產業園區污水處理廠環境監測雲平台

2023/10/23

背景概述及業主面臨問題與痛點

信諾科技從「內政部國土管理署污水下水道整合雲平台」(簡稱:水雲端)一案中,協助國土管理署建置公共下水道污水廠圖控訊號交換之標準,藉此團隊經從規劃至實廠實作之歷程,培養出本公司扎實污水廠圖控訊號收集處理之技術能力,以及成功研發架構AI大數據管理雲平台-方直雲(VAST IoT Cloud),從中協助國土管理署建置全臺第一亦是最大之污水處理廠智慧雲平台。因此在方直雲功能齊全與訊號收集技術力成熟的條件下,促成了此次與產業園區管理局(前工業局)污水下水道系統的合作契機。

污水廠管理成本高

由於污水下水道收集管線埋設於地下,故管線結構與通水連結現況無法及時察覺且難以即時排除,故問題之發現與改善延遲不僅讓環境持續遭受污染,也使工業區污水廠的管理成本也隨之提高。

人員運作專業知識領域廣

污水廠內部的營運操作所觸及的知識極廣,若能將操作所需專業知識與維護操作數據參數涵義簡示,提供直讀式顯示數據結果整合統籌之工具於現場操作人員,必能排除許多認知與操作上的失誤,協助營運團隊順利取得作業決策與績效。

操作維護人力有限無法即時察覺異常

針對污水廠廠區面積廣大及人員工時、體力等皆有限,容易疏漏管線發生異常的當下時間點和錯失緊急應變黃金時機的狀況,營運面的數位轉型將能提供有效解決之道,解決營運效率不彰的後果。

人員經驗及文件傳承出現斷層

污水廠若有人員異動,歷史數據資料通常難以傳承,甚至出現斷層,若能提供更好的資料保存機制,便能有利於因應污水廠的營運變化與人員交替。

信諾為業主制定的數位轉型、AI賦能解決方案

針對這次業主痛點,信諾團隊協助從感測器的布建、地端資料上雲,並透過研發首創訂閱制的方直雲(VAST IoT Cloud)平台物聯技術導入,完成「產業園區污水處理廠環境監測雲平台」的建置,促成24小時數位化遠端即時監控的功效,同步跨廠管理污水廠維運操作。龐大歷史數據也皆妥善保存雲端,供日後隨需求調閱比對。這次,亦規劃提供AI智能分析服務,妥善管理場區污水收集管線並協助污水廠耗能設備能定時、定期維護保養,甚至能提供處理單元水質監測的預測數值,協助管理者確保設備及操作最佳化與良好放流水水質,並為發展數位孿生技術打下根基,也為將來到的ESG時代做實際的準備:

從感測器布建到資料傳輸匯流上雲服務

本案本公司藉由數位環工專業協助產業園區管理局規劃設置IoT監測網,其中包含收集管線、處理單元及耗能設備監測項目與點位規劃,並進行監測儀器之設置與傳訊上網設定,並因著熟稔國土管理署污水廠設備傳輸規範標準,所以設置完成即可同步傳輸訊號上雲進行數據資料蒐集。憑藉前述的專業能力,除了完成感測器布建,亦同時完成雲端資料匯流的服務提供,讓業主獲得簡單、快速、即時、正確之污水下水道雲端智慧水務AIoT監測服務。

方直雲(VAST IoT Cloud)平台服務

此次協助業主建置「產業園區污水處理廠環境監測雲」平台。方直雲為採「訂閱制」的雲服務平台,只需給付服務費用取得權限後便能獲得所有雲端服務,不需額外購置或加裝設備。在所建置的專屬平台上,能即刻擁有一站式跨廠區的管理介面、自行設定廠務資訊的管理後台、歷史數據在雲端妥善保存與整合匯出的趨勢圖提供營運方向依據等實用的管理功能,在此次業主的實際運用中,自設警示值的功能,以及可自設用Line或Email分群通知的功能發揮極大功效,使現場操作人員能即時的對異常狀況作立即反應,廠區管理不需再曠日費時,有效降低污水廠營運成本,以下分項展示:

一站式跨廠區的管理介面

一站式的管理介面,將過去耗時費力的管理瞬間變得一蹴可幾,以澎湖抽水站為例,所有所需資訊在同一個網頁頁面裡一網打盡,關鍵情資立即到手;除此之外,場域的增減也只需要從後台自行設定即可,不須額外做程式開發,展現方直雲高彈性、高擴充的特性,且導入和上線速度快,在一天或半天之內即可協助完成設定:

▲方直雲平台一站式管理介面

可自設警示值及自選用LINE或EMAIL通知相關人等

方直雲平台能自行選擇用LINE做分群通知或EMAIL寄送,將即時情報更快速、確實的傳遞給相關群組人員,還提供讓廠務管理者自行設定警示值的服務,順應該廠區的管理模式和習慣:

▲感測值異常警示標準自定義服務
▲耗能設備異常警示標準自定義服務
▲通知方式能自選用EMAIL或LINE分群通知

歷史紀錄接妥善儲存可隨時調閱、月報表皆數位化管理

方直雲平台儲存海量數據資料的功能,將歷史數據完整記錄不遺漏,並可透過搜尋功能就能輕鬆調閱歷史值,也將人員月報表全部數位化管理,順暢銜接過往經驗,避免斷層發生:

▲方直雲歷史紀錄查詢介面

大數據資料整合匯出的趨勢圖

數據資料整合的趨勢圖,方便管理者透過趨勢圖呈現走向判斷未來營運方向:

▲各監測值趨勢圖

需求客製化服務專屬儀表板

呈現完整廠區管線地圖及各監測點的警示顯示,以及生物單元進放流監視影像、管線溫度、酸鹼度、COD、導電度等的數值變化,還有耗能設備用電量、溫度、振動監測數值、近期碳排放數值,實現24小時遠端即時監測的具體成效,以下分別展示:

▲管線地圖監測
▲生物單元監測
▲耗能設備監測

AI數位賦能服務

「AI智能分析執行耗能設備維護保養」、「進放流數位孿生技術」、「ESG數位探盤查系統建立」等AI賦能服務目前因為計畫初始,正在進行資料蒐集及可行性模型的建置,並與台科大營建工程學系PiM(Project intelligence & Management)研究團隊進行資料專題研析的產學合作計畫,後續將針對收集管線管障、排入水質異常、處理單元水質極端預警、最適操作建議、耗能單元故障預警、間接排碳預估等等,擇選預測率高及合適AI功能進行系統賦能。

結語:信諾科技,全方位數位賦能解決者

信諾研發首創的方直雲平台作為一個ETL的資料串流、儲存、統計和界接中心,未來不只在水資源領域,還不限應用於空氣、土壤,甚至碳盤查平台等環境工程相關範疇。信諾科技團隊將繼續研發AI應用技術精益求精的腳步,期望未來持續在數位環境工程實務面聯手產學研界各路菁英攜手迎向ESG時代的考驗,提供客戶全方位的數位賦能解決方案,為守護環境的使命盡一份力。

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