我国供水企业数字化转型实现路径的探索与思考

2022-09-09王雪峰

净水技术 2022年9期

王雪峰

(上海浦东威立雅自来水有限公司，上海 200127)

“十四五”期间，我国的信息化工作进入数字化加速发展、建设数字中国的新阶段。2021年12月以来，国家各部委先后印发了《“十四五”国家信息化规划》和《关于加强数字政府建设的指导意见》，就“十四五”期间主动顺应经济社会数字化转型趋势、充分释放数字化发展红利、全面开创数字政府建设新局面做出了部署。2022年3月，上海市印发了《上海城市数字化转型标准化建设实施方案》，在水系统治理领域中，指出应聚焦“更安全、更优质、更生态、更智慧的水”，强化水系统治理领域高质量建设、智能化运维、精细化监管，研究制定、修订建筑信息模型技术水务应用相关标准，推进水系统数据的标准化建设，加强水系统应用场景的标准化建设。

随着城市数字化进程的不断加快，数字化的高速发展是大势所趋，借由数字化手段指导管理工作成为现在的普遍趋势[1-3]。数字化转型对供水企业而言既是挑战也是机遇，但国内供水企业目前普遍还处于数字化转型的探索阶段，对如何实现企业的数字化转型存在诸多困惑，例如看似智能的智慧化平台并不能直接解决企业业务问题[4-5]，耗费巨资建设的数字化平台也经常被沦为简单的数据展示工具。同时，人才的缺乏也是国内供水企业普遍面临的痛点之一，由于缺乏既懂数字化技术又懂供水业务的复合型人才，供水企业难以对既有的数据进行深度挖掘、对新的业务模式进行创新开发。

本研究基于国际水务集团的数字化转型发展经验，结合现有发展经验，对我国供水企业数字化转型的实现路径提出了具有可操作性的建议，为国内供水企业的数字化转型提供借鉴。

1 供水企业数字化发展现状

1.1 国内供水企业数字化发展的4个阶段

数字化技术的发展与应用会给企业带来经营效率的提升。根据不同阶段的数字化技术特点，国内供水企业的数字化发展过程可划分为4个阶段，如表1所示。供水企业了解自身所处的数字化发展阶段，有助于对标国内外同行数字化发展水平，制定符合自身实际情况的数字化发展规划。

表1 数字化转型发展进程Tab.1 Development Process of Digital Transformation

1.1.1 工业自动化

国内供水企业的自动化阶段主要集中在20世纪八九十年代，代表性系统有水厂自动化控制系统、调度自动化系统等，即通过在线仪表可以直接获取较全面的运行信息(如压力、流量等)；通过上位机可以直接开停机泵，控制加药设备；通过在线数据分析与控制逻辑相结合，可以实现自动控制。供水企业在该阶段减少了人员现场作业工作量，提升了企业经营效率，但获得的数据量总体较少，所产生的数据一般直接用于作业。

1.1.2 业务数据化

21世纪前20年是供水企业业务数据化的重要阶段，目前我国供水企业普遍处于该阶段。供水企业利用各种业务系统将日常业务流程电子化，利用软件技术提高工作人员的工作效率，如通过抄表业务系统的使用，显著提高了抄表的抄准率。在信息化阶段，数据是信息化的产物，供水企业积累了大量生产运营数据，但总体来说对数据的使用效率并不高，各种信息化业务系统以及所产生的数据更大程度上还是在原有业务流程和组织框架下发挥作用。

1.1.3 数据业务化

数字化阶段主要通过对信息化阶段产生的大量数据进行充分挖掘应用，形成以数据为基础的决策和控制管理体系，对企业的运行逻辑、业务流程、组织框架进行重构和优化，再反过来指导业务发展，进而形成新的业务模型。在数字化阶段，数据是资产，企业不断积累数字资产，创造新的业务模式，为企业创造新的价值。国内仅部分供水企业目前处于数字化转型的早期阶段，这些企业通过建设数字化应用场景(如NB-IoT智能水表、对外服务智能机器人、智慧云呼叫平台等)，熟悉并掌握数字化前沿技术，培养精通数字化技术和供水业务的复合型人才，积累数字化转型经验，逐步探索业务流程再造和优化，鼓励基于数字化的业务模式创新。

