由奥科环境主办的《专家系统如何引领水务行业智慧化转型》云讲堂系列活动顺利开展并圆满结束。奥科环境全球技术云讲堂是由奥科环境主办的线上系列活动,针对全球清洁技术行业热门需求痛点,邀请海内外专家与新老朋友分享各环保细分领域的领先科技与先进技术产品,旨在联动全球技术市场资源,为中国环保企业的技术升级以及自主创新提供新思路,共创全球环保科技新生态。本次讲座由奥科环境水务工艺与工艺模拟总监、加拿大安大略省注册专业工程师朱莹作为主讲嘉宾,与大家探讨专家系统如何引领水务行业智慧化转型。
在本次讲座中,朱莹介绍了智慧水务简介和现状、工艺模拟在水厂数字化升级中的应用、水厂运营核心痛点、水务专家系统的核心价值与基础架构、专家系统的应用案例、智慧化水厂未来展望。关于更多讲座具体内容,请前往Bilibili奥科环境云讲堂观看活动回放:
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在问答环节中,多位业内人士针对水务专家系统在水厂中的应用、水厂智慧化等方面进行了积极提问,朱莹与陈飞博士一一做出了详尽的解答。以下为部分问题及回答总结:
Q & A
Q
专家系统产品必须是定制化的吗
A
专家系统需要通过定制最大化实现其功能。响应方案与工艺优化的决策效率与效果,是建立在事件预判与工艺模型精准程度的基础之上的。因此针对目标水厂的自身条件与特定需求,选择适合的模型结构与系统框架则显得尤为重要,更多关于水厂数智化升级过程中的模型选择逻辑,请参见《水务数智化升级如何修炼“万剑归宗”》。专家系统在搭建过程中还需要重视使用友好程度,尤其体现在操作界面的交互功能设计上,在设计打磨过程中需要融合目标水厂实际的运营需求、关注的重点以及操作习惯。
Q
水厂数字化以及专家系统对水厂从业人员有什么要求
A
专家系统实现核心价值的关键不仅仅是数字化产品打造,而是需要参与其中的每位成员在搭建及应用专家系统的过程中树立系统级管理意识与精细化管理文化,由“懂工艺、会操作”蜕变成长为“用工具、善管理”的复合型人才,充分将数据能力和专业能力进行有机融合,做到事半功倍。
Q
水厂数智化在数据采集、软硬件方面可能需要大量投入,水厂尤其是小型厂的投产如何平衡
A
片面追求数据数量和维度可能会导致水厂数智化成本居高不下,数智化之路受阻。数据质量的参差不齐、数据价值的一知半解、多维分析的手段缺失以及数据孤岛的客观存在,使得通过数据将水厂运营流程标准化和运营场景模型化的各类尝试均显得相对低效,无法为运营优化提供足够的工程价值。在数智化升级的过程中要避免脱离智能优化逻辑进行数据收集。当优化算法具备高效结构与自适应能力,数据的多少就不再是优化效率的决定因素。我们目前做的水厂运营优化系统也可以实现“小数据”启动。小型水厂面对的问题复杂度不一定很高,相应也就不需要大量的投入,比如可以采用软测量、数据倍增的方式配合实验室检测解决数据不足的问题,就可以达到节能减排的算法部署要求。数字化升级必须是量体裁衣、量入为出。
Q
水厂已经通过仪表和自控设备的改造升级实现了数字化和可视化,请问如何进一步规划做到智慧化
A
水厂不能简单的等同为仪表、设备与构筑物的集合,运营团队的运营逻辑才是真正贯穿其中的核心控制体系。与人体一样,水厂具备有感官系统、运动系统、神经系统与循环系统,是一种以更为分散形式存在的有机体,需要经常面对外部扰动因素所带来的不确定性,因此水厂在通过数字化升级做到“知己知彼”的基础上,需要通过智能化升级建立核心“免疫系统”,也就是赋予水厂风险自查、突发应急与自我迭代的能力,让水厂在突发状况发生时通过智能优化决策辅助系统甚至智能调控系统实现风险最小化。奥科在过往参与规划、设计与执行的各类水务数智化升级项目过程中深刻认知到,让水厂成功具备这种“智能”的关键在于打通水厂有机体的“任督二脉”,也就是在人机一体的优化逻辑框架内,实现底层信息收集层、数据通讯层、智慧中台层以及设备自控层的全面融合,这个过程需要多学科复合型团队和各个供应商之间的紧密配合与认知融合。
Q
水厂操作人员如何高效使用专家系统进行辅助决策
A
水厂的决策边界是基于水厂运营目标制定的,专家系统作为辅助决策的工具,帮助决策者完成更加优化的决策。数字化工具遍及很多行业,如何部署数字化升级的系统非常重要,先要抽象出问题边界,在部署过程中包括数据层、结构层、应用层,交付流程需要让专家系统各类工具逐步嵌入到水厂一线运营人员的工具箱中,在设计与运营过程中不断通过配套服务强化磨合,整个流程的关键是让系统不断迭代融入水厂实际运营的决策流程中。
Q
应用专家系统的水厂规模有何要求
A
应用专家系统没有规模的要求,水厂和其它行业的公司是一样的。规模的大小影响到数字化升级项目的复杂程度,大型公司涉及的部门多、问题多,需要优化的方向和维度也就更多。小型公司也是可以进行数字化升级的,公司是有成长周期的,在发展的过程中,需要逐步的实现升级。数字化升级不是一步到位,在水厂数字化升级项目中,先要判断水厂关注的视角、水厂的发展阶段,针对不同的阶段做不同的事情解决不同的痛点。专家系统同样可以像“乐高”一样拆解成不同的模块逐步实现水厂所需数字运营的各项功能。
Q
专家系统的算法部分是独立封装的吗
A
在实际项目场景下,不少的水厂已经搭建了专家决策系统,我们需要做的是针对客户实际需求添加相应的功能模块,而这些不同的模块是独立封装的。比如有些水厂已经在工艺模拟方面进行了部署,但是缺少时序预测功能,我们将独立封装的预测模型嵌入其工艺模拟“驾驶舱”即可。再比如有些客户水厂的工艺采用间断式运行或者工艺由于过于复杂或者非标无法通过工艺模拟进行定义,我们会向客户提供定制化程度更高的工艺模型或者数据驱动模型来协助其解决相关问题。
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