基于數據分析的供水廠生產運行管理問題及優化對策研究

張鳳濤, 肖 峰

(1.天津市自來水集團有限公司, 天津 300042; 2.天津市自來水集團有限公司凌莊水廠,天津 300042)

二十大報告明確將“增進民生福祉,提高人民生活品質”作為今后五年奮斗目標之一[1-2]。 飲水安全事關民生福祉,關乎廣大人民群眾的切身利益。供水廠安全穩定運行是保障群眾生活及經濟發展的重要基礎之一,對城市發展有著至關重要的影響[3-4]。 隨著社會的不斷發展,人民群眾對自來水的供給和品質提出了更高的要求,進而也給供水廠的綜合管理能力帶來新的挑戰[5-7]。 基于上述時代背景,某水務集團提出“一流水廠”的建設目標,本文通過歷史數據分析,明確該水務集團下屬供水廠管理現狀,找到供水廠管理上存在的不足,并提出針對性的建議對策。 一流水廠建設是一種內部流程的持續改進活動[8-9],有助于提升該水務集團下屬供水廠管理質量和效率,提高人民群眾用水滿意度,維護供水廠的良好形象。

1 供水廠生產運行管理研究思路

以某水務集團下屬供水廠為例,通過文獻分析、實地研究方法中的問卷調查對供水廠進行了調研,同時結合訪談法和供水廠近3 年的數萬條生產數據對供水廠管理問題現狀進行深入歸納和剖析,具體研究思路見圖1。

圖1 研究思路Fig.1 The ideas of research

1.1 供水廠生產運行管理數據分析

針對某水務集團下屬供水廠生產運行管理開展問卷調查,問卷調查對象主要是供水廠員工,發放問卷80 份,回收75 份,回收率為93.8%,問卷數據較為完善,問卷調查主要內容見表1。 為評價調查問卷模型的一致性和有效性,本調查問卷使用SPSS25.0 統計分析軟件對回收的調查問卷數據進行信度和效度檢驗。

表1 某水務集團下屬供水廠管理問題調查問卷Tab.1 List of management questions of the waterworks under Waterworks Group

1.1.1 信度檢驗

克朗巴赫系數(Cronbach’s Alpha)是調查問卷信度檢驗的常用指標,可以用來分析樣本數據的可靠性。 因此,本文采用克朗巴赫系數法來檢驗數據的內部一致性(信度)。 將收集到的數據導入到SPSS25.0 軟件,采用Cronbach 一致性系數(Alpha系數)進行信度檢驗。 本文所得的信度檢驗系數見表2。

表2 信度檢驗系數Tab.2 The coefficient of Reliability test

當Cronbach’s Alpha＞0.7 時,說明數據是可信的;當Cronbach’s Alpha＞0.8 時,說明數據的可信度很高。 從表2 可以看出,整個量表及各變量下的項具有很高的可信度,表明調查問卷的可靠性很高,在此標準上,可以進行問卷數據的效度分析。

1.1.2 效度分析

本文通過KMO 檢驗和Bartlett 球形檢驗來考察問卷是否能夠進行因子分析,然后用因子載荷和AVE 來驗證數據的效度。

(1)探索性因子分析

首先運用KMO 檢驗和Bartlett 球形檢驗對數據的效度進行初步分析,結果見表3。

表3 量表的KMO 檢驗和Bartlett 球形檢驗Tab.3 KMO test and Bartlett spherical test of the scale

(2)驗證性因子分析

運用AMOS 軟件進行數據的效度分析,結果見表4。 一般情況下,因子載荷系數在0.7 以上就表明數據有較高的效度,大于0.5 則處于可接受狀態。表4 的結果表明數據具有良好的收斂效度。 綜上所述,說明調研數據具有良好的構建效度。

表4 效度分析Tab.4 Validity analysis

我們將該水務集團下屬供水廠面臨的問題分成以下幾種類型,具體內容和所占比例見表5。

表5 管理問題類型及比例Tab.5 Management problem type and propartion

2 供水廠管理問題及解決對策

2.1 供水廠管理問題

2.1.1 應急管理問題

該水務集團下屬供水廠應急管理存在以下問題：①供水廠應急處突體系存在碎片化、模糊化、不完善等問題,缺乏完整且有針對性的預案[8];②應急處突的處理流程不合理,員工對流程掌握不熟悉,應急預案定性分析較多,定量描繪較少,在應急突發情況下不能及時準確地按照相應程序處置;③各部門缺乏協調機制,未能形成合力,應急問題處置效率較低。

2.1.2 設備維護欠佳

首先,當前該水務集團下屬供水廠設備維修體系的相關制度和內容不能隨情況進行有效變化,如設備維護時間、預防性檢查時間固定等。 其次,設施設備巡視檢查、維護保養不到位及設施設備運行故障時,維修人員對解決措施不熟悉,無法應對突如其來的設備故障。 最后,當前維修計劃對于備件的儲備數量缺少規范,沒有制定備件的存儲定額,未考慮設備的運行狀況,備件計劃中只考慮設備數量和型號,備件存儲不精確,存在大量浪費。

2.1.3 工序無法精準控制

該水務集團下屬供水廠現存生產過程質控體系不細致,關鍵質量控制點位不明確,部分崗位的生產控制依賴于員工經驗,操作規程不明確,控制手法不完善,導致班組內技能參差不齊,不能滿足新員工培養的要求,也給日常水質保證帶來隱患。

