智慧水厂是自来水厂的进化与发展,这是由于传统自来水厂的工艺和自控技术受到数字技术的激发而推动的。在传统自来水厂中,核心的控制系统是传统SCADA系统。
传统SACDA系统存在的一系列问题本质上是数据的问题。由于传统SCADA系统的关注面是控制而非数据,所以在SCADA系统整体设计的时候弱化了数据的环节。
很多的SACDA系统在设计的时候甚至根本没有独立的数据库系统。因为在很多SCADA系统的软件中自带了一部分轻量级的数据库,比如组态软件。但是这些软件自带的数据库系统仅仅只能满足一些基本的数据需求,如果要有效的利用数据,这些系统的功能远远无法满足的。
因此,一个管理数据的系统就显得十分必要。
一个设计合理的智慧水厂的数据仓库对于供水厂来说是最佳的选择。它既能解决传统SCADA系统的一些弊端,也能为大幅提升供水厂的管理和生产效率。
要设计一个合理的智慧水厂数据仓库,应该满足以下5项原则。
1、智慧水厂必须以数据为驱动。
这不仅仅是一个技术上的问题,更重要的是一个管理上的问题,是一个管理思维的问题。如果管理者无法树立以数据为驱动的思维,那么信息化系统的推进将会十分困难,其功能的发挥也会微乎其微。以数据为驱动管理者一定要重视数据,要了解数据的重要性,明白数据是生产状况的真实体现,同时也隐含着未被发现的生产和管理的知识和规律。
2、必须能够解决信息孤岛的问题。
智慧水厂本质上也是一个综合性的信息系统的汇集地。除了SCADA系统还有许多安防、巡检、工单管理、视频监控、报表处理、设备管理等系统,这些系统基本上互相独立,只有部分系统之间会有简单的数据交互,但是对于整个智慧水厂来说,他们都是信息孤岛。因此数据仓库的作用之一就是要从数据流上将这些系统进行融合打通。
3、必须具备数据共享的功能。
数据共享是时代发展的必由之路。无论是企业内部各个智慧水厂之间的数据共享还是面对政府相关部门或者是面向公众的数据开放是必然趋势。目前,国内有很多省市区等各级政府都建立了相关的数据管理部门,对数据共享开发都有一定的标准和要求。在设计数据仓库的时候必须充分考虑到这一点。
4、必须具备商业智能系统的应用条件。
商业智能系统(BI)可以有效的实现生产数据和指标的展示、下钻、分析,从而辅助管理者找出生产的关键所在。是提升生产和管理效率的一种实用性工具。商业智能系统(BI)具备灵活的数据展示和中度的数据分析功能。不同于组态软件的生产工艺监控,它更注重利用数据可视化技术对不同系统进行融合性展示。如果数据仓库建立不合理,上层的商业智能系统(BI)将无法建设。
5、必须具备人工智能分析的数据基础。
随着人工智能技术的飞速发展,在工业控制领域基于机器学习的决策算法已经普遍应用。这将实现某些决策的自动化,同时可以以数据的形式固化各类生产经验。但是,有效的数据依然是人工智能分析的前提,数据仓库就成了人工智能分析的基石所在。
本文涉及了智慧水厂、SCADA系统、数据仓库、商业智能系统(BI)、人工智能等相关知识点。
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参考文献:
[1]叶圣炯, 吕骅辉, 王蕾,等. 一种基于供水厂的厂级数据仓库的研究[J]. 中国仪器仪表, 2022(2):4.