1.1.4 业务智能化

本阶段主要利用数字孪生技术、脑科学技术、智能决策支持系统(IDSS)、知识管理系统等进一步集成跨领域知识和技术，在更高程度、更大范围上实现业务系统的高效运行，在各个业务环节中实现少人化甚至无人化运行，比如智慧水厂等。

1.2 国际供水企业数字化转型进展

进入21世纪以来，部分代表国际领先水平的国际水务集团和国际水务公司在数字化转型的顶层设计、数字化前沿技术的掌握和应用以及数字化技术与业务的深度融合方面取得了前沿的进展。

日本东京都自来水根据“确保供水稳定”“提升地震发生时的应对措施”以及“可生饮和口感好的自来水”三大指导思想，践行数字化技术与应用场景深度融合的理念，在东京供水长期战略构想(2020年)中，计划建设涵盖供水监控、能源优化、应急供水、水质管理等关键业务的水务数字化系统[6-7]。

欧盟的智慧水务项目不仅研究供水系统方面的技术，如实时在线水力模型[8]，还对用户的需水量进行分析[9-10]，得出不同类型用水数据，获取用水消费趋势等信息，提高水费及账单服务的精准度和灵活性。该项目体现了数字化阶段利用数据资产提升服务并增加用户价值的重要特征。

威立雅集团提出了数字化转型的4个支柱，即数字化员工(digital employee)、数字化运营(digital operation)、数字化方案(digital offer)和数字化客户(digital customer)。2015年推出的品牌产品Hubgrade数据生态系统是一种利用数据将资源进行集中和调度的工作方式和组织形式，通过数据采集、处理、可视化和分析提供辅助决策和专家支持等系统，从连接(connect)、支持(support)、提升(improve)3个维度使不同业务板块实现数字化转型，是威立雅基于数据集成进行运营模式创新的典型代表，如图1所示。

图1 威立雅集团Hubgrade数据生态系统Fig.1 Digital Ecosystem Solution of Hubgrade in Veolia Group

上述案例体现出国际先进水务集团在数字化规划、理念以及实践方面的探索与成效，值得国内供水企业进行了解、研究与借鉴。

2 供水企业数字化转型的实现路径

由于目前国内缺乏整体转型成功的可借鉴案例，大部分供水企业对数字化转型缺乏感性认知，对具体如何推进数字化转型工作无从下手，不知道该如何去设计数字化转型的实现路径。

实际工作中，部分企业缺乏统一的数字化转型顶层设计和规划，企业内部的数字化场景应用呈现碎片化的原生态方式发展，这样容易使企业的数字化转型周期变长，人才成长效率变低。部分企业只重视数字化规划设计而忽视了数字化应用场景的建设与积累，也不利于数字化转型工作的开展。由于数字化技术发展很快，新的技术层出不穷，等到规划设计完成时，可能技术环境又已经发生了很大的变化，原来的发展规划将不再适用，而且缺乏基层应用场景的经验积累，员工对数字化的体验和意识不强，对高层推动的数字化转型规划和策略缺乏深刻的理解，在数字化推进过程中也会阻力重重，进度缓慢。

因此，一个比较好的方式是两者紧密结合，通过顶层设计的数字化转型规划引导，科学地、成体系地推进数字化转型工作，从业务场景的点状推动、流程优化的线状推动、模式创新的面状推动3个方面不断积累，持续循环推进，最终实现数字化转型，如图2所示。

图2 供水企业数字化转型的实现路径Fig.2 Realization Pathes of Digital Transformation of Water Supply Emterprises

