السياق
تعد مياه الشرب النظيفة ضرورية للتنمية الصحية والاجتماعية والاقتصادية. تواجه العديد من مرافق المياه، لا سيما في البلدان الناشئة والنامية، تحدي ضمان نماذج تشغيل مستدامة في مواجهة النفقات الرأسمالية الكبيرة لاستبدال البنية التحتية أو توسيعها. على سبيل المثال، في حين أن ما يقدر بنحو 37٪ من الأفارقة بحاجة إلى الوصول إلى المياه المنقولة بالأنابيب، فإن رأس المال المالي غالباً ما لا يكون متاحاً. في عام 2009، قدرت منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية تكلفة تحديث وتوسيع البنية التحتية للمياه والصرف الصحي لتلبية هذه الاحتياجات بـ 13.6 تريليون دولار أمريكي، أو 900 مليون دولار أمريكي سنوياً من 2016 إلى 2030.
لقد سلطت خبرة Cowater في العمل مع مرافق المياه الحضرية الضوء على التحديات الفريدة التي تواجهها في الحفاظ على نماذج تشغيل مستدامة في مواجهة الضغوط لتحقيق أهداف التنمية المستدامة المتعلقة بالوصول إلى المياه. وعليه، يُطلب من المشغلين تحقيق التوازن بين المتطلبات التنظيمية المتزايدة المتعلقة بمعايير التشغيل وجودة المياه وخدمة العملاء مع الاستثمار في البنية التحتية لتوزيع المياه أو استبدالها أو توسيعها، خاصة في سياق تغير المناخ. فعلى سبيل المثال، من المتوقع أن تشهد دول الكاريبي انخفاضاً بنسبة خمسة إلى ستة في المائة في هطول الأمطار السنوي بسبب تغير المناخ (مما يشكل تهديداً لإمدادات المياه بالجملة)؛ وهي عرضة للدورات السنوية من الأعاصير المتزايدة التواتر والشدة (مما يهدد البنية التحتية للنقل والتوزيع والتجميع)؛ كما أن 29 في المائة من سكانها، بما في ذلك البنية التحتية الهامة للضخ والنقل، يقيمون على ارتفاع خمسة أمتار فوق مستوى سطح البحر.
ومع ذلك، في معظم الاقتصادات النامية والعديد من الاقتصادات الناشئة، تفتقر مرافق المياه إلى البنية التحتية والبيانات الموثوقة وأنظمة إدارة المعلومات وقواعد الإيرادات التي يمكن التنبؤ بها والتي يمكن من خلالها معالجة هذه التحديات والأولويات. تفصل هذه الورقة العديد من هذه التحديات الأساسية، وبناءً على خبرة Cowater في مشاريع مرافق المياه، توضح كيف يمكن للنهج ‘الذكية’ لإدارة المرافق – التي تركز بشكل كبير على الأتمتة وإدارة البيانات بشكل أفضل – أن تقدم حلولاً تحويلية من شأنها تعزيز الاستدامة المالية لمرافق المياه، وقدرتها على تلبية متطلبات الاستثمار الرأسمالي والمتطلبات التنظيمية، وتوجهها نحو خدمة العملاء، ومرونتها في مواجهة الصدمات الخارجية.
التحديات القائمة
المياه غير المدرة للإيرادات (NRW)
تعتمد مرافق المياه على بيانات مثل خصائص استهلاك المياه، ومصادر المياه غير المدرة للإيرادات (NRW)، وقوائم جرد القطع، ومعلومات العملاء للعمليات التجارية اليومية والتخطيط طويل الأجل. تفتقر العديد من المرافق إلى القدرة على جمع البيانات اللازمة لتحديد مواقع التسربات أو تحديد خصائص الطلب، مما يؤثر على الإنتاجية والموارد المالية.
إدارة البيانات
تعد الإدارة الجيدة للبيانات ضرورية للاستفادة من الكميات والأنواع الهائلة من البيانات الناتجة عن عمليات مرافق المياه. وهذا يشمل معلومات العملاء، وقوائم جرد القطع، وسجل الصيانة، ونتائج تنفيذ أوامر العمل، واستهلاك المياه، والحسابات المالية. يمكن أن تؤدي أنظمة إدارة البيانات غير الكافية والمتأخرة زمنياً، والتكنولوجيا القديمة، وممارسات مثل إدخال البيانات يدوياً، ووحدات الأعمال المعزولة، وعدم تكامل البيانات إلى أخطاء، وتكرار، وانخفاض الإنتاجية، وارتفاع تكاليف التشغيل. في أفريقيا، على سبيل المثال، في حين أن الإنتاجية الإجمالية لمرافق المياه هي 8.7 موظف لكل 1,000 توصيلة، هناك تباين هائل بين الشرائح المئوية العليا والدنيا (موظف واحد مقابل 36 موظفاً لكل 1,000 توصيلة). يُعزى هذا الاختلاف جزئياً إلى الدرجات المختلفة التي يتم بها تطبيق أدوات الأعمال الحديثة على جميع جوانب المرفق.
بالإضافة إلى ذلك، فإن نقص البيانات وسوء إدارتها يضع المرافق في وضع تكون فيه دائماً في حالة رد فعل على إخفاقات الخدمة أو طلبات المعلومات. هناك فرصة ضئيلة، إن وجدت، للتواصل الاستباقي مع الجهة التنظيمية والعملاء بناءً على القضايا المتعلقة بالخدمة وتدابير الحفاظ على المياه أو البرامج ذات الصلة.
