Jednou z výzev, která stojí před manažery vodáren, je vylepšit ekonomiku informačních systémů na vodárně. V současnosti jsou tyto informační systémy ve většině případů odděleny. V mnoha případech nejsou data přístupná všem potenciálním uživatelům, kteří díky tomu mohou zlepšit jak svou práci, tak celkově služby poskytované vodárnou. Témata Nové Ekonomiky (Tapscott, 1997) jsou mimo jiné Digitalizace, Virtualizace, Okamžitost, Molekularizace, Konvergence ad. Integrace informačních systémů v prostředí systému pro podporu provozu jako je Aquis, umožňuje se s těmito novými požadavky vyrovnat. Zároveň má příznivý vliv na celkovou ekonomickou efektivnost celého procesu plánování a provozu vodovodů. Příspěvek se bude zabývat přínosy z hlediska manažera...
Příležitosti systému pro provozování vodovodů - Aquis
Integrace provozních a plánovacích procesů provozovatele vodovodu v prostředí
Aquisu přináší vyšší kvalitu využití dat a ekonomické úspory
Lubomír Macek
Aquion s.r.o.
Dělnická 38, 170 00 Praha 7, konference: Voda Zlín 2006
Co je to Aquis
AQUIS je leaderem mezi softwarovými systémy pro modelování a správu všech procesů, které se týkají vodárenských soustav a rozvodných vodovodních sítí. AQUIS je mocný a uživatelsky příjemný provozní nástroj, který vám pomůže splnit zákonné regulační požadavky a obchodní cíle. Jedná se o nejpokročilejší rozsáhlou platformu pro simulace vodovodních sítí, která je navržena s cílem vylepšit hydraulický výkon, kvalitu vody a bezpečnost provozu. Výhody, které získáte, jsou snížení nákladů na zásobování vodou, ztrát a nefakturované vody. AQUIS snižuje také riziko znečištění vody a stížností zákazníků. Aby ušetřil váš cenný čas, AQUIS disponuje jedinečným modulem pro automatickou tvorbou modelu a jeho kalibraci. Jako jediný softwarový systém pro modelování vodovodů disponuje AQUIS napojením v reálném čase pro podrobný dohled na vodovod a optimalizaci provozu. AQUIS je v denním provozu ve velkém počtu měst po celém světě, kde pomáhá zásobovat pitnou vodou více než 70 miliónům obyvatel.
Jaká je role manažera v informační strategii vodárny?
Pokud se podíváme na současné vodárny v České republice, vidíme, že často chybí strategie rozvoje informačních systémů. Vzhledem k tomu, že ve většině případů jsou manažeři starší, nechávají IT manažerům volnou ruku, bez toho, aby hlídali i v této oblasti hlavní cíle společnosti – efektivita práce, úspory provozních nákladů, optimalizace provozu apod. V mnoha případech dochází k tomu, že vznikají na sobě nezávislé a navíc uzavřené informační systémy, kde náklady na jejich budoucí propojení jsou vysoké.
Aquis splňuje požadované cíle informační strategie společnosti. Manažerovi umožňuje snadno integrovat v jednom uživatelsky příjemném prostředí data z geografického informačního systému (GIS), dispečinku, polních měření a fakturace vodného. Zapadá tak dobře do strategie rozvoje informačních systémů.
Úkolem manažera je zajistit dobrou strategii a rozvoj informačních systémů ve firmě. Úkolem IT manažera je splnit cíle definované manažerem za optimálního nasazení zdrojů a v termínu. To znamená také jednu věc, na kterou se v České republice často nehledí. Setkáváme se s tím, že IT manažeři preferují aplikace, které jsou nekompletní a musí se v průběhu použití dotvářet a vyvíjet nad rámec standardních upgradů. Někdy se můžeme setkat s „lidovou tvořivostí“ – i pro velké firmy tvoří IT manager na koleně dílčí aplikaci. Nechci polemizovat s technickou úrovní, IT specialisty máme z tohoto hlediska dobré. Jinou otázkou jsou celkové náklady.
Vzhledem k tomu, že informační technologie jsou považovány za komoditu, je úkolem manažera v rámci informační strategie nakoupit zralé řešení, které prohloubí zároveň know-how společnosti a pomůže vylepšit ekonomiku provozu.