2.1 以业务场景建设和应用为基础的点状推动

点状推动，即积极推动基层数字化应用场景的建设。数字化阶段，数据成为企业资产，数据发挥的作用可以从对内和对外两个方面来体现。对内而言，数字化推动的是企业效率的提升，即通过员工数字化能力的增强获得收益；对外而言，数字化推动的是企业和用户价值的增加，即利用数据资产向用户提供更多新的产品或商业模式,使企业和用户获得收益。数据的价值通过数字化应用场景来实现。因此，数字化应用场景也应该从对内和对外两个方面去推动，对内应用场景的核心驱动力是企业的收益，对外应用场景的核心驱动力是用户的收益。

对内的数字化应用场景可以优先从现场作业领域开始推动，因为对供水企业而言现场作业往往耗费较多的人力资源，利用数字化手段可以有效提升员工能力，减少人力投入，提升现场作业和管理的效率，产生效益。比如传统的抄表工作和账单发放都需要人工去完成，成本很高，通过NB-IoT智能水表可以实现抄表数据远传，实时获取用户的用水量数据，还可以对用户用水模式进行实时分析，发现异常用水情况；通过电子账单可以减少人工发放工作量，为企业节约成本；另外，在阀门巡检、二次供水水箱清洗管理等环节都可以通过数字化手段来提升员工数字化能力，进而提升管理效率。

对外的数字化应用场景可以优先从向用户提供业务处理便捷性开始推动，为用户节省业务办理的时间投入。比如在付费环节，以前用户需要去银行办理卡扣手续，或者在收费网点和营业厅进行现场支付，会耗费比较多的交通和时间成本。通过向用户提供支付宝或微信等在线支付手段，可以增加用户在付费环节的便捷性，为用户带来收益。另外通过开发和应用网上营业厅、智慧云呼叫平台等工具，可以方便用户办理业务，减少热线电话等待时间，尤其在寒潮报修、疫情封控等极端异常情况下，用户的获得感和收益更为明显。

结合上述原则，供水企业可以深入思考企业运行管理特点，紧密结合业务需求，找到具有生命力的数字化应用场景。成功的应用场景越多，数字化转型的基础就越扎实，通过大量的数字化应用场景建设，可以为企业不断积累数字化转型经验，实现数字化转型工作的量变到质变。

2.2 以业务流程的再造和优化为基础的线状推动

随着数字化应用场景的不断积累，供水企业可以考虑对原有的业务流程以及组织架构进行再造和优化，以进一步提升效率、创造价值，该步骤可以称为“线状推动”。通过业务流程的再造和优化，可以在各个业务环节中节省大量的人力物力资源，实现企业经营效率的提升。而且这种经营效率的变化可以被有效地观测到，从而帮助企业评估出各项数字化转型举措的实际效果，并及时进行调整和优化。因此，业务流程的再造和优化是推进数字化转型工作的有效抓手。

业务流程优化带来的价值同样可以从对内和对外两个方面来体现。与通过业务场景进行点状推动不同，通过流程优化进行线状推动更多着眼于企业内部流程环节的删减优化，或者对某一类具有共性的业务场景进行聚合从而改变组织架构，进一步提升企业内部效率或者增加外部客户价值。

以上海市优化营商环境4.0为例，在上海市一网通办政务服务平台技术支持下，供水企业积极优化供水接入业务流程，从最初的3个环节20个工作日(受理环节5个工作日，踏勘环节5个工作日，施工环节10个工作日)精简到1个环节6个自然日(施工接入环节6个自然日)，大大节省了用户的供水接入时间，优化了营商环境，为用户和社会创造了巨大的效益。

2.3 以数字化的新型业务模式创新为基础的面状推动

通过顶层设计的指导，在选择技术路线以及储备数字化人才的基础上，供水企业可以在某些更大范围、更深程度、更高层面上进行数字化建设，推动运营模式的变化，进一步提升企业经营效率，该过程可以称之为面状推动。

