我們可以從水行業(yè)首個數(shù)字孿生中學(xué)到什么？
摘要:數(shù)字孿生在全球水行業(yè)的應(yīng)用是一個熱門話題，很高興看到這些創(chuàng)新工具的好處得到了更廣泛的認(rèn)可-無論是優(yōu)化運(yùn)營績效還是促進(jìn)知識傳播。水行業(yè)開始意識到積極使用數(shù)字孿生可以從現(xiàn)有數(shù)據(jù)中獲得更多的價值，無論是對運(yùn)營還是管理。
數(shù)字孿生在全球水行業(yè)的應(yīng)用是一個熱門話題，很高興看到這些創(chuàng)新工具的好處得到了更廣泛的認(rèn)可-無論是優(yōu)化運(yùn)營績效還是促進(jìn)知識傳播。水行業(yè)開始意識到積極使用數(shù)字孿生可以從現(xiàn)有數(shù)據(jù)中獲得更多的價值，無論是對運(yùn)營還是管理。 著名咨詢公司Jacobs與新加坡國家水務(wù)局（PUB）合作，開展行業(yè)首個整個污水處理廠的數(shù)字孿生項(xiàng)目，當(dāng)時為樟宜新生水廠（WRP）開發(fā)了一個整體模擬模型。盡管行業(yè)對水和污水處理廠運(yùn)營系統(tǒng)和流程的實(shí)時控制感興趣，但以前沒有涵蓋所有運(yùn)營方面的模擬模型。
Jacobs與PUB在樟宜數(shù)字孿生方面的開創(chuàng)性工作在IWA 2022世界水大會上獲得了項(xiàng)目創(chuàng)新獎(Project Innovation Awards)。
Jacobs為樟宜再生水廠開發(fā)的集成模型將實(shí)驗(yàn)室和來自監(jiān)控控制和數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)的自動實(shí)時數(shù)據(jù)輸入與軟件模擬包（Replica™和Sumo™）結(jié)合起來，將水力、流程、控制和數(shù)據(jù)分析集成到一個平臺中。由此產(chǎn)生的數(shù)字孿生能夠復(fù)制工廠運(yùn)營并實(shí)時預(yù)測未來績效。 該項(xiàng)目的目標(biāo)是為PUB和樟宜新生水廠提供使用動態(tài)模擬模型探索和模擬各種運(yùn)營條件的能力，以提高水質(zhì)、進(jìn)行情景規(guī)劃和改善操作員培訓(xùn)。 該模型的預(yù)測建模能力還可以在每小時間隔內(nèi)預(yù)先警告操作員，未來五天內(nèi)可能出現(xiàn)的過程偏差，從而更好地保證最終水產(chǎn)品始終具有高質(zhì)量。此外，該模型通過機(jī)器學(xué)習(xí)在定義范圍內(nèi)，不斷調(diào)整其校準(zhǔn)以匹配工廠觀察到的績效。這使得仿真與實(shí)際操作相關(guān)，而不需要員工不斷干預(yù)。 由于數(shù)字孿生可以獨(dú)立于實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行，因此它可以作為操作員培訓(xùn)的平臺，具有自動定制場景，促進(jìn)新員工的知識學(xué)習(xí)和傳播。隨著新加坡未來勞動力日益的老齡化，有必要捕獲污水處理和水廠運(yùn)營領(lǐng)域?qū)I(yè)知識。使用一個旨在復(fù)制實(shí)際控制和水力學(xué)的工具，在安全環(huán)境中基于物理、化學(xué)和生物反應(yīng)的實(shí)際科學(xué)原理預(yù)測可能的結(jié)果，對實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)至關(guān)重要。 樟宜新生水廠數(shù)字孿生代表著全球水行業(yè)的重要里程碑，特別是因?yàn)樗粦?yīng)用于世界上最大、最復(fù)雜的水再生廠之一。污水處理廠比較難以操作和模擬，因?yàn)樯镞^程對進(jìn)水污水水質(zhì)變化更敏感，并且過程紊亂通常需要多天才能恢復(fù)。然而，數(shù)字孿生促進(jìn)了設(shè)施洞察力和優(yōu)化，并降低了紊亂風(fēng)險，使得工廠操作人員更容易保障運(yùn)營質(zhì)量。 PUB 再生水部門主任Yong Wei Hin先生分享了他對樟宜數(shù)字孿生獲得項(xiàng)目創(chuàng)新獎的看法： “像許多公用事業(yè)一樣，新加坡面臨著日益增長的用水需求以及氣候變化對我們水資源造成的影響，例如更強(qiáng)烈的降雨、更長的干旱時間等。我們通過擁抱數(shù)字化并采用新技術(shù)來適應(yīng)這種情況，這些技術(shù)可以優(yōu)化我們的運(yùn)營能力并增強(qiáng)韌性。” Yong先生說：“樟宜新生水廠的數(shù)字孿生就是這樣一項(xiàng)舉措。它是一個具有預(yù)測能力的工廠模擬模型，可用于測試運(yùn)營變化、改善操作人員培訓(xùn)等。我們非常感謝這個PIA獎項(xiàng)，它將鼓勵我們繼續(xù)利用智能技術(shù)，使PUB成為未來的智能公用事業(yè)。” 隨著全球水行業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型加速，預(yù)計(jì)會有更多水和污水公用事業(yè)轉(zhuǎn)向數(shù)字孿生，在樟宜新生水廠上的成功應(yīng)用，可以成為行業(yè)的基礎(chǔ)藍(lán)圖。
