水務(wù)智慧運(yùn)營與管理

■ 郭 慧

水務(wù)行業(yè)從20世紀(jì)70年代初期到2014年新預(yù)算法的出臺，經(jīng)歷了設(shè)備服務(wù)時代、工程服務(wù)時代以及投資運(yùn)營時代的三次服務(wù)界面上移。目前，在環(huán)境效果導(dǎo)向下正在經(jīng)歷投資運(yùn)營時代向效果服務(wù)時代的跨越式升級。

一、水務(wù)行業(yè)分析

在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下，水務(wù)行業(yè)由政府主導(dǎo)，融資和工程建設(shè)由政府方組織完成，僅設(shè)備、材料等項(xiàng)目面向社會采購，出現(xiàn)了一批以設(shè)備制造、材料生產(chǎn)為主的企業(yè)。在上世紀(jì)80、90年代，計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)過渡階段，政策金融與商業(yè)金融分離，二者在信貸融資領(lǐng)域分工合作，設(shè)計(jì)、工程環(huán)節(jié)得以市場化，各大設(shè)計(jì)院開始由事業(yè)單位轉(zhuǎn)向企業(yè)化經(jīng)營，同時期也形成了一批具有代表性的環(huán)境工程類服務(wù)企業(yè)，市場競爭的核心由設(shè)備制造轉(zhuǎn)移到工程、技術(shù)。在“十五”“十一五”期間，國家開始對基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目實(shí)行商業(yè)化經(jīng)營，水務(wù)行業(yè)投資、運(yùn)營的大門向社會資本企業(yè)打開。在這期間，水務(wù)行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)入高速建設(shè)期，政府資金短缺問題變得突出，資金實(shí)力也就成為企業(yè)贏得市場的關(guān)鍵。BOT、TOT、BT、收購兼并等由企業(yè)代替政府扮演“投資方”角色的商業(yè)模式在這一時期廣為應(yīng)用并延續(xù)至今。同時，一部分之前以EPC為主的工程企業(yè)在這一時期開始借助資本市場的力量向投資運(yùn)營企業(yè)轉(zhuǎn)型，從而承接更多BOT等投資類項(xiàng)目；另一部分工程企業(yè)則選擇“輕資產(chǎn)”路線，努力在工程領(lǐng)域做專做精。

經(jīng)過“十一五”期間水務(wù)行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，水務(wù)市場已處于投資運(yùn)營時代，并且在市場中形成了投資運(yùn)營商，系統(tǒng)解決方案提供商、設(shè)備、材料制造商三大方陣企業(yè)。隨著用水普及率、污水處理率等指標(biāo)的提升，水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行業(yè)低價競標(biāo)現(xiàn)象愈演愈烈，行業(yè)利潤亦在逐步縮小。為了市場占有率而犧牲利潤，甚至虧損現(xiàn)象時有發(fā)生。在水務(wù)行業(yè)中，污水處理方面表現(xiàn)得尤為明顯。未來水務(wù)行業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了“供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革時代”，具體而言，可以分為“服務(wù)的深度”和“服務(wù)的廣度”的升級。

圖1 水務(wù)行業(yè)服務(wù)界面的上移

“十一五”期間，我國城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)處于高速發(fā)展的軌道?！笆晃濉蹦┢?，我國城鎮(zhèn)污水處理能力已由初期的6366萬立方米/日增加至10436萬立方米/日，污水處理率由原來的不足60%升至80%以上。進(jìn)入“十二五”時期，我國污水處理行業(yè)由高速發(fā)展過渡到了穩(wěn)步發(fā)展階段，對行業(yè)的考驗(yàn)也從“工程”逐步向“運(yùn)營”轉(zhuǎn)變。此外，“水十條”下排放標(biāo)準(zhǔn)的提升，對污水處理企業(yè)的運(yùn)營及管理能力提出了更高的要求：2017年底，敏感區(qū)域污水處理廠全面達(dá)到一級A的排放標(biāo)準(zhǔn)；北京等地排放標(biāo)準(zhǔn)已是準(zhǔn)四類水的標(biāo)準(zhǔn)。在此背景下，建立自動化和智能化的運(yùn)營管理系統(tǒng)，逐步成為污水處理廠全面提升運(yùn)營管理水平的重要途徑之一。

作為水務(wù)行業(yè)的龍頭企業(yè)之一，碧水源以其擁有MBR膜材料的核心技術(shù)，在污水處理行業(yè)對排放標(biāo)準(zhǔn)逐步提高的大勢下具有很強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。雖然在出水水質(zhì)方面，MBR工藝具有非常顯著的優(yōu)勢，但在實(shí)際運(yùn)營的過程中，水量的變化以及季節(jié)、天氣、進(jìn)水水質(zhì)等的變化，都會對MBR組器造成較大影響，自動化和智能化的運(yùn)營管理系統(tǒng)無疑是污水處理廠提升運(yùn)營能力的一劑良藥。

二、碧水源智慧運(yùn)營探索

圖2 碧水源智慧水廠運(yùn)營管理平臺

2017年4月，碧水源牽手華信數(shù)據(jù)，正式啟動智慧水廠運(yùn)營管理平臺建設(shè)項(xiàng)目。該平臺縱向覆蓋碧水源總部、各廠站及業(yè)務(wù)生產(chǎn)管理單位，建立了“決策層→管理控制層→業(yè)務(wù)操作層”自上而下的企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了水廠的信息化管理與運(yùn)營。

