Angepackte Herausforderung

Smarter IoT Hydrant

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Kunde

Stadt Zürich

Werkzeuge
agile development user-centered design Python Django REST API embedded systems LoRaWAN Bootstrap CSS NFC/RFID
Herausforderung

Feuerhydranten können mit Sensoren nachgerüstet werden, um Telemetriedaten über ihre Nutzung und ihren Status zu übertragen... aber was ist der Mehrwert einer solchen IoT-Anwendung?

Fortschritte und Weiterentwicklungen in der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) reduzieren die Kosten für die Ausstattung von Industriegütern und Infrastruktureinrichtungen mit Sensoren und Konnektivität. Dieser Trend macht es auf der einen Seite sehr verlockend für Unternehmen, ihre Produkte mit Sensoren auszustatten und Daten in die Cloud zu pumpen, verschiebt aber auf der anderen Seite den Fokus von IoT-Anwendungen weg vom Aspekt der Wertschöpfung. Daher stellt sich die Frage:

Wie können IoT-Adoptoren die wertschöpfenden Aspekte der Technologie in ihren Implementierungsprojekten durchsetzen?

In Städten sind Tausende von Hydranten installiert, um Wasser für Bauarbeiten oder im Brandfall bereitzustellen. Als allgegenwärtige Infrastrukturgüter sind Hydranten die perfekten Kandidatensysteme, um exemplarisch zu zeigen, wie eine wertschöpfende Implementierung von IoT-Technologien erreicht werden kann.

Eine benutzerzentrierte und agile Herangehensweise an IoT-Anwendungen ermöglicht es, nur die wesentlichen und wertschöpfenden Funktionalitäten zu identifizieren und zu implementieren.

Um das Potenzial von IoT in Hydranten zu verdeutlichen und die für die Digitalisierung notwendigen technologischen Komponenten zu definieren, haben wir eine explorative Entwicklungsstudie durchgeführt. Zu Beginn konzentrierten wir uns auf die drei Gruppen von Personas, die am meisten in die Interaktion mit Hydranten involviert sind:

  • Inspektions- und Wartungspersonal
  • Feuerwehrleute
  • Bauarbeiter

Um die Bedürfnisse der Benutzer besser zu identifizieren, begannen wir mit Feldbeobachtungen, führten Interviews durch und sammelten wertvolles Wissen über ihre Interaktionsroutinen mit Hydranten. Die in dieser Phase gesammelten Daten ermöglichten es uns, wiederkehrende Schmerzpunkte in den Interaktionsmustern der Benutzer genau abzubilden, z. B. Schritte, die bei den Benutzern Frustration hervorriefen oder unerwünschte Anstrengungen erforderten. Insbesondere identifizierten wir die folgenden Probleme, die mit IoT-Technologie behoben werden könnten:

  • Wartungsmitarbeiter müssen alle zwei Jahre jeden einzelnen Hydranten in der Stadt inspizieren, aber nur wenige davon haben Probleme, die behoben werden müssen.
  • Um den Wasserverbrauch korrekt abrechnen zu können, müssen Bauarbeiter ein spezielles Messgerät der Stadtverwaltung verwenden, das nach Gebrauch eingesammelt und zurückgegeben werden muss.

In einem zweiten Schritt wendeten wir einen agilen Entwicklungsansatz an und konzentrierten uns auf den Entwurf von technischen Lösungen, die genau die in der Beobachtungsphase identifizierten Probleme adressieren. Auf diese Weise konnten wir den Umfang eingrenzen und uns auf die Implementierung von nur drei bestimmten Sensoren konzentrieren, die es ermöglichen, die erforderlichen Informationen zu erfassen.

Resultate

Die resultierende IoT-Anwendung "NERO Smart Hydrant" verbessert die Arbeitsprozesse der Zielnutzer.

Es wurde eine IoT-Anwendung namens NERO entwickelt. Die funktionierende Lösung besteht aus drei Hauptkomponenten, d.h. dem NERO Sensing Add-on, der NERO Cloud API und der NERO Web App. Das Sensing-Add-on misst den Verbrauch, den Wasserfluss und erkennt die häufigsten Probleme, die behoben werden müssen. Die Messungen werden über LoRaWAN an die NERO Cloud API übertragen. Um die Nutzererfahrung zu verbessern, ermöglicht die NERO Web App den Hauptnutzern, mit dem Hydranten auf anwendungsspezifische Weise zu interagieren, durch Schnittstellen und Workflows, die auf die jeweilige Aufgabe des Nutzers zugeschnitten sind. Das resultierende System NERO

  • meldet Missbrauch, Fehlfunktionen und Betriebsprobleme an Inspektions- und Wartungspersonal,
  • leitet Wartungsarbeiten an und speichert einen digitalen Ausführungsnachweis,
  • ermöglicht Bauarbeitern die bequeme Entnahme von Wasser aus Hydranten und die Abrechnung der Nutzung, ohne dass ein zusätzliches Gerät außer einem Smartphone benötigt wird.
KPIs
3

Zielnutzer

3

Sensoren integriert

1

web application

4000

Hydranten in Zürich

Impressionen
hydrant mobile application
embrio.tech image
hydrant sensing unit
hydrant sensing unit integration

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