行業(yè)背景

污水處理行業(yè)作為國家新興戰(zhàn)略產業(yè)之一，國家“十二五”規(guī)劃對城鎮(zhèn)污水處理提出了更高的要求，并明確要求縣級鎮(zhèn)、尤其是重點鎮(zhèn)必須建立污水處理廠。截止2012年9月，全國設市城市、縣累計建成城鎮(zhèn)污水處理廠?3272?座，處理能力達到?1.40?億立方米/日，城鎮(zhèn)污水處理廠不論是數量和處理能力都保持了高速增長的態(tài)勢。

目前國內的城鎮(zhèn)污水處理項目通常存在配套污水收集系統(tǒng)不完善，污水來量不足，污水中污染物濃度低達不到設計進水濃度，污水處理運行管理人才短缺，污水系統(tǒng)不穩(wěn)定，運行費用偏高等棘手問題。這些問題一方面需要各級政府加強管理和監(jiān)督，另一方面也需要污水處理企業(yè)通過加強或改進自身的工藝運行管理方式、方法和轉變運營管理模式，提升污水廠運行和企業(yè)運營管理水平，盡可能的將上述問題產生的影響降至最低。

武漢華信數據系統(tǒng)有限公司的污水處理綜合運營管理平臺信息化運營管理模式逐步已成為大型水務集團公司提升企業(yè)整體運營管理水平、應對逐漸激烈的市場化競爭、獲取最大化經濟效益的發(fā)展方向。[1]

整體目標

基于物聯(lián)網的污水處理綜合運營管理系統(tǒng)實現(xiàn)集團公司下屬廠、分公司和總部各層級的信息化管理，實現(xiàn)集團公司管理全數字化、虛擬化、集約化、智能化等目標，關鍵生產指標（進出水水量、進出水污染物濃度、集水井水位等）、生產運行數據（設備開關、電流、電壓等）的自動采集、遠程實時監(jiān)控、智能預警，能加強各級管理人員對各廠運行情況的實時監(jiān)管力度：通過對生產現(xiàn)場的各類運行數據的分析和數據挖掘，為各污水廠運營管理提供實時運行監(jiān)測、全廠過程控制、工藝運行模擬、運行異常預警、優(yōu)化運行決策等功能；為公司提供整體綜合運營決策的工藝分析、設備分析、成本分析、風險分析等功能。

借助物聯(lián)網技術將企業(yè)的生產過程、調度監(jiān)控、事務處理、決策等業(yè)務過程進行數字化，通過各種信息系統(tǒng)網絡加工生成信的信息資源，提供給各層次的人們洞悉、觀察各類動態(tài)業(yè)務中的一切信息，以作出有利于生產要素組合優(yōu)化的決策。[1]

物聯(lián)網架構

建立感知層體系

感知層設備主要包括各污水處理廠、泵站的在線儀器儀表、生產設備、自控系統(tǒng)等，是物聯(lián)網技術構架的基礎，感知層的建設是利用各廠自控系統(tǒng)，通過強大的數據協(xié)議轉換功能，在不影響各污水處理廠生產運行的前提下，進行多種通信接口、通信協(xié)議的轉換，實現(xiàn)自動采集各種PLC和驅動器的生產運行數據，并建立與各類PLC、驅動器、馬達控制器間的數據通訊，最終形成完善的感知層體系。

建立網絡層體系

利用先進的3G網絡與互聯(lián)網融合，建立網絡層體系，實現(xiàn)對集團公司下屬廠、分公司、總部各層級的關鍵生產指標數據、設備運行參數的采集，實時傳輸到集團總部，并對數據進行存儲、維護、管理，且提供給外部應用系統(tǒng)使用。

