“Bản sao số” của Công ty Cổ phần Đầu tư và Kinh doanh nước sạch Sài Gòn (SWIC)

Nhằm tạo ra cái nhìn toàn diện về bề mặt và toàn bộ hạ tầng kỹ thuật, đơn vị đã tiên phong ứng dụng công nghệ GIS (Geographic Information System - hệ thống thông tin địa lý) kết hợp với BIM (Building Information Modeling - mô hình thông tin công trình) trong quản lý và vận hành nhà máy nước.

GIS cung cấp cái nhìn không gian, xác định vị trí địa lý (tọa độ GPS) của công trình, thiết bị trên bản đồ. Trong khi đó, BIM xây dựng mô hình kỹ thuật số 3D chi tiết của công trình, thiết bị. Kết hợp BIM - GIS - SCADA - IIOT - CMMS, các hệ thống này sử dụng chung một mã duy nhất cho mỗi tài sản hoặc thiết bị (AssetID dùng chung), là cơ sở xây dựng Bản sao số (Digital Twin) của nhà máy nước.

Việc triển khai công nghệ được thực hiện theo các bước: quét và số hóa toàn bộ các hạng mục hạ tầng kỹ thuật, thu thập dữ liệu hiện trạng chi tiết và xây dựng mô hình BIM cho từng công trình.

GIS – BIM được ứng dụng vào bốn nhóm nội dung chính: (1) Quét dữ liệu và số hóa; (2) Scan chụp các hạng mục hạ tầng kỹ thuật của công ty và nhà máy; (3) Số hóa các hạng mục để thu thập dữ liệu hiện trạng; (4) Xây dựng mô hình thông tin và dựng mô hình BIM chi tiết cho các công trình hạ tầng.

Trong thực tế, GIS - BIM có 4 ứng dụng mang lại hiệu quả nổi bật. Thứ nhất, ứng dụng GIS - BIM tích hợp vào phần mềm CMMS (Computerized Maintenance Management System - hệ thống quản lý bảo trì bằng máy tính) trong quản lý tài sản trực quan. Cụ thể là quản lý, truy xuất thông số kỹ thuật, lý lịch của thiết bị trực tiếp trên mô hình 3D. Chỉ cần thao tác nhấp chuột vào một máy bơm trên mô hình, từ đó có thể xem tất cả thông tin cần thiết như: nhà sản xuất, ngày lắp đặt, công suất, lịch sử bảo trì… Đây là “lý lịch” số hóa giúp việc quản lý trở nên minh bạch và chính xác.

Thứ hai, GIS - BIM hỗ trợ vận hành và bảo trì. Nhờ đó, các kỹ sư có thể xem xét các tuyến ống ngầm trên mô hình 3D trước khi thực hiện đào xới, từ đó giảm thiểu tối đa rủi ro sự cố và tiết kiệm chi phí phát sinh.

Thứ ba, GIS - BIM còn giúp truy xuất lịch sử nhanh chóng. Dữ liệu số hóa giúp dễ dàng truy cập và tìm kiếm lịch sử vận hành, sửa chữa của từng thiết bị, hạng mục hạ tầng. Từ đó, đơn vị có thể lập kế hoạch bảo trì, phòng ngừa trước khi sự cố xảy ra.

Cuối cùng là ứng dụng trong đào tạo và mô phỏng. GIS - BIM cho phép sử dụng mô hình 3D để đào tạo đội ngũ nhân sự vận hành mới cũng như mô phỏng các quy trình đóng hay mở van một cách an toàn.

Với việc ứng dụng công nghệ GIS - BIM tích hợp vào hệ thống SCADA/IIOT hiện hữu, hệ thống xử lý nước sẽ tạo ra một “bản sao số”. Khi đó, mô hình ảo được cập nhật liên tục với dữ liệu từ các cảm biến. Nhờ ứng dụng này, nhà máy có thể tối ưu quy trình, như: mô phỏng và thử nghiệm các kịch bản vận hành khác nhau và dễ dàng tìm ra phương án tối ưu trước khi áp dụng vào thực tế.

GIS - BIM còn có chức năng kết hợp với AI/ML (Artificial Intelligence/Machine Learning) dự báo và phòng ngừa. Cụ thể là dự báo các vấn đề tiềm ẩn như tắc nghẽn đường ống, lên kế hoạch bảo trì trước khi sự cố xảy ra. Song song đó, việc ứng dụng này còn giúp quá trình tiết kiệm hóa chất và năng lượng được hiệu quả hơn. Cụ thể, về phương thức, công nghệ sẽ tìm ra cấu hình vận hành tiêu thụ ít hóa chất và điện năng nhất, từ đó đảm bảo chất lượng nước đầu ra.

Tổng thể, GIS - BIM đã trở thành “cánh tay đắc lực” của SWIC, không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình, đào tạo nhân viên qua mô hình mô phỏng, mà còn là công cụ then chốt để nhà máy vận hành một cách hiệu quả, tiết kiệm và thân thiện môi trường.