siemens
- Posted on
Trí tuệ nhân tạo: Tiết kiệm nước một cách thông minh
Công ty nước Thụy Điển VA SYD đã giảm lượng nước thất thoát từ 10% xuống còn dưới 8%. Làm sao? Bằng cách sử dụng giải pháp dựa trên AI để phát hiện rò rỉ nhỏ tới 0,5 lít mỗi giây. Giải pháp này hiện đang được mở rộng sang các phần khác của mạng lưới và nó cũng đã được các chính quyền thành phố khác của Thụy Điển áp dụng.
Hai nguyên tắc chung được áp dụng tại VA SYD: Một là ngay cả khi tình trạng khan hiếm nước không phải là vấn đề ở Thụy Điển thì việc lãng phí nước vẫn là sai lầm. Cách khác là, khi nói đến công nghệ mới, hãy bắt đầu từ việc nhỏ, thử mọi thứ và học hỏi từ những thất bại để đảm bảo thành công trên quy mô lớn hơn. Nguyên tắc đầu tiên là động lực thiết lập hệ thống phát hiện rò rỉ. Và nguyên tắc thứ hai xác định cách tiếp cận, cụ thể là thiết lập bằng chứng về khái niệm trong một bộ phận tương đối nhỏ của hệ thống với 5.000 người tiêu dùng.
Rò rỉ nhỏ có tác động lớn
Có trụ sở tại Malmø, nhà cung cấp nước Thụy Điển VA SYD vận hành tổng cộng khoảng 5.000 km đường ống, trong đó 2.000 km dành cho nước uống. Xác định rò rỉ là một nhiệm vụ phức tạp. “Cho đến gần đây, chúng tôi chỉ có thể phát hiện những rò rỉ lớn nhất dẫn đến gián đoạn dịch vụ. Trên thực tế, chính những rò rỉ nhỏ hơn, chậm hơn, thường là từ các đường ống dịch vụ nhỏ, là nguyên nhân gây ra phần lớn nước thất thu,” Simon Granath, Kỹ sư Phát triển tại VA SYD, chỉ ra.
Cải thiện dịch vụ khách hàng
Một khía cạnh khác là cải thiện dịch vụ cho khách hàng. “Chúng tôi phải duy trì nhiều đường ống trên một khu vực rộng lớn và chúng tôi muốn cải thiện khả năng xác định điểm rò rỉ thông qua các vùng đo sáng thông minh. Vì mục đích này, chúng tôi bắt đầu tìm kiếm giải pháp dựa trên AI”, Simon Granath nhớ lại.
VA SYD đã đánh giá một số hệ thống. Cuối cùng, giải pháp sẽ phải tận dụng tối ưu lưu lượng kế và đồng hồ đo thông minh có sẵn trong khu vực đã được chọn để chứng minh ý tưởng. SIWA Leak Finder đã đánh dấu vào tất cả các ô. Giải pháp thông minh này sử dụng thuật toán dựa trên AI để xác định và phân loại các điểm bất thường trong mạng lưới đường ống. Để hoạt động một cách đáng tin cậy, SIWA Leak Finder trước tiên được “huấn luyện” thông qua dữ liệu áp suất và lưu lượng lịch sử để nó học cách tách các điểm bất thường khỏi hoạt động thông thường và chỉ định nguyên nhân chính xác cho từng điểm bất thường.
Sự hợp tác dẫn đến một giải pháp AI tối ưu
“Nhưng khi nói đến ý tưởng triển khai, chúng tôi gặp phải một số trở ngại. Simon Granath cho biết: Chúng tôi cần tìm cách sử dụng tính năng phát hiện rò rỉ dựa trên AI trong thiết lập tại chỗ thay vì trong môi trường đám mây. Siemens cũng có thể đưa ra giải pháp cho yêu cầu này. Ông tiếp tục: “Chúng tôi đã có một số cuộc thảo luận chuyên sâu với Siemens, BuntPlanet cũng như các bộ phận CNTT và OT của chúng tôi về cách tiếp cận tốt nhất để cài đặt giải pháp SIWA Leak Finder trong các trung tâm dữ liệu của chúng tôi. Theo hiểu biết của tôi, đây là lần đầu tiên một việc như thế này được thực hiện trong ngành nước Thụy Điển – và chúng tôi đã hoàn thành được công việc này nhờ vào sự hỗ trợ và kiến thức chuyên môn từ Siemens.