建立運營管理應用層體系

感知層和網絡層體系的建立，為運營管理工作提供了大量的各污水廠、泵站的生產運行數據，只有深入挖掘各類數據間的關系，合理利用好這些數據，物聯(lián)網體系的建立才有意義，即基于物聯(lián)網的污水處理綜合運營管理應用體系。首先它通過感知層的各類數據的初步加工和展示，實現(xiàn)企業(yè)廠站分布情況、各廠生產運行工藝畫面的展示、實現(xiàn)對各廠實時運行數據的超限告警；其次通過對生產運行數據的匯總計算，實現(xiàn)污水廠及集團日常運行管理的各類圖表，方便管理人員進行日常運行情況的總結與分析；再次通過對日常運行管理中涉及的化驗管理、設備資產管理、項目管理、辦公審核等功能進行信息化管理，獲取更全面的運營管理數據；最后通過生產運行數據的深入分析挖掘實現(xiàn)指導污水廠生產的各類異常預警、運行工藝模擬、優(yōu)化調度分析、綜合運營決策等，以及指導公司綜合運營決策的工藝分析、設備分析、成本分析、風險分析等。[1]

系統(tǒng)簡介

污水處理綜合運營管理系統(tǒng)具有8項基本功能：遠程監(jiān)視管理、生產運行管理、設備管理、能耗成本管理、水質化驗管理、安全生產管理、運行考核管理、辦公管理。形成涵蓋水務企業(yè)運營管理全流程的信息化管理平臺。實現(xiàn)生產控制精細化和節(jié)約化、工藝調度實時化和最優(yōu)化、日常管理系統(tǒng)化和制度化、服務規(guī)范化和人性化，幫助企業(yè)提升信息化管理水平，獲取更大的經濟效益。

污水處理綜合運營管理系統(tǒng)采用平臺化、模塊化設計，在不影響現(xiàn)有自控系統(tǒng)和應用軟件穩(wěn)定運行的情況下，進行靈活方便的功能組合和功能擴展。從而順應企業(yè)管理變革與成長中不斷變化的需求，長久保護企業(yè)信息化建設投資。

污水處理信息化解決方案

各模塊功能

遠程監(jiān)視管理

通過將各污水處理廠、泵站的運行數據進行采集、傳輸、存儲，并初步加工處理，使企業(yè)各級人員隨時掌握生產運行情況。更適用于集團性企業(yè)對下屬項目公司的遠程監(jiān)管。?　　·?自動采集、實時存儲企業(yè)自控系統(tǒng)中的在線儀表、設備的運行數據；

·?企業(yè)生產運行情況實時圖形化展示，可通過網絡遠程查看；

·?歷史生產運行數據可隨時進行快速查找和查看；

·?生產運行數據可通過柱狀圖、餅圖、曲線圖等效果進行直觀對比；

·?自動監(jiān)視各類生產運行數據，發(fā)現(xiàn)異常實時報警；

·?報警處理過程及處理結果可進行跟蹤和記錄；

·?歷史報警信息可進行查詢、匯總及統(tǒng)計分析；

·?可編寫報警處理預案，為報警處理提供參考，提高處理效率；

生產運行管理

將水務企業(yè)生產運行過程中需記錄的各類信息進行電子化，并實現(xiàn)對這些數據的分類、匯總、計算、導出等操作，減少數據重復填寫，提高數據共享程度，極大減輕各級人員工作量，提高工作效率；結合污水處理專家多年的報表管理經驗，制定和形成了一套充分滿足水務企業(yè)管理的統(tǒng)計分析及報表，使企業(yè)的數據統(tǒng)計分析及報表生成更加規(guī)范、高效。各類記錄數據都可自動生成、導出excel，各級管理人員都可以依據權限隨時查看，為指導生產工藝管理提供基礎數據支撐。

·?簡潔直觀的數據填報界面和表現(xiàn)形式，數據填寫直觀方便；

·?完善的報表體系，涵蓋生產運行各個方面；

·?靈活的報表配置系統(tǒng)，可自由組合各類基礎數據集合，形成所需報表；

·?數據間的計算關系可靈活配置，輕松應對各類復雜計算公式；

·?集成office插件，實現(xiàn)瀏覽器在線查看報表；

·?靈活的權限控制，可精細化到具體數據項的填寫、修改、查看；

·?通過圖形化對比分析，輕松掌握生產運行數據的各類波動情況；

·?可導出成excel報表，輕松實現(xiàn)數據上報；

設備管理

以設備臺帳為基礎，以工作單的提交、審核、執(zhí)行為主線，按照故障維修、預防維修、以可靠性為中心的維修和狀態(tài)檢修等幾種可能模式，跟蹤并管理設備的整個生命周期過程。運用現(xiàn)代信息技術提高設備運行可靠性與使用價值，降低維護成本與維修成本，保障企業(yè)生產運行。

