Jak mohou města využívat výhody, které přináší digitalizace, aby zmírnila napětí způsobené přetíženými službami a zdroji? Řídit a optimalizovat spodní vrstvu městské infrastruktury lze pomocí integrovaných dat shromažďovaných prostřednictvím internetu věcí (IoT).
Města jsou pod trvalým tlakem. Urbanistická centra po celém světě se potýkají s narůstajícím počtem obyvatel, který zvyšuje poptávku po zdrojích, jako je energie, čistá voda a čistý vzduch. Poněvadž usilují o nalezení inovativních způsobů, jak se vypořádat se stále větším hlukem, zhušťující se městskou dopravou a negativními dopady na změny klimatu, čím dál tím více se obracejí k inteligentním technologiím. Otázkou již není, zda by se města měla digitalizovat a přetransformovat do chytrých měst, ale spíše, kdy se začnou chytré urbanistické projekty rozšiřovat na globální úroveň.
V uplynulých desetiletích města a jejich základní infrastruktury začaly usilovat o vlastní výraznou optimalizaci ve vertikálním směru. Mnoho budov se již plánuje a staví s využitím standardizovaného softwaru BIM (Building Information Management); vlaky bez řidiče mají vyšší kapacity; energetické sítě se transformují do chytrých sítí (smart grids), které se dokážou rychle přizpůsobit měnícím se nárokům. Propojení nejrůznějších městských infrastruktur vyvolá další vlnu zlepšení a zvýšení efektivity provozu města. Tento model se občas nazývá Město 4.0 – analogicky k Průmyslu 4.0, který popisuje dopad automatizace a výměny dat na výrobu. V městském kontextu se tento pojem může vztahovat na budovy, které se aktivně propojují s energetickou sítí, na rozhraní zahrnující mobilitu nebo na samoučící se systémy, které budou poskytovat užitečné informace, například za účelem zlepšení kvality ovzduší.
Studie konzultační společnosti McKinsey z roku 2015 označila digitalizaci ve městech za průlomovou sílu. Potenciál digitalizace ke zvýšení produktivity městských infrastruktur je převyšován pouze jejím dopadem na průmysl a výrobu, kde ji již masivně uplatňuje napříč celým odvětvím – od malých a středních podniků až po ty největší. Prudký nástup digitalizace šel ruku v ruce s dramatickým poklesem cen tranzistorů během posledních 25 let. Připojeno je stále více a více zařízení; očekává se, že do roku 2020 bude aktivně komunikovat více než 50 miliard přístrojů a věcí. Služby, které se dnes nabízejí ve všech oblastech života ve městech, digitalizace ještě zlepší; co je ale mnohem důležitější, díky dostupnosti a analýze dat uvidíme stále více zcela nových služeb.
Co znamená digitalizace v praxi? Umožňuje například, aby projektanti vytvořili digitální dvojče fyzického pracovního prostředí a obě dvojčata vzájemně propojili za účelem vylepšení konstrukce, inženýringu a automatizace procesů, ale také kvůli end-to-end reportování a analýze. Simulace a prediktivní údržba se stávají stále snadnějšími a začleňují se do každodenních operací. Abychom si tyto přínosy dokázali lépe představit, uvažujme například o automobilovém průmyslu: Dříve vývojáři museli vyrobit nový prototyp, havarovat s ním a následně analyzovat, co se stalo a co bylo špatně; pak se postavil další prototyp a opět se s ním narazilo do zdi, a to se mohlo opakovat do nekonečna. Každému musí být hned jasné, jak obrovsky se tento proces zrychlil a zefektivnil, jakmile se začal používat simulační software.
„Do roku 2020 bude aktivně komunikovat více než 50 miliard přístrojů a věcí.“
Pokud toto aplikujeme na města, digitalizace může nejen zlepšit efektivitu tím, že minimalizuje ztráty času a zdrojů, ale současně zlepšit produktivitu města, zajistit růst a podpořit ekonomické aktivity. Finské hlavní město Helsinky v současnosti již pracuje na tom, aby to dokázalo. Jako jedno z prvních si osvojilo technologii chytrých měst a modelování. Nyní zahájilo projekt Helsinky 3D+, jehož cílem je vytvořit trojrozměrný obraz města pomocí technologií, které slouží k zachycování reality, od softwarové společnosti Bentley Systems, za účelem geokoordinace, vyhodnocování možností, modelování a vytváření vizualizací. Cílem projektu je zlepšit interní služby a procesy ve městě a poskytnout data pro další rozvoj chytrého města. Po dokončení bude 3D městský model v Helsinkách sdílen jako otevřená data a bude sloužit k podpoře komerčního i akademického výzkumu a vývoje. Díky dostupným datům a analýzám bude město schopno řídit svou zelenou agendu způsobem, který bude mnohem více zaměřen na udržitelnou spotřebu přírodních zdrojů a zdravé životní prostředí.
