虛實相輔數位孿生丨AI驅動智慧水務新平臺

發布日期：2022-10-14 作者：基士德環科點擊：

智(zhi)慧水務服務平臺（waterops.net）提供水務產(chan)業客戶便捷的AI應用與快速的運算(suan)效(xiao)益。

人工(gong)智(zhi)能（Artificial Intelligence, AI）、機(ji)器學習（Machine Learning, ML）、深度學習（Deep Learning, DL）……從物聯網(wang)（IoT）升(sheng)級到智(zhi)慧聯網(wang)（AIoT），下一個(ge)世(shi)代的科技(ji)革(ge)新對水資源產業將會產生(sheng)什么樣的影響？

基士德(de)環(huan)科(ke)看好AIoT市場(chang)潛力，早在2015年就成立智(zhi)慧水(shui)務(wu)推動(dong)小組，聚焦凈/污(廢)水(shui)處理、污泥處理及河道凈化等(deng)相關產業，提供包含技術支援(yuan)、設備(bei)維修、智(zhi)慧監(jian)控(kong)與節能規(gui)劃的(de)全方位(wei)服務(wu)。

2018年更進一步(bu)提(ti)(ti)出「設(she)備賦(fu)能」及「程控(kong)智聯」兩大策略(lve)方向，前(qian)者以(yi)水泵、風機(ji)等(deng)單機(ji)設(she)備的物聯網(wang)化(hua)為主，提(ti)(ti)供設(she)備管控(kong)預警機(ji)制(zhi)，能降低機(ji)組(zu)維(wei)護成本、延長(chang)使用壽命；后者著重于流程中各單元(yuan)監控(kong)與管理(li)系統的智慧(hui)化(hua)，以(yi)及大數據分析、邊緣(yuan)運(yun)算等(deng)關鍵(jian)核心技(ji)術，以(yi)2019年開發完成的「生物與化(hua)學(xue)處理(li)單元(yuan)程序」為例，就(jiu)能針對(dui)污(wu)泥沉降、生物活性、曝(pu)氣量等(deng)重點環節(jie)有效提(ti)(ti)升營(ying)運(yun)效益(yi)。

基士德環科技術總監卓伯全提到，智(zhi)慧水(shui)務(wu)(wu)團(tuan)隊除了AI專家以外(wai)，還納入了數據工程(cheng)師、資料科學家與環工領域(yu)專家，「在不(bu)到2年的(de)時間內，團(tuan)隊就完(wan)成了污水(shui)處理系統的(de)智(zhi)能化操(cao)控(kong)及智(zhi)慧管理AI模(mo)型，后續也透過實場驗(yan)證(zheng)完(wan)善模(mo)型設計(ji)，正(zheng)式導入實務(wu)(wu)應用。」

2021年，基士德環科完成了ML/DL/AI等(deng)(deng)SaaS（軟件即服(fu)務(wu)）平(ping)臺的(de)研發工(gong)作(zuo)，在智慧水(shui)務(wu)服(fu)務(wu)平(ping)臺「WaterOps」上(shang)推出污(wu)水(shui)處理(li)(li)廠「數位孿(luan)生（Digital Twins）」技術，服(fu)務(wu)對象包括負責(ze)污(wu)水(shui)廠規劃(hua)設計的(de)顧問(wen)公司(si)與(yu)工(gong)程公司(si)、營運管理(li)(li)商(shang)、各行(xing)業廢水(shui)處理(li)(li)與(yu)回(hui)收商(shang)、政(zheng)府與(yu)學研機構、設備制造商(shang)、設備巡檢與(yu)維護者(zhe)等(deng)(deng)等(deng)(deng)，客戶無須(xu)自組(zu)AI團隊，就(jiu)能利用平(ping)臺上(shang)的(de)AI模型進行(xing)模擬分(fen)析。

基士德環(huan)科的(de)數位(wei)孿生(Digital Twins)是透過實場設備或系(xi)統(tong)的(de)實時數據復(fu)制一套可(ke)監(jian)控、模擬及預知的(de)一個(ge)數位(wei)版「虛擬模型」。

