我們可以從水行業首個數字孿生中學到什么？
摘要:數字孿生在全球水行業的應用是一個熱門話題，很高興看到這些創新工具的好處得到了更廣泛的認可-無論是優化運營績效還是促進知識傳播。水行業開始意識到積極使用數字孿生可以從現有數據中獲得更多的價值，無論是對運營還是管理。
數字孿生在全球水行業的應用是一個熱門話題，很高興看到這些創新工具的好處得到了更廣泛的認可-無論是優化運營績效還是促進知識傳播。水行業開始意識到積極使用數字孿生可以從現有數據中獲得更多的價值，無論是對運營還是管理。 著名咨詢公司Jacobs與新加坡國家水務局（PUB）合作，開展行業首個整個污水處理廠的數字孿生項目，當時為樟宜新生水廠（WRP）開發了一個整體模擬模型。盡管行業對水和污水處理廠運營系統和流程的實時控制感興趣，但以前沒有涵蓋所有運營方面的模擬模型。
Jacobs與PUB在樟宜數字孿生方面的開創性工作在IWA 2022世界水大會上獲得了項目創新獎(Project Innovation Awards)。
Jacobs為樟宜再生水廠開發的集成模型將實驗室和來自監控控制和數據采集（SCADA）系統的自動實時數據輸入與軟件模擬包（Replica™和Sumo™）結合起來，將水力、流程、控制和數據分析集成到一個平臺中。由此產生的數字孿生能夠復制工廠運營并實時預測未來績效。 該項目的目標是為PUB和樟宜新生水廠提供使用動態模擬模型探索和模擬各種運營條件的能力，以提高水質、進行情景規劃和改善操作員培訓。 該模型的預測建模能力還可以在每小時間隔內預先警告操作員，未來五天內可能出現的過程偏差，從而更好地保證最終水產品始終具有高質量。此外，該模型通過機器學習在定義范圍內，不斷調整其校準以匹配工廠觀察到的績效。這使得仿真與實際操作相關，而不需要員工不斷干預。 由于數字孿生可以獨立于實際系統運行，因此它可以作為操作員培訓的平臺，具有自動定制場景，促進新員工的知識學習和傳播。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營領域專業知識。使用一個旨在復制實際控制和水力學的工具，在安全環境中基于物理、化學和生物反應的實際科學原理預測可能的結果，對實現這一目標至關重要。 樟宜新生水廠數字孿生代表著全球水行業的重要里程碑，特別是因為它被應用于世界上最大、最復雜的水再生廠之一。污水處理廠比較難以操作和模擬，因為生物過程對進水污水水質變化更敏感，并且過程紊亂通常需要多天才能恢復。然而，數字孿生促進了設施洞察力和優化，并降低了紊亂風險，使得工廠操作人員更容易保障運營質量。 PUB 再生水部門主任Yong Wei Hin先生分享了他對樟宜數字孿生獲得項目創新獎的看法： “像許多公用事業一樣，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，例如更強烈的降雨、更長的干旱時間等。我們通過擁抱數字化并采用新技術來適應這種情況，這些技術可以優化我們的運營能力并增強韌性。” Yong先生說：“樟宜新生水廠的數字孿生就是這樣一項舉措。它是一個具有預測能力的工廠模擬模型，可用于測試運營變化、改善操作人員培訓等。我們非常感謝這個PIA獎項，它將鼓勵我們繼續利用智能技術，使PUB成為未來的智能公用事業。” 隨著全球水行業數字轉型加速，預計會有更多水和污水公用事業轉向數字孿生，在樟宜新生水廠上的成功應用，可以成為行業的基礎藍圖。
