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先行探索“智能化”,为水务企业注入创新发展“源动力”——专访粤海水务董事长郑航桅

绿茵陈 E20水网固废网 2024-02-15


INTERVIEW

与智者同行


作者:绿茵陈


站在深圳水库远眺,一眼望去烟波浩渺。这里的优质水源,70%供给了近邻香港。安静的岸边,忽有嗡嗡声从天上传到耳边,抬头看,一架无人机正向远处的水天交界翩翩飞去。


这是粤海水务在东深供水工程实施智能化管理的一个常规场景——无人机基本代替了人工巡视,只要设置好路线,它可以无分昼夜地在水库上方盘旋,探查异常情况并实时上报。


作为东深供水工程到港前的“最后一站”,深圳水库保护区面积58.98平方公里,只需要一架无人机即可基本覆盖。在东深供水沿线,粤海水务也实现了无人机巡航监控。


据深圳水库的工作人员介绍:“原来都是人工巡查,要三班倒,现在这部分工作主要由无人机承担,管理人员通过实时画面就可以监控水库及周边情况,如果有异常马上就能发现。”


粤海水务在全国水务企业中是一个比较特殊的存在——“全产业链”“红色基因”“时代楷模”都是其独特标签,而近些年,“智能化”也成为这家水务龙头企业的重要特质。


作为广东粤海控股集团旗下集原水、自来水、污水处理、水环境综合治理、清洁能源、科技研发等多种业务于一体的水务全产业链大型服务运营商,粤海水务目前已在全国17个省区投资运营水务项目100多个,水处理规模逾5900万吨/日,服务人口超1亿人,连续九年荣膺“中国水业十大影响力企业”。2020年以来,粤海水务通过大力实施智能化、数字化转型,全面推动水务企业精细化管理和项目精益化经营,有效实现企业稳步快速发展,资产、营收、利润均实现“翻番”。


近期,E20环境平台正式启动“拥抱智能进阶共建智能生态——与‘智者’同行系列采访行动”后,专访了粤海水务党委书记、董事长郑航桅。


以下内容,根据对郑航桅董事长的采访整理而成。



01

在智能化探索中阔步向前


在“双碳”目标的背景下,推动从信息化、自动化向数字化、智能化的发展跃升,成为时代发展的大势所趋,更成为构筑现代水务治理体系、寻求高质量发展的“必选项”。


作为全国水务领先企业,粤海水务坚定贯彻“科技强企”战略,坚持科技赋能、技术引领,积极推进水务产业的数字化、智能化转型,利用工业互联网、机器感知、人工智能、5G等数字技术,着力解决“引水-制水-供水-用水-污水处理”重要生产环节和运营、服务等方面的痛点难点问题,促进企业效率效益全面提升,并为行业提供应用实践和先进解决方案。


当前,粤海水务处于国内领先水平的智能化业务,首先聚焦在原水调配与控制领域。


东深供水工程作为粤海水务的事业起点,经过充分的积累与摸索,早在20年前便已整体实现对港供水的自动化控制,当时就可以做到“关门运行”(即“远程集控,无人值班”的一种运行管理模式,对设备状态、自动化水平、人员素质和管理都有很高的要求),但考虑到工程的特殊性和重要性,粤海水务仍然保留了部分值守人员,但工作重心已从现场巡查作业转为通过自动化系统进行更安全、高效的监控与操作。


近年来,粤海水务始终坚持“一流工程、一流技术、一流管理”,综合运用BIM+GIS技术、数字孪生、北斗导航、5G通讯、物联网等新一代信息技术,聚力打造“全要素”透彻感知、全面互联、信息共享的“智慧水务”运管系统,推动东深供水工程等水利水务工程数字化、智慧化水平迈上新的台阶。


在东深供水工程调度中心,全线设备设施已实现高准确率、高稳定性的远程集中监视、控制与调度,自动化集控和通信系统建设也处于国内领先水平。


工程自动化监控系统可对沿线8万余个数据点进行“毫秒级”扫描监视,实时反馈工程全线各现场的设施设备运行实况;构建的多梯级需水量精准预测及智能调度决策支持系统,可实现全线流量平衡、优化调度。


