利用工业物联网数据将农村污水处理的运行和维护成本降低了80%

截止2020年， 我国共有3.01万个乡镇，51.7万个行政村，年污水排放量约为230亿吨， 然而农村污水治理率却还不足25.5%， 生活污水的不合理处置一直影响着村民的人居环境，同时也阻碍了乡村生态宜居战略发展。

秉持着“让水邂逅科技、智慧改变品质”的理念，陕西新泓水艺环境科技有限公司（新泓水艺）应运而生。公司希望通过逐点、逐步摸索和解决在水治理过程中出现的各个痛点，构建村镇污水治理“ 系统+服务”体系，从而真正将“绿水青山”还给农村地区。

农村污水处理的挑战

基于扎实的技术能力和丰富的行业经验，新泓水艺的污水处理设备已经在陕西、山西等地的30多个村镇得到实际应用。

村镇生活污水治理建设分为地上、半地埋和地埋工程。全国虽已建成水处理设施50.8万座，但有效运维达标率却不足20%。运行和维护的方法过于依赖人员，导致效率低下，成本过高。尤其是在地域广阔的农村地区，数量众多的场站布局分散、工艺类型多样，仅靠人力运维难以为继。

新泓水艺找到了应对挑战的方法。利用工业物联网（industrial IoT）,使用传感器和新技术取代手工操作，以实现基于云端的远程监控。基于西门子Insights Hub工业物联网即服务解决方案，新泓水艺开发了自己的物联网智能运维管理系统， 该系统特别适合解决农村污水处理过程中的挑战。Insights Hub是Siemens Xccelerator的一部分，Siemens Xccelerator是西门子数字工业软件公司提供的全面和综合的软件和服务组合，利用它，新泓水艺能够实现对设备、运营和维护的远程监控。

得益于此，新泓水艺将农村污水处理站的运营和维护成本降低了80%，电量消耗降低了35%。对于和西门子的合作，新泓水艺创始人章武首给予了高度评价：“使用Insights Hub使我们能够提高运营运运和维护效率，由于物联网数据产生的洞察力，设备的无人值守成为可能。”

利用工业物联网实现大的改进

工业物联网显著提升了运维的透明度。管理人员现在可以实时收集污水处理设备的所有详细信息，并对信息进行集中监控和分析。例如：新泓水艺可以跟踪水量、水质、电耗、微生物数量、净化 器使用情况、控制处理时间比例、污染物去除率等，而无需任何人在现场。

新泓水艺开发的物联网应用可以大大提升运维效率。过去，运维人员需要定期前往现场检查所有设备；如今，传感器实时跟踪，机器数据在Insights Hub中被持续监控，使用“村镇智慧管家”应用 程序，员工可以实时得到设备异常或故障报警，从而快速响应维护需求。

智能化的管理带来了运维成本的降低。其一，远程运维可以避免无用功，从而显著节省人力成本；其二，系统能对工人在加药等环节进行科学的指导，避免原料的浪费；其三，新泓水艺还能基于 能源数据的分析发现可以优化改进的节能契机，比如有没有设备发生漏电或机器是否在连续高负荷运转？

专精与开放的珠联璧合

虽然新泓水艺目前已经取得了不菲的成绩，但回望过去，建立智慧水务物联网系统的道路却并非一帆风顺。

新泓水艺最初尝试与一家信息技术（IT）公司共同构建物联网解决方案。但由于IT公司缺少自动化控制和水处理方面的经验，无法满足持续更新，灵活创新的需求，该项目最终失败。

“新泓水艺作为熟练掌握村镇污水治理全生命周期的“老兵”，专精的工艺知识已然具备，如果再找寻到帮助我们将行业经验转化为数字化解决方案的合作伙伴，将如虎添翼。”章武首说，“西门子不仅具有丰富的工业自动化、信息化的解决方案，也深谙污水治理之道。因此，新泓水艺选择携手西门子，共同迈向智慧水务的新未来。”

Insights Hub使新泓水艺能够无缝连接孤立的污水处理设备，这一点至关重要。因为污水处理站的运营周期往往长达数十年，很多污水站都有遗留设备。此外，设备往往各种品牌混杂，势必造成“语言障碍”。这使得操作和维护人员无法与设备进行实时沟通，更无法理解设备为什么会这样。

基于西门子即插即用的工业网关，新泓水艺可以轻松连接设备，并从孤立的设备中收集几乎实时的数据，为远程监控奠定了基础。同时，Insights Hub强大的数据安全性也能消除客户的后顾之忧。

污水处理设备的关键数据通过安装在现场的西门子工业网关，安全、可靠、便捷地持续传送到云端。后续随着更多设备的接入，还将升级为最新的西门子工业边缘产品，在现有功能之外，还将提供统一的网关设备维护管理、以及工业边缘应用管理，使得新泓水艺的物联网水务解决方案架构更强大、功能更丰富。

Insights Hub独树一帜的开放性，使得新泓水艺能够将其精深的工艺知识与物联网解决方案相结合，开发出契合水行业需求的物联网系统。

Insights Hub封装了强大的设备建模及管理、信息管理、用户管理和安全等功能模块，它们好比一块块灵活的“积木”。如果后续新泓水艺想要进行定制化开发，就可以像“搭积木”一般快速实现。

除此之外，运行环境快速就绪、应用环境集中管控和标准化、研发及运维成本降低、广袤的用户资源和更高的安全性，也是新泓水艺选择西门子Insights Hub的重要考量。二者的携手，是IT和OT的深入融合，也是专精与开放的“珠联璧合”。

创建新的商业模式

过去，新泓水艺依靠提供水处理设备这种单一产品来盈利，做的是“一次性买卖”；如今，在西门子Insights Hub的赋能下，新泓水艺实现了从污水处理设备提供商到智慧水务服务提供商的转型升 级，能够在为用户提供设备的同时进行托管运维服务，包括技术服务、数据分析及其运营过程中衍生的一系列服务。通过及时为用户在使用过程中存在的问题提供系统的解决方案，新泓水艺最终实现了持续的盈利。

目前，借助西门子，新泓水艺正在基于Insights Hub构建专家知识库。过去，工艺知识和运维经验全都藏在老师傅的脑海里，不利于知识的积累和传承。如今，每次运维处理的方法和结果都会上传到系统的数据库进行记录。比如某个水泵出现故障，用户会记录是什么原因造成的，他们是如何修复的。长此以往，就像是建立了存放水行业相关工艺书籍的浩大图书馆。这个数据库不光是新泓水艺积累的宝贵财富，甚至对整个行业都意义深远。

在大数据的赋能下，运维人员可以利用物联网平台监控、比较并分析出设备的最佳处理效率与处理工艺，使设备操作有据可依。其次，基于对风机、污泥提升泵等关键设备数据的采集和分析，物联网智慧运维系统能够帮助新泓水艺预测可能发生的故障，在故障发生之前就防患于未然，实现从“预防性维护”到“预测性维护”的进化。最后，新泓水艺的研发团队还可以根据数据反馈来优化产品设计，实现产品迭代，打造更具市场竞争力的污水处理设备。

结语 西门子Insights Hub能够完美的契合农村污水处理市场面临的挑战，对助力水务行业的智能化转型具有重要意义。未来，西门子还将携手更多的行业企业，共同探索智慧水务的无限前景。