上海敢创科技基于 20 + 同类项目经验和自主研发的 IGC 智慧水务系统 (IGC®IWRS)，推出 "1 平台 + 6 中心 + 3 体系"的污水处理厂自动化解决方案，核心思路为"数字孪生底座 + AI 算法驱动 + 区块链增信"，目标实现水质达标率≥99.5%、综合能耗降 12%-30%、少人值守 三大核心价值，支持快速交付 (最快 45 天上线) 与 SaaS 订阅模式，降低一次性投资约 50%。

一、总体架构：1 平台 + 6 中心 + 3 体系

二、核心技术路线：从感知到决策的全链路自动化

1. 数据采集层：全流程感知，秒级响应

OPC UA+MQTT 双协议：1000 + 测点秒级入库，边缘计算节点 < 50ms 本地闭环

全参数监测：COD、氨氮、TP、pH、溶解氧、流量、液位等关键指标实时采集

边缘智能：泵房工控机内置轻量 AI 模型，就地识别异常并自动停机，减少云端压力

2. 模型计算层：AI + 机理双驱动，精准控制

3. 控制执行层：即插即用，无需停产改造

AI 外挂模组：在现有 PLC 基础上增加即插即用模块，通过 Modbus/TCP 回写设定值

全设备自动控制：水泵 / 风机 / 加药 / 污泥处理设备远程 / 自动控制，减少人工干预

抗冲击自适应：进水水质突变时 10 秒内切换控制模式，自动调整工艺参数

4. 可视化层：数字孪生，双向交互

BIM+GIS + 实时数据融合：WebGL 三维引擎，支持 VR 漫游、手机 AR 巡检

领导驾驶舱：一屏展示 KPI、碳排、成本、合规四张核心报表

SCADA 可视化：WebGIS 实现全厂工艺流程图、设备状态、水质参数集中展示

三、核心自动化功能模块详解

1. 智能生产自动化系统

精准曝气控制：基于溶解氧、污泥浓度及负荷变化，AI 动态调节风机转速与曝气时长，曝气电耗降 15%

智能加药系统：前馈 + 模型 + 反馈三模式结合，PAC 节省 20%、碳源节省 15%，出水稳定达标

污泥处理优化：自动调整回流比与排泥量，提升生化反应效率，降低污泥处置成本

泵站变频联控：多泵组智能调度，避免空转，延长设备寿命，节能 10%-20%

2. 数字孪生与仿真模拟

虚实映射：实时同步设备运行、水质参数及生化反应动态，支持工艺优化模拟与故障预演

应急方案验证：虚拟环境测试极端工况应对策略，提升系统抗风险能力

远程运维：通过数字孪生体远程诊断设备故障，减少现场巡检频次 30%

3. 设备健康管理与预测性维护

三合一监测：振动 + 温度 + 电流实时采集，AI 算法预测故障，减少非计划停机

工单闭环：设备异常自动生成工单，APP 派单→处理→验收→考核全流程数字化

全生命周期管理：记录设备采购 - 安装 - 运维 - 报废全过程，优化资产配置

4. 水质安全与合规保障

LSTM 水质预测：提前 24 小时预测出水水质，5 分钟内超标报警，响应时间 < 5min

区块链存证：出水 COD、NH3-N 等关键指标实时上链，防篡改，满足环保督查 "数据不可抵赖" 要求

碳排双控：自动生成 "吨水电耗、吨水碳排" 指标，可直接对接上海碳交易平台

5. 无人值守与智能安防

机器人巡检：防爆轨道式机器人 + 无人机替代人工夜班，覆盖危险区域

AI 视频识别：安全帽 / 烟火 / 非法闯入检测，联动广播驱离，保障厂区安全

电子围栏 + 人脸识别：确保 "零接触" 操作，符合防疫要求，提升管理效率

四、实施路径与交付保障

1. 快速实施步骤 (合同签订后 6 个月完成)

2. 交付界面

甲方提供：厂区工艺图纸、现有 PLC 点位表、进出水 24h 历史数据 (≥1 年)

敢创交付：硬件 (含安装)、软件 (含 License)、数字孪生模型、AI 算法包、运维培训、一年质保

3. 商业与服务模式

灵活付费：支持 "硬件租赁 + 软件订阅 + 服务托管"OPEX 模式，减轻资本压力

7×24 远程运维：实时监控系统运行，快速响应故障，降低运维成本

定期升级：持续优化 AI 算法与功能模块，确保系统长期竞争力

五、方案核心优势与预期效益

核心优势

1、自主知识产权：IGC 平台拥有完全自主知识产权，WebGIS 基础平台积累十八年行业经验

2、一体化设计：整合生产、运维、管理全流程，避免信息孤岛，提升协同效率 50%+

3、低改造成本：即插即用模组无需停产改造，预制式交付缩短工期 60%

4、专精特新认证：2022 年获上海市 "专精特新" 企业认定，技术实力有保障

预期效益 (以 30 万吨 / 日规模为例)

六、适用场景与实施建议

新建污水厂：全流程自动化设计，预留 AI 与数字孪生接口，一步到位实现智慧化运营

现有污水厂改造：采用 "AI 外挂 + 即插即用传感器 + 预制机房" 方案，45 天内完成主体功能上线，无需停产

集团化管理：通过水务专有云实现多厂数据集中管控，统一调度，降低管理成本 30%+

实施建议采用分步走策略：

一期 (2 个月)：部署物联感知网络，实现数据采集与基础监控

二期 (3 个月)：上线智能控制模块，实现关键工艺参数自动优化

三期 (3 个月)：部署数字孪生与 AI 决策系统，实现全流程智能化与无人值守

上海敢创科技凭借近 20 年水务行业经验，已完成 300 余项工程项目，其中包括 20 余座≥20 万吨 / 日规模的智慧污水厂，具备为不同规模污水厂提供一站式自动化解决方案的能力，助力污水厂实现高效、低碳、稳定运行。