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水務(wù)3.0時代,如何通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型助力供水智能化發(fā)展?

數(shù)字化浪潮推動了供水智能化管理水平的日益提升。8月25日,中環(huán)保水務(wù)投資有限公司(以下簡稱“中環(huán)水務(wù)”)副總經(jīng)理楊劍在“2022年(第七屆)供水高峰論壇”上做了題為“數(shù)字化轉(zhuǎn)型助力供水智能化發(fā)展”的分享。

楊劍

水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型勢在必行

楊劍首先介紹了中環(huán)水務(wù)的市政供水項目情況。中環(huán)水務(wù)在全國6個省市自治區(qū),擁有8家供水項目公司,從事供水(制水)相關(guān)業(yè)務(wù),總服務(wù)人口數(shù)千萬,供水管網(wǎng)長度6575公里,供水能力約600萬噸/日。蚌埠中環(huán)水務(wù)有限公司,2005年成立,日供水能力100萬噸,服務(wù)面積約103平方公里,服務(wù)人口約92.5 萬人。在蚌埠一市三縣擁有全資子公司2家,控股子公司3家;供水廠15 座、污水處理廠4座、再生水廠2座,總規(guī)模約200萬噸/日。

湘潭中環(huán)水務(wù)有限公司,2004年成立,日供水能力約50萬噸,服務(wù)面積約200平方公里,服務(wù)人口約百萬人。襄陽中環(huán)水務(wù)有限公司,2011 年成立,日供水能力95萬噸,服務(wù)面積 398平方公里,服務(wù)人口約141 萬人。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是供水行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。黨的十九大報告提出,要全面建成社會主義現(xiàn)代化強國。到2035年,城鎮(zhèn)水務(wù)達(dá)到安全、便民、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)、智慧的目標(biāo)?!皵?shù)字中國”建設(shè)是大勢所趨,水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型勢在必行。

楊劍指出,在“十四五”規(guī)劃中,國家對數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字中國的建設(shè)也有明確的要求,水務(wù)行業(yè)需要借助數(shù)字化的轉(zhuǎn)型升級來提升自身的運維和管理能力,特別是相較于燃?xì)?、電力等其他公共行業(yè)的數(shù)字化能力來講,還有很大的提升空間,需要借助數(shù)字化轉(zhuǎn)型實現(xiàn)行業(yè)的跨越式發(fā)展。

國內(nèi)智慧水務(wù)發(fā)展階段及存在的問題

楊劍介紹,國內(nèi)智慧水務(wù)行業(yè)的發(fā)展分為3個階段:一是以自動化控制為核心,著眼于無紙化辦公和生產(chǎn)效率提升的水務(wù)1.0時代;二是以企業(yè)信息化為核心,主要是數(shù)據(jù)資源管理、移動應(yīng)用、算法應(yīng)用方面突破的水務(wù)2.0時代;三是以云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、綜合應(yīng)用為主的水務(wù)3.0時代。目前大多數(shù)水務(wù)企業(yè)已經(jīng)完成信息化建設(shè),向系統(tǒng)和革新的智慧水務(wù)方向進(jìn)行拓展。

國內(nèi)智慧水務(wù)行業(yè)目前主要存在以下問題:首先,目前智慧水務(wù)發(fā)展過程中較關(guān)鍵的制約瓶頸是缺少一個規(guī)范的水務(wù)信息統(tǒng)一管理平臺;其次,一些子系統(tǒng)各自為政,信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重。絕大所屬企業(yè)的信息化建設(shè)只完成了傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程管理,還遠(yuǎn)沒有實現(xiàn)信息化帶動企業(yè)現(xiàn)代化的目的;第三,雖然建設(shè)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、積累了大量數(shù)據(jù),但是尚不注重數(shù)據(jù)的整理和挖掘,難以為管控決策有效利用。

中環(huán)水務(wù)的供水智能化技術(shù)創(chuàng)新實踐

楊劍介紹了中環(huán)水務(wù)在供水智能化技術(shù)方面上的創(chuàng)新實踐,主要包括水務(wù)生產(chǎn)運營信息系統(tǒng)、城市供水管網(wǎng)GIS的構(gòu)建與漏損控制技術(shù)、水泵機組在線智能診斷系統(tǒng)三方面。

在水務(wù)生產(chǎn)運營信息系統(tǒng)上,中環(huán)水務(wù)一直秉承著頂層設(shè)計和底層設(shè)計“雙輪驅(qū)動”的建設(shè)理念,創(chuàng)新性地提出了“全需求、做減法”的信息化建設(shè)思路。全需求即全指標(biāo)覆蓋,形成集團(tuán)水務(wù)板塊的“標(biāo)準(zhǔn)字典”;建立個數(shù)有限的具有普適性、通用性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模型。做減法即結(jié)合實際業(yè)務(wù)和管理事項,刪減不必要指標(biāo),形成企業(yè)的個性化指標(biāo)集合。

