Kaynak: Qatium

Su tesisleri her gün, maliyetleri ve kesintileri en aza indirirken yüksek kaliteli hizmetlerin sürdürülmesini sağlayan kararlar alma göreviyle karşı karşıyadır. Doğru kararları alma baskısı, iklim değişikliği, eskiyen altyapı ve büyük ölçekli nüfus artışıyla daha da yoğunlaşmaktadır. 

Akıllı karar alma, hem büyük hem de küçük kamu hizmetleri ve tüketiciler için olmazsa olmazdır. Ancak yalnızca veri toplamak yeterli değildir; gerçek zamanlı simülasyon ve öngörücü analiz gibi karar destek araçlarına aktarılmalıdır. Bu araçlar, kamu hizmetlerine sistemlerinin mevcut davranışlarını anlama ve çeşitli koşullar altında tepkileri öngörme olanağı sağlar.

Mevcut durumumuz bağlamında etkili su yönetimi için SCADA’nın dijital ikizler veya hidrolik modellerle bağlantısının önemli bir öncelik olduğuna inanıyorum.

Aşağıda bu konudaki düşüncelerimi paylaşıyorum: 

• SCADA’yı hidrolik modellerle neden birleştirmelisiniz?
• İkisini birbirine bağlamanın temel faydaları
• Hidrolik modellerin %100 doğru olmasa bile değeri 
• Mühendisler, modelciler ve operatörler daha etkili bir şekilde nasıl birlikte çalışabilirler?

SCADA’yı hidrolik modellerle neden birleştirmelisiniz?

Hidrolik modellere entegre edilecek veya Dijital İkiz oluşturulmasını sağlayacak en faydalı veri kaynaklarını ararken, SCADA (Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama) sistemi verileri tartışmasız en önemlisidir. 

SCADA’nın gerçek zamanlı verileri operatörlerin sahada ve sistem içinde neler olduğunu ölçmelerine yardımcı olur. Operatörler, olası senaryoları tahmin etmek için önceki eğilimleri ve kalıpları analiz edebilir. Ancak, SCADA verileri sistemde belirli değişiklikler yapılırsa ne olacağını tahmin etmeye yardımcı olamaz.

Standart hidrolik modeller öncelikli olarak planlama için geliştirilir, bu da ana odak noktasının tasarım koşulları, günlük maksimum talepler ve yangın akış koşulları olduğu anlamına gelir; bu da bu modellerin sistem operasyonlarını gerçek zamanlı olarak temsil etmediği ve belirsizlikleri hesaba katamadığı anlamına gelir. 

Ancak ikisi birbirine bağlandığında model, gerçek zamanlı olarak çalışan sistemin ayna görüntüsüne dönüşerek ağ operatörlerine bir dizi avantaj sağlıyor.

SCADA verilerini hidrolik modelinize bağlamanın temel faydaları nelerdir?

Stratejik karar alma ve reaktif tepkiler

Hidrolik modeller SCADA kullanılarak doğrulanabilir, güncellenebilir ve yeniden kalibre edilebilir, bu da daha fazla güven sağlar. SCADA’yı hidrolik modellerle ilişkilendirmek, tahmin yetenekleriyle donatılmış gerçek zamanlı bir model oluşturur ve operatörlerin eylemlerinin sistem üzerindeki etkilerini simüle etmelerini ve bunları gerçekten uygulamadan önce sonuçlarını anlamalarını sağlar.

Bu, karar alma sürecini reaktif olmaktan proaktif olmaya kaydırır. Operatörler, geçmiş deneyimlere ve standart kurallara güvenmek yerine, tahmin yeteneklerine sahip gerçek zamanlı bir modelden elde edilen içgörülere dayanarak statükoyu korumayı veya gelecek için değişiklikler uygulamayı seçebilirler. Bu, kararlarının sistemi nasıl etkileyeceğini tam olarak anlayamayabilecek daha az deneyime sahip operatörleri düşündüğümüzde daha da önemli hale gelir. 

Sistem performansı ve bakım optimizasyonu

Avantajlar anlık kararların ötesine uzanır: Bu entegre modelle operatörler sistemlerini optimize etmeye de başlayabilir. Sistemin değişikliklere nasıl tepki vereceğinden emin olmadıkları için operatörler genellikle ihtiyatlı davranmak zorunda kalırlar. Ancak dijital ikizin sunduğu öngörücü yeteneklerle operatörler sistemin sınırlarını çok daha fazla güvenle keşfedebilirler. 

Örneğin, bir tankın seviyesinin azaldığı ancak enerji maliyetlerinin yüksek kaldığı bir senaryoyu değerlendirirken, performanstan ödün vermeden enerji tüketimini korumak amacıyla, enerji maliyetleri düşene kadar pompa aktivasyonunu geciktirmek gibi eylemleri değerlendirebilirler.