利用AI摄像机、挂轨机器人、四足机器人、无人机、无人船等多种智能监测设备,结合热成像、声音监测、视频智能分析等技术,构建智能巡检系统,对厂站、湖库等设备运行状态、人员行为、环境风险等自动巡检,减少人工现场操作,通过将人工知识和经验转化为人工智能模型,代替人工实时监控设备运行状态,及时辨识可能出现的故障,并不断训练迭代。


在粤海水务的高质量、高标准运营管理下,东深供水工程于2023年获得国家水利部标准化管理调水工程首批认定,与同由粤海水务负责建管的环北部湾广东水资源配置工程、珠江三角洲水资源配置工程和韩江榕江练江水系连通后续优化工程,共同组成广东省“五纵五横”水网主骨架中重要的“四横”,承载着护航粤港澳大湾区发展建设、保障沿线千万百姓饮水安全的重要作用。粤海水务以东深供水工程为示范的“智慧水务”系统与技术获得业内广泛认可,目前已在多个大型引调水工程推广应用,多个合作项目也在洽谈之中。


同样领先的,是在自来水运营管理领域。


目前,粤海水务已基本实现了自来水厂巡检、配水系统、加压站及用户小区的二次供水设施等“全流程”,无人、少人值守智能化管控,位于粤港澳大湾区核心腹地的广州南沙黄阁水厂,就是公司重点打造的“智慧水厂”示范标杆点。


通过大数据、人工智能、数字孪生等技术与水务运营管理的深度融合,黄阁水厂的智慧管控平台实现了从厂内生产工艺环节到送水、中途加压泵站和二次供水设施的一体化监控,覆盖制水、供水、用水全链条。


在黄阁水厂的中控室,生产现场的实时数据和视频信息都汇集在大屏上。工作人员只要坐在电脑前,结合现场具有AI视频识别能力的轨道机器人等装置,就能对生产一线进行远程巡检。在一些关键巡检点,粤海水务还部署了监控设备和各种传感器,可以实时传输数据,智能识别并上报异常情况。


智能化技术也渗透到各生产环节。净水工艺的关键步骤包含五个方面:预处理、混凝、沉淀、过滤及消毒。黄阁水厂基于“AI模型+边缘计算”技术,在混凝剂投加关键工艺段全面实施“智能投加”,在保证水质达标的前提下,混凝剂投加量整体降低约15%。


粤海水务的“智慧水务”技术还应用于自来水管网的漏损管控中,这也成为企业重要的竞争与领先优势,不仅用于遍布全国多地的水务项目运营管理,更成功打入香港市场。2019年,粤海水务凭借“智慧水务”高新技术与产品,在同国际多家知名企业的竞争中脱颖而出,承担了香港智能水务管网管理系统的建设重任。


在行业公认更为复杂的污水处理领域,粤海水务的智能化探索同样深入。


有了原水、自来水领域的广泛实践,粤海水务的“智慧污水处理”也借势发力,目前公司所辖一定规模的污水处理厂,在线水质数据已实现总部实时汇总监控分析,并按要求传送到政府部门数据中心。在具体项目上,粤海水务有着更进一步的智能化探索。


2023年9月,由粤海水务建设运营的汕尾东部水质净化厂正式商运,一期处理规模达10万吨/日。在这家“全地埋”污水处理厂内,粤海水务依托“智慧水务”高新技术体系,充分结合生产实际,在确保高质量运营、出厂水质稳定达标的前提下,推动实现“智慧管控”与“少人值守”,将东部水质净化厂打造成为“智慧污水处理厂”的标杆示范点。


在厂内唯一的一栋地上办公建筑里,维持“智慧管控”高效运转的中控室成为了全厂的“智慧大脑”。在这里,工作人员通过大屏幕上“智慧水务”系统各模块的实时数据,便可及时监控掌握各工艺处理环节,“一站式”完成全厂的智慧管控。


在各关键巡检点,部署了超过180处监控设备和260处各类传感器,可实现全时智能识别并随时向中控室上报各种异常情况。


以中控室为原点,搭载“智慧生产”与“智慧运管”模块的智慧管理系统,实现了曝气控制、药剂投加、泵组运行、辅助决策及人员管理等重点工艺环节的数智化、精细化管控。


在“智能曝气”环节,通过控制算法,东部水质净化厂实现了曝气阀门的进一步科学配置与精确控制,全自动运行下能耗较传统模式降低10%,并有效辅助提高脱氮效率。


同时,东部水质净化厂运用“专家智能决策”系统,基于“数字孪生”云平台技术,实现全厂水质、能耗、工艺仿真数据的可视化分析,为调整参数、确保达标提供科学参考,持续推动工艺优化和辅助方案决策。