Z vizuální trojrozměrné reprezentace lze získat množství dat, a to je první krok směrem k digitálně řízenému městu. Aby to ale fungovalo, vzájemně propojené součásti infrastruktury musí být schopné vzájemně komunikovat a rozumět si. Softwarová společnost Bentley Systems je průkopníkem v softwaru modelujícím realitu pro využití v průmyslu a infrastruktuře. Již řadu let jsou společnosti Bentley a Siemens technologickými partnery, v nedávné době dokonce pozvedly svoji vzájemnou spolupráci na strategickou alianci, která napomohla k bezproblémové integraci technologií obou společností.
Jak to tedy funguje? Trojrozměrná síť, vytvořená softwarem pro modelování reality od společnosti Bentley, se propojí s jednotlivými částmi infrastruktury vybavenými IoT prostřednictvím cloudového operačního systému pro internet věcí Siemens MindSphere. Ze spodní vrstvy městské infrastruktury, jako je energie, voda, doprava, bezpečnost, budovy a zdravotní péče, přicházejí data, která jsou odváděna do společné datové vrstvy, aby bylo možné provádět analytická a preventivní i normativní opatření. MindSphere dokáže spravovat obrovské množství dat. Jakmile budou tato data k dispozici, otevřené rozhraní pro programování aplikací umožní inovativním společnostem a městským správám, aby přišly s dalšími případy použití a vyvíjely aplikace založené na dostupných údajích pro potřeby občanů, městských úřadů a místních podniků.
Helsinky nejsou samy, kdo sbírá otevřená data, která umožňují a zlepšují výzkum a vývoj konceptu Město 4.0. Dalším příkladem je město Columbus v Ohiu, které v roce 2016 získalo americkou cenu Smart City Challenge. Cílem kampaně Smart Columbus je zlepšit kvalitu života lidí, stimulovat hospodářský růst, poskytnout lepší přístup k příležitostem, stát se lídrem ve špičkové logistice a podporovat udržitelnost. Jak? Propojením infrastrukturních služeb, počínaje dopravou přes bydlení a zdravotní péči až po modelování toho, jak nové technologie fungují v reálném městě. Pokud je otázkou, kdy se projekty chytrých měst začnou rozšiřovat do celého světa, odpovědí je „nyní“.
Jan Schönig je ředitelem pro rozvoj měst a chytrá města v Centru kompetence Siemens pro města, které je zodpovědné za strategii, vztahy s partnery, řízení programu a business development pro řešení infrastruktury chytrých měst. Od svého vstupu do společnosti Siemens v roce 1997 se podílel na řadě úkolů, projektů a manažerských povinností, včetně čtyř let, kdy pracoval jako vedoucí oddělení pro rozvoj společnosti v Kataru, a dvou let, kdy vedl oddělení Siemens IT Solutions ve Francii.
Vypravte se s námi do historie české energetiky, společně ale nahlédneme i do její budoucnosti. Hostem podcastu je Tomáš Hüner, ředitel divize chytré infrastruktury v českém Siemensu, který se oblasti energetiky věnuje již více než 30 let.
Průmyslové metaverzum – nový svět, který zrcadlí a simuluje skutečné stroje, továrny, města, dopravní sítě a ostatní i velmi složité systémy – nabídne svým aktérům interaktivní reprezentace a simulace skutečného světa v reálném čase. V dějinách průmyslu představuje zcela novou kapitolu, kterou začínáme společně psát.
Reprezentativní budova Opery v Dubaji, hlavním městě stejnojmenného emirátu, v sobě skrývá špičková zařízení Siemens, která symbolizují pronikání moderních technologií této společnosti nejenom do exkluzivních koncertních sálů. Jsou také příkladem pro budování inteligentních měst.
Budoucím trendem zemědělství je udržitelné pěstování plodin s méně zdroji a bez použití chemických přípravků. Aby zemědělci mohli vyhovět těmto novým nárokům a požadavkům, musejí úzce spolupracovat s průmyslem, který jim dokáže poskytnout potřebné nástroje. Jak dobře může taková spolupráce fungovat, názorně předvádí FRAVEBOT – robot, který na brněnské rodinné farmě Ráječek monitoruje a sklízí jahody.
