淺析水務業務的指標化管理

金建峰，蔣盛峰，鄭燕麗

(1.上海新金山投資控股集團有限公司，上海 201500；2.上海金山工程建設管理有限公司，上海 201500；3.上海昊滄系統控制技術有限責任公司，上海 200030)

新一代信息技術的加速變革支撐了智慧水務的飛速發展，但現階段智慧水務大多只是概念，未能得到具體落地。水務指標化管理是智慧水務中數字化運營管理的一個重要舉措，本文以某集團為例，討論如何實現水務業務的指標化管理。

1 指標提煉

指標化的本質是反映水務運營目標的“可見，可量，可靠”。首先需要在龐大的水務數據中提煉重要的各種指標，然后通過當前指標的定義、計算、監控、分析和可視化展示為水務科學決策提供依據。指標化管理的流程如圖1所示。

指標的提煉必須圍繞水務戰略目標來開展，戰略目標可分解為：生產目標、控制目標、經濟目標、服務目標、工程目標、安全目標、環境目標和集團管理目標。結合這些目標所需完成的實際工作內容，從而找到能對工作結果進行真實描述或衡量的指標，提煉得到的指標如圖2所示。

2 指標分類

高效的水務指標化管理需要從不同角度對指標進行分類，將管理者最關注的指標分類呈現。

(1)按業務分類。根據業務的分類，分為供水指標和污水處理指標，如所涉業務不限于此，可進一步增加分類。

(2)按層級分類。根據管理的層級，分為集團級指標和公司(廠)級指標。不同層級的管理者關注的指標是不同的，如圖3所示，集團級管理層主要關心結果類指標，如：綜合水質合格率、水費回收率、資產完好率等；公司(廠)級管理層主要關心過程類指標，如：水質實時數據、泵站壓力實時數據、藥耗、電耗、產銷差率、污染物消減量等。

圖3 指標層級分類Fig.3 Index Hierarchy

(3)按范圍劃分。根據指標的應用范圍可分為管理指標、監管指標、關鍵指標(KPI)和績效考核指標。績效考核指標是最常用、最重要的指標，其數量并不是越多越好。根據《AquaRating-一種供排水績效評估的國際標準》[1]中的最佳實踐“績效考核指標的表述應符合SMART原則，即是具體的、可度量的、可實現的、現實的、有時限的，且數量最好不超過20個”[2-3]。這4種類型的指標在某集團的水務管理中實際使用數量如表1所示。

表1 某公司不同應用范圍指標數量對比Tab.1 Comparison of Indicators in Different Application Areas

3 指標分解

通過前面的指標定義可以得到管理者需要的一級指標，但有些一級指標的指標值并不能直接獲得，需要對其向下分解，找到基礎指標后經由相關關系最終得到指標值。大部分的一級指標可通過計算公式進行分解，直到找到最基礎的指標。但并不是所有指標都存在運算關系，一些指標之間的關系無法用計算公式表示，這些指標需要先找到它們之間的關系，然后通過相關關系堅持分解到基礎指標。

以某集團的漏損率指標為例，根據2017年最新發布的《城鎮供水管網漏損控制及評定標準》中定義的漏損率[4]，如式(1)。

RWL=(Qs—Qa)/Qs×100%

(1)

其中：RWL——漏損率；

Qs——供水總量，萬m3；

Qa——注冊用戶用水量，萬m3。

漏損率作為一級指標可分解為注冊用戶用水量和供水總量兩個二級指標。注冊用戶用水量并不是一個可以直接從儀表讀取的指標，而是由實抄水量、免費水量和沖洗水量相加得到的指標，即注冊用戶用水量=實抄水量+免費水量+沖洗水量。所以可以繼續向下分解成三級指標，最終得到如圖4所示的4個基礎指標。

圖4 漏損率分解示意圖Fig.4 Schematic Diagram of Leakage Rate Decomposition

基礎指標數據的獲得包括自動采集、手工導入和直接錄入這3種。

4 指標建模和計算

在歷史數據的基礎上不斷建立指標模型、評估指標模型質量、優化分析維度，模型所對應的業務領域的分析維度將會逐步清晰，從而找到更有意義的新維度，一個新維度的出現也可能是集團發現管理創新的點和隱藏問題的點[5]。

指標的建模通過建立維度表和事實表，把數據分為維度和度量值。維度又分為層次，由不同級別組成，如日期的層次就由年、季、月、日級別組成。因此，可得出分析建模數=指標數×分析維度數(時間趨勢、空間對比、屬性等)×維度層級數?？梢钥闯鲋笜藬怠⒎治鼍S度數和維度層級數直接決定了指標建模的工作量，是一個工作量巨大、任務繁重的工程。