02

“智”见成效,还有更多可能


智能化转型,目标永远是更精益、更高效。


作为“智慧水务”的先行者,粤海水务近年来在原水供应、自来水运管、污水处理方面,已通过智能化转型实现了能耗、药耗的大幅下降,相关数据均处于行业优秀水平。


如前面提及的汕尾东部水质净化厂,通过“智慧水务”高新体系的应用为其运营管理提质增效,自正式运行以来,在保证出水稳定达标的前提下,该厂整体能耗、药耗较同规模传统污水处理厂降低15%,释放厂内人力资源50%。


未来,随着“智慧水务”系统的持续迭代升级,其对精准管控、节能降耗、安全保障等方面的积极影响还将进一步凸显提升,为企业乃至行业的发展提供更多“可能”。


水务行业尤其是自来水行业,仍属于劳动密集型,一些水厂的日常抄表、维修、巡查等工作多以人工为主。随着智能化改造的推进,“机器代人”逐渐成为大趋势。同时,近年来全社会对于节水、环保以及用水服务等方面的意识持续增强,对自来水管网管控、漏损控制等环节的精细化要求也不断提升。因此,追求更加精益、安全、高效的智能化管理,成为水务行业高质量发展的必由之路。


对此,粤海水务前瞻把握市场行业趋势,从自来水生产运营实际出发,以“管网分区+传感器+AI算法”为核心思路,针对特定应用场景进行动态感知、智能预测、主动决策,打造了全流程的“智慧水务”智能化管理系统,推出了包括边缘计算网关、智能水表、设备维修管理系统AR眼镜等硬件设备,通过逐步推广应用,进一步提高水资源集约节约利用水平,改善百姓用水服务体验,强化节能降耗,并通过“少人值守”节约人工成本。


结合运营管理的大量水务企业、自来水厂、污水处理厂以及引调水工程的自身情况,并充分考虑到水务、环境行业在智能化仍处在起步阶段的客观实际,粤海水务将“智慧水务”视为行业发展的重要方向与广阔市场,搭建了“云到端”的数据传输通道和多场景的业务应用,持续探索人工智能在水资源管理、生产工艺优化、设备运维、客户服务等应用场景,在满足企业自身发展和运营管理需要的同时,充分发挥行业引领示范作用,积极对外输出“智慧水务”的技术、产品和服务。


以推动“智慧水务”市场化为目标,粤海水务通过混合所有制改革方式控股了深圳市科荣软件股份有限公司,以自身国企背景和高信用等级为其提供背书与支持,并通过科学机制保持其创业公司的灵活性,激发合作方开拓进取的冲劲与热情,集合力量将科荣公司打造成为粤海水务智能化管控业务的“核心阵地”。


同时,粤海水务要求科荣公司作为旗下智慧水务专业平台,加大外部业务拓展力度,着力培养其参与市场竞争的能力与优势。目前,科荣公司业务范围已覆盖香港及内地多个省区,整体实现跨越式发展。



03

优势与需求,内生与外联


从传统水务业务向全产业链“智慧水务”发展迈进,粤海水务主要依靠“两大基础”:数据驱动与产品迭代。


在数据方面,高度重视数据资源管理体系建设,制定数据标准,通过物联网平台、数据中台、AI平台,实时采集处理全国100多家下属企业生产经营数据,加强数据集成共享,为智能化转型打造算力引擎。


在产品方面,坚持从实际需求出发,以“核心产品自主研发,通用产品合作研发,逐步掌握关键技术”为方向,积极打造“智慧水务”一体化解决方案和产品,逐步形成了可持续升级迭代的能力。


在“两大基础”之外,粤海水务的智能化发展还拥有着更多优势。


粤海水务拥有位于全国多地,业务覆盖原水、自来水、污水处理、水力及光伏发电等全产业链的逾百家项目公司,为公司智能化发展,特别是科荣公司这样以“智慧”为主业的专业公司提供了丰富应用场景与广阔实践舞台。


公司坚持对标世界一流企业,与清华大学等全国知名高校携手打造产学研联盟,与哈尔滨工业大学联合建设“国家水中心”等重点科研创新平台,并依托博士后工作站、工程技术研究中心及高学历科研人才团队,为推动智能化提供了强有力的专业理论技术支撑。