Obr. 1 Prostředí Aquisu splňuje standardní požadavky na grafické uživatelské prostředí hydraulického modelu
Přínosy Aquisu pro manažera a vodárnu
Přínosy jsou v několika směrech: - hydraulicko-provozní, integrační a systémové. Díky použitým algoritmům, které vycházejí z algoritmů používaných v ropném průmyslu, umožňuje Aquis provádět hydraulické simulace ustáleného, časově pomalu proměnného režimu a rázů. Umožňuje simulovat kvalitu vody. Specializované moduly slouží pro vyhledávání ztrát vody, sledování přístrojového vybavení, optimalizaci čerpání
a tlakových poměrů. Aquis je možné napojit na GIS podle požadavků – je propojitelný se všemi mezinárodními standardy GISových řešení. Díky tomu odpadá pracné a zdlouhavé doplňování a opravy dat z GISu a model vždy odpovídá aktuálním datům. Podobně jsou průběžně aktualizovány odběry podle fakturace vodného. V režimu on-line spolupracuje s dispečinkem. Tím je zajištěna dobrá integrace softwarového systému Aquis do informačních systémů společnosti. Zároveň můžou být data a výsledky z Aquis sdíleny podle potřeby mezi zaměstnanci vodárny. To šetří čas. V jednom prostředí jsou dostupné informace z GISu, dispečinku, fakturace vodného a výsledky hydraulického modelování. Moderní architektura ASP umožňuje mít instalovaný hydraulický server a jeho služby jsou využívány v prostředí Intranetu/Extranetu – tj. jak uvnitř vodárny, tak v terénu, např. při opravách potrubí. Tato architektura také umožňuje dobře zajistit údržbu systému po síti. V případě potřeby je možné konzultovat hydraulické výpočty s konzultanty, kteří nemusí být přímo v místě. Pokud to shrneme, tak Aquis splňuje nejpřísnější požadavky, kladené na hydraulický model.
Možnosti integrace
V současné době existuje u provozovatele vodovodů mnoho různých informačních systémů, které jsou navzájem odděleny. Jedná se především o dispečink, GIS a fakturaci vodného, doplněné o různé další centrální či osobní informační systémy. U mnoha provozovatelů jsou tyto systémy zcela odděleny. V mnoha případech jsou tyto systémy dostupné pouze vybrané množině uživatelů. Současný vývoj informačních technologií umožňuje udělat další krok – propojit tyto oddělené informační systémy, dosáhnout podstatných úspor při editaci dat a docílit vyšší kvality využití těchto dat.
Jednotlivé informační systémy vodárny můžeme integrovat v prostředí hydraulického modelu. Vycházím při tom ze zkušeností s využitím softwarového systému pro provoz vodovodů AQUIS.
Aquis můžeme napojit pomocí Model manažeru na data v geografickém informačním systému vodárny a na fakturaci vodného a pomocí Data Manažeru na data sbíraná dispečerským systémem.
Integrace s GIS – Manažer modelu
Manažer modelu je oddělený modul Aquisu, který umožňuje napojit hydraulický model na data geografického informačního systému vodárny a pomáhá udržovat hydraulický model stále aktuální. Manažer modelu se stará o průběžnou aktualizaci dat podle změn, ke kterým dochází v geografickém informačním systému. Díky tomu odpadá nudná a zdlouhavá práce oprav dat hydraulického modelu podle změn dat v GISu, která je také zdrojem mnoha chyb. Chyby, které při ruční aktualizaci uděláme, se z části dají odstranit automatickými a poloautomatickými prostředky, které většina hydraulických modelů obsahuje. Z vlastní zkušenosti vím, že některé nedostatky dat, které takto vzniknou, se dají odstranit jen za velmi vysokých nákladů, a proto nejsou vždy provedeny. Výsledky hydraulického modelování pak odpovídají modelu, ale ne skutečné realitě.
Manažer modelu umožňuje napojení na jakákoliv existující standardní data GIS, jako jsou Autodesk Map, MapInfo, Mikrostation, Oracle Spatial včetně dat v databázích. Manažer modelu funguje jako nástroj pro napojení na GIS vodárny, který se stará o správnost a aktuálnost dat. Tato data předává serveru Aquisu, který je používá pro hydraulické výpočty.
Integrace s fakturací vodného – Manažer odběrů
Manažer odběrů je součást Aquisu a stará se spolu s Manažerem modelu jednak o propojení s fakturací vodného, jednak usnadňuje sestavení jednotlivých odběrových vzorců a definuje zóny odběru. Díky tomu jsou aktualizovány hodnoty odběrů podle aktuální fakturace.
Integrace s daty z dispečerského měření – Manažer dat
Pro napojení Aquisu na data z dispečinku slouží Manažer dat. Manažer dat zaznamenává data o manipulacích na síti a údaje o naměřených veličinách, která předává do výpočetního jádra Aquisu. Manažer dat umožňuje také dodatečné vložení dat z měření pomocí data loggerů nebo ručních záznamů z měření. Všechna tato data pak slouží pro hydraulické výpočty.
