AI dla wodociągów: planowanie na przyszłość
Studium przypadku MPWiK Wrocław x Deloitte - Predictive Maintenance
O projekcie
Czy można przewidzieć awarię, zanim jeszcze nastąpi i uniknąć kosztownych napraw? Tak! We Wrocławiu wdrożono nowoczesny system predykcyjny do zarządzania siecią wodociągowo-kanalizacyjną, aby sprawniej wykrywać zagrożenia i zapobiegać problemom.
W niniejszym studium przypadku przyjrzymy się, jak technologia zmieniła sposób zarządzania infrastrukturą wodociągowo-kanalizacyjną, poprawiając nie tylko efektywność operacyjną, ale także komfort życia mieszkańców.
Współczesne miasta borykają się z wyzwaniami związanymi z utrzymaniem infrastruktury wodociągowo-kanalizacyjnej, gdzie awarie mogą prowadzić do wysokich kosztów napraw, strat wody oraz niezadowolenia mieszkańców. W odpowiedzi na te problemy MPWiK Wrocław zdecydowało się na wdrożenie we współpracy z Deloitte oraz AWS (Amazon Web Services) systemu Predictive Maintenance, wykorzystującego zaawansowaną analizę danych i algorytmy sztucznej inteligencji.
"MPWiK we Wrocławiu zarządza siecią wodociągową o długości ponad 2000 km. Gruntowna renowacja tak rozległej infrastruktury wymagałaby niemal nieograniczonych środków finansowych. W przypadku ograniczeń budżetowych ważne jest ustalenie priorytetów przy typowaniu odcinków wymagających rehabilitacji. W obliczu tych wyzwań konieczne stało się znalezienie narzędzia, które pozwoli efektywnie planować modernizację i osiągać najlepsze efekty przy dostępnych zasobach."
- Piotr Słomianny, CIO & CFO, MPWiK S.A. we Wrocławiu
Zainspiruj się! Obejrzyj nasze video success story
ANALIZA PRZYCZYN RYZYKA
Narzędzie opracowane przez Deloitte i MPWiK S.A. we współpracy z partnerem technologicznym AWS (Amazon Web Services) łączy zaawansowaną analitykę danych z głębokim zrozumieniem specyfiki infrastruktury krytycznej. Kluczowe kroki realizacji projektu obejmowały:
- integrację danych z istniejących źródeł danych wewnętrznych (np. typ rury, wiek, materiał z jakiego jest wykonana) z nowymi źródłami informacji (np. położenie innych obiektów),
- stworzenie zintegrowanej bazy danych zawierającej ponad 300 zmiennych dla każdego elementu infrastruktury,
- opracowywanie i testowanie licznych modeli uczenia maszynowego w celu identyfikacji nieoczywistych wzorców w danych np. wpływ bliskości dróg lub torów na ryzyko awarii.
System, stworzony we współpracy z Deloitte, MPWiK S.A. oraz AWS, umożliwia inteligentne planowanie inwestycji i modernizacji. Oparty na module predykcyjnym, analizuje prawdopodobieństwo awarii w poszczególnych częściach sieci oraz szacuje wymagane budżety na naprawę. Wykorzystaliśmy tutaj zaawansowane technologie chmurowe AWS, które
stanowią fundament jego działania. Dzięki elastyczności i skalowalności chmury, jesteśmy w stanie przetwarzać ogromne ilości danych z sieci wodociągowo-kanalizacyjnych niezależnie od ich złożoności i lokalizacji.
- Dawid Dybuk, Key Account Manager, Amazon Web Services
„Nasze rozwiązanie wykorzystuje zaawansowane algorytmy sztucznej inteligencji do analizy setek tysięcy punktów danych, co pozwala przewidzieć potencjalne awarie z dokładnością do 90%. System uwzględnia zmienne takie jak: wiek rury przesyłowej, materiał, z którego powstała oraz setki zmiennych opisujących otoczenie, w którym dany odcinek się znajduje, takich, które powodują wyższą awaryjność sieci kanalizacyjnej, czy bliskość torów tramwajowych, które też negatywnie oddziałują na sieć. Dzięki temu MPWiK we Wrocławiu zyskało narzędzie, które pozwala nie tylko reagować na awarie, ale ich aktywnie unikać.”
- Amadeusz Andrzejewski, AI&Data Leader, Deloitte.
PRECYZYJNA PREDYKCJA AWARII
Jedną z kluczowych funkcjonalności narzędzia jest interaktywna mapa prezentująca ryzyko uszkodzenia, która wizualizuje każdy element infrastruktury, oznaczając je kolorami odzwierciedlającymi poziom ryzyka awarii. Użytkownik może wybrać dowolny element, uzyskując dostęp do szczegółowych informacji, takich jak szacowane koszty naprawy, potencjalne koszty awarii czy prognozowane ryzyko dla różnych okresów. Mapa oferuje również możliwość filtrowania według wybranych zmiennych oraz eksportowanie danych do formatów kompatybilnych z innymi narzędziami analitycznymi. Wraz z narzędziem użytkownicy otrzymują możliwość aktualizacji danych np. w związku ze zmianą cen materiałów, budową nowego odcinka wodociągów czy przeprowadzoną modernizacją infrastruktury.