Cách tiếp cận hợp tác này là điển hình của hệ sinh thái Siemens, nơi những người tham gia từ các ngành khác nhau và có năng lực khác nhau cùng hợp tác để tạo ra các giải pháp thực tế. Đối với SIWA Leak Finder, ngay từ đầu, một thành phần thiết yếu đã là BuntBrain, một nền tảng phần mềm với các giải pháp khác để phát hiện rò rỉ. Ban đầu Siemens cấp phép cho BuntBrain từ người tạo ra nó, BuntPlanet, trước khi mua lại công ty vào tháng 12 năm 2023.
Phương pháp mô phỏng để cải thiện dữ liệu
Bước tiếp theo là tinh chỉnh các mô hình thủy lực cho đường ống và liên kết dữ liệu từ hệ thống đo lường và trạm bơm với Công cụ tìm rò rỉ SIWA bằng OPC UA. VA SYD khi đó đã sẵn sàng thực hiện những thử nghiệm đầu tiên. Simon Granath giải thích: “Chúng tôi sử dụng hệ thống để mô phỏng các rò rỉ khác nhau và sau đó đánh giá dữ liệu. Chúng tôi có thể phát hiện rò rỉ nhỏ tới 0,5 lít mỗi giây – điều này khá ấn tượng và là một cải tiến lớn so với giải pháp trước đó, vốn không cung cấp phương tiện nào để phát hiện rò rỉ nhỏ.” Do đó, tỷ lệ thất thoát nước trong mạng lưới nước uống của VA SYD có thể giảm từ 10% xuống 8%.
Tiết kiệm nói lên giải pháp
Với bằng chứng về khái niệm đang ở giai đoạn cuối, VA SYD cũng đang nỗ lực mở rộng giải pháp cho các phần khác của mạng. Ví dụ: thị trấn Lund, nơi VA SYD đang lắp đặt thêm lưu lượng kế để cung cấp thêm dữ liệu từ mạng lưới đường ống.
Hơn nữa, dự án tại VA SYD đã được công nhận rộng rãi là phương pháp thực hành tốt nhất ở Thụy Điển, khiến các thành phố trực thuộc trung ương khác áp dụng giải pháp tương tự để phân phối nước ở các khu vực tương ứng của họ. Một ví dụ như vậy là Công ty Nước thải và Nước thải Tây Bắc Skåne (NSVA) ở phía tây nam đất nước. NSVA đang được hưởng lợi từ chuyên môn của Kỹ sư phát triển Victor Pelin, người trước đây đã làm việc cùng Simon Granath để triển khai phát hiện rò rỉ tại VA SYD.
Ngoài lợi ích kinh tế sang một bên, SIWA Leak Finder đã giúp VA SYD thực hiện các bước tiếp theo hướng tới một mục tiêu đầy tham vọng khác: đến năm 2030, công ty muốn trở thành công ty cung cấp nước tiết kiệm năng lượng, trung hòa khí hậu và không bị gián đoạn dịch vụ ngoài kế hoạch.
VA SYD đang hoạt động tốt với tỷ lệ nước thất thoát 8% hiện tại. “Chúng tôi thực sự muốn đánh bại điều đó. Simon Granath cho biết có những thành phố đạt được con số thấp hơn nhiều và chúng tôi muốn có thể đo lường ở mức tốt nhất. Và để đạt được mục tiêu đó, không có cách nào khác ngoài các giải pháp phát hiện rò rỉ thông minh và dựa trên AI như SIWA Leak Finder.