·?完善的設備檔案管理，準確掌握設備的各種基本情況；

·?全面的設備養(yǎng)護管理，通過建立設備的潤滑、檢修、大中小修計劃，系統(tǒng)自動在計劃實施時間生成設備養(yǎng)護單，提交給設備維修部門。使設備養(yǎng)護工作條理清晰，提高設備的使用壽命；

·?高效的設備維修管理，通過對設備維修工單從生成、處理、完成的全流程的規(guī)范管理，使設備維修及時準確高效；

·?醒目的維修信息提醒，使各級設備管理人員準確掌握設備故障及維修情況；

·?規(guī)范的備品備件管理，使備品備件的出庫、入庫更加規(guī)范，備品備件的流向清晰易查。智能的庫存監(jiān)測機制，庫存過低或藥效過期及時預警；

·?智能的統(tǒng)計分析功能，使設備的完好率、故障率、維修成本等一目了然；

能耗成本管理

智能抽取各類與能耗成本的相關的生產運行數據，進行統(tǒng)計匯總，實時生成各類能耗成本指標，使能耗成本的管理快捷、準確、高效。

·?水耗、電耗、藥耗數據快速統(tǒng)計，自動生成；

·?各類指標圖形化直觀對比，能耗成本直觀展現(xiàn)；

·?可與財務軟件進行成本數據交互調用；

水質化驗管理

將水質化驗管理進行標準化，使化驗工作標準、規(guī)范、高效。

·?水質化驗數據實現(xiàn)網絡填報，提高數據的實時性；

·?水質化驗數據網絡化審核，保證數據的準確性；

·?各類化驗報告快速生成、導出、打印，提高工作效率；

·?各類水質化驗數據快速查詢和對比，實現(xiàn)圖形化展現(xiàn)；

安全生產管理

建立完善的安全生產管理體系，實現(xiàn)安全生產和體系化管理。

·?建立規(guī)章制度、崗位職責、操作規(guī)范、技術標準等電子化檔案；

·?快速搜索和全文搜索，使檔案的查找快捷方便；

·?建立故障預案和應急預案，為指導安全生產提供保障；

·?生產運行發(fā)生故障或緊急情況時，智能檢索預案并進行提醒，提高處理效率；

運行考核管理

企業(yè)管理人員建立各項目標指標的考核標準及目標，并依照此目標配置相應考核標準項及考核打分方式，系統(tǒng)自動據此標準對考核涉及到的各部門人員，數據等進行評分，最終形成評估報告，給各級管理人員提供運行考核數據依據。實現(xiàn)精細化、目標化管理。

·?靈活的考核標準制定方式，可對運行的多個方面進行考核設定；

·?依據日常運行管理中的各類數據及記錄，智能化的考核打分，自動生成考核分數；

·?考核結果經過審核后，可智能生成各級管理人員所需的考核報告；

·?減輕企業(yè)管理人員工作量，提高企業(yè)運營管理綜合水平。

辦公管理

企業(yè)日常工作中有很多需要申請、審批、執(zhí)行或公示的文件，將這些工作進行網絡化，對工作處理效率、節(jié)約辦公經費具有重要意義。

·?工作流程自由定義，更符合企業(yè)管理實際；

·?流程執(zhí)行情況可隨時跟蹤查詢，并可進行催辦；

·?流程中對文件的編輯修改可保留操作痕跡，實現(xiàn)對文件的快速修訂；

·?需下發(fā)或公示的文件可在流程結束后自動下發(fā)或發(fā)布，并可查看收閱情況；

·?辦理完結文件可進行歸檔和管理，方便日后調閱。

應用價值

提升企業(yè)運營管控能力

建設具有前瞻性、實用性的集團化運營管控平臺，實現(xiàn)對運營數據進行決策分析，為企業(yè)管控提供科學依據，實現(xiàn)精細化過程控制管理，提升企業(yè)核心競爭力，強化企業(yè)運營管控能力。