簡(jian)單來說，客戶(hu)可先將基本水務資料輸入WaterOps中產生虛(xu)擬系(xi)統，借助AI模型進(jin)行前(qian)期模擬，完成后再對(dui)照建置實體系(xi)統與AI管理(li)中心，并依(yi)現場監測數據不斷修正(zheng)調(diao)整，所得成果可再反饋(kui)到虛(xu)擬系(xi)統更新模型、持(chi)續優(you)化。虛(xu)實相輔的(de)孿生概(gai)念，讓日常營運或事前(qian)評估都能更為(wei)精準(zhun)。

透過 MLOps 實時運算中心與AI控制模塊的結合(he)，數(shu)位孿生(sheng)技術能(neng)因應動態進流水量、水質變化及環境(jing)條件變異等(deng)參(can)數(shu)，采用適性(xing)高且調(diao)控彈(dan)性(xing)佳的類神經網絡算法建模，藉(jie)由(you)大數(shu)據運算機制，提供實時監控、遠程控管(guan)、成效(xiao)評估(gu)、水質預測、污染預防及主動告警等(deng)功能(neng)。

卓伯全指出：「臺(tai)灣的污水處(chu)理(li)廠(chang)大(da)部(bu)分將屆使用(yong)年限(xian)，不論是(shi)要全面(mian)新(xin)建(jian)或分區逐步更新(xin)，都(dou)能(neng)(neng)利(li)用(yong)WaterOps有效(xiao)進(jin)行全生(sheng)命周(zhou)期管理(li)。」尤其近年聯合國(guo)永續(xu)發(fa)展(zhan)目(mu)標（SDGs）中(zhong)的「水資源循(xun)環再利(li)用(yong)」備受重視，導入(ru)數(shu)位孿生(sheng)技(ji)術(shu)能(neng)(neng)促(cu)進(jin)再生(sheng)水回收效(xiao)率及節能(neng)(neng)減碳，并可延(yan)長廠(chang)區生(sheng)命周(zhou)期，對推動循(xun)環經濟與ESG理(li)念(nian)是(shi)一大(da)利(li)多(duo)。

目前(qian)國際間的智慧(hui)水(shui)務應(ying)用多(duo)著重(zhong)在(zai)(zai)物(wu)聯網(wang)化，以(yi)數字化資(zi)料的收集、統整為(wei)主，少(shao)有以(yi)AI模(mo)型預判、改善或管理的實(shi)例。基士德環科在(zai)(zai)本屆（2022年）展(zhan)覽中(zhong)，將(jiang)搶先(xian)展(zhan)出(chu)WaterOps在(zai)(zai)生物(wu)科技園區(qu)水(shui)資(zi)源處理廠與水(shui)資(zi)源回(hui)收中(zhong)心(xin)的實(shi)際應(ying)用狀況，未(wei)來也將(jiang)陸續在(zai)(zai)國際期刊與論壇上發(fa)表(biao)相(xiang)關(guan)成(cheng)果(guo)，助力水(shui)資(zi)源產業跨入智慧(hui)水(shui)務運(yun)營新時(shi)代。

基士德環(huan)科(ke)規劃(hua)的生物科(ke)技園區(qu)水(shui)資源(yuan)處理廠。

于廠內氧(yang)化(hua)(hua)渠、A2O等處理單(dan)元，建(jian)置(zhi)智(zhi)慧操控系統(tong)，透過精確曝(pu)氣智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)控制，監控好(hao)氧(yang)池曝(pu)氣量(liang)，確保水質符合(he)標準、大(da)幅提升污水處理設(she)備節電效率。

10月13日，由臺北世(shi)貿中(zhong)心主辦，臺灣(wan)(wan)對(dui)外貿易(yi)發展協(xie)會(hui)、經濟部水(shui)利署協(xie)辦的(de)2022臺灣(wan)(wan)國際水(shui)展盛大開幕。川源（中(zhong)國）的(de)兄弟公司基(ji)士(shi)德環科攜智慧(hui)水(shui)務新(xin)平臺亮(liang)相臺灣(wan)(wan)國際水(shui)展。