當(dāng)前科技創(chuàng)新領(lǐng)域的第一話題已經(jīng)從“數(shù)字化”轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭斯ぶ悄堋??！hatGPT給C端應(yīng)用場(chǎng)景帶來(lái)豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及成果，大量人工智能應(yīng)用不斷涌現(xiàn)賦能千行百業(yè)。

“對(duì)于供水行業(yè)來(lái)說(shuō)，是否已經(jīng)找到了適合的應(yīng)用場(chǎng)景?AI大模型是否能直接用于水廠工藝控制，達(dá)到權(quán)衡訓(xùn)練維護(hù)與收益成本?”上海昊滄系統(tǒng)控制技術(shù)有限責(zé)任公司總經(jīng)理譚持程在2024(第九屆)供水高峰論壇上提出。

上海昊滄在智慧水務(wù)領(lǐng)域深耕近二十年，在歷屆供水高峰論壇上多次為分享水務(wù)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型思考。第九屆供水高峰論壇上，譚持程帶來(lái)了全新議題“用AI助力智慧水廠的二次降本增效”。

憑借助力水廠數(shù)字化發(fā)展的長(zhǎng)期實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，以及對(duì)水務(wù)行業(yè)運(yùn)營(yíng)水平和智慧化發(fā)展方向的深刻理解，譚持程闡述了AI時(shí)代下，供水行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景建設(shè)。

譚持程

AI大模型，能否直接用于水廠工藝控制?

目前，智慧水廠的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：

1.0階段強(qiáng)調(diào)三個(gè)在線(人，物，服務(wù)運(yùn)營(yíng))，兩化融合(自動(dòng)化，信息化);

2.0階段為BI數(shù)據(jù)分析時(shí)代(大數(shù)據(jù)下的小數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值降本增效);

3.0階段為AI時(shí)代的OT與IT兩大維度的應(yīng)用場(chǎng)景再次降本增效。

第一階段發(fā)生在2018年，當(dāng)時(shí)上海昊滄承建了深水光明自來(lái)水廠智慧水廠項(xiàng)目，自主研發(fā)的少人、無(wú)人值守智慧水廠兩化融合方案率先在光明水廠進(jìn)行實(shí)施。到2019年抗擊新冠肺炎疫情時(shí)期，光明自來(lái)水廠實(shí)現(xiàn)了少人值守的同時(shí)確保供水生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，獲得媒體的廣泛報(bào)道。譚持程表示，這一階段強(qiáng)調(diào)自動(dòng)化、信息化“兩化”的融合，而目前大部分水司數(shù)字化建設(shè)主要強(qiáng)調(diào)的還是信息化為主。

實(shí)際上“人，物，服務(wù)運(yùn)營(yíng)三個(gè)在線”之后，才能完成AI賦能，到目前為止，只有少量水司實(shí)現(xiàn)了真正全面的這“三個(gè)在線”，譚持程認(rèn)為，如果自動(dòng)化不能做到在生產(chǎn)階段減人增效，信息化只能解決40%的問(wèn)題。

2024年7月，上海昊滄發(fā)布M30 智慧工業(yè)服務(wù)云平臺(tái)，開(kāi)始進(jìn)入到智慧水務(wù)的第三階段，即BI(Business Intelligence，商業(yè)智能)和“三個(gè)在線”結(jié)合進(jìn)行AI的應(yīng)用場(chǎng)景建設(shè)。

目前，有少數(shù)水司考慮大模型下如何精準(zhǔn)加藥，譚持程認(rèn)為，需要理解如何將控制層的AI在水廠里面怎么達(dá)到降本增效，才能避免過(guò)多迷信大模型，如果大模型沒(méi)有和控制層徹底打通，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的AI賦能。

OT側(cè)自動(dòng)化的AI應(yīng)用

譚持程表示，在水廠水質(zhì)水量波動(dòng)的地方(如圖自來(lái)水廠智慧化關(guān)鍵自控閉環(huán)點(diǎn))擺脫人工參與，實(shí)現(xiàn)跟控制的徹底打通，才能實(shí)現(xiàn)真正的AI賦能。