Aynısı sistem bakımı için de geçerlidir. Periyodik temizlik gerektiren bir kanalizasyon sistemini düşünün. Geleneksel olarak, tıkanıklıkları önlemek için borular önceden temizlenir ve bu bazen aşırı temizliğe yol açabilir. Ancak, kanalizasyon seviyelerini izleyen ve tortu birikimini tahmin eden bir modeli SCADA verilerine bağlayarak, temizlik daha hassas bir şekilde zamanlanabilir. Bu “tam zamanında” yaklaşım kaynakları optimize eder, bazı alanlarda temizliği geciktirirken potansiyel sorunları önlemek için kritik noktalara daha sık müdahale eder.

Geliştirilmiş acil durum müdahaleleri

Acil durum müdahaleleri ve planlama da bu entegrasyondan faydalanır. Acil durumlar sistemleri sıklıkla alışılmadık durumlara iter ve doğru karar vermeyi zorlaştırır. Yine, model operatörlerin bir durumun etkisini azaltmak için farklı tepkileri simüle edebileceği çeşitli senaryoları hesaba kattığından, operatörler proaktif hazırlık uygulayabilir. 

Örneğin, bir operatör kritik bir boru hattı arızasının olası sonuçları konusunda belirsizlik içinde olduğunda, etkili yanıtlar için stratejileri belirlemek amacıyla arızayı model içinde simüle edebilir (örneğin bir rezervuardaki su depolamasını artırmak).

Boru sızıntılarını ve kırılmalarını tahmin etme yeteneği geliştirildi

Son olarak, hidrolik modeller ve SCADA’yı entegre etmek, sızıntıları ve kırılmaları daha iyi tahmin etmeye yardımcı olabilir. Kırılmalar basınçta ani düşüşler olarak ortaya çıkarken, sızıntılar genellikle daha belirsizdir ve zamanla kademeli basınç kaymalarına neden olur. Operatörler verileri her gün incelerken bu küçük basınç değişimleri fark edilmeyebilir. Ancak, SCADA’ya bağlı bir model, gözlemlenen ve modellenen basınçları ve akışları karşılaştırarak anormallikleri tespit edebilir ve sızıntıları tahmin edebilir.

Hidrolik modeliniz %100 doğru olmasa bile yine de değer elde edebilir misiniz?

Bir hidrolik model mükemmel olmasa bile, yine de önemli bir değer sağlayabilir. Dr. George Box’ın belirttiği gibi, “Tüm modeller yanlıştır, ancak bazı modeller faydalıdır.” Modelleri SCADA ile ilişkilendirmenin değeri burada yatmaktadır. Modelin tahminleri ile gerçek zamanlı SCADA verileri arasındaki sürekli karşılaştırma, modelin belirsizlikleri ve varsayımları hakkında derin bir anlayış sağlar. Bu, SCADA’nın yalnızca modelin doğruluğunu keskinleştirmekle kalmayıp aynı zamanda sınırlamaları hakkındaki farkındalığımızı da artırdığı simbiyotik bir ilişkidir.

Ayrıca, kusurlu bir modelle kararlar alabileceğimiz kadar belirsizlik anlayışı da kazanabiliriz. Ayrıca, modelleri AI’ya bağlayabilir veya tüm girdiler hakkındaki sınırlı bilgimizi kabul edip bunun yerine olası sonuçların geniş bir yelpazesini gözlemlemek için çeşitli girdi senaryolarıyla deneyler yapmayı içeren Monte Carlo simülasyonları yürütebiliriz.

Örneğin, başlangıç ​​ve sınır koşullarına baktığımızda, model SCADA verilerine uyum sağlar ve operatörler değişiklik yaptığında bile pompa durumunu ve kuralları hesaba katar. Bu gerçek zamanlı uyum, modelin operatör tarafından başlatılan pompa değişiklikleri dahil olmak üzere mevcut sistem davranışını yansıtmasını sağlar. SCADA ayrıca doğru bir simülasyon başlangıç ​​noktası oluşturmaya yardımcı olmak için tank seviyelerinin hassas bir şekilde girilmesine olanak tanır.

İkinci olarak, model çıktılarını gerçek sistem koşullarıyla karşılaştırmayı içeren model doğrulamasını ele alalım. Modelin tahminlerini SCADA’dan gelen gerçek dünya verileriyle karşılaştırdığımızda, modelin sistemin davranışıyla ne kadar uyumlu olduğuna dair net bir resim elde ederiz. Eğer farklılıklar ortaya çıkarsa ve modelin tahminleri sapmaya başlarsa, bu sapma modelin ince ayarlanması veya daha da ilginci, sistemin kendisinin anlaşılmasının yeniden değerlendirilmesi ihtiyacını işaret edebilir.

