问题与背景：公用事业企业如何提高废水处理系统的效率？
引用参考：英国政府（2018年），
我们的浪费，我们的资源：英国的战略
英国水务行业供应链和
过程控制管理的机遇
废水处理工艺优化：
系统图，
模型范围用红色表示为DES
英国水务部门的废水和污水估价87亿英镑，拥有42,000名员工，每天处理超过160亿吨废水。而且，越来越多的废水被转化为可用于能源或其他行业的生物资源。目前，废水行业的管制放松和竞争加剧，为水处理周期不同阶段的供应链创新创造了机会。公用事业公司正在相互竞争管理生物资源，使废水供应链及其物流网络的效率成为一个利润丰厚的行业。
对于水务公司来说，很难提高供应链和流程的资源效率，特别是在考虑工业可持续性的情况下。配置和测试废水物流网络的新设计，将生物资源转化为有用的副产品（如能源），这是一种具有经济和环境意义的选择；尤其它是维持也是潜在改善社会生活质量的关键资源和贡献者。但是，要在废水处理领域实现资源效率，就需要新颖的模型和新的思维方式。
这就是为什么一家英国废水处理公司决定优化其设施网络的物流基础设施时，选择寻求伦敦咨询公司decisionLab的专业支持，该公司专门使用仿真、优化和机器学习创建决策工具。决策实验室工程师需要在无风险环境中仿真和测试废水处理供应链，特别是专注于流程的创新，之后再进行资本投资。通过废水处理仿真模型，他们能够评估不同类型的沉降和厌氧消化设施的利用率，并根据能源投资回报优化其数量。
优化的配置将用于：- 改善沉降、结块和消化过程的工业生态，这些过程可衡量废物的“向上循环”。
- 基于厌氧消化能力，加强与邻近水务公司的合作。
- 在结块产品运输过程中优化物流路线，确保竞争优势。
- 为行业监管机构和投资者提供运营可持续性的证明。
在这种情况下，提供有效的废水处理模型的关键是了解运营的可持续性，并确保对物流和能源投资的任何回报都具有可见性。两者都会导致“净正面效益”影响。为了确定这一点，使用废水供应链处理模型来预测系统是否足够灵活，以使资本支出最小化，让进一步的基础设施投资成为可能。
解决方案
为了对废水处理设施的网络进行建模，decisionLab团队应用了AnyLogic仿真平台。 该平台具有灵活的建模工具，可以将离散事件和基于智能体的方法结合起来，因此非常适合于对复杂环境进行建模，可以优化开发的模型，实现成本最小化和能源回报最大化。AnyLogic还提供了出色的可视化功能，使工程师能够使用GIS 功能更好地显示物流网络，并使数据具有视觉吸引力。
decisionLab顾问决定将重点放在：了解运营的可持续性，确保废水处理物流成本的回报，以及投资的能源回报为正。为支持客户，顾问模拟了四种情况：
- “现状”生物资源生产的物流路线。
- 集中消化点较少的沉降和结块过程的工业生态。
- 分布式消化点及其对物流成本的影响。
- 先进的“未来”厌氧消化场所与当前的“现状”技术。
结块（黄色）和消化（红色）
的位置和路线
结果对四种不同情况下的
最佳物流路线进行了基准测试
结果
在此基础上，建立了一个面向公用事业提供商工业生态的污水处理仿真模型。该模型可用于支持网络规划和证明各种假设。专用于使用上述情景对下列关键绩效指标进行基准测试：
- 考虑季节性的一年生物资源生产的最优物流路线。
- 每季度粒度的沉降和结块过程的工业生态。
- 厌氧消化场地的利用，提供最大的能源投资回报。
第一个发现是，性能最好的厌氧消化（AD）设施是那些在整个供应链中分布的容量为500-1000万升的设施。这是一个令人惊讶的结果，因为工程团队最初根据静态分析假设，集中化的大型设施（大于1000万升小于2000-3000万升容量）生产率更高，因为它们可能消化更多，因此应该能够为更高比例的人口提供服务。而使用仿真模型证明这个推论是错误的。第二个发现是，中型厌氧消化设施在能源投资回报和水再处理方面，所服务的人口数量要更多。
系统流量和服务人口
消化池场的能源投资回报
decisionLab在AnyLogic中的工作满足了客户的要求。它使用户能够更好地了解其流程和替代方案，并且可以采用新颖的基础设施和物流方法来优化当前供应链，从而可以在经济和生态方面实现最大回报。
观看AanandDavé博士在AnyLogic会议上介绍此案例研究的视频，或下载他的演示文稿。
