上海威派格智慧水務股份有限公司（以下簡稱“威派格”）作為工業互聯網產業聯盟理事單位，以工業互聯網理念進行二次供水智聯設備的研發、生產、銷售與服務和二次供水智慧管理平臺系統的開發、部署、調試與維護，為城市二次供水的安全、節能及高效運營提供有力保障。

威派格通過發揮多年專注于水務行業的經驗優勢，持續改進創新產品與優化解決方案，積極落實國家《中國制造2025》戰略，并結合四部委發布的《建城[2015]31號》文件，通過兩化融合推動威派格由生產型制造向服務型制造轉變。

威派格商業模式的創新將推動供水行業的發展，為水務運營企業創造更大價值，同時打造一個合作共贏的水務行業生態系統，實現中國的“智慧水務”。

作為物聯網在工業領域各產業的應用，工業互聯網是互聯網的理念和技術在產業領域的自然延伸和發展。該項目將推動威派格經營模式發生轉型，使威派格從設備生產廠商，變為智慧供水解決方案供應商，把企業的競爭力提升到一個全新的水平。本項目將成千上萬套供水設備連接上網，與水務企業的原有信息系統、業務流程及工作人員緊密地融合在一起，打通信息孤島，通過數據分析推動城市智慧供水，從而大幅提高水務企業營運的安全與效率，并起到節能降耗目的。

【打通水務行業信息孤島，提升城市供水運營管理水平】

本項目技術方面，威派格著重推動云平臺通用架構，實現水務低成本的業務應用目標，通過混合云技術突破水務企業信息孤島所帶來的障礙。在業務方面，該項目威派格通過建立行業生態系統，提升工業互聯網在供水領域的接納度，加快工業互聯網系統的實施和價值的實現，最終取得企業轉型發展成效。

【著眼于全生命周期，立足于遠程在線運維】

構建一套基于產品全生命周期理念的智能化生產與產品應用動態管理體系，此體系聚合了地理信息（GIS）系統、數據采集與監控系統、實時數據的水力模型系統，打造管理人員、行業專家、智能化工廠、產品運營信息高度融合的集成管理環境，從而實現快速響應和優化決策。

【打造供水智慧管理平臺助力城市二次供水智慧管理】

通過建立二次供水設備網絡化信息化管理模型，讓城市水務運營企業的一線人員隨時掌握設備的運行狀態與運行數據，讓管理人員不斷掌握生產偏差和成本變化，同時檢驗現有管理成果與優化管理內容，從而實現城市二次供水的智能運營和智慧決策，最終讓城市水務運營企業成本實現精細化控制，對用戶的服務質量持續改善，促進企業的價值得以不斷提升，最終實現運營管理的多方共贏。

威派格通過工業互聯網系統架構與云計算技術相結合，構建了可以讓眾多水務企業低成本、快速化實現目標的供水應用管理平臺，建立的智慧供水生態圈，可以實現威派格與供水企業的多方受益，實現了針對水務企業需求可個性化定制軟硬件產品，通過人員協同達到服務化運維的運營增效目標。

【城市智慧供水逐層創新架構助力設備遠程運維增效】 智慧供水系統實現設備遠程運維增效目的，必須建立通用“生態”平臺，該平臺需要網絡及安全設備、計算機硬件設備的技術支持，更需要軟件支撐。該平臺設計上可劃分為五個層次：環境及設備物理層、物聯感知層 、網絡通訊層、數據及服務支撐層、應用層。如圖1所示：

智慧供水系統的發展過程中，應當建立起穩定、安全、高效的一體化通信機制。網絡通信層更加關注業務應用的網絡化服務，基于服務意向調配自動化的網絡服務提供有效的負載均衡、入侵防范、流量調配等優異的自動化功能，應當創造性地融合水務企業網（Intranet）、互聯網(Internet）、移動無線網（GPRS、3G、4G）、自建無線網（220M、433M、470M）等大容量、高帶寬、高可靠的網絡，實現一體化的水務服務網絡覆蓋。

（2）新一代NB-IoT網絡技術在項目中的應用

NB-IoT網絡通信技術極符合智慧供水系統中對設備數據采集、運維優化指令下發的需求，NB-IoT的低功耗、強穿透力、大連接的技術性能，是對本項目一體化水務網絡的必要補充。

【供水數據整合及數據智慧服務支撐層架構】

智慧供水系統通過建立數據中心實現更好的數據化服務。數據中心整合元數據、監測數據、空間數據、業務數據、水文水利數據等相關基礎信息，通過磁盤管理、NAS存儲、分布式存儲等數據存儲支撐技術，把結構化數據、非結構化數據進行有效組織 。

（1）數據資源融合

數據資源可以從制水工藝過程監控、供水管網地理信息、水質管理信息、客戶服務系統、計算機輔助支持系統等各業務子系統獲得，同時需要對分布的、海量的數據進行匯聚、處理、分析，要求整個水務的數據系統必須能夠高效的匯聚與存儲大量的數據。

