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水务3.0时代,如何通过数字化转型助力供水智能化发展?

数字化浪潮推动了供水智能化管理水平的日益提升。8月25日,中环保水务投资有限公司(以下简称“中环水务”)副总经理杨剑在“2022年(第七届)供水高峰论坛”上做了题为“数字化转型助力供水智能化发展”的分享。

杨剑

水务数字化转型势在必行

杨剑首先介绍了中环水务的市政供水项目情况。中环水务在全国6个省市自治区,拥有8家供水项目公司,从事供水(制水)相关业务,总服务人口数千万,供水管网长度6575公里,供水能力约600万吨/日。蚌埠中环水务有限公司,2005年成立,日供水能力100万吨,服务面积约103平方公里,服务人口约92.5 万人。在蚌埠一市三县拥有全资子公司2家,控股子公司3家;供水厂15 座、污水处理厂4座、再生水厂2座,总规模约200万吨/日。

湘潭中环水务有限公司,2004年成立,日供水能力约50万吨,服务面积约200平方公里,服务人口约百万人。襄阳中环水务有限公司,2011 年成立,日供水能力95万吨,服务面积 398平方公里,服务人口约141 万人。

数字化转型是供水行业发展的必然趋势。党的十九大报告提出,要全面建成社会主义现代化强国。到2035年,城镇水务达到安全、便民、高效、绿色、经济、智慧的目标。“数字中国”建设是大势所趋,水务数字化转型势在必行。

杨剑指出,在“十四五”规划中,国家对数字经济、数字中国的建设也有明确的要求,水务行业需要借助数字化的转型升级来提升自身的运维和管理能力,特别是相较于燃气、电力等其他公共行业的数字化能力来讲,还有很大的提升空间,需要借助数字化转型实现行业的跨越式发展。

国内智慧水务发展阶段及存在的问题

杨剑介绍,国内智慧水务行业的发展分为3个阶段:一是以自动化控制为核心,着眼于无纸化办公和生产效率提升的水务1.0时代;二是以企业信息化为核心,主要是数据资源管理、移动应用、算法应用方面突破的水务2.0时代;三是以云计算、大数据、物联网、人工智能、综合应用为主的水务3.0时代。目前大多数水务企业已经完成信息化建设,向系统和革新的智慧水务方向进行拓展。

国内智慧水务行业目前主要存在以下问题:首先,目前智慧水务发展过程中较关键的制约瓶颈是缺少一个规范的水务信息统一管理平台;其次,一些子系统各自为政,信息孤岛现象严重。绝大所属企业的信息化建设只完成了传统的业务流程管理,还远没有实现信息化带动企业现代化的目的;第三,虽然建设了基础数据库、积累了大量数据,但是尚不注重数据的整理和挖掘,难以为管控决策有效利用。

中环水务的供水智能化技术创新实践

杨剑介绍了中环水务在供水智能化技术方面上的创新实践,主要包括水务生产运营信息系统、城市供水管网GIS的构建与漏损控制技术、水泵机组在线智能诊断系统三方面。

在水务生产运营信息系统上,中环水务一直秉承着顶层设计和底层设计“双轮驱动”的建设理念,创新性地提出了“全需求、做减法”的信息化建设思路。全需求即全指标覆盖,形成集团水务板块的“标准字典”;建立个数有限的具有普适性、通用性的数据统计分析模型。做减法即结合实际业务和管理事项,删减不必要指标,形成企业的个性化指标集合。

同时,中环水务提供了管理视图的分析方法,明确项目组内各子团队承担的基本任务,根据组织特点和任务特点完善相关辅助要素,纵向衔接、横向协调,达到既统一共性、又彰显个性的、一体化的团队管理系统。

为打破信息孤岛,中环水务建立了统一的信息规划,整合现有IT资源,采用标准化的业务系统技术标准,实现业务信息共享;搭建全面管理平台,实现管理和业务的有机结合。

杨剑介绍,水务生产运营系统是中环水务2016年在集团公司的统筹下开始建设的,2018年完成了第一阶段的工作,在这个阶段主要挑选了一批比较有示范意义的原水项目、供水项目和污水项目,建设了高性能的工况数据采集器,将数据实时准确地上传给系统,分门别类地按规则存储在服务器内。针对不同的问题,进行抽丝剥茧地分析,找到关联问题之间的关键数据,找到可以提升企业生产效率,优化企业KPI的关键因素,并以数据量化的形式反馈给一线的生产管理部门。

该项目一阶段完成之后,效果明显。中环水务在2018年获得了工信部“2018大数据产业发展试点示范项目”。项目上线之后,根据统计,可以减少各单位90%以上的数据汇总展示及问题排查分析的时间;对一线生产单位,减少了10% 左右的生产运行成本。

在城市供水管网GIS的构建与漏损控制技术研究上,智慧水务在供水领域的价值体现主要有三方面。第一,通过水表的网格化,对管网问题的定位分析,及时找到漏损位置,降低漏损率;第二,通过自动抄表,减少人工抄表带来的扰民等缺点,提升服务水平;第三,通过水质水压的实时上传、可视化的操控界面,提高企业的管理水平。对于一线企业来讲,降低漏损是他们更为关注的,因为这直接影响到企业的经营成本。

2019年,中环水务开始进行城市供水管网GIS系统的研究,和业内企业、专家进行了很多次的交流。2012年,构建了基于管网GIS的管理数据库与模型,做了一些示范试点项目。2013年,该系统在湘潭市开始实施,开展了覆盖全市供水管网探测及水表普查和GIS软件定制开发与工程调试。2014年,根据2013年的研究成果,开始编制管网地理信息系统管理制度,建立完成基于管网GIS的各种工作流程。2014年8月,湘潭市城市供水管网GIS系统正式上线运行。2015年,建立DMA分区管理模式。2018年,在湘潭市规划了4个DMA分区,开展分区计量建设,降低管理漏损。2021年,在完成4个一级分区建设的基础上,进一步规划了24个二级分区;建立集抄漏控管理平台实现漏损动态监测。

水泵机组在线智能诊断系统内嵌了OMAP的高性能开发平台,嵌入了实时频谱分析以及机械振动算法功能。系统具备健康分析、状态分析、报警保护、故障诊断、趋势与统计分析、基于状态预测的设备维护决策支持六方面的功能。在这套系统的保驾护航下,水泵机组可以长时间、高效的稳定运行,降低了企业的运行和维护成本。以上是中环水务在自动化控制方面所做的工作。

杨剑表示,下一步,在“十四五”期间,中环水务会继续加大智能化技术的研究和应用,在碳中和的背景下,更多关注供水企业生产过程中的节能降耗工作,希望能有和更多专家进行交流的机会,一起打造具有企业自身特色的节能低碳水厂。