Pokud je nasazen Aquis v reálném čase, umožňuje to provádět autokalibrace modelu a předávat dispečerům varování v dostatečném předstihu. Nasazení Aquisu má také za cíl optimalizaci počtu měřených míst ve vodovodní síti.
Výhody integrace dat GIS a z dispečinku do hydraulického modelu
Výhodou integrace dat z digitálního pasportu v podobě GIS a dispečerských dat do prostředí hydraulického modelu Aquis je několik:
- je stále zajištěna aktuálnost modelu:-)
- odpadá pracné ruční úpravy hydraulického modelu
- je možná autokalibrace modelu
- odpadá pracná ruční kalibrace modelu
- díky tomu můžeme vyhodnocovat změny chování odběratelů v čase a porovnávat je - hydraulický model Aquisu, který obsahuje prediktivní funkce, může předávat varování do dispečerského systému
Obr. 2 Možnosti využití architektury ASP v rámci firmy.
Další úspory z architektury systému
Systém pro podporu provozu vodovodu Aquis využívá současnou architekturu Application Server Provider (ASP – viz obr. 2). To znamená, že existuje server, na kterém Aquis běží a poskytuje jednotlivým uživatelům své služby. Uživatelé si tak mohou spustit například Prohlížeč Aquisu, který jim umožní sledovat výsledky hydraulických výpočtů, nebo plný Aquis. Díky tomu, že u uživatele existuje pouze jedna instalace programu, snižují se náklady na údržbu systému a náklady na pořízení výkonného hardwaru, na kterém rychle poběží hydraulický model.
Výhodou řešení ASP je také možnost využití hydraulického modelu odkudkoliv jak na Intranetu, Extranetu nebo Internetu. Snižuje se množství dat, putujících po síti a pro výpočty se využívá silný hardware. Díky tomu je možné provádět rychlé analýzy hydraulické situace např. před začátkem odstraňování poruchy vodovodu. Pracovník, který velí opravě poruchy může v několika okamžicích ověřit následky manipulací s uzávěry a z více variant vybrat optimální.
Další výhodou je také to, že technická podpora Aquisu může probíhat za telefonických konzultací s externí konzultační firmou. Díky architektuře ASP můžete sdílet hydraulický model. Odpadají tím často nejvyšší náklady na dopravu a čas na cestě.
Prostředek ke sdílení dat
Díky všem svým vlastnostem je Aquis dobrým prostředkem pro sdílení dat v rámci vodárny. Pokud nasadíme Aquis v reálném čase, umožňuje to najednou zobrazit data z GIS, dispečinku a fakturace. Uživatel uspoří čas při spouštění a prohlížení dat v různých aplikacích a vidí stav celého systému v grafické podobě najednou. Vidí zároveň stav systému v místech, která nejsou měřena.
Jak softwarový systém Aquis odpovídá požadavkům nové ekonomiky
Zmiňuji jen některá témata Nové Ekonomiky. Pokud chceme alespoň trochu udržet krok s ostatními odvětvími průmyslu a uspokojit očekávání zákazníků, z nichž ti nejdůležitější na základě vlastní zkušenosti očekávají, že jdeme s dobou, musíme se zamyslet nad tím, jak je možné poskytované služby zdokonalit a naplnit očekávání významných zákazníků. Uvedeno je několik témat inspirovaných Tapscottem (1997), který jich uvádí dvanáct:
Ekonomika založená na znalostech
Použití Aquisu v celé šíři provozovatele vodovodu umožňuje všem pracovníkům přístup k informacím o chování vodovodní sítě. Díky tomu si mohou vytvořit lepší znalosti o vodovodu a tyto informace a znalosti využívat jak v provozu, tak při informování zákazníků.
Digitalizace
V dnešní době je již snad jasné, že digitalizace je prostředkem ke snížení nákladů na pořizování a údržbu dat.
Virtualizace
Model vodovodní sítě, který funguje v režimu On-line v reálném čase, odpovídá tomuto požadavku. Model neustále vychází z aktuálních dat, která jsou průběžně doplňována a editována v GISU, fakturaci vodárny a datech dispečinku. Model v plném rozsahu představuje virtuální odraz skutečného vodovodu.
Okamžitost
Manažer modelu zajišťuje aktuálnost dat. Model je proto připraven okamžitě k použití. Lze ho použít kdykoliv a kdekoliv a tím zkrátit dosavadní prodlevy při simulování hydraulických veličin. Tato Okamžitost se projeví tím, že můžeme výsledky hydraulického modelování použít způsobem, který dříve nebyl možný.
