隨著公用事業(yè)越來(lái)越多地將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于其基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)營(yíng)，許多公司正在積極采取措施將泵站的監(jiān)控和控制集成到數(shù)字環(huán)境中。這一趨勢(shì)不僅為水務(wù)管網(wǎng)的管理系統(tǒng)創(chuàng)造了新的市場(chǎng)機(jī)遇，同時(shí)也促使水泵供應(yīng)商重新審視他們的產(chǎn)品，轉(zhuǎn)而開(kāi)創(chuàng)一種全新的基于服務(wù)的銷售模式。
01管網(wǎng)管理系統(tǒng)數(shù)字化
那么，如何將前沿的數(shù)據(jù)分析和其他的智能功能引入供水管網(wǎng)日常的運(yùn)營(yíng)和管理中呢?他們又將帶來(lái)多少成效?首先來(lái)看一下兩個(gè)比較典型的智慧化管網(wǎng)管理系統(tǒng)的應(yīng)用案例：
案例1： 三菱電機(jī)Aquatoria系統(tǒng)
第一個(gè)案例是三菱電機(jī)應(yīng)用于白俄羅斯明斯克水務(wù)公司的“Aquatoria”系統(tǒng)。
Aquatoria系統(tǒng)由三菱電機(jī)與當(dāng)?shù)睾献骰锇楣餐_(kāi)發(fā)，旨在幫助明斯克水司進(jìn)一步提高能源效率并降低產(chǎn)銷差。這一智能系統(tǒng)將管網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，對(duì)水壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而將系統(tǒng)的壓力保持在最佳水平。這一控制和優(yōu)化功能基于系統(tǒng)對(duì)管網(wǎng)老舊問(wèn)題的數(shù)字化模擬，通過(guò)對(duì)水司運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)不斷的收集和分析，最終實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)自動(dòng)化控制和管理。
Aquatoria系統(tǒng)同時(shí)包含兩個(gè)模塊。一個(gè)是GEO模塊，主要用于系統(tǒng)可視化信息的精簡(jiǎn)和顯示;另一個(gè)是以及泵的選擇模塊，從包含2500逾種產(chǎn)品中為特定的管網(wǎng)系統(tǒng)篩選最為合適的水泵。這一系統(tǒng)的應(yīng)用，已經(jīng)從一開(kāi)始的一個(gè)泵站逐步普及至整個(gè)城市中近120個(gè)泵站，使泵站在運(yùn)行最初的幾個(gè)月中，壓力降約7%。
三菱電機(jī)表示，這一系統(tǒng)在白俄羅斯的四個(gè)應(yīng)用案例共計(jì)投資12.5至72萬(wàn)歐元，投資回報(bào)年限為2至4年。
案例2： i2O公司dNet-iNet-oNet系統(tǒng)
第二個(gè)案例是位于英國(guó)南安普頓的技術(shù)公司i2O管網(wǎng)壓力管理公司的“dNet-iNet-oNet”的一體化智慧管網(wǎng)解決方案。
這一解決方案基于物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)，包含數(shù)據(jù)采集、可視化分析、和對(duì)減壓閥及泵站的自動(dòng)化調(diào)試等功能，可根據(jù)用戶預(yù)設(shè)的操作參數(shù)(包含時(shí)間、壓力、控制曲線等)進(jìn)行運(yùn)行，同時(shí)也可以根據(jù)管網(wǎng)歷史數(shù)據(jù)生成自己的一組參數(shù)進(jìn)行運(yùn)行。
盡管越來(lái)越多的水司開(kāi)始在管網(wǎng)系統(tǒng)中引入自動(dòng)監(jiān)測(cè)的軟件進(jìn)行管理，但i2O公司的減壓閥智能壓力控制和水泵優(yōu)化調(diào)度的專利技術(shù)成為公司在這一市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中具有的核心優(yōu)勢(shì)。
與上一案例所提及的三菱電機(jī)的Aquatoria系統(tǒng)相類似，i2O公司的智能化系統(tǒng)同樣可以從大量的管網(wǎng)歷史數(shù)據(jù)中進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，以使管網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)可以根據(jù)季節(jié)的變化而調(diào)整并優(yōu)化。
i2O公司CEO Joel Hagan先生認(rèn)為這是全面實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)自動(dòng)化管理的第一步：“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，未來(lái)水司運(yùn)營(yíng)的大部分決策都將由計(jì)算機(jī)完成，而人工的管理只是負(fù)責(zé)日常監(jiān)控以應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況。當(dāng)然這是一個(gè)非常長(zhǎng)期的發(fā)展趨勢(shì)。”他說(shuō)道。
從以上兩個(gè)案例來(lái)看，前者是由公司的工業(yè)自動(dòng)化部門進(jìn)行開(kāi)發(fā)，而后者是由智慧水務(wù)管網(wǎng)技術(shù)公司進(jìn)行開(kāi)發(fā)，兩個(gè)系統(tǒng)的成功商業(yè)化都顯示了現(xiàn)代水司對(duì)整體化系統(tǒng)管理解決方案的需求。對(duì)數(shù)據(jù)的收集、分析和學(xué)習(xí)的功能對(duì)用戶具有非常大的吸引力，這幫助他們填補(bǔ)長(zhǎng)久以來(lái)數(shù)據(jù)分析的空白。
02水泵數(shù)字化
