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智慧水务 | 案例分析:如何开启泵的智能互联时代

发布时间:2019-03-01 21:59:28

来源:GWI研究

作者:佚名

    慧聪水工业网 导语:随着供水和配水管网的互联化管理逐渐普及,水务行业传统的运营模式正在改变。水泵制造商和相关技术公司也在数字水务领域各显神通,希望通过智慧化的功能和服务升级在崭新的行业时代中寻求突破。

随着公用事业越来越多地将数字技术应用于其基础设施和运营,许多公司正在积极采取措施将泵站的监控和控制集成到数字环境中。这一趋势不仅为水务管网的管理系统创造了新的市场机遇,同时也促使水泵供应商重新审视他们的产品,转而开创一种全新的基于服务的销售模式。

01管网管理系统数字化

那么,如何将前沿的数据分析和其他的智能功能引入供水管网日常的运营和管理中呢?他们又将带来多少成效?首先来看一下两个比较典型的智慧化管网管理系统的应用案例:

案例1: 三菱电机Aquatoria系统

第一个案例是三菱电机应用于白俄罗斯明斯克水务公司的“Aquatoria”系统。

Aquatoria系统由三菱电机与当地合作伙伴共同开发,旨在帮助明斯克水司进一步提高能源效率并降低产销差。这一智能系统将管网系统中的数据信息进行收集,对水压进行监测,从而将系统的压力保持在最佳水平。这一控制和优化功能基于系统对管网老旧问题的数字化模拟,通过对水司运营数据不断的收集和分析,最终实现管网自动化控制和管理。

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Aquatoria系统同时包含两个模块。一个是GEO模块,主要用于系统可视化信息的精简和显示;另一个是以及泵的选择模块,从包含2500逾种产品中为特定的管网系统筛选最为合适的水泵。这一系统的应用,已经从一开始的一个泵站逐步普及至整个城市中近120个泵站,使泵站在运行最初的几个月中,压力降约7%。

三菱电机表示,这一系统在白俄罗斯的四个应用案例共计投资12.5至72万欧元,投资回报年限为2至4年。

案例2: i2O公司dNet-iNet-oNet系统

第二个案例是位于英国南安普顿的技术公司i2O管网压力管理公司的“dNet-iNet-oNet”的一体化智慧管网解决方案。

这一解决方案基于物联网的平台,包含数据采集、可视化分析、和对减压阀及泵站的自动化调试等功能,可根据用户预设的操作参数(包含时间、压力、控制曲线等)进行运行,同时也可以根据管网历史数据生成自己的一组参数进行运行。

尽管越来越多的水司开始在管网系统中引入自动监测的软件进行管理,但i2O公司的减压阀智能压力控制和水泵优化调度的专利技术成为公司在这一市场竞争中具有的核心优势。

与上一案例所提及的三菱电机的Aquatoria系统相类似,i2O公司的智能化系统同样可以从大量的管网历史数据中进行自主学习,以使管网的运营可以根据季节的变化而调整并优化。

i2O公司CEO Joel Hagan先生认为这是全面实现管网自动化管理的第一步:“从长远来看,未来水司运营的大部分决策都将由计算机完成,而人工的管理只是负责日常监控以应对突发状况。当然这是一个非常长期的发展趋势。”他说道。

从以上两个案例来看,前者是由公司的工业自动化部门进行开发,而后者是由智慧水务管网技术公司进行开发,两个系统的成功商业化都显示了现代水司对整体化系统管理解决方案的需求。对数据的收集、分析和学习的功能对用户具有非常大的吸引力,这帮助他们填补长久以来数据分析的空白。

02水泵数字化

而除了以上所提及的智慧化管网管理系统之外,水泵制造商们也在大刀阔斧地走向数字化,他们希望利用自身长期以来在泵产品的控制和管理方面的经验和专业技术,进一步拓展至资产维护和压力控制领域,并在竞争日益激烈的市场中获得优势。

对于水泵而言,数据收集和集成的最直接应用往往在于能否对资产进行主动维护。泵内部的传感器能够提供相关参数的信息,例如流量、温度和浊度、以及泵本身的一些性能参数等,用于风险预判。比如,当能耗高于普通值时,可能是由于泵需要更新或更换;而当水质低于平均标准时,可能是由于上游处理过程出了某个问题。这一资产维护和预判的功能对水司用户而言非常重要,因为设施的老化和可分析数据的不足都将为资产的维护带来困难——用户很难知道何时需要更换和升级组件。

这些组件和设施的相关数据的确为用户的资产管理带来了新的可能性。在过去,由于没有可靠的数据,管网的规划人员总是容易对设施过度升级和维护,许多增加的泵送能力并未得到合理的使用。在这一方面,的Jens Skødt先生表示:“现在的挑战是,很多用户其实无法从现有系统的数据中得出建设性的结论,因为只有基本的警报和趋势分析的功能。因此,很多维护人员和管理人员无法深入了解管网的‘基线’情况并对潜在的风险进行预测。”

03软件与硬件的结合

对于水泵和一些以组件数据为中心的产品而言,通常需要在水司的SCADA数据采集与监视控制系统上储存大量的历史数据。

“人们几十年来一直在收集数据,而事实上,这些被收集起来的大量的数据却并没有发挥他们真正的价值——[因为] SCADA系统并不具备很强的分析功能。”Skødt先生解释道。

对于Skødt而言,格兰富的竞争力主要在于为客户系统化地整理和分析数据的能力。该公司最近在其数字化硬件设备系列中增加了一个软件系统层,包括需求驱动配水的压力管理解决方案(DemandDrivenDistribution),通过水泵控制器的自学习过程,判断整个管网在什么时候需要多少的用水量和用水压力,以控制整个泵组的实际需求进行供水。

通过与葡萄牙软件公司Baseform的合作,格兰富的新产品Intelligent Water Distribution进一步将用户的用水量数据、水费数据与管网中水表和传感器所收集的数据相结合,提供更加完整的系统分析。增加硬件设备与软件运营系统的互操作性对于终端用户而言已变得越来越重要。 

从以上的案例可以发现,先进的软件系统正在将设备供应商更加智能化的价值,从而进入以前由咨询公司主导的市场。然而,挑战依然存在,网络安全是业界推动业务发展的关键问题。

04新的商务模式

也许数字化的未来将产生的最深远的影响是实现水司用户越来越愿意为调动管网中的水而付钱。而供应商们则希望其工业客户所越来越看中的产品的综合性能以及基于服务的合同模式,同样也可以适用于水司用户。这将使他们能够更好地控制设备和数据,并创造稳定的收入来源。

除了基于服务的合同模式之外,另一种兴起的商业模式是通过订阅的方式提供管网运营环境监控和优化的服务。难以撼动的是,泵本身依然是行业的基石,传统的以硬件设备为主的一体化商业模式依然是市场的主导。但不同的是,从现在开始,设备供应商对数据的处理将变得与他们处理水一样重要。

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