2.1.4 能耗監控薄弱

隨著該水務集團下屬供水廠產水規模擴大,制水產線增多,不同工況下,制水工藝缺少精準控制能力,導致產線設備能耗增加,特別是水泵、機組的能耗增長較快。 當前,該水務集團下屬供水廠尚未形成對生產運行數據的能耗分析,缺少有針對性的大數據統計,不能及時發現能耗浪費點,無法及時對制水工藝參數進行優化調整,無法規劃出降低能耗的技措大修項目。

2.1.5 水質化驗監測不規范

現有水務集團下屬供水廠的水質化驗檢測是制水的重要一環,根據原水檢測結果形成制水工藝。一般情況下,供水廠通過源頭取水進行人工化驗,完成水質測定后,通過混凝試驗輸出藥劑投加的工藝方案。 當前,化驗過程作業方法缺少詳細規范,過度依賴化驗者經驗,在新老人員交替過程中,無法準確一致地獲得水質不斷變化的動態數據。 水質化驗過程迫切需要通過檢測流程、人員操作技能的規范,提高化驗數據的準確性,有效指導生產。

2.1.6 物料管理不完善

由于水務集團下屬供水廠設施、設備較為復雜,導致倉庫物料種類繁多,各種物料儲備量大,難以統計,給采購部門備料造成困擾。 同時,物料管理流程不統一,進廠物資檢測及入庫標準不規范,容易造成水廠運行中的必要物資短缺,影響制水和供水。

2.2 供水廠運行管理優化對策

2.2.1 應急管理問題解決對策

首先,構建完善的應急預案體系。 對標標桿水廠,咨詢相關領域專家,通過影響因子分析及失效模式分析的方法,合理完善應急預案體系。 其次,應急預案制定、修改需滿足可操作性,當發生突發事件時,水廠應急小組可根據實際情況啟動應急預案。再次,應急預案制定需考慮事件的嚴重等級,做到應急活動有的放矢,最大限度消除影響。 再次,應急活動要強調合作的協調性。 各部門應在突發性事情發生時緊密配合,共同應對,克服困難,特別需要與地方社區密切合作,使應急預案高效實施。 最后,應急演練日常化。 通過應急演練檢驗應急預案的實效性,找到應急方案與實際的差距,不斷修正和完善預案。 通過應急演練可以讓各部門熟悉應急流程并明確各自的職責權限和溝通能力。

2.2.2 設備維護問題解決對策

首先,通過引進先進的檢查技術和方法對設備的可靠性進行分析,獲得設備當前的運行狀態,將設備維修計劃由固定時間維修轉變為基于設備狀態的維修。 其次,合理區分設施設備重要等級,同時根據設施設備的運行狀態,做出預防性和針對性檢查計劃,加強日常巡檢與維護保養,確保水廠設施設備處于最佳運行狀態,當維護人員發現設備異常時,能分析原因并采取應對措施確保設施和設備能正常運行。 最后,在備件計劃中考慮設備的運行狀態,增設技術人員分析報告一環,解決備件庫存浪費問題。

2.2.3 工序精準控制問題解決對策

首先,建立完善的質控體系,為質量控制提供依據。 其次,梳理并歸檔各工序點位基礎資料,完善各工序點位操作規程,建立健全工序質控點位超限預警機制。 最后,運行部應對產水全過程進行質量檢查和監督,確保水質量的安全可靠。

2.2.4 能耗監控薄弱問題解決對策

首先,從水泵機組節能角度出發,引進變頻調速系統,同時考慮更換與水泵機組相匹配的電機,優化水泵機組效能。 其次,加強水廠各種生產數據的總結和分析工作,挖掘數據潛力,通過周期性分析,掌握各數據之間的相關性,發現生產中的問題和不足,總結運行經驗,指導和優化工藝運行,最終達到提質降耗的目的。

2.2.5 水質監測不規范問題解決對策

首先,引進先進的監測技術和方法,提升水質監測的效率和準確性。 其次,健全水質監測相關機制和制度。 通過梳理化驗室操作流程,規范操作人員的操作細節,從而形成標準化的操作手冊。 加強和完善各工序節點水質數據的監測和記錄,優化現有水質報表各參數,定期對水質數據進行總結分析,確保出廠水水質達標。 最后,建立規范、統一和完善的水質監測培訓制度,完善水質監測人才隊伍建設,同時定期開展技術交流活動,并建立績效考核標準和獎懲制度,取得上崗證后方可上崗。

2.2.6 物料管理不完善問題解決對策

首先,構建物料管理改善小組,明確物料管理成員責任和義務,建立良好的溝通協調機制。 其次,建立規范的物料管理、物資檢測及補庫標準,如：對物料管理采用ABC 分類法,價值高和價值低的物料分開管理。 最后,建立滿足水廠生產的信息流。 對物料進行嚴格的批次管理,水廠可根據自身需求購入ERP 的庫存管理系統,完善企業物料管理系統,有效遏制庫存和物料的積壓。

4 結語

供水廠安全運行是城市發展的命脈,關系著人民生活品質和幸福指數。 本文通過文獻分析、問卷調查、實地訪談以及挖掘生產過程數據蘊含的信息,對某水務集團下屬供水廠運行管理存在的問題進行了歸納和總結,并從應急處突、設備維護、工序精準控制、能耗監控、水質檢測以及物料管理等六個方面提出了相關優化對策,為提升該水務集團下屬供水廠運行管理能力和運行質量提供了借鑒。