Możliwości narzędzia nie zatrzymują się na pytaniu "co może ulec awarii?", ale pozwalają uzyskać odpowiedź "dlaczego i co możemy z tym zrobić?", otwierając nowe możliwości w zarządzaniu infrastrukturą. Co więcej narzędzie umożliwia samodzielne eksportowanie danych.
Kluczową funkcjonalnością narzędzia Predictive Maintenance jest kompleksowy model finansowy, pozwalający na przekształcanie danych technicznych w konkretne decyzje biznesowe. Model analizuje dwa główne scenariusze: planowaną modernizację i nieplanowaną naprawę awarii, uwzględniając ponad 50 składowych wydatków, takich jak koszt robocizny, materiałów (np. przewodów czy odtwarzanej nawierzchni) i koszty zajęcia terenu. Analiza różnych scenariuszy oraz ich porównanie pozwala na optymalizację budżetów i priorytetyzację inwestycji, maksymalizując efektywność każdej zainwestowanej złotówki.
ROZWÓJ I SKALOWALNOŚĆ NARZĘDZIA
W oparciu o uzyskane wyniki planowany jest dalszy rozwój narzędzia Predictive Maintenance w celu zwiększenia jego funkcjonalności i dostępności. Wśród planowanych ulepszeń znajduje się m.in. rozszerzenie systemu o dodatkowe wersje językowe. Rozważana jest także aktualizacja modułu finansowego, pozwalająca na jeszcze dokładniejszą analizę kosztów eksploatacyjnych i potencjalnych oszczędności. Dodatkowo, przewidziane jest wzbogacenie warstwy UX o interaktywne wykresy i wizualizacje, co ułatwi interpretację danych, przyspieszy podejmowanie decyzji i usprawni zarządzanie infrastrukturą.
Dalszy rozwój narzędzia otwiera nowe możliwości w zakresie predykcyjnego utrzymania infrastruktury miejskiej i przejścia z reaktywnego modelu zarządzania do proaktywnego, przyczyniając się do jeszcze większej efektywności operacyjnej i zrównoważonego gospodarowania zasobami.
Wspieraliśmy wdrożenie każdego etapu projektu – od analizy wymagań po szkolenia dla zespołu. Nasze rozwiązanie jest skalowalne. Możemy je dostosować do różnych rozmiarów sieci, co sprawia, że jest efektywne zarówno dla większych miast, jak i mniejszych gmin. W przyszłości planujemy dodanie nowych funkcji, jak wdrożenie modułu predykcyjnego dla sieci ciepłowniczej czy gazowej czy integracja z systemem ERP i modułem budżetowym.
- Łukasz Kowalski, Business Development Director, Deloitte
O MPWiK WROCŁAW
Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji S.A. we Wrocławiu liczy blisko 150 lat. Obecnie spółka dostarcza wysokiej jakości wodę z Oławy i Nysy Kłodzkiej do około miliona odbiorców z Wrocławia i 7 gmin ościennych. MPWiK S.A. od lat dba o środowisko naturalne i angażuje się społecznie, co wyróżnia je na tle innych organizacji gospodarczych. Podejmuje także działania nastawione na poprawę świadomości ekologicznej np. przez kampanię społeczną #PijKranówkę. Szczególnym przykładem realizowania polityki CSR jest kształtowanie odpowiednich postaw ekologicznych wśród najmłodszych przez stworzenie Akademii H2O. Projektu, który jest skierowany do uczniów klas drugich szkół podstawowych i swoim działaniem obejmuje wszystkie wrocławskie podstawówki. Przez trzy lata trwania projektu jego uczniami we Wrocławiu zostało około 20 000 dzieci. Dodatkowo liczne informacje istotne dla lokalnej społeczności znaleźć można na stronie internetowej www.mpwik.wroc.pl oraz specjalnie opracowanej na potrzeby mieszkańców Wrocławia stronie www.pijkranówkę.pl
O Amazon Web Services
Od 2006 roku Amazon Web Services (AWS) jest najbardziej wszechstronną i szeroko stosowaną ofertą chmury na świecie. AWS stale rozszerza swoje usługi, aby obsługiwać praktycznie dowolną operację informatyczną w chmurze, obecnie oferując ponad 240 w pełni funkcjonalnych usług obliczeniowych, pamięci masowej, baz danych, usług sieciowych, analityki, uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji (AI), Internetu rzeczy (IoT), rozwiązań mobilnych, bezpieczeństwa, rozwiązań hybrydowych, tworzenia, wdrażania i zarządzania aplikacjami w 114 strefach dostępności (AZ) w 36 regionach geograficznych, z ogłoszonymi planami dotyczącymi kolejnych 12 stref dostępności i czterech nowych Regionów AWS w Nowej Zelandii, Królestwie Arabii Saudyjskiej, Tajwanie oraz regionu AWS European Sovereign Cloud. Miliony klientów, w tym najszybciej rozwijające się startupy, największe przedsiębiorstwa i wiodące agencje rządowe ufają AWS w zakresie ich infrastruktury, zwiększania elastyczności i obniżania kosztów. Więcej informacji o AWS na stronie aws.amazon.com.
Poznaj nasze możliwości
Opens in new window
