Einführung
Vodafone Deutschland hat hierfür die Plattform Gebäudekonnek-tivität 4.0 (GK4.0) geschaffen, welche sich als zentrale Schnittstelle für unterschiedlichste Anwendungen in Mehrfamilienhäusern etabliert hat. Innerhalb dieser Plattform durften wir von RAUSCH Technology eine KI-basierte Heizungsoptimierung entwickeln, die den Betrieb von Heizungsanlagen nicht nur überwacht, sondern auch wertvolle Hinweise zu deren effizientem Betrieb liefert.
Herausforderung und Zielsetzung
Obwohl GK4.0 bereits ein umfangreiches Heizungsmonitoring bot, beschränkte sich die Funktion lange Zeit auf einfache Alarme und die bloße Darstellung von Sensordaten. Um das System weiterzuentwickeln, kam der Wunsch auf, regelrechte Empfehlungen zu generieren, die auch ohne tiefgehendes Expertenwissen sofort umsetzbar sind. Das Ziel war eine Lösung, die durch den Einsatz von KI und gesammeltem Ingenieurswissen in der Lage ist, Abweichungen oder Störungen zu erkennen und konkrete Maßnahmen zu empfehlen, um Probleme frühzeitig zu beheben.
Vorgehen und Umsetzung
Im Laufe des Projekts, das seit 2022 entwickelt und seit Mitte 2024 schrittweise ausgerollt wird, haben wir uns intensiv mit den Herausforderungen des Gebäudemanagements auseinandergesetzt. Ein wichtiger Aspekt war die Skalierbarkeit der Lösung, da tausende Wohnobjekte angebunden sind, die jeweils in Intervallen von ein bis fünf Minuten große Datenmengen produzieren.
Um mit diesen Datenmengen souverän umgehen zu können, setzten wir auf eine Kubernetes-basierte Infrastruktur. Die Daten selbst werden in einer Kombination aus PostgreSQL und TimescaleDB gespeichert, die sich besonders gut für Zeitreihen eignet. Mithilfe von FastAPI gelang es uns, die Schnittstellen flexibel zu halten. So können neue Datenquellen unkompliziert angebunden und bei Bedarf weitere Funktionalitäten ergänzt werden.
Herzstück unseres Ansatzes ist die Verschmelzung von KI-Methoden (z. B. Deep Learning) mit regelbasiertem Ingenieurswissen. Dabei werden Temperaturverläufe, Druckwerte und andere wichtige Messgrößen kontinuierlich ausgewertet. Wenn es zu Auffälligkeiten kommt, tritt unsere Root-Cause Detection in Kraft und versucht, die Ursache zu ermitteln. Bei einer zu hohen Rücklauftemperatur kann das beispielsweise eine fehlerhafte Pumpeneinstellung sein, während sich bei abweichenden Druckverläufen auch defekte Komponenten vermuten lassen. Statt diese Informationen einfach nur darzustellen, erstellt das System detaillierte Handlungsempfehlungen, die Handwerkerinnen und Handwerkern bei ihrem Einsatz vor Ort helfen.
Ergebnisse und Mehrwert
Erste Studien haben gezeigt, dass mit dieser KI-gestützten Optimierung durchschnittlich 23 % des Energieverbrauchs eingespart werden können. Neben dem positiven Effekt auf den CO₂-Ausstoß profitieren Gebäudebetreiber auch von sinkenden Betriebs- und Wartungskosten, weil Probleme zielgenau behoben und teure Schäden abgewendet werden können. Durch den Rollout bei Bestandskunden gewinnt Vodafone zudem wertvolle Praxiserfahrungen und kann die Lösung kontinuierlich weiterentwickeln.
Ein entscheidender Vorteil liegt in der Tatsache, dass Betreiber und Dienstleister – dank unserer robusten Infrastruktur – kaum zusätzliche Aufwand betreiben müssen. Die KI übernimmt die komplexe Datenanalyse, während sich das Fachpersonal auf die Umsetzung der Vorschläge konzentrieren kann.