面状推动更多的是着眼于企业内部系统性的效率提升，或者面对用户商业模式的创新。面状推动需要的条件和要求相对来说更高，一般来说它需要企业高层的深度参与，在转型愿景的描绘、转型方向的确定、技术路线的选择、技术人才的保障、资金投入的保证等方面进行大力支持。但是一旦实施成功，面状推动能给企业效率提升或者用户价值增加带来的影响也会更为广泛持久和深远，同时这种面状推动的成功又会催生出更多新的数字化应用场景的建设和业务流程的优化，形成良性循环，持续反复地推进企业数字化化转型。

企业高层的数字化意识培养以及数字化经验的积累对企业推进数字化转型也非常重要，因此，企业高层也要不断加强数字化知识的学习和积累。

3 供水企业数字化转型实践案例

3.1 数字化应用场景建设点状推动案例

某供水企业开发和应用AR阀门巡检系统和二次供水AI照片审核系统数字化应用场景，对企业员工数字化技术成长、数字化信心增长、数字化能力增强带来的巨大作用。

3.1.1 AR阀门巡检系统

阀门是供水管网的重要设施，日常的阀门巡检养护工作对确保阀门处于正常状态至关重要。传统的阀门巡检工作经常会由于道路施工、环境标志物改变等导致巡检人员难以精准地确认阀门的位置和信息，从而影响阀门巡检工作质量。针对这个业务痛点，某供水企业利用增强现实AR技术，通过智能手机镜头捕捉目标阀门的周边环境特征，准确获取目标阀门的地理坐标，再通过与后台GIS数据的匹配，把目标阀门的属性信息实时推送到智能手机前端，方便巡检人员在现场确认或修改阀门信息，及时掌握阀门状态，排除故障阀门隐患。

AR阀门巡检系统充分挖掘使用了GIS系统中既有的大量管网设施基础数据，解决了传统的巡检手段无法及时定位阀门而影响阀门隐患排除的难题，有效提升了阀门巡检的工作质量，提高了管网系统的运行安全。AR阀门巡检系统的现场应用如图3所示。自应用以来，2021年该供水企业完成了对所有4 040个DN300以上口径的阀门巡检工作，发现并排除了大量阀门隐患，阀门巡检效率提升了3倍，数据准确性提高了2倍。

图3 AR阀门巡检系统的现场应用Fig.3 Application of AR Valve Inspection System

AR阀门巡检系统使用了很多软件开发的前沿技术，如增强显示AR技术、空间特征三维采集识别与匹配技术等，员工的数字化知识和数字化技能得到了很大的提升。同时，参与项目实施的员工从一开始对陌生技术的不熟悉、不理解到后面的积极学习、积极参与、积极推进，完成了重要的数字化工作意识转变，对数字化转型的兴趣被极大地激发了出来，企业也通过该项目的实施积累了一批数字化技术人才。

3.1.2 二次供水AI照片审核系统

水箱(池)清洗工作是保障二次供水水质安全的关键措施。某供水企业每年需对13 000多个屋顶水箱和1 100多个泵房水池进行清洗作业，不仅清洗工作量非常大，对水箱(池)清洗工作质量的监督审核工作量也非常大。

在二次供水水箱(池)清洗过程中，该供水企业提出利用AI图片识别技术来监督二次供水清洗水箱(池)作业，定义出清洗作业关键步骤并分别对各关键步骤制作规范作业照片。在清洗作业时要求作业人员对每个作业步骤进行拍照上传，通过上传作业照片与规范作业照片进行比对，及时发现不规范的作业行为，从而完成对水箱(池)清洗作业过程的监督管理。未开发该系统前，管理人员需要对现场作业照片通过人工方式进行审核。二次供水水箱(池)清洗每天平均产生约4 500张照片，最高日可达15 000张照片，而人工审核照片的极限约为500张/d，因此，照片审核只能进行抽查，同时还存在误判、遗漏、审核效率较低等问题。通过二次供水AI照片审核系统运用图像识别技术、深度学习技术等，可以实现电脑自动审核照片的规范性，自动对比上传照片的真实性，常规审核环节从2级减少到1级，同时AI照片审核系统极限荷载工单量可以超过12万张/d，实现了照片审核的全覆盖，显著提升了审核的准确性和效率。水箱(池)清洗作业流程关键步骤审核如图4所示。