同時,中環(huán)水務(wù)提供了管理視圖的分析方法,明確項目組內(nèi)各子團(tuán)隊承擔(dān)的基本任務(wù),根據(jù)組織特點和任務(wù)特點完善相關(guān)輔助要素,縱向銜接、橫向協(xié)調(diào),達(dá)到既統(tǒng)一共性、又彰顯個性的、一體化的團(tuán)隊管理系統(tǒng)。

為打破信息孤島,中環(huán)水務(wù)建立了統(tǒng)一的信息規(guī)劃,整合現(xiàn)有IT資源,采用標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)業(yè)務(wù)信息共享;搭建全面管理平臺,實現(xiàn)管理和業(yè)務(wù)的有機結(jié)合。

楊劍介紹,水務(wù)生產(chǎn)運營系統(tǒng)是中環(huán)水務(wù)2016年在集團(tuán)公司的統(tǒng)籌下開始建設(shè)的,2018年完成了第一階段的工作,在這個階段主要挑選了一批比較有示范意義的原水項目、供水項目和污水項目,建設(shè)了高性能的工況數(shù)據(jù)采集器,將數(shù)據(jù)實時準(zhǔn)確地上傳給系統(tǒng),分門別類地按規(guī)則存儲在服務(wù)器內(nèi)。針對不同的問題,進(jìn)行抽絲剝繭地分析,找到關(guān)聯(lián)問題之間的關(guān)鍵數(shù)據(jù),找到可以提升企業(yè)生產(chǎn)效率,優(yōu)化企業(yè)KPI的關(guān)鍵因素,并以數(shù)據(jù)量化的形式反饋給一線的生產(chǎn)管理部門。

該項目一階段完成之后,效果明顯。中環(huán)水務(wù)在2018年獲得了工信部“2018大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點示范項目”。項目上線之后,根據(jù)統(tǒng)計,可以減少各單位90%以上的數(shù)據(jù)匯總展示及問題排查分析的時間;對一線生產(chǎn)單位,減少了10% 左右的生產(chǎn)運行成本。

在城市供水管網(wǎng)GIS的構(gòu)建與漏損控制技術(shù)研究上,智慧水務(wù)在供水領(lǐng)域的價值體現(xiàn)主要有三方面。第一,通過水表的網(wǎng)格化,對管網(wǎng)問題的定位分析,及時找到漏損位置,降低漏損率;第二,通過自動抄表,減少人工抄表帶來的擾民等缺點,提升服務(wù)水平;第三,通過水質(zhì)水壓的實時上傳、可視化的操控界面,提高企業(yè)的管理水平。對于一線企業(yè)來講,降低漏損是他們更為關(guān)注的,因為這直接影響到企業(yè)的經(jīng)營成本。

2019年,中環(huán)水務(wù)開始進(jìn)行城市供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)的研究,和業(yè)內(nèi)企業(yè)、專家進(jìn)行了很多次的交流。2012年,構(gòu)建了基于管網(wǎng)GIS的管理數(shù)據(jù)庫與模型,做了一些示范試點項目。2013年,該系統(tǒng)在湘潭市開始實施,開展了覆蓋全市供水管網(wǎng)探測及水表普查和GIS軟件定制開發(fā)與工程調(diào)試。2014年,根據(jù)2013年的研究成果,開始編制管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)管理制度,建立完成基于管網(wǎng)GIS的各種工作流程。2014年8月,湘潭市城市供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)正式上線運行。2015年,建立DMA分區(qū)管理模式。2018年,在湘潭市規(guī)劃了4個DMA分區(qū),開展分區(qū)計量建設(shè),降低管理漏損。2021年,在完成4個一級分區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步規(guī)劃了24個二級分區(qū);建立集抄漏控管理平臺實現(xiàn)漏損動態(tài)監(jiān)測。

水泵機組在線智能診斷系統(tǒng)內(nèi)嵌了OMAP的高性能開發(fā)平臺,嵌入了實時頻譜分析以及機械振動算法功能。系統(tǒng)具備健康分析、狀態(tài)分析、報警保護(hù)、故障診斷、趨勢與統(tǒng)計分析、基于狀態(tài)預(yù)測的設(shè)備維護(hù)決策支持六方面的功能。在這套系統(tǒng)的保駕護(hù)航下,水泵機組可以長時間、高效的穩(wěn)定運行,降低了企業(yè)的運行和維護(hù)成本。以上是中環(huán)水務(wù)在自動化控制方面所做的工作。

楊劍表示,下一步,在“十四五”期間,中環(huán)水務(wù)會繼續(xù)加大智能化技術(shù)的研究和應(yīng)用,在碳中和的背景下,更多關(guān)注供水企業(yè)生產(chǎn)過程中的節(jié)能降耗工作,希望能有和更多專家進(jìn)行交流的機會,一起打造具有企業(yè)自身特色的節(jié)能低碳水廠。