污水處理廠成本管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型初探

□楊冰

當(dāng)今時代，正從工業(yè)—后工業(yè)時代向數(shù)字化時代邁進。數(shù)字化時代特別突出科技創(chuàng)新與實體經(jīng)濟的結(jié)合，讓數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新充分融入到實體經(jīng)濟中，使互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等數(shù)字經(jīng)濟和技術(shù)成為驅(qū)動實體經(jīng)濟內(nèi)涵式發(fā)展的動力。筆者所在公司控股的多個污水處理廠，雖然屬于傳統(tǒng)的公用事業(yè)企業(yè)，同樣要積極順應(yīng)數(shù)字化發(fā)展潮流，超前謀劃，未雨綢繆，運用數(shù)字化的管理手段，實現(xiàn)管理的精細(xì)化、科學(xué)化和現(xiàn)代化。

污水處理廠工藝及成本管理現(xiàn)狀

污水處理工藝及營業(yè)成本構(gòu)成。污水處理就是將從污染源排出的含污染物總量或濃度較高而達不到排放標(biāo)準(zhǔn)要求或不符合環(huán)境容量要求的污（廢）水，經(jīng)過人工強化處理，達到排放標(biāo)準(zhǔn)的過程。處理工藝流程包括各種物理法、化學(xué)法和生物法及各種水處理方法優(yōu)化組合。污水處理廠處理工藝流程一般如下：污水——粗格柵——進水泵房——細(xì)格柵——沉砂池——改良型DE 氧化溝（含預(yù)脫硝池）——輻流沉淀池——精密過濾器——紫外消毒渠——達標(biāo)排放。

對于污水處理企業(yè)而言，污水處理成本除了固定資產(chǎn)投入以外，主要是電耗及藥劑消耗，以及日常維修、大修改造、人員費用等。經(jīng)統(tǒng)計，物產(chǎn)中大公司下屬某污水處理廠2018年污水處理單位營業(yè)成本1.24元/噸，其中固定成本（折舊及攤銷）占31%、可變成本占69%，主要為污泥處置費28%、能耗21%、藥劑費7%、直接人工6%、維修費4%等。

成本與費用管理現(xiàn)狀。目前污水處理廠成本管理總體上還比較落后，主要表現(xiàn)在：一是未建立完整的成本控制信息管理系統(tǒng)，數(shù)字化水平低下，雖然有在線監(jiān)控設(shè)備，也獲得大量運行數(shù)據(jù)，但沒有與成本管控有效結(jié)合，往往憑經(jīng)驗管理，方案比較單一、不系統(tǒng)、不全面；二是預(yù)算管理薄弱，對成本支付核算主要還是采用傳統(tǒng)實報實銷的方式；三是成本管控的考核體系和獎懲制度不健全；四是員工文化素質(zhì)不高，新技術(shù)、新管理應(yīng)用少。部分管理人員和普通員工缺乏成本控制及節(jié)約意識。大部分污水處理廠在成本管理上有很多挖潛的空間。

數(shù)字化管理應(yīng)用的實現(xiàn)路徑

污水處理企業(yè)成本控制要在保障生產(chǎn)安全及符合排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡可能找到最優(yōu)的方案，以降低成本，提高經(jīng)濟效益。尋找最優(yōu)方案的關(guān)鍵是運用數(shù)字化管理的理念和方法，利用多種信息技術(shù)手段實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)運行信息共享、設(shè)備養(yǎng)護自動化管理、系統(tǒng)故障實時告警、生產(chǎn)報表自動統(tǒng)計等功能；同時將專家經(jīng)驗和計算機技術(shù)緊密結(jié)合，利用人工智能和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，實現(xiàn)企業(yè)最優(yōu)化控制和精細(xì)化管理，實施污水企業(yè)生產(chǎn)運營的最優(yōu)管理模式。數(shù)字化管理及人工智能應(yīng)用主要包括三個環(huán)節(jié)：數(shù)據(jù)采集及標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)分析、最優(yōu)方案選擇。

數(shù)據(jù)采集及標(biāo)準(zhǔn)化。污水處理廠在污水處理過程中產(chǎn)生的大量運行數(shù)據(jù)，對于成本管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型非常關(guān)鍵。豐富的數(shù)據(jù)是人工智能應(yīng)用場景的基礎(chǔ)，沒有數(shù)據(jù)就沒有數(shù)字化轉(zhuǎn)型。數(shù)據(jù)還要標(biāo)準(zhǔn)化，只有污水處理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效提取、傳輸和分析，建立數(shù)據(jù)模型，并進行機器學(xué)習(xí)，實現(xiàn)人工智能最優(yōu)方案的選擇，實現(xiàn)對成本管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升企業(yè)效益。污水處理廠的數(shù)據(jù)，一般可以分為六大類：一是污水相關(guān)數(shù)據(jù)，如污水出口排放水量、污水進水水質(zhì)數(shù)據(jù)、污水出口水質(zhì)數(shù)據(jù)等；二是污泥相關(guān)數(shù)據(jù)，如污泥排放量、脫水前后污泥含水率、污泥濃度比等；三是能耗相關(guān)數(shù)據(jù)，如動力耗電、照明耗電以及主要設(shè)備的電流、電壓值等；四是藥劑消耗相關(guān)的數(shù)據(jù)，如除磷藥劑PAC的投加量、補充碳源的藥劑投加量、污水消毒劑的投加量等；五是設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)，如設(shè)備名稱、類別、臺數(shù)、金額，設(shè)備運行參數(shù)、時間、更換周期等；六是其他相關(guān)數(shù)據(jù)。

