物联网 云计算 大数据 人工智能与水务行业的发展

大约在2006年以前，业内流传着一句关于污水处理厂的笑话，“前半年全自动化，后半年半自动，一年后全手动”。意思很明显，就是说污水处理厂在自动化的建设和使用过程中存在着很多问题，造成这部分投资在实际的污水处理厂运营管理中形成巨大浪费，这里面的原因是多方面的，可以概括为以下几个方面：

管理人员对自动化系统的重视程度不足

在我们国家，污水处理厂的大规模建设和运营也就是十几年的时间，是一个比较新的行业，早期的建设需要引进国外的技术和设备，其中就包括自动化系统。由于自动化系统价格昂贵，使用维护难度高，特别是，我国人力成本较低，污水处理厂的人员又往往来源于国有企业，使得一些决策者不愿意在自动化系统方面进行资金和人员投入，甚至取消自动化系统，完全依赖人工进行现场操作和控制，从而在行业内形成了一个思维惯性，对自动化的重视程度明显不足。在当时，这种选择是合理的，也是经济的。但是，我国包括污水处理厂在内的水务行业经过了十几年的蓬勃发展，这种认识早已无法适应行业的发展需要，自动化的重要性越来越明显的体现到生产、管理的各个方面。

自动化系统的建设存在瑕疵

在自动化领域，我国一直落后于西方发达国家，直到今天，作为自动化系统中最重要的核心设备之一的PLC控制器，进口品牌占据绝对优势，水务行业PLC的国产化率不足1%。因此，也就决定了，我国水务行业自动化系统软硬件产品的设计和应用都要沿着西方发达国家的技术路线进行，缺乏本土化特点，与国内商业环境、应用场合特点、系统集成商技术能力、操作人员技术素质、工艺流程等不相吻合，一些功能设计没有考虑实际应用情况，不仅造成巨大的资源浪费，而且，使得国内的操作运营管理人员难以驾驭，最后不得不逐渐弃用或大幅改造。

自动化系统的技术维护工作不到位

自动化系统的技术维护工作不到位是产生一系列问题的重要原因之一，甚至直到今天，都在困扰着国内80%以上的水务企业。相对于水务行业内的其它环节，从全国范围来说，自动化系统具有一定的技术难度，需要具备一定专业技能和经验的人才能胜任其设计、制造、软件开发、系统调试及维护工作。并且，一个合格的水务行业自动化工程师必须是跨工艺和自动化两个专业的复合型人才，人才匮乏成为行业普遍现象。自动化系统的很多问题产生于使用过程，对系统产生的一些小问题，如果不及时处理，很可能使系统的故障逐步扩大，以致产生较大的问题，甚至全部瘫痪，影响正常的生产运营。所以，自动化系统的良好运行和正常使用不仅需要建设单位用心负责，同时需要使用者具备一定的技术能力，有能力对其进行良好的维护。

纵观我国水务行业自动化的发展过程，大体上经历了以下三个阶段：

第一阶段，粗放控制为主要特点。这一阶段的特点是工艺控制基本都采用现场就地控制，辅以人工记录和人工化验数据检测。

第二阶段，半自动控制为主要特点。这一阶段，随着自动化和仪表技术的发展和进步，实现了一定程度上的自动化，主要用于进行工艺监视、数据记录和存储，辅以简单的启停操作，报表则主要由人工记录完成。

第三阶段，自动控制为主要特点。随着环保监管的加强，对自动化程度的要求越来越高，这一阶段以实现在线仪表和电流监测、记录、存储为主要要求，基本实现了中控室操作和部分工艺环节(如提升泵、回流泵、脱水机等)的自动控制，以在线仪表为主要组成部分的报表基本实现自动生成，重要设备和仪表的历史数据可存储一年以上，可以节约大量的人工成本。目前国内大多数水务企业均处于这一阶段。

从水务行业自动化的发展过程来看，它是伴随着我国水务行业运营体制改革的开展而发展的，运营体制改革将市场竞争机制引入水务行业，成为水务行业自动化发展的内在驱动力。那么，面向未来，自动化在市场化改革的水务行业中的地位和作用将是怎样呢?

