen oder Veränderungen besser abschätzbar. Die Energie- oder Klimawende ohne AM – schier undenkbar.

Denn eine Einzelbetrachtung von Bereichen und Prozessen reicht nicht mehr. Sie ignoriert die Leistungsfähigkeit heutiger integrierter, prozessorientierter IT-Systeme, wie sie inzwischen am Markt verfügbar sind. Zwar gibt es viele Systeme, die auf einzelne Funktionalitäten fokussieren (etwa Workforcemanagement, Instandhaltung, GIS etc.) und sich AM als „Etikett“ auf die Lösung „kleben“. Die eigentlichen Aufgaben von AM werden damit aber nur in Ansätzen erreicht, nämlich übergreifende Optimierungspotenziale zu heben.

Durch AM-Realisierungen wird auch das komplexe Rollenverständnis der Akteure in der Energiewirtschaft erleichtert. Die Rollen werden in Asset Owner, Asset Management und Asset Service unterteilt und mit AM transparenter und klarer umsetzbar, zudem kontrollierbarer, etwa in Form definierter Kennzahlensysteme. Die einzelnen Rollen trennen sich im Markt auch immer mehr aus firmenrechtlicher Perspektive, etwa, wenn Netzservices an Dritte übergeben werden, was ein Mehr an Management-Funktionalität erfordert.

So kann auch die Zusammenarbeit mit Dienstleistern und das Vertrauen in die Stakeholder nachhaltig verbessert werden. Die Asset Owner können etwa einen systematischen Überblick bekommen, welche Aufwendungen bei Personal und welche Investitionen wo getätigt werden.

Zahl an AM-Projekten in Deutschland wächst

Bei deutschen Energieversorgern wächst die Zahl an AM-Projekten. Die Ursachen dafür werden in der Branche als vielschichtig angesehen. Je nach Versorger liegen Motivationen und Ursachen für die Investitionen anders. Eine Rolle dabei spielt auch ein Generationenwechsel in den Führungsetagen, die den Ehrgeiz haben, neue Ziele zu verfolgen und moderne Themen voranzubringen. Auch die Pandemie hat den Trend zur Digitalisierung in der Branche nochmals gepusht. Digitale Arbeitsdisposition, die direkte Anbindung mobiler Mitarbeiter an die IT-Systeme oder die Fokussierung auf eine gut funktionierende, prozessorientierte IT-Landschaft sind Themen, die auf den Handlungsagenden weiter nach oben geklettert sind.

Hinzu kommt das Thema Cybersecurity, also der Schutz der IT-Systeme rund um die kritischen Infrastrukturen. Versorger selbst lassen sich zunehmend nach dem Technischen Sicherheitsmanagement (TSM) zertifizieren, was sie auch zu Werbezwecken am Markt zunehmend nutzen. Die TSM-Bestätigung erfolgt auf Basis der VDE-Anwendungsregel VDE-AR-N 4001. Sie  betrachtet vor allem die organisatorischen und aufgabenbezogenen Abläufe eines Versorgers und rückt demnach die Prozesslandschaft stärker ins Licht.

Weiterer Einfluss kommt aus dem Bereich Metering. Wenngleich es immer noch Verunsicherung in Bezug auf die rechtlichen Rahmenbedingungen zum Smart Meter Rollout gibt, handeln viele Versorger pragmatisch und planen die Installation der intelligenten Zähler, Gateways oder gar kompletten Intelligenten Messsysteme. Dazu benötigen sie eine umfassende Planung, Arbeitsvorbereitung und Umsetzung im Feld, also das Hoheitsgebiet von Workforce Management Systemen. Diese Systeme, die oft Teil von AM-Lösungen sind, stehen derzeit bei vielen Versorgern im Investitionsfokus und werden oft zum Kristallisationspunkt einer größeren AM-Strategie.

Fokusthema „Internet of Things”

Im Kontext der technologischen Basisentwicklungen darf auch das Thema IoT nicht unerwähnt bleiben. Die Anbindung sämtlicher Bestandteile der (Anlagen-)Infrastruktur via moderner Kommunikationsprotokolle ist ein Trend, der nicht nur in den Fachzeitschriften hochgeschrieben wird, sondern langsam Kontur annimmt. Interessant im Zusammenhang mit AM ist, dass die Anbindung der operativen sensorgestützten Prozesse klassischerweise auch über die Prozessleittechnik entstehen kann, die zumindest bei größeren Versorgern eine eigenständige Systemkategorie ist. Hier gilt die Integration jedoch als komplex, weswegen die Produktdynamik sich noch in Grenzen hält. Umso mehr finden sich jedoch IoT-basierte Integrationen, die Echtzeitdaten von Prozessen anbinden und integrieren, wobei hier auch dezentrale Anlagen oder technische Systeme aus der Netz-Peripherie umgesetzt werden.  Kopplungen zu anderen Systemen sind hier obligatorisch, kaum ein Projekt kommt ohne Schnittstellen zu den ERP- oder GIS-Systemen aus. Vor allem sind hier Ladesäulen für die Elektromobilität bis hin zur Gebäudetechnik gefragt.

Heute ist die Unterscheidung von strategischem und operativem Management zum Common Sense geworden. Strategisches Management ist meist in einer eigenen Abteilung organisiert und schaut auf die langfristige Zielnetzplanung eines Versorgers, wobei technische, organisatorische und betriebswirtschaftliche Aspekte gleichermaßen berücksichtigt werden. Daher hat strategisches Asset Management oftmals Projekt- und Dienstleistungscharakter und wird von vielen Beratungsfirmen angeboten. Dennoch pusht das strategische auch das operative Asset Management. Nach dem Motto: Nur wer die Gegenwart versteht, kann die Zukunft prognostizieren. Gerade die Entwicklungen rund um die Elektromobilität und der einhergehende Bedarf an Netzausbau erhöht die Bindung von strategischem und operativem AM.

Zu guter Letzt gilt es die Predictive Maintenance, also die vorrausschauende Instandhaltung zu erwähnen – ein Konzept, das sich bei Produktions- und Industrieunternehmen schon seit längerem durchsetzt (nachdem in den vergangenen 20 Jahren viele erfolglose Ansätze verfolgt wurden). Sie basiert darauf, auf Basis von (Echtzeit-)Messdaten aus dem Betrieb und ihrer statistischen Auswertung zukünftige Störungen, Verschleiß und mögliche Fehler bei den Betriebsmitteln zu prognostizieren und somit auch Betriebskosten für die Anlagenbestandteile abzuschätzen. Je intelligenter das Netz wird, desto mehr adaptieren Versorger diese Instandhaltungsstrategie. Hersteller einzelner Betriebsmittel (Transformatoren, Ortsnetzstationen, Schaltanlagen etc.) bieten bereits AM-Ansätze, diese sind aber auf einzelne Betriebsmittel fokussiert. Ein übergreifendes AM ermöglicht es dagegen, einen übergreifenden Blick auf das gesamte Stromnetz zu ermöglichen, anstatt weitere IT-Lösungen für die Instandhaltung zu schaffen. Die Funktion des AM, eine zentrale Systemebene zu etablieren, innerhalb der alle Stammdaten-, Betriebs- und Prozessdaten sowie auch die finanztechnischen Kennzahlen zusammenlaufen können, muss als systemimmanente Anforderung des Smart Grids gesehen werden. (sg)

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