指標的建模需要配置相應的計算公式。指標計算公式的維護主要是通過配置變量(普通、通配符、正則表達式等)來表達指標間的依賴關系，并需對指標值、公式的有效性、計算周期和指標依賴死循環進行檢查，確保計算能正常運行。某集團的做法是直接配置到系統上，用領域專用語言(DSL)定義計算公式，既方便業務人員理解，又可以實現靈活的自行維護，如圖5所示。

圖5 計算公式維護Fig.5 Formula Maintenance

在完整、有效地錄入基礎指標后，可發起模型運算，得到所有指標值。

5 指標監控

指標監控是為了將指標和目標進行比較，通過信息化手段分析和溯源，找到關鍵影響因素加以優化控制，從而更好地實現水務經營目標，包含以下4個步驟。

(1)設定指標監控目標：指標監控目標的設定要切合實際并符合國際、行業標準。某集團漏損率監控目標分為兩級，一級為10%，二級為12%，并根據居民抄表到戶水量、單位供水量管長、年平均出廠壓力和最大凍土深度進行修正。

(2)指標監控預警：設定各指標的目標警戒值，在指標值不能很好地吻合目標值時主動向管理者推送預警信息，并支持隨時查看預警詳細記錄。

圖6 指標監控示意圖Fig.6 Schematic Diagram of Index Monitoring

(3)指標異常分析：指標異常的影響因素通常分為可控因素和不可控因素，通過分析找出這些影響因素，對可控因素加大控制力度，對不可控因素盡量減少其對結果的影響程度。

(4)反饋調整監控目標：由于內外部環境和公司戰略目標的不斷變化，指標設定的目標應不斷進行優化調整。

以上4個步驟構成了一個閉環，推動水務管理的持續改進，如圖6所示。

6 指標分析

通過建模后得到的水務指標分析模型，進行不同特性的綜合分析。指標分析并不能代替管理者決策，而是輔助管理者決策。常用的水務指標分析的方式主要為主題分析和專題分析。

6.1 主題分析

(1)關聯分析

根據設定的指標相關關系或計算公式，對存在關聯關系或計算關系的指標進行關聯查詢，以實現問題的溯源。

(2)歸并分析

對于不同的統計分析口徑，將指標按不同規則歸并統計以進行運營管理分析。例如某集團根據實際的業務單元的歸并關系，對下屬供水公司和污水處理公司的指標進行了匯總分析，從而了解了分公司總體運營情況。

(3)對比分析

實現指標的橫向、縱向分析，了解指標的特性、變化和趨勢等，例如趨勢對比分析、同期對比分析、單位環比分析、比例對比分析等。

6.2 專題分析

專題分析實現數據的深度利用，為運營管理人員決策提供數據支持。

(1)工藝分析

參照工藝管理需求，利用工藝仿真模型或者開發工藝分析圖表，為運行管理人員提供參考。某集團下屬某污水廠運用ProSee污水廠運行專家智能決策系統修改可能影響出水水質、運行效果和能耗狀況的輸入參數，來獲得不同運行條件下的仿真結果，從而評價不同的運行策略，并能從中擇優遴選出能耗較低、出水效果較好的方案，如圖7所示。

圖7 ProSee工藝分析Fig.7 ProSee Process Analysis

(2)成本分析

結合量、耗、財務等指標進行成本分析，找到影響成本的主要因素，實現降低成本的目標。

(3)能耗分析

基于儀表采集的電量、油量、氣量等能耗數據,運用各種方式進行能耗分析。例如ProSee污水廠運行專家智能決策系統可結合污水廠的實際情況，提供各大耗能設備門類以及主要耗能設備(如鼓風機、提升泵等)的能耗指標(各類耗能設備的電耗、運行臺時數或開啟臺數、處理單方水電耗等)，并提供各門類設備電耗占全廠電耗的比重分析，幫助科學決策，如圖8所示。

圖8 ProSee能耗分析Fig.8 ProSee Energy Analysis

7 指標可視化展示

指標可視化展示在于以一種更加有助于理解和引導的方式去表達信息，包括比較類(如柱狀圖)、分布類(如散點圖)、占比類(如餅圖)、區間類(如儀表圖)、關聯類(如矩形樹圖)、趨勢類(如曲線圖)、時間類(如面積圖)、地圖類(如管網GIS)、BIM類等。

8 結語

(1)我國水務行業運營管理的標準化和規范化管理大大落后于電力等行業，標準化和規范化有待推進；

(2)通過實施指標化管理可以有效加強對所屬公司(廠)的綜合監管能力，大幅減小高速發展帶來的運營風險；

(3)下屬分公司通過有效的、規范的指標化管理，使得水務工作責任明確，提升了業務創新積極性，使集團水務運營管理從被動變成主動、從盲目變成有序、從分散變成聚焦。