Model ve gerçek sistem önemli ölçüde farklılaştığında gerçekleşen model yeniden kalibrasyonu da iyileştirilebilir. Bazen, modelin kendisi de uyum sağlamada zorluklarla karşılaşabilir. Örneğin, modeldeki dinamik bir değişken olan taleplerdeki değişiklikler girdilerden kaçabilir ve tutarsızlıklara yol açabilir. Ancak, modeli SCADA ile bağlayarak, gerçek zamanlı talep verilerini modele dahil edebilir ve modelin sistemin davranışıyla senkronize kalmasını sağlayabiliriz. 

Ancak, sapma her zaman modelin hatası olmayabilir. Bazen, sistemin kendisi beklenmedik şekillerde evrimleşir. Örneğin, kapatılmaması gereken kapalı bir vana veya performansı giderek azalan bir pompa gibi gerçek dünya anomalileri, model ile gerçeklik arasındaki varsayılan farklılıkları çarpıtabilir. Modelin tahminlerini gerçek sistemin performansıyla karşılaştırmak için SCADA verilerini kullanarak, yalnızca modeli iyileştirmekle kalmayıp aynı zamanda sistemin davranışına dair içgörüler elde edebilir ve anlayışımızı geliştirebiliriz.

Mühendisler, modelleyiciler ve operatörler modelleri SCADA ile entegre ederek nasıl fayda sağlar ve birlikte daha etkili bir şekilde nasıl çalışırlar?

Mühendisler, modelleyiciler ve operatörler, hidrolik modeller ile SCADA arasındaki entegrasyonun faydalarından yararlanıyor ve hepsi başarılı bir kamu hizmeti yönetimi için iş birlikçi bir yaklaşımın sağlanmasına katkıda bulunuyor. 

Mühendisler

Mühendisler, hidrolik modeller oluşturmak için hayati önem taşıyan önemli girdi verilerini, varlık bilgilerini ve boru boyutlarını sağlar. Karşılığında, artan veri kullanımının ödüllerini alırlar; bu da Dijital İkiz içinde kullanılan GIS sistemlerine yatırım yapmayı haklı çıkarabilecekleri anlamına gelir. Bu Dijital İkiz ile donatılan mühendisler, sistem içindeki sorunları belirleme konusunda gelişmiş bir yetenek kazanırlar.

Ancak belki de mühendislerin yaptığı en ikna edici etki, proje gerekçelendirmesi alanındadır. Mühendisler, bir boru hattı inşa etmek gibi yeni projeler önerdiğinde, gerçek zamanlı bir ikizin varlığı proje onaylarını almayı kolaylaştırır. Önerilen projenin sistemde dayanıklılığı nasıl koruduğunu ve tedarik sürekliliğini nasıl sağladığını göstermeye yardımcı olabilecek bir Dijital İkiz ile donatılmış olan mühendisler, projeler için yeşil ışığı güvence altına almak için çok daha iyi bir konumdadır.

Modelciler

Modelleyiciler, modeli kendisi sağlayan uzmanlardır. Modelin Dijital İkiz ekosisteminin ayrılmaz bir parçası olması nedeniyle, modelleyiciler yalnızca yaratılan değil aynı zamanda kullanılan bir modelle ödüllendirilir. Bu ayrıca modelin rafine edilmesi ve geliştirilmesine yönelik daha fazla yatırım yapılmasını teşvik eder. 

Karşılığında, modelleyiciler otomatik güncellemelerden ve yeniden kalibrasyonlardan yararlanır ve modelin sistemi giderek artan bir doğrulukla yansıtmaya devam etmesini sağlar. Ancak, sistem işletim sorunlarını veya veri tutarsızlıklarını ortaya çıkaran tutarsızlıkları tespit etmeye de yardımcı olurlar ve bu da gerekli ayarlamaları ve geliştirmeleri yönlendirir. Sonuç olarak, modelleyiciler yalnızca modeli sağlamakla kalmaz, aynı zamanda gerçek dünya dinamiklerinin sürekli iyileştirilmesi ve anlaşılması sürecini de besler.

Operatörler

Operatörler, gerçek zamanlı veriler için temel görevi gören paha biçilmez bir SCADA sistemi sağlamada önemli bir rol oynarlar. Sonuç olarak, SCADA verilerinin kullanımında önemli bir artış yaşarlar. 

Ancak etkileri daha da ileri gidiyor. Operatörler, SCADA verileriyle desteklenen ve operatörlerin bilinçli kararlar almasını ve sistem performansını iyileştirmesini sağlayan sistem davranışına ilişkin proaktif perspektifler sunan öngörücü analitik araçların tüm potansiyelini açığa çıkarıyor.

Sonuç olarak, mühendisler, modelleyiciler, operatörler ve Dijital İkizler arasındaki bu dinamik etkileşim, veri odaklı içgörülerin ve iş birlikçi çabaların su tesislerinin verimli ve dayanıklı bir şekilde işletilmesini sağladığı bir geleceği şekillendiriyor.