（2）服務融合

智慧供水系統的業務功能服務接口需要跨越不同時期的關聯業務系統，需要適應不同操作系統、程序語言的調用請求。這就要求智慧供水平臺系統的制定接口具有非常強的開放性，以適應各類接入環境的廣泛需求。

（3）供水大數據挖掘及設備實時數據流式計算

威派格采用大規模機器學習對系統歷史大數據進行處理，建立針對性數學模型，并將數學模型植入至流式計算引擎當中，數據根據規則引擎設置的條件，實時對設備所采集的數據進行價值發揮，實現設備自動故障診斷、預防性維修及運行狀態預測，最終實現供水設備遠程智慧化運維的目標。見圖3：

【全方位安全保障體系為智慧供水系統保駕護航】

智慧供水運營體系的安全保障必須從全局角度思考，嚴格保障水務運營體系需具備防破壞性、防入侵性、抗災難性等能力。同時，建立相應的信息安全保障機制，充分利用加密技術、數據隔離、災難恢復等配套性解決方案，以避免水務運營體系的業務服務不可持續性發展。

（1）構建符合信息系統等級保護要求的安全體系結構

（2）建立科學實用的全程訪問控制機制

（3）加強源頭控制，實現基礎核心層的縱深防御

（4）面向應用，此次開發的智慧供水系統采用安全封裝的方式實現對應用服務的訪問控制，具有分層保障、應用獨立、數據隔離等技術運營安全特征。應用服務的安全封裝主要由可信計算環境、資源隔離和輸入輸出安全檢查來實現。

如圖4、圖5所示：

   【年度項目分析】

    2017年度計劃對諸暨、合肥、滄州、淮安、徐州、欽州、阜新七個城市水司管理的約1000泵房，近2000套二次供水設備進行新產品接入或老舊設備改造，如表1所示。

    針對每個項目完全不同的現實情況，進行底層泵房改造計劃制定。對于威派格自有二次供水設備，將采用威派格常規接入方式快速接入，而對于其他廠家設備將進行不同程度的改造。

    【底層建設方案】

    底層接入設備可包括但不限于加裝的傳感器、RTU、智能網關、交換機或路由器、3G/4G路由器、協議轉換器等。對于城域網專網成本較高區域的設備改造或威派格新設備建設，推薦使用RTU或智能網關外加路由器接入，對于另外一些已經建成的，將建議其保留原有系統，威派格二次供水管理平臺將通過Restful API和數據庫中間件將SCADA數據接入云端服務。

    【平臺接入部署】

     平臺支持標準的SCADA功能，包含實時、歷史數據呈現，自動報警，圖表曲線統計，圖形化渲染，GIS查詢，視頻安防接入等功能；支持設備基本信息管理、設備壽命管理、能耗分析等功能。

    【大數據應用】

     標準的SCADA服務只為用戶提供了最基礎的數據接入、展示、統計和報警功能，適用于較小規模的設備監控。而大數據應用將從設備并發接入、數據并發處理和海量數據分析三個層面進行部署。

    【移動辦公】

     為了提高運行管理效率，威派格為用戶開發了基于安卓操作系統的的移動App，結合二次供水管理平臺進行排程任務執行、在線交流、定位服務、能耗服務等功能延伸。

    【以工業互聯助力城市智慧供水生態發展】

     通過工業互聯網系統的部署，整合城市供水設備，水務企業信息系統和業務流程，以可靠和高效的方式為居民提供安全優質的飲用水。通過云服務的方式，把設備、人員、業務應用有機整合于一體，將其提供給城市水務公司和其他用戶，使這些新的技術能夠廣泛的應用，全面地提高城市供水運營效率，以最低的成本獲得工業互聯網所能帶來的效益，也同時促進城市供水產業的業務轉型。

    【新理念轉變模式，新模式推動發展】

    本項目通過新的技術和工具推動威派格商業模式的轉變，促進城市二次供水行業管理水平和運維效率的提升。在新的模式下，供水運營公司會在服務平臺選擇上利用低成本的云服務平臺，云平臺的建設推動了智慧供水生態圈的建立，實現了多方共贏的商業模式。新的商業模式將威派格從傳統設備制造生產型企業發展為具備工業互聯思維的科技服務型企業，并通過服務提升供水運營公司的管理運維水平，保障城市供水系統的安全運行。

    為貫徹落實黨的十八屆五中全會精神，落實《中國制造2025》發展戰略，促進物聯網、云計算、大數據、人工智能等相關新技術、新業態和新模式的產業化應用，樹立產業應用標桿，在工信部指導下，工業互聯網產業聯盟現面向社會公開征集優秀案例，研究結果將向社會公開發布。