在光明智慧水廠的建設(shè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，污水廠相比自來(lái)水廠控制更為復(fù)雜，但自來(lái)水廠在人員管理和流程管理上更加完善，兩者優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)水廠和污水廠的完美交付。基于污水、供水生產(chǎn)環(huán)節(jié)的深刻研究和經(jīng)驗(yàn)，上海昊滄在自來(lái)水廠這四個(gè)環(huán)節(jié)一定會(huì)用到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法去解決工藝控制的問(wèn)題(如圖標(biāo)識(shí)1234)，譚持程強(qiáng)調(diào)，智慧水廠的前提還是要把自動(dòng)化做到極致，除此之外的工藝環(huán)節(jié)還需要結(jié)合一廠、一策、一水質(zhì)，去研究控制邏輯、控制標(biāo)準(zhǔn)、控制內(nèi)容。

在光明水廠項(xiàng)目中，上海昊滄團(tuán)隊(duì)4個(gè)人、4個(gè)月、推導(dǎo)74次，得出了濾池反沖洗控制邏輯圖(濾池反沖洗控制邏輯圖)，使該環(huán)節(jié)真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人。譚持程表示，水司采購(gòu)了大量?jī)?yōu)質(zhì)的設(shè)備和控制系統(tǒng)，但還需要好的控制程序，從工藝小閉環(huán)到大閉環(huán)，最后才能實(shí)現(xiàn)全廠閉環(huán)控制。

怎么將工藝環(huán)節(jié)與控制相結(jié)合，譚持程通過(guò)“礬花識(shí)別”這一案例，提出通過(guò)AI技術(shù)挖掘時(shí)序數(shù)據(jù)背后的非線性規(guī)律，開(kāi)發(fā)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測(cè)控制，就能實(shí)現(xiàn)核心工藝的優(yōu)化控制。

在混凝劑智能投加環(huán)節(jié)，目前很多水廠嘗試了智能精準(zhǔn)加藥系統(tǒng)，能在水質(zhì)水量波動(dòng)的情況下系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，是該系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。在水廠少人無(wú)人，水質(zhì)、水量波動(dòng)過(guò)程中，完全依靠系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，才是真正實(shí)現(xiàn)了人與設(shè)備、設(shè)備與控制之間的完整閉環(huán)。

目前深圳光明水廠在保證良好運(yùn)行的情況下，實(shí)現(xiàn)噸水加藥量16.5%的降低，大大降低副產(chǎn)物的產(chǎn)生，同時(shí)實(shí)現(xiàn)出水濁度降低22%。譚持程強(qiáng)調(diào)，自動(dòng)化就應(yīng)該是全自動(dòng)的，光明水廠已經(jīng)真正做到連續(xù)閉環(huán)運(yùn)行五年以上，期間水質(zhì)水量波動(dòng)完全擺脫人為參與，全程沒(méi)有人工操作，實(shí)現(xiàn)了真正的無(wú)人;一個(gè)成熟產(chǎn)品應(yīng)該有兩個(gè)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)化是否真正能做到無(wú)人，以及能否做到連續(xù)閉環(huán)，連續(xù)閉環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)率應(yīng)該是考核控制的最高標(biāo)準(zhǔn)。

上海昊滄中標(biāo)的日供水110萬(wàn)立方米的東莞松山湖水廠，也是亞洲一次性建成規(guī)模最大的單體水廠，目前正在進(jìn)入調(diào)試階段，將在明年正式亮相。上海昊滄為其提供所需的全套高級(jí)控制，實(shí)現(xiàn)大廠在工藝環(huán)節(jié)、工藝控制上的少人無(wú)人。