同时,粤海水务持续加强与互联网头部企业的战略合作,与华为共同建立了国内首家“鲲鹏智慧水务联合创新实验室”,与腾讯合作开展珠江三角洲水资源配置工程调度监控中心一期项目建设,以推动水务智能化发展为着力点,实现了信息化、数字化企业与传统水务企业的“跨界”合作、共创共赢。


通过外联合作,粤海水务获得了发展助力、积累了宝贵经验,对于智能化的市场也逐渐拥有了更加深入的独到见解。“大厂”都是软件技术和硬件设备的佼佼者,其产品在各行业都具有普遍性的应用价值,但针对水务、电力、环保等具体行业的独特专业性需求,还是要依靠相应领域的专业知识和人才支撑,才能实现技术产品与生产运营的真正结合,充分发挥其效能与作用。


以水务行业为例,所谓“水务”实际包括了原水、自来水、污水处理等细分领域,企业也有水利、水务等不同划分,彼此业务流程、要求与需求存在多方面的差异,有的“大厂”设立了专门的水利事业部,但往往也局限于水利工程,对于更多细分领域无法深入理解和熟练应对,也很难为各项业务都进行专业人才储备。


而这,正是科荣这样公司的优势所在,相较于“大厂”,其规模是“小”的,但在水务、环境行业全产业链服务方面却更加专精,能够深入准确地理解并执行客户需求,从而为解决其生产经营中的实际问题,提供“软硬一体”、更有针对性的智能化专业解决方案。



04

智能化分步走,步步为“赢”


对粤海水务而言,智能化之路绝非坦途,更不可能一蹴而就,惟有踏实稳健,方能步步为“赢”。


要推进智能化,就要在研发、人才、设备等各方面给予持续高强度地投入,时间成本更是难以估量。举例而言,足量、精确的数据,是自来水厂智能化的关键基础,相应需要布设海量传感器。“智能水表”设备作为非常好的数据收集点和传感器,每日可将数据准确稳定地上传至智慧平台,为企业数据分析和决策提供科学依据,不仅能提高用户服务的满意度,也能为水务公司的漏损控制提供强大数据支持。但是,智能水表的更换价格较传统机械水表要贵得多,要实现这个智能化更替的过程,就需要根据企业的经营实际来逐步完成。


事实上,这仅是水务智能化的一个具体环节。此外,智能化系统建设完成后并不能一劳永逸地解决所有问题,仍需在长期运维中不断完善,相关成本可能远大于建设阶段。如果一下子非常大规模、全覆盖地推进智能化,难免造成经营成本大幅增加,甚至影响自身的健康可持续发展,反而“欲速则不达”。


所以,粤海水务自推动智能化发展以来,始终坚持“分步走”原则——首先选取部分业务建立示范点,以原水项目、自来水厂和污水处理厂为主,先做优做精示范点,再结合实际“以点带面”逐步推广。目前,粤海水务根据不同业务特点,已在多个核心业务领域打造了“智慧水务”的标杆示范点,包括东深供水工程、珠江三角洲水资源配置工程等“智慧原水”示范点,广州南沙黄阁水厂、邳州城乡供水等“智慧自来水”示范点,汕尾“地埋式”东部水质净化厂、开平径头污水处理厂等“智慧污水处理”示范点,智能化管理运营均在行业处于领先水平。


由于水务行业的专业性和重要性,粤海水务认为在智能化的进程中,除了数据量、算法、算力之外,拥有长期、专业的技术运维支撑也是至关重要的——必须以自主研发为主导,掌握关键核心技术,同时加强“大厂”合作,积极吸收外部技术,开发出的智能化产品要符合自身特点、需求与利益,并可保证后期运维升级始终跟得上,企业智能化之路才不会“半途而废”。


展望未来,郑航桅表示,粤海水务将紧密围绕粤海集团“水业为本、制造当家、湾区担当、世界一流”的发展愿景,锚定“从优秀到卓越”的企业发展目标,坚持科技赋能、技术引领,大力推进水务环保全产业链智能化转型升级,以科技创新为“源动力”,持续引领推动企业及行业高质量发展,立足粤港澳大湾区、服务辐射全国,为助力绿色发展和美丽中国建设做出新的贡献。






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傅涛:如何在智能生态中找到自己的位置?



本期编辑:刘彤

统筹:李晓佳




END


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