图4 水箱(池)清洗作业流程关键步骤审核Fig.4 Key Examination Points of Water Tank Cleaning Process

该系统投入使用以来，二次供水水箱(池)清洗后的水质合格率持续保持100%，照片自动审核发现问题的准确率达到93.9%，清洗作业规范率提升了10.2%。通过该系统的应用与完善，提高了水箱(池)清洗作业规范程度，实现了清洗工作全过程的监控，保障了供水系统“最后一公里”的水质安全。

3.2 业务流程再造与优化线状推动案例

随着点状数字化应用场景的不断积累，对某类具有共性的应用场景可以进行聚合，优化业务流程，推进组织架构变化，进一步提升企业效率，增加用户价值。某供水企业在完成了多项在线服务数字化应用场景积累后，推出了“威客服”平台，为用户提供更为系统化的在线服务，并着眼未来，不断优化业务流程，积极推动网上营业厅建设，逐步替代线下营业厅功能。

“威客服”平台以营收系统CSMS积累的数据资产为基础，依托微信公众号和支付宝生活号，改变了传统的服务业务受理及审批流程，将部分线下业务办理功能转移到手机中办理，提升用户便利度，提升了企业运营效率，最终提升用户服务水平。目前可以为用户提供以下服务：1)在线客服；2)销根号绑定；3)实名制办理；4)一户多人口办理；5)合用表办理；6)过户办理；7)电子账单(仅微信公众号)；8)电子发票；9)账单查询；10)欠费查询；11)自助抄表。

自平台推出以来，用户数量呈明显上升趋势。根据2022年3月14日—4月30日的数据显示，该供水企业呼叫中心用户来电量是13 432件，而同期“威客服”平台受理量达到19 558件，首次超过了传统的热线来电量，显示“威客服”平台已经越来越受到用户的关注和接受，将来网上营业厅替代线下营业厅的趋势也逐渐显现。

3.3 数字化运营模式创新面状推动案例

积极探索基于数字化的新型业务模式创新，充分利用数据资产，挖掘数据应用价值，开发新的业务模式，为企业创造更大的收益，这也是企业数字化转型的最重要目标。

威立雅集团早在2012年就开始了数字化转型工作的顶层设计规划和推进，并适时推出了SATAWAD(secure any time any where any device)这一大型项目(图5)。SATAWAD项目的目标是促进其10多万全球员工在世界上任何地方、任何时间、任何设备都可以一键安全地访问接入数据和信息，实现知识分享和协同办公。SATAWAD项目以谷歌平台为基础，整合了邮件系统、协同办公系统、线上会议系统、即时通讯系统等诸多子系统，使整个集团员工可以跨越时间和空间进行分工协作，实现更高的运营效率和竞争力。自2019年该系统开发完成以来，已经有50多个国家超过13万员工在使用该系统，实现了在统一的平台上进行云办公，打通了部门之间的阻隔，通过团队之间相互协作，为用户提供更好的业务解决方案，为集团开发更多的创新商业模式。

图5 SATAWAD项目建设Fig.5 Construction of SATAWAD Program

SATAWAD项目的实施，是威立雅集团一次成功的数字化转型实践，充分展示了在顶层设计规划引领下，以数字技术和数字人才为支撑的运行创新模式能够给企业发展带来的价值。在SATAWAD系统的支持下，威立雅集团在各个业务条线下涌现了更多的数字化创新应用场景，并且通过复制与适应(copy & adapt)策略在集团内部进行推广，持续不断地推进着整个集团的数字化转型工作。