首先，我们需要看市场化改革的水务行业发展趋势。

如前所述，水务行业运营体制的市场化改革是水务行业自动化发展的内在驱动力，那么自动化的地位和作用将依赖于市场化改革的水务行业发展。党的十八大和十八届三中全会以来，无论是党中央对环保行业的重视，还是对各级政府的考核不再局限于GDP指标的改革，都意味着，具有环保和市政基础设施双重属性的水务行业，迎来市场化发展的大机遇，各级政府在水务行业的投入力度空前加大。

从行业内市场主体的角度说，近几年，水务集团的并购重组此起彼伏，受到资本市场的高度青睐。在完成了“抢地盘、占山头”的战略布局之后，各市场化运作的水务集团将会把业务重点转移到经营效率和经济效益的提高上，这些变化为水务行业自动化的发展注入了新的活力。

从监管的角度说，市场化改革力度的加强必然伴随着环保监管力度的加强，而环保监管的手段和思路越来越依赖于生产数据，这些可靠、可信的数据取得有赖于自动化系统的完善，这已经体现在政府部门推行的供水水质实时公开、污染源排放工况监控系统和污染源企业实时信息公开等工作上，因此，这又会极大促进水务行业自动化程度的快速提高。

我认为水务行业的市场主体对自动化的需求是第一位的、主要的，环保监管对自动化的需求是第二位的。因为，目前以技术手段来加强环保监管的手段在不久的将来必然面临改革，取而代之的将是建立针对市场主体的信用评价体系，而且，在全球资源匮乏的大背景下，水务行业市场主体在未来向资源再生厂转变的趋势不可避免，监管的必要性有可能下降。

总的来说，市场化改革的水务行业给自动化带来了巨大的市场空间。

其次，我们需要看自动化的发展趋势

自动化最新的发展阶段就是物联网、云计算、大数据、人工智能等。现在，这些技术已经不再是停留在实验室或研究阶段，而是实实在在的应用到了我们生活的很多方面，而这些技术都是自动化发展的新阶段，或者说是自动化应用领域的延伸。我们可以用几句简单的话来描述它们的基本含义：物联网就是物物相连的互联网;云计算就是基于互联网的、虚拟化的计算方式;大数据就是对海量数据进行数据挖掘或分析;人工智能就是赋予机器以人的智力，来完成复杂任务。

无论名称如何更新或改变，无论其内涵如何扩展，自动化都在更加清晰的呈现出它服务的本质：数据。世界的本质就是数据，而包括物联网、云计算、大数据、人工智能等自动化技术就是手段或工具，是为数据做各种采集、处理、加工、再造服务的。在自动化发展的这个新趋势当中，我们很多技术理念、管理理念甚至商业模式都在发生巨大的变化，无论是水务行业，还是其它的任何行业，都不可避免的要融入到数据发展的时代洪流中。

最后，我们可以看出自动化在市场化改革的水务行业的地位和作用。

如前所述，随着市场化改革在水务行业的深入，作为市场主体的企业越来越重视经济效益，就需要从控制和管理两个角度提高生产和管理的效率。现在，自动化在水务行业的作用已经不仅仅体现在降低人工成本的简单层面，更多的将体现在精细化管理、信息化管理、集团化管理、智能化控制以及数据挖掘等方面，传统的自动化控制显然已经无法满足这一要求，从而产生了对物联网、智能化、大数据等自动化新技术的强劲需求。现在，水务企业和集团的自动化、信息化水平已经成为衡量一个水务企业现代化水平和竞争力的重要标志，在一定程度上决定了其未来市场地位，其重要性不言而喻。其实，有些具有先进管理理念的水务集团早已有所动作，并取得了一定成效，领先市场一步。

而作为监管主体的政府同样需要采用一些技术手段来监管、验证或规范企业的生产活动，甚至需要通过一些技术手段获得可靠、可信的数据，在对数据进行处理分析的基础上，制定相应的产业政策等，因此，对自动化新技术的需求同样大幅提高。例如，环保部目前正在行业推广的污染源排放过程工况监控系统就是利用了物联网、数据挖掘等新技术，从以前的“末端监控”思路转变到“过程监控”的思路上，通过对污染源排放企业的生产过程进行监控和分析，来验证出口排放数据的真实性和有效性，具有很强的威慑力。在行业内，还有包括供水水质信息实时公开、污染源企业排放数据信息实时公开等政策或制度，都是随着市场化改革的发展，从监管角度解决行业出现的新问题、新情况，对水务行业的自动化水平提高起到了积极的推动作用。

毫无疑问，自动化在市场化改革的水务行业已经成为市场主体和监管部门的共同抓手，以达到各自的目的。但是，诚如开篇所提，水务行业自动化的建设、应用以及人才培养等方面还存在很多问题，还需要业界同仁共同探讨、共同努力来解决这些问题。我们没有理由不相信，在市场化改革的时代背景下，在自动化技术发展新趋势的影响下，自动化在水务行业的地位和作用将被凸显，将会越来越引起行业甚至资本市场的高度关注，也期望它能在推动水务行业市场化改革中起到更加重要的作用。