憑數(shù)據(jù)工作、憑數(shù)據(jù)指揮、憑數(shù)據(jù)決策

目前，不少水司利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析和挖掘，為管理者提供科學(xué)的決策支持，譚持程認(rèn)為數(shù)據(jù)的管理和決策是水務(wù)行業(yè)第1.5次降本增效，能真正讓業(yè)務(wù)人員實(shí)現(xiàn)真正的憑數(shù)據(jù)工作，憑數(shù)據(jù)指揮，憑數(shù)據(jù)決策。

完全推倒所有的老的煙囪系統(tǒng)是不現(xiàn)實(shí)的，數(shù)據(jù)需要一雙眼睛，上海昊滄新推出的產(chǎn)品—“藍(lán)莓”BI，打通過(guò)去所有的“煙囪”系統(tǒng)，快速跟BI做整合，實(shí)現(xiàn)所有環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)在線，真正做到數(shù)據(jù)分析的“可視”“可管”“可控”“可優(yōu)”，讓業(yè)務(wù)人員精準(zhǔn)提“效”，解決智慧水務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)用“最后一公里”。

在供排水一體化體系中，將取水量、供水量、漏損、污水處理量、排水量等多條數(shù)據(jù)同時(shí)在線，形成水流拓?fù)鋱D，水流去向一覽無(wú)遺;以及通過(guò)對(duì)電能消耗的匯總監(jiān)測(cè)，形成能流拓?fù)鋱D，清楚電能消耗情況，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。所有數(shù)據(jù)在線以后，形成成本分析看板，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的各種排列組合，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的耦合關(guān)系，實(shí)現(xiàn)真正的降本增效。

二次降本增效：基于AI的全新工作方式

“憑借對(duì)水務(wù)行業(yè)的深刻理解，上海昊滄會(huì)不斷深入探索AI與水行業(yè)垂直領(lǐng)域的結(jié)合”，上海昊滄展示的3.0 AI目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的糾錯(cuò)、對(duì)話、思考，未來(lái)將在2025年2月正式上線，譚持程認(rèn)為，AI幫我們問(wèn)問(wèn)題、回答問(wèn)題，解決問(wèn)題，這種場(chǎng)景很快就會(huì)到來(lái)，水務(wù)行業(yè)將會(huì)進(jìn)入全新的工作時(shí)代。

業(yè)務(wù)“可視、可管、可控、可優(yōu)”是每個(gè)水司檢驗(yàn)數(shù)字化水平的標(biāo)準(zhǔn)

譚持程提出檢驗(yàn)一個(gè)水廠的數(shù)字化程度，可以分為這四個(gè)階段：業(yè)務(wù)可視、業(yè)務(wù)可管、業(yè)務(wù)可控、業(yè)務(wù)可優(yōu)。

一味只追求可視化大屏是價(jià)值非常有限的，要做到完全的業(yè)務(wù)可視，業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)該從最下面硬件感知層開(kāi)始往上做，數(shù)據(jù)在線以后利用BI做分析，將人員、業(yè)務(wù)管理起來(lái)，實(shí)現(xiàn)真正的可管、可控;最后利用BI、AI做分析及決策，實(shí)現(xiàn)真正的業(yè)務(wù)“可優(yōu)”。目前大部分水司尚處于1.5、2.5的階段，離最終業(yè)務(wù)可優(yōu)目標(biāo)仍有一段距離。

上海昊滄2005年成立至今，每年都有產(chǎn)品的迭代升級(jí)版本及各類(lèi)發(fā)明專(zhuān)利的誕生。從2016年的MIC移動(dòng)、互聯(lián)和云，到2023年的人工智能，上海昊滄一直緊追時(shí)代要素進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，譚持程表示：“人工智能讓水廠能感知、會(huì)思考、有智慧，是水務(wù)行業(yè)智能化決策、精細(xì)化運(yùn)行的未來(lái)，上海昊滄將繼續(xù)發(fā)揮智慧水務(wù)領(lǐng)域的領(lǐng)航作用，推動(dòng)水務(wù)行業(yè)向更高、更遠(yuǎn)的目標(biāo)邁進(jìn)?！?/p>

編輯：趙凡