Konvergence
V Aquisu se sbližuje dispečink, GIS a hydraulický model, podobně jako v SiteFlow se sbližuje GIS, hydraulický model a nástroje pro projektování.
Molekularizace
Tradiční systémy řízení se v dnešní rychlé době stávají přežitými. To znamená, že místo centralizace nastupuje molekularizace. Malé jednotky v rámci firmy jsou vybaveny poměrně velkými pravomocemi tak, aby mohly samostatně jednat. V provozu vodovodů by se to mohlo vztáhnout třeba na simulování účinku uzavření částí sítě s rychlým rozhodováním o variantě uzavření.
Disintermediace
Odstranění mezičlánků. V případě Aquisu odpadají mezičlánky, které zajišťují u běžného hydraulického modelu aktualizaci dat.
Prosumpce
To znamená setření rozdílů a vzdálenosti mezi výrobcem a zákazníkem. V případě vodárny to znamená sblížení provozovatele, vlastníka, regulátora a zákazníka. V principu to znamená, že zákazník má právo nahlížet na hydraulický stav sítě. Vlastník sítě používá aktuální hydraulický model sítě a server Aquisu k výpočtům a plánování rozvoje vodovodu.
Obr.3 Ukázka modelu vodovodu v dánském městě Århus
Možnosti využití Aquisu
Vyhledávání ztrát vody
Aquis zaintegrovaný do informačních systémů vodárny zajistí, že je k dispozici aktualizovaný a zkalibrovaný hydraulický model vodovodu či vodárenské soustavy. Díky tomu a nové metodě, nazvané 7-SEAS, která využívá metody minima čtverců, umožňuje Aquis vyhledávat oblasti vodovodní sítě, v kterých jsou soustředěny největší úniky. V praxi to znamená, že místo pracného prohledávání celé sítě a hledání úniků vody se soustředíte na 10 – 15 % vodovodní sítě, kde jsou soustředěny největší úniky.
Při nasazení této technologie v jednom švédském městě byl touto metodou nalezen neměřený odběr do té doby neznámým potrubím do průmyslového závodu s odběrem v řádu několika stovek m3 denně.
Kontrola přístrojového vybavení
Další možností využití nové metody minima čtverců je sledování přístrojového vybavení. Všechny měřící přístroje, ale i aktivní prvky, jako jsou čerpadla, můžete dlouhodobě sledovat. V případě, že dojde k narušení jejich funkce, ať je to stárnutím přístroje, poruchou nebo jinými faktory, Aquis je schopen vyslat varování. Díky tomu víte, které měření je možné využít pro hydraulický model i například to, jak se mění účinnost čerpadel.
Aktivní řízení regulačních ventilů
Pokud máme vodovodní síť vybavenu měřením v minimálním potřebném množství, připravujeme Aquis pro použití k aktivnímu řízení regulačních ventilů. Místo nastavení regulace „natvrdo“ je řízení adaptivní, podle aktuálních podmínek v síti a pomáhá optimalizovat hydraulické parametry z hlediska požadavků na minimální tlak z hlediska zásobování vodou a minimalizace úniků vody.
Přehled vybraných přínosů využití softwarového systému Aquis
Přínosy aplikace softwarového systému se pohybují v několika rovinách: vylepšení provozu sítě, optimalizace tlaků, snížení úniků vody, snížení nákladů na údržbu dat, kalibraci a údržbu software, zvyšování znalosti personálu:
- Optimalizace čerpání
- Snížení nákladů na opravy poruch
- Snížení nákladů na manuální vyhledávání poruch
- Úspora vody díky nižším únikům
- Nižší tlak v síti díky snížení úniků
- Snížení proplachování sítě díky vylepšení její topologie - Snížení množství problémů s kvalitou vody
- Automaticky se kalibrující model
- Automatická údržba modelu
- Údržba software omezená jen na aplikační server
- Podklady pro lepší informovanost zákazníků
- Využití informací z on-line modelu pro zvyšování znalostí o síti - a další
Závěr
AQUIS je mocný a uživatelsky příjemný provozní nástroj, který vám pomůže splnit zákonné regulační požadavky a obchodní cíle. Jedná se o nejpokročilejší rozsáhlou platformu pro simulace vodovodních sítí, která je navržena s cílem vylepšit hydraulický výkon, kvalitu vody a bezpečnost provozu. Výhody, které získáte, jsou snížení nákladů na zásobování vodou, ztrát a nefakturované vody. Využití Aquisu, přes počáteční investici, pomáhá optimalizovat provoz vodovodu a snižovat provozní náklady.
Literatura:
Tapscott, D. (1997): Information Strategy for a Networked Economy. Strategy and Leadership; Nov/Dec97, Vol. 25, Is. 6, p. 8-15.