Bayerische Kommunen müssen derzeit mehrere Herausforderungen gleichzeitig meistern: der demografische Wandel verändert die soziale Struktur, der Klimawandel und seine Folgen verlangen nach neuen Konzepten für den urbanen Raum und viele weitere transformative Kräfte setzen große Städte und kleine Gemeinden gleichermaßen unter massiven Veränderungsdruck. Die Schaltzentrale für eine erfolgreiche Transformation ist die kommunale Verwaltung. Nur effiziente, digital unterstützte Prozesse und Strukturen ermöglichen es den Bürgern und Verantwortlichen vor Ort, trotz begrenzter Ressourcen erfolgreiche neue Wege für die aktive Gestaltung ihrer drängenden Herausforderungen zu erschließen.

Das Bayerische Staatsministerium für Digitales (StMD) setzte deshalb ein Förder- und Unterstützungsprogramm auf, mit dem bayernweit Lösungsansätze für die drängenden Probleme der kommunalen Verwaltungen vor Ort entwickelt werden. Die entstehenden digitalen Leuchtturmprojekte sollen strukturelle Probleme von Städten und Gemeinden adressieren und Lösungsmodelle für andere Kommunen generieren.

Das Fraunhofer Spin-off DKSR – gemeinsam mit seinen Partnern - the urban institute und ateneKOM – steht den 18 Kommunen und Verbünden im Rahmen des Projektes ein Jahr lang als Beratungsunternehmen zur Seite, in dem es die Fördernehmer beim Aufbau und der Umsetzung ihrer digitalen Zwillinge, bspw. beim Aufsetzen einer urbanen Datenplattform, unterstützt und gemeinsam mit ihnen die Entwicklung von prototypischen Modelllösungen vorantreibt. 

Digitale Zwillinge für Städte und Gemeinden

Daten sind die Schlüsselressource für die Gestaltung der Zukunft von Städten und Regionen. Sie ermöglichen es, konkrete Problemstellungen, Bedarfe und aufkommende Trends zu erfassen und effektiv zu managen. So können Kommunen mithilfe der von DKSR entwickelten Open Source Datenplattform Daten zu Verkehr, Bevölkerungsentwicklung, Ressourcenverbrauch und vielen weiteren Parametern bspw. über Sensoren erfassen, analysieren und langfristige Trends identifizieren. Visuelle Schnittstellen sorgen dafür, dass die Verantwortlichen in der kommunalen Verwaltung alle Entwicklungen in der Kommune in Echtzeit beobachten, analysieren, kurzfristig steuern und langfristig neue datenbasierte Konzepte für das Management und die Verwaltung vor Ort entwickeln können. Mithilfe statischer und dynamischer Daten können so digitale Zwillinge umgesetzt werden, die das Stadtleben virtuell abbilden und einen ganz neuen Horizont an Gestaltungsmöglichkeiten für die Verwaltung eröffnen.

Digitale Leuchttürme: Kommunale Erfolgsmodelle skalieren

Durch die Umsetzung und Nutzung digitaler Zwillinge sollen in den kommenden Jahren Modelle zur Bewältigung großer Zukunftsaufgaben für die bayerischen Kommunen entstehen, die unkompliziert von weiteren Kommunen nachgenutzt werden können. Nach und nach sollen so Erfolgsmodelle für das gesamte Spektrum der kommunalen Zukunftsaufgaben geschaffen werden: Das größte Potenzial für den Ausbau der regenerativen Energiequellen liegt in der intelligenten Planung, Erschließung und im smarten Management lokal erzeugter Energie. Die fränkische Stadt Kulmbach bspw. möchte mithilfe ihres digitalen Zwillings ein intelligentes Energiesystem abbilden, mit dem die besten Standorte für Wind, Sonne und andere erneuerbare Energien detailgenau identifiziert und mit maximaler Effizienz für die kommunale Stromversorgung genutzt werden können. Auf diese Weise können auch völlig neue Energiequellen erschlossen werden, beispielsweise die Nutzung von Abwärme aus dem Kanalnetz.

Die niederbayerische Stadt Deggendorf wurde vor einigen Jahren von einer Hochwasserkatastrophe heimgesucht, die bundesweit für Schlagzeilen sorgte. Heute steht Deggendorf für effektiven Hochwasserschutz, der in Zukunft dank des digitalen Zwillings sinnvolle Schutzmaßnahmen sogar vorausschauend planbar machen soll. Auch die Bürgerinnen und Bürger sind in das Schutzsystem einbezogen und können die Wasserstände an ihrem Wohnort und die aktuellen Entwicklungen per App abrufen. Kommunen wie Deggendorf oder Kulmbach bieten mit ihren Lösungen anderen (bayerischen) Kommunen und Gemeinden eine Blaupause für eigene regionale Lösungen, die mit verhältnismäßig geringem Aufwand und kostengünstig für die jeweilige Situation vor Ort angepasst werden können.

Gebündelte Fraunhofer Kompetenz aus einer Hand

DKSR gilt in Fachkreisen als eines der führenden Start-ups für die Entwicklung, Implementierung und das Management datenbasierter Anwendungen und Lösungen für die Stadt- und Regionalentwicklung. Dazu integriert DKSR Technologien und Expertise aus fünf Fraunhofer-Instituten: Das Fraunhofer IAO als Initiator, sowie die Partner-Institute Fraunhofer IESE, Fraunhofer IOSB-INA, Fraunhofer FOKUS, und das Fraunhofer ISST, die jeweils wesentliche Kompetenzen und technologische Grundlagen einbringen. Fraunhofer Venture moderiert gemeinsam mit dem IAO die Zusammenarbeit mit den Instituten für das junge Tech-Unternehmen und begleitet das Team in rechtlichen und betriebswirtschaftlichen Fragen.

Für Bayerns Städte und Gemeinden markiert das TwinBy-Projekt nicht nur einen technologischen Quantensprung bei der regionalen Entwicklung. Durch die unkomplizierte Übertragbarkeit und Nutzung von bestehenden Anwendungsfällen in weiteren Kommunen steigt der Nutzwert mit jeder weiteren Anwendung exponentiell, während die effektiven Kosten für die öffentliche Hand bei jeder Nachnutzung sinken. Auch die Institute profitieren: bereits in der Startphase des Projektes konnten erste Folgeaufträge für die Forschung durch DKSR generiert werden.