智慧水廠的目標(biāo)及功能：

智慧水廠是一個從生產(chǎn)到管理全面信息化、自動化的框架系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)以水廠安全、可靠以及節(jié)能降耗為目標(biāo)，針對目前水廠運(yùn)營可能存在的問題，運(yùn)用信息技術(shù)和控制技術(shù)，建立一系列的管理、控制系統(tǒng)，從而加強(qiáng)水廠生產(chǎn)管理。

具體來說，智慧水廠是在廠、站自控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對生產(chǎn)過程和管理需要，設(shè)計(jì)相應(yīng)的功能，利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的傳輸，借助服務(wù)器、通訊、軟件工程、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，通過對大量的過程數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，從而為管理和研發(fā)提供支持。通過智慧水廠，碧水源解決或緩解了運(yùn)營中存在的困境，實(shí)現(xiàn)了如下目標(biāo)：

（1）通過遠(yuǎn)程終端設(shè)備監(jiān)視工藝及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，在線查詢主要工藝參數(shù)，如水量、水質(zhì)等信息。

（2）打造標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營管理模式，將分散的運(yùn)維信息集中整合展示，為企業(yè)管理者提供整體運(yùn)營的決策依據(jù)。

圖3 信息系統(tǒng)圖

（3）體現(xiàn)運(yùn)營的“智慧”，為生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的工藝、設(shè)備問題提供解決方案，最終實(shí)現(xiàn)低能耗、高效率的運(yùn)營，直擊痛點(diǎn)。

智慧水廠的概念并不僅僅停留在物聯(lián)網(wǎng)的層面上，而是綜合了碧水源的各個職能模塊，實(shí)現(xiàn)對廠、站管理和服務(wù)的功能。參與管理和服務(wù)的各部門，都可以在這個平臺上找到與本部門職能相對應(yīng)的功能，并通過這個平臺實(shí)現(xiàn)日常工作的互聯(lián)網(wǎng)化。

傳統(tǒng)水廠運(yùn)營的監(jiān)控主要是通過人工巡檢的方式，這種方式有如下缺點(diǎn)：一、需要大量人力進(jìn)行巡檢，人力成本高。隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，人力成本的增加也會越來越顯著。二、受限于溝通速度以及溝通成本，總部很難掌握水廠運(yùn)營的實(shí)時情況。通過將智慧水廠運(yùn)營管理平臺運(yùn)用到新老水廠的日常管理中，碧水源總部的技術(shù)人員能夠在第一時間得知地方水廠的運(yùn)營情況，實(shí)現(xiàn)對于地方水廠的遠(yuǎn)程管理與監(jiān)控。這不僅保證了管理的時效性，還大大降低了水廠運(yùn)營所需要的人力成本。

不同于一般的智慧水務(wù)運(yùn)營平臺，碧水源不僅使用目前較為成熟的數(shù)據(jù)采集技術(shù)來收集參數(shù)，還將更多的資源投入到數(shù)據(jù)分析中。通過長期的水廠運(yùn)營，碧水源的技術(shù)工程師們積累了一系列的經(jīng)驗(yàn)公式，用以推斷水廠運(yùn)營的實(shí)際效果。將這些公式錄入到智慧水廠運(yùn)營管理平臺，結(jié)合實(shí)時傳輸?shù)默F(xiàn)場數(shù)據(jù)，碧水源的技術(shù)工程師就能夠得知每個水廠的運(yùn)營情況，從而實(shí)現(xiàn)對末端運(yùn)營的遠(yuǎn)程、實(shí)時監(jiān)控，保障水廠高效運(yùn)行。

碧水源開發(fā)的智慧水廠運(yùn)營管理平臺，將自身已有的強(qiáng)大科研力量融入到水廠的日常管理當(dāng)中，在提高管理效率、提升運(yùn)營水平的同時，顯著降低了水廠運(yùn)營的人力成本以及溝通成本。而這種綜合了數(shù)據(jù)收集與分析、為決策層提供數(shù)據(jù)支撐的智慧水務(wù)，將成為未來一段時間的主流。

智慧水廠的建設(shè)目標(biāo)，是在一個網(wǎng)絡(luò)平臺上，實(shí)現(xiàn)水廠運(yùn)行管理和信息采集、公告發(fā)布、運(yùn)營交流等功能，涵蓋再生水廠、村鎮(zhèn)級污水處理站點(diǎn)和碧水源業(yè)務(wù)部門的管理服務(wù)。借助先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和成熟的軟件體系，使運(yùn)營中心的管理意圖被高效、準(zhǔn)確地貫徹到水廠和站點(diǎn)，使原有的管理流程如虎添翼。將積累的運(yùn)營數(shù)據(jù)反饋給研發(fā)中心，使研發(fā)工作形成閉環(huán)，為膜產(chǎn)品的改進(jìn)、新產(chǎn)品的研發(fā)助力。

在利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、提高傳統(tǒng)行業(yè)的管理水平這一點(diǎn)上，業(yè)界基本形成了共識。碧水源作為行業(yè)翹楚，是最早一批主動與互聯(lián)網(wǎng)“連結(jié)”起來的企業(yè)之一。正如碧水源董事長文劍所述，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代，碧水源以“+互聯(lián)網(wǎng)”的思維順勢創(chuàng)新，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和理念，提高了為用戶服務(wù)的效率和質(zhì)量。未來，碧水源將繼續(xù)插上互聯(lián)網(wǎng)的翅膀，持續(xù)建設(shè)具有碧水源特色的“智慧水廠”，實(shí)現(xiàn)再次騰飛。