工藝AI落地 北控水務榮獲"科技創新場景最佳應用案例" 2026-08-20
8月20日，2026（第十八屆）上海水業熱點論壇成功舉辦，北控水務憑借“數智化升級汙水廠工藝AI實踐”，榮獲“科技創新場景最佳應用案例”（市政汙水領域·生產運行智能化創新場景）。
近年來，北控水務全麵落地數據驅動管理：以數據預警水質、溢流等安全風險；依托數據實現水廠星級評定線上動態量化、全程公開；以數字化築牢安全風險辨識、過程管控、閉環作業體係；打通運維工單全流程數字化閉環……
當我們沿著運營走向生產深處，最核心的一環就是工藝控製。北控水務依托全國運營場景、數據與工藝積澱，率先將AI應用於汙水廠核心生產。工藝AI融合數據、工藝機理及智能算法，推動水廠升級為數據、模型、端雲協同的智能運營體係，沉澱可複製、可迭代、可規模化的標準化運營能力。
01 築“底座”搭建工藝AI體係
圍繞生產控製這一核心場景，北控水務構建“標準化程序+小模型+ENKI智能體+雲邊協同”的完整工藝AI體係。通過數據感知工況、算法優化參數、模型沉澱專業經驗，智能體統籌多模型聯動，達成單元精準自控與全廠全局智能決策雙重效能。
· 標準化程序：專家經驗轉化為機器語言
北控水務係統梳理不同工藝、負荷和運行場景的調控方法，已完成12個核心工藝單元、27項工藝調控邏輯的標準化提煉，將專家經驗中的“何時調、調多少、何時切換”轉化為機器可讀取、程序可執行的規則。
· 小模型：動態計算關鍵控製參數
針對溶解氧、曝氣量、藥劑投加量、回流比等核心工藝指標，北控水務依托輕量化小模型，結合現場實時工況智能動態測算最優控製參數，已完成20套模型率先上線水廠實景運行測試。
整套算法體係融合工藝機理、統計分析和機器學習技術。針對不同業務場景，綜合應用自然斷點聚類（Jenks）實現典型工況自動劃分，采用孤立森林（Isolation Forest）進行異常工況檢測，結合動態時間規整（DTW）識別相似運行過程，並融合梯度提升樹（GBDT）、隨機森林、XGBoost等機器學習算法建立多場景參數預測模型。
同時，搭載Transformer時序預測模型深挖長周期數據關聯，疊加因果推斷與因果圖譜拆解多變量耦合關係，搭建多維度參數智能預測引擎。實現在季節更替、負荷波動、汙泥濃度變化等各類複雜生產條件下，自動迭代調控工藝參數，保障係統長效穩定高效運行。
· ENKI智能體：全廠視角的全局最優
ENKI智能體打破單點局部管控局限，立足全廠全域統籌統籌工藝運行。依托多智能體協同架構，綜合研判進水水質、能耗藥耗、汙泥工況、設備運維、運行風險及出水達標穩定性多重維度，通過工藝機理與AI混合仿真推演反事實幹預路徑，精準求解水廠多目標約束下的全局最優運行方案。
工藝AI體係采用雲端迭代訓練、邊緣即時執行的雲邊協同模式，在算法模型持續自主進化迭代的同時，牢牢守住生產安全與出水穩定底線，實現智能升級與可靠運行雙向兼顧。
02 真“下場”AI實時決策作業
工藝AI不是停留在屏幕上的建議係統，而是真正實現下場作業，進入控製回路。
· 棗莊北控：全流程自動化控製的先行者
棗莊北控作為集團首批工藝AI試點之一，麵對南四湖國控斷麵嚴格的水質管控要求，以“不同進水負荷下自適應的全流程自動化控製”為目標，完成格柵、沉砂、提升、曝氣、回流、碳源與除磷加藥、排泥等12個工藝單元標準化程序部署，並植入8個小模型，形成從進水負荷識別、曝氣需氣量與DO目標計算、回流動態修正，到碳源/除磷加藥和執行設備聯動的全流程控製鏈路。
目前，全流程標準化程序實現正式投用，核心單元標準化程序最長連續運行時長超過一個月，運行時長占比超過90%。在保障水質穩定受控的基礎上，噸水曝氣電耗同比下降14.4%；除磷藥劑單耗較程序投用前下降33%，出水總磷穩定在內控值以內。
· 廣州花都：從“事後調整”到“提前預判”
在廣州花都項目，圍繞提升、曝氣、內外回流、加藥等5大核心工藝單元，係統部署了多套標準化控製程序，覆蓋變液位恒流量、分區和輪值間歇曝氣、泥位反饋回流、基於缺氧池出水氨氮控製內回流、基於出水TP的除磷加藥等核心場景。同時，現場部署了前饋計算風量小模型，根據進水負荷和實時工況動態預測需氣量，讓控製策略“提前預判”。
應用程序後，出水水質波動幅度明顯減小，水質持續穩定達標，曝氣電單耗同比下降超20%，提升單元電單耗同比下降超30%。
03 創“價值”單好—均好—都好
工藝AI的深層價值，並非局限於實現單一水廠的最優運行，而是將成熟驗證的先進運營體係轉化為標準化能力。
北控水務遵循“單好--均好--都好”的遞進路徑，在汙水廠“單好”基礎上，實現全集團“均好”，助力全行業汙水廠“都好”。率先在單體水廠打通標準化程序、智能模型與全流程自控閉環，再依托統一數據規範、標準執行程序、輕量化模型、ENKI智能體及雲邊協同完整架構，大幅降低技術落地成本，全麵拉動不同地域、工藝類型、建設規模水廠的整體運營水平高質量升級。
數智變革浪潮下，北控水務依托工藝AI打造汙水廠生產運營新範式，完整構建“技術搭建—現場落地—全域複製”的數字化閉環。
北控水務持續深耕水務行業人工智能技術創新，迭代升級一體化工藝AI體係，以數據賦能生產管理、以智能實現降本增效，輸出行業標杆解決方案，引領行業邁入高質量、集約低碳的智慧發展新階段。
