本文來自于作者在上的技術報告分享，報告圍繞“制水企業數字化轉型”展開分享，系統闡述了南市水廠通過數字化轉型實現水廠智能化升級的技術路徑與實踐成果，為行業提供了傳統水廠向智慧化、無人化轉型的典型范本。

上海城市供水水質監測網各成員單位包括中心城區及郊區供水企業的水質檢測與管理人員共計80余人參加此次培訓。

樊昱昕

上海城投水務（集團）制水分公司南市水廠廠長、黨支部副書記、高級工程師。扎根水務一線工作具有19年城市治理從業經驗，曾主持、參與多項科研項目，項目成果均運用于實踐。她創新融合工藝信息技術，提升管控能效，形成了全流程智慧樣板等一系列運管、科研及降本成績，并獲得多項榮譽。

本文根據嘉賓發言內容整理。已經由專家本人審閱。

上海作為國內一流、國際領先的數字化標桿城市，《上海市供水規劃（2017-2035）》明確提出構建“節水優先、安全優質、智慧低碳、服務高效”的城市供水系統。始建于1902年、深度改造于2009年的南市水廠，作為上海城投水務數字化轉型示范點，其工藝復雜（涵蓋50萬噸/天高密池與20萬噸/天斜管沉淀工藝），而傳統調度依賴人工經驗，難以滿足精細化管理與低碳運行需求。在此背景下，數字水廠智能無人調度升級應運而生，旨在通過技術革新突破傳統水廠運營瓶頸。

技術架構與核心創新

（一）“一橫一縱一中心”技術路線

一橫：供水業務全流程聯動。依托調度平臺實現原水-制水-供水全鏈條水量動態聯動。通過團隊自研的供水量分析模型（基于XGBoost機器學習算法）預測未來1-4小時供水量，結合水平衡配水模型與產線水量分配模型，動態調整進水量與產線負荷，確保制供水量平衡。

一縱：智慧系統多層次貫通。上層對接大協同平臺與MES系統，實現工單聯動、智能排產等業務流程平臺化；下層通過智能裝置（如巡檢機器人、自動化實驗室）與智慧模型（如機泵能效評估模型），實現工藝場景數字化。以MES系統為例，其集成設備臺賬、檢修工單、生產分析等功能。

一中心：數字孿生系統賦能 。 作為核心樞紐，數字孿生系統通過 3D 技術構建水廠 虛擬場景，實時映射物理實體運行狀態。具備調度仿真、檢修仿真、預案仿真等功能，可模擬不同工況下的水量調度與設備運行，為決策提供科學依據。

（二）關鍵技術突破

1. 智能無人調度系統

采用流體力學、人工智能、大數據分析技術，構建包含6類核心模型的智能調度系統。通過實時監測壓力、流量、液位等參數，自動調節機泵組合與加藥系統。

機泵優選模型：基于遺傳算法優化泵組組合與頻率，以配水單位電耗最小為目標，泵組效率大幅提升，電耗實現了進一步下降。

水質模型：實時預測濁度、余氯等指標，自動調整加藥方案，使濁度沿程控制、余氯中心度控制率均穩定。

2. 生產要素智能化管理

自動化實驗室：全流程自動取樣、測樣，24小時可連續檢測13項指標，檢測效率大幅提升。

PAM數字車間：通過物聯網與六軸AGV技術，實現藥劑自動倉儲、稱重與投加，替代人工操作的同時，實現業務需求拉動采購流程。

各類巡檢機器人：搭載視覺識別與紅外感測分析技術，實現濾池表面缺陷檢測、高壓配電柜局部放電檢測、機泵漏液監測等功能，大幅節省人工巡檢工作量。

實施效果與社會效益

（一）核心指標提升

供水穩定性：出廠水服務壓力絕對波動值＜±2kPa，示范區用戶端水壓穩定率達100%，無有責投訴。

運行效率：出水電耗、各項藥耗、人力降本累計已達千萬，較好的提升了運行穩定度。

管理透明度：數字化透視率與過程全追溯覆蓋率均達100%，預警預控及時率大幅提升，應急響應精準度優秀。

（二）行業標桿價值

項目成果榮獲2024年度上海市水務海洋科學技術一等獎、以及2024年中國城鎮供水排水協會科學技術獎二等獎，其技術路徑與管理模式已在多家水廠推廣，并在行業內數千人次考察交流中形成示范效應。南市水廠通過數字化轉型，不僅實現自身從“傳統生產型”向“智慧驅動型”的蛻變，更推動行業向“少人管理、無人運行”的高階模式邁進。

未來規劃與技術演進

模型深度融合：推動水量模型與水質模型的協同進一步優化，提升系統在復雜工況下的自適應能力，深化MES系統應用，培養復合型人才隊伍。

智慧低碳運行：集成光伏儲能、AI視頻識別等技術，優化運行效率，并結合綠色安全管理，實現技術賦能無人調度、少人管理，進一步全廠降耗。

人機協同進化：開發XR等輔助運維，通過實時數據疊加與識別交互，提升一線人員故障處置效率，實現管理經驗的數字化傳承。

南市水廠的數字化轉型實踐表明，傳統水廠的智能化升級并非對原有體系的顛覆，而是通過技術賦能實現生產要素的優化配置與管理流程的重構。從“人工經驗主導”到“數據模型驅動”，從“被動響應故障”到“主動預測預警”，其核心在于以問題為導向，將物聯網、大數據、人工智能等技術深度融入供水全流程，同時注重人員能力提升與組織模式創新。未來，隨著技術的持續迭代，智慧水廠有望成為城市數字化治理的重要節點，為構建安全、高效、可持續的供水體系提供更強支撐。

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編輯整理：徐蔚雁

排版：《凈水技術》編輯 李濱妤

審核：《凈水技術》社長/執行主編 阮辰旼

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