而除了以上所提及的智慧化管網(wǎng)管理系統(tǒng)之外，水泵制造商們也在大刀闊斧地走向數(shù)字化，他們希望利用自身長(zhǎng)期以來(lái)在泵產(chǎn)品的控制和管理方面的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)技術(shù)，進(jìn)一步拓展至資產(chǎn)維護(hù)和壓力控制領(lǐng)域，并在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)中獲得優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于水泵而言，數(shù)據(jù)收集和集成的最直接應(yīng)用往往在于能否對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行主動(dòng)維護(hù)。泵內(nèi)部的傳感器能夠提供相關(guān)參數(shù)的信息，例如流量、溫度和濁度、以及泵本身的一些性能參數(shù)等，用于風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判。比如，當(dāng)能耗高于普通值時(shí)，可能是由于泵需要更新或更換;而當(dāng)水質(zhì)低于平均標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可能是由于上游處理過(guò)程出了某個(gè)問(wèn)題。這一資產(chǎn)維護(hù)和預(yù)判的功能對(duì)水司用戶而言非常重要，因?yàn)樵O(shè)施的老化和可分析數(shù)據(jù)的不足都將為資產(chǎn)的維護(hù)帶來(lái)困難——用戶很難知道何時(shí)需要更換和升級(jí)組件。
這些組件和設(shè)施的相關(guān)數(shù)據(jù)的確為用戶的資產(chǎn)管理帶來(lái)了新的可能性。在過(guò)去，由于沒(méi)有可靠的數(shù)據(jù)，管網(wǎng)的規(guī)劃人員總是容易對(duì)設(shè)施過(guò)度升級(jí)和維護(hù)，許多增加的泵送能力并未得到合理的使用。在這一方面，格蘭富的Jens Sk?dt先生表示：“現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是，很多用戶其實(shí)無(wú)法從現(xiàn)有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中得出建設(shè)性的結(jié)論，因?yàn)橹挥谢镜木瘓?bào)和趨勢(shì)分析的功能。因此，很多維護(hù)人員和管理人員無(wú)法深入了解管網(wǎng)的‘基線’情況并對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。”
03軟件與硬件的結(jié)合
對(duì)于水泵和一些以組件數(shù)據(jù)為中心的產(chǎn)品而言，通常需要在水司的SCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)上儲(chǔ)存大量的歷史數(shù)據(jù)。
“人們幾十年來(lái)一直在收集數(shù)據(jù)，而事實(shí)上，這些被收集起來(lái)的大量的數(shù)據(jù)卻并沒(méi)有發(fā)揮他們真正的價(jià)值——[因?yàn)閉 SCADA系統(tǒng)并不具備很強(qiáng)的分析功能。”Sk?dt先生解釋道。
對(duì)于Sk?dt而言，格蘭富的競(jìng)爭(zhēng)力主要在于為客戶系統(tǒng)化地整理和分析數(shù)據(jù)的能力。該公司最近在其數(shù)字化硬件設(shè)備系列中增加了一個(gè)軟件系統(tǒng)層，包括需求驅(qū)動(dòng)配水的壓力管理解決方案(DemandDrivenDistribution)，通過(guò)水泵控制器的自學(xué)習(xí)過(guò)程，判斷整個(gè)管網(wǎng)在什么時(shí)候需要多少的用水量和用水壓力，以控制整個(gè)泵組的實(shí)際需求進(jìn)行供水。
通過(guò)與葡萄牙軟件公司Baseform的合作，格蘭富的新產(chǎn)品Intelligent Water Distribution進(jìn)一步將用戶的用水量數(shù)據(jù)、水費(fèi)數(shù)據(jù)與管網(wǎng)中水表和傳感器所收集的數(shù)據(jù)相結(jié)合，提供更加完整的系統(tǒng)分析。增加硬件設(shè)備與軟件運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的互操作性對(duì)于終端用戶而言已變得越來(lái)越重要。
從以上的案例可以發(fā)現(xiàn)，先進(jìn)的軟件系統(tǒng)正在將設(shè)備供應(yīng)商更加智能化的價(jià)值，從而進(jìn)入以前由咨詢公司主導(dǎo)的市場(chǎng)。然而，挑戰(zhàn)依然存在，網(wǎng)絡(luò)安全是業(yè)界推動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。
04新的商務(wù)模式
也許數(shù)字化的未來(lái)將產(chǎn)生的最深遠(yuǎn)的影響是實(shí)現(xiàn)水司用戶越來(lái)越愿意為調(diào)動(dòng)管網(wǎng)中的水而付錢。而供應(yīng)商們則希望其工業(yè)客戶所越來(lái)越看中的產(chǎn)品的綜合性能以及基于服務(wù)的合同模式，同樣也可以適用于水司用戶。這將使他們能夠更好地控制設(shè)備和數(shù)據(jù)，并創(chuàng)造穩(wěn)定的收入來(lái)源。
除了基于服務(wù)的合同模式之外，另一種興起的商業(yè)模式是通過(guò)訂閱的方式提供管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)環(huán)境監(jiān)控和優(yōu)化的服務(wù)。難以撼動(dòng)的是，泵本身依然是行業(yè)的基石，傳統(tǒng)的以硬件設(shè)備為主的一體化商業(yè)模式依然是市場(chǎng)的主導(dǎo)。但不同的是，從現(xiàn)在開(kāi)始，設(shè)備供應(yīng)商對(duì)數(shù)據(jù)的處理將變得與他們處理水一樣重要。
