自來水廠也能數(shù)字化嗎？近日，上海首家數(shù)字孿生水廠系統(tǒng)在有著百年歷史的南市水廠正式上線。以數(shù)字治理賦能水廠管理，提升市民百姓的用水感受，靠經(jīng)驗(yàn)吃飯的傳統(tǒng)行業(yè)從此有了數(shù)字化的“智慧大腦”。

這是城投水務(wù)在本市打造的第一個(gè)數(shù)字孿生水廠系統(tǒng)，基于“一網(wǎng)統(tǒng)管”的框架和“智慧水務(wù)”的理念，依托黃浦供水示范區(qū)建設(shè)，對(duì)南市水廠的構(gòu)筑物、生產(chǎn)設(shè)備、管路系統(tǒng)進(jìn)行了超精細(xì)三維數(shù)字化復(fù)原，利用unity3D系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水廠內(nèi)1∶1的三維數(shù)字孿生，構(gòu)建了一個(gè)和現(xiàn)實(shí)水廠一模一樣的數(shù)字工廠，并對(duì)接生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、物聯(lián)感知數(shù)據(jù)等多維實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，使數(shù)字工廠里的設(shè)備情況、生產(chǎn)情況、水質(zhì)情況完全與現(xiàn)實(shí)工廠同步。

南市水廠作為本市最早實(shí)現(xiàn)全廠深度處理的自來水廠，一直有著較好的數(shù)據(jù)積累和信息化基礎(chǔ)。而數(shù)字孿生工廠，則是把這些數(shù)據(jù)通過完整的應(yīng)用邏輯鏈串了起來，把多套業(yè)務(wù)系統(tǒng)在一個(gè)平臺(tái)上整合了起來，不僅可以對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行仿真、評(píng)估和優(yōu)化，而且可以對(duì)一些突發(fā)事件進(jìn)行場(chǎng)景模擬，通過系統(tǒng)就能夠直接定位事件起源，分析發(fā)生原因，找到解決方案。

上海城投水務(wù)集團(tuán)南市水廠數(shù)字孿生與仿真平臺(tái)

在系統(tǒng)平臺(tái)上，工作人員可以直觀地看到一家虛擬的水廠在連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行。但是，僅僅模擬水廠現(xiàn)實(shí)運(yùn)行是不夠的。通過不同場(chǎng)景的切換，還可以模擬各類水廠可能發(fā)生的突發(fā)事件，并通過算法加持，推演出這一事件的發(fā)展趨勢(shì)、可能對(duì)水廠生產(chǎn)運(yùn)營造成的影響以及正確的處置流程。

比如，以往對(duì)水廠供電電源失電事件的應(yīng)急預(yù)案一般都是以文字形式呈現(xiàn)的，但在數(shù)字孿生水廠系統(tǒng)中，就可以將應(yīng)急處置的標(biāo)準(zhǔn)化流程實(shí)景呈現(xiàn)在大家眼前，便于工作人員的日常培訓(xùn)和模擬操練，能夠使水廠的安全管理更具體、可追溯、可評(píng)估。

又如，城投水務(wù)將水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)體系和食品危害分析與關(guān)鍵點(diǎn)控制（HACCP）體系融入數(shù)字孿生水廠系統(tǒng)。既能夠動(dòng)態(tài)展現(xiàn)水質(zhì)變化情況，又能夠預(yù)判水質(zhì)變化趨勢(shì)，同時(shí)使水質(zhì)監(jiān)控的關(guān)鍵點(diǎn)在平臺(tái)上一目了然，無疑大大提升了水質(zhì)的穩(wěn)定性和管控的精準(zhǔn)度。

南市水廠全貌

目前，在南市水廠的服務(wù)區(qū)域內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)度指令自動(dòng)執(zhí)行率100%，出廠水服務(wù)壓力絕對(duì)波動(dòng)值小于2 KPa，水廠能效運(yùn)行模式下水庫內(nèi)存水液位波動(dòng)值小于0.2米。區(qū)域水壓力穩(wěn)定，不僅能夠直接給市民帶來用水體驗(yàn)的提升，而且能夠有效降低水管爆裂和用水設(shè)備故障的概率。

從今年1-10月的數(shù)據(jù)來看，南市水廠在制水量同比增加7.7%的基礎(chǔ)上，制水用電單耗下降7.41%，出水用電單耗下降6.68%，各類藥劑投加平均減少5.4%，砂濾池平均反沖洗周期延長11%。這充分體現(xiàn)了智慧水廠在運(yùn)維管理升級(jí)的同時(shí)所帶來的顯著的碳減排優(yōu)勢(shì)。

這樣的數(shù)字孿生工廠，是城投水務(wù)大力推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的一次試水，也是集團(tuán)積極開展“我為群眾辦實(shí)事”活動(dòng)的一個(gè)縮影。自“我為群眾辦實(shí)事”活動(dòng)開展以來，城投水務(wù)聚焦企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略路徑和市民群眾的期待愿景，切實(shí)把好事辦實(shí)，把實(shí)事辦好，通過水廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理能級(jí)提升。目前，城投水務(wù)正重點(diǎn)通過黃浦供水示范區(qū)建設(shè)，推動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行智慧化、水質(zhì)保障終端化、供水服務(wù)精準(zhǔn)化，重塑面向未來的水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)營系統(tǒng)，不斷提升供水保障能級(jí)，不斷優(yōu)化供水終端水質(zhì)，不斷增強(qiáng)人民群眾獲得感。

作者：史博臻

編輯：張懿