以上六大類數(shù)據(jù)是污水處理廠每天運行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，能夠基本反映污水處理廠的運行情況。目前這些數(shù)據(jù)部分來自于污水處理廠自控系統(tǒng)，部分來自財務(wù)管理系統(tǒng)及人工采集。根據(jù)污水處理廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型要求，第一，數(shù)據(jù)采集信息化、自動化；第二，采集的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化；第三，數(shù)據(jù)采集重點應(yīng)放在污泥處置、能耗、藥劑等降低成本潛力大的環(huán)節(jié)。折舊及攤銷、直接人工等相對降低成本難度大，也予以適當(dāng)兼顧，以保證數(shù)據(jù)的完整性。研發(fā)建立信息自動采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)，是成本管控數(shù)字化的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)分析。采集數(shù)據(jù)特別是通過經(jīng)年累月長期收集數(shù)據(jù)后，就可以利用工具進行數(shù)據(jù)分析。污水處理廠全年運行的各項指標(biāo)的平均值、最大值、最小值、累積值、對比值等可以簡單的統(tǒng)計計算出來。復(fù)雜的可以利用計算機通過大數(shù)據(jù)分析，直觀反映過程參數(shù)的調(diào)整與出水水質(zhì)變化的聯(lián)系，如污水處理廠中的微生物群體數(shù)量與污水出水指標(biāo)的關(guān)系，污水處理的三大關(guān)鍵因素：水、氣、泥之間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。并能推演出能耗、藥耗等投入對水質(zhì)影響的關(guān)系圖，以供決策參考。數(shù)據(jù)分析是成本管控數(shù)字化管理的關(guān)鍵。

最優(yōu)方案選擇。每個污水處理廠在一定時期內(nèi)進水水質(zhì)、設(shè)施、設(shè)備運行參數(shù)都是在一定范圍內(nèi)波動，需要在這些范圍內(nèi)尋找到最優(yōu)化的運行參數(shù)，可以通過數(shù)字化管理方法得到。即建立一個完善的污水處理廠的數(shù)字化管理體系，對近年數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)全面的采集，參考行業(yè)內(nèi)的先進標(biāo)準(zhǔn)和管理經(jīng)驗，運用人工智能方式，建立模型和大數(shù)據(jù)分析，可以對污水處理中的曝氣、藥劑、配水等進行智能化計算，得到本企業(yè)污水處理成本管控最優(yōu)化的方案。

推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的具體舉措

引進培養(yǎng)高素質(zhì)、懂人工智能的復(fù)合型人才。在企業(yè)管理中，人才始終是第一要素。數(shù)字化轉(zhuǎn)型不是一蹴而就，它不僅是一個技術(shù)建設(shè)的過程，更是一個業(yè)務(wù)能力和管理能力提升的過程。目前污水處理企業(yè)員工普遍文化程度不高，高中及以下人員甚至占大部分，這與數(shù)字化管理要求相距甚遠(yuǎn)。必須加大人才隊伍建設(shè)，組建專家團隊，尤其是加大水務(wù)、計算機、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等方面的專業(yè)人才引進及培養(yǎng)，為企業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展奠定人才基礎(chǔ)。

建立數(shù)字化的綜合運營管理系統(tǒng)。污水處理廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，必須要開發(fā)數(shù)字化的綜合運營管理系統(tǒng)，包括以下基本功能：遠(yuǎn)程監(jiān)視管理、生產(chǎn)運行管理、設(shè)備管理、成本管理、水質(zhì)化驗管理、績效考核管理、辦公管理等，形成涵蓋企業(yè)運營管理全流程的信息化管理平臺，同時數(shù)據(jù)采集要達到信息化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求，以實現(xiàn)日常管理制度化和系統(tǒng)化，生產(chǎn)及成本控制精細(xì)化和節(jié)約化，工藝調(diào)度實時化和最優(yōu)化，幫助企業(yè)提升數(shù)字化管理水平，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

建立完善成本預(yù)算管理及績效考核制度。按照現(xiàn)代企業(yè)管理制度要求，一是建立成本預(yù)算管理制度，年初在大量數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上科學(xué)核定成本預(yù)算，并把成本預(yù)算劃分為幾個成本控制責(zé)任單元，各個責(zé)任單元應(yīng)明確其自身的職責(zé)，有效落實成本控制工作。二是要建立績效考核體系和獎懲制度，明確權(quán)責(zé)，獎罰分明，以保證成本控制制度的有效實施。

應(yīng)用推廣最先進的污水處理技術(shù)和節(jié)能技術(shù)。先進科學(xué)技術(shù)應(yīng)用是降低成本最直接的辦法。最好的污水處理技術(shù)與數(shù)字化轉(zhuǎn)型、人工智能應(yīng)用相結(jié)合，必定會找到既安全生產(chǎn)，又能達到污水治理排放標(biāo)準(zhǔn)，更能實現(xiàn)企業(yè)效益和社會效益最大化的整體優(yōu)化方案，成功實現(xiàn)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。