提升決策分析能力

建設具有科學的決策支持平臺，集中分析過程監(jiān)控、集成與填報數據，提供專業(yè)的分析、管理、支持，并逐步建立工藝仿真模型以及專家決策支持系統(tǒng)，協(xié)助管理層制定科學決策。

建設標準化運營管理體系

標準建設標準化運營管理體系，有效減少管理成本以及運營維護成本，使集團化公司業(yè)務得到有效擴張，為公司信息化管理、運營戰(zhàn)略規(guī)劃奠定基礎。[1]

云計算和物聯(lián)網在城市污水處理的運用

城市污水處理綜合運營管理系統(tǒng)利用目前蓬勃發(fā)展的云計算和物聯(lián)網技術，以集團化管理的城市污水處理公司下屬的分布在各地的污水處理廠、泵站的生產設備、在線儀表、自控系統(tǒng)作為物聯(lián)網中的感知層；通過無線網絡、Internet網絡及通用數據采集平臺建立網絡傳輸及通訊，實現(xiàn)感知層數據的實時采集、傳輸、存儲，形成物聯(lián)網中的網絡層；通過部署基于云計算的綜合運營管理系統(tǒng)，實現(xiàn)綜合運營管理應用，建立應用層的云計算架構體系，從而形成完整的基于云計算的城市污水處理綜合運營管理系統(tǒng)。

通過本系統(tǒng)實現(xiàn)水務企業(yè)下屬的各污水處理廠、泵站的關鍵生產指標（進出水水量、進出水污染物濃度、集水井水位等）、生產運行數據（設備開關、電流、電壓等）的自動采集、遠程實時監(jiān)視、智能預警，加強各級管理人員對各廠運行情況的實時監(jiān)管力度；

城市污水處理綜合運營管理系統(tǒng)的建立將輔助實現(xiàn)集約化管理的目標，各廠生產運行實時情況通過感知層及網絡層傳輸到公司運營管理中心，各類運行情況一目了然，公司運營管理中心可對各廠運行進行實時有效監(jiān)管；各類生產運行數據智能匯總到公司運營管理中心，每日、每周、每月生產運行情況直觀展現(xiàn)，公司運營管理人員可實時掌握運行情況，實現(xiàn)綜合調度與管理；各廠在出現(xiàn)疑難的工藝問題時，公司的專家團隊可通過運營管理中心大屏進行遠程查看與診斷，實時傳遞會商結果及處理方案，提高處理效率；各廠統(tǒng)一使用公司服務器上的工藝仿真模擬、優(yōu)化調度專家系統(tǒng)等，充分結合了云計算與物聯(lián)網的優(yōu)勢與特點，實現(xiàn)工藝優(yōu)化和調度決策。

城市污水處理綜合運營管理系統(tǒng)借助云計算和物聯(lián)網技術將企業(yè)的生產過程、調度監(jiān)控、事務處理、決策等業(yè)務過程進行數字化，通過各種信息系統(tǒng)網絡加工生成新的信息資源，提供給各層次的人們洞悉、觀察各類動態(tài)業(yè)務中的一切信息，以作出有利于生產要素組合優(yōu)化的決策。目前軟件市場以武漢華信數據系統(tǒng)有限公司水務綜合運營管理系統(tǒng)為代表，使企業(yè)資源合理配置，實現(xiàn)實時運行監(jiān)視告警、企業(yè)形象展示、生產精細化管理、生產優(yōu)化調度、經營成本分析、日常辦公管理、輔助經營決策等綜合管理應用。提升企業(yè)技術管理水平，達到優(yōu)化管理模式、降低運行成本、提高辦公效率等目的，以使企業(yè)能適應瞬息萬變的市場經濟競爭環(huán)境，求得最大的經濟效益。[2]