الإيرادات المنخفضة
بالإضافة إلى فقدان الإيرادات من خلال المياه غير المدرة للإيرادات، تقدم العديد من مرافق المياه المياه بموجب نماذج تعريفة منخفضة بشكل مصطنع. في حين أنه من الضروري للحكومات ضمان الوصول إلى المياه النظيفة للجميع، فإن التعريفات المنخفضة بشكل مصطنع تمنع المرافق من الحفاظ على جودة وتغطية الخدمة المقدمة أو تخطيطها أو تحسينها. علاوة على ذلك، غالباً ما تفشل هذه التعريفات في عكس تكاليف التوصيل في أوقات الذروة، أو توفير أي حافز للموازنة بين إمكانية الوصول إلى المياه والحفاظ عليها. وأخيراً، يخلق هذا النهج في التعريفات اعتماداً على إعانات التشغيل من الحكومات التي تفتقر هي نفسها إلى الوصول إلى إيرادات كافية.
العوامل الخارجية
غالباً ما تكون مرافق المياه أكبر مستهلك للطاقة داخل نطاق اختصاصها، لذلك فإن الإمداد المستمر بالطاقة الفعالة وبأسعار معقولة أمر بالغ الأهمية. ومع ذلك، فإن الأحداث المناخية القصوى الأكثر تواتراً والتهديدات التي يشكلها ارتفاع مستوى سطح البحر تتطلب من مرافق المياه التكيف مع زيادة التقلبات في وصولها إلى كل من المياه والطاقة اللازمة لنقلها عبر شبكاتها. في هذا الصدد، لفت انتباه موظفي Cowater عدد المناقشات مع مديري المرافق في السنوات الأخيرة حيث كان إنتاج وتوزيع مياه الشرب محدوداً في المقام الأول بسبب الوصول إلى طاقة موثوقة وبأسعار معقولة لتشغيل مضخاتهم.
الحلول المحتملة
يمكن أن تمكّن البنية التحتية المحسنة لقياس المياه وأنظمة المعلومات التي يتم نقل البيانات إليها من ‘إدارة الطلب في الوقت الفعلي’ (RTDM)، وهي خاصية مميزة للمرفق ‘الذكي’. توفر RTDM وسيلة فورية وملموسة يمكن من خلالها للمرافق وعملائها التكيف مع التحديات المحددة التي نوقشت أعلاه باستخدام البيانات لدفع عملية صنع القرار.
كما هو موضح في الرسم البياني المرفق، تدمج RTDM أنظمة العدادات الذكية وبيئة إدارة المعلومات المتكاملة ونموذج التعريفة التكيفية والتطبيقات الرقمية لتسهيل التواصل ثنائي الاتجاه بين المرفق وعملائه. يشمل ذلك، من بين وظائف أخرى، قدرة العملاء على مراقبة استهلاكهم وتقديم طلبات الخدمة عبر أجهزتهم المحمولة.
بيانات أفضل
يبدأ التطور نحو أن تصبح مرفقاً ذكياً يتميز باستخدام RTDM بضمان قياس جميع المستهلكين بحيث يمكن تحصيل رسوم دقيقة منهم لاستخدام المياه. تسمح تكنولوجيا العدادات الذكية للمرافق بقياس بيانات مثل المياه المنتجة والموزعة والمستهلكة وفترات عدم التدفق والتدفق العكسي أو التدفق المنخفض. يمكن للمرفق بعد ذلك تحديد ومعالجة مصادر NRW بشكل أسرع. يمكن أن تؤدي هذه التكنولوجيا إلى انخفاض بنسبة 7 إلى 12 بالمائة في استخدام المياه من خلال مساعدة موظفي المرفق على اكتشاف التسريبات بشكل أسرع، وهي وظيفة بالغة الأهمية في مدن مثل كيب تاون حيث انخفضت مستويات المياه مؤخراً إلى أدنى مستوياتها التاريخية بسبب هطول الأمطار المحدود.
يمكن لأنظمة العدادات الذكية أيضاً استيعاب تكنولوجيا قراءة العدادات الآلية (AMR)، التي تلغي الحاجة لقراءة العدادات يدوياً ويمكنها توفير بيانات في الوقت الفعلي مع أخطاء أقل بكثير مما يتحقق من خلال الأساليب التقليدية لجمع البيانات.
تسمح كل من هذه التدابير للمرافق بزيادة كفاءتها التشغيلية مع توفير فرصة لتحويل علاقاتها مع كل من المنظمين وقاعدة عملائها.
أنظمة إدارة البيانات الحديثة
توفر أنظمة إدارة المعلومات الحديثة للإدارة الأدوات لتشغيل مرافقها بكفاءة واستدامة من خلال تقليل إدخال البيانات يدوياً عبر الأتمتة وتكامل البيانات (وحدات الأعمال التي تعمل من قاعدة بيانات مشتركة). يؤدي هذا إلى أخطاء أقل أو تلاعب متعمد بالبيانات وازدواجية أقل وإدارة مخزون محسنة وتنفيذ أسرع لطلبات الخدمة وخدمة عملاء محسنة وعلاقة أكثر شفافية مع المنظم وممارسات إدارة الأصول والصيانة أفضل. على سبيل المثال، تحسن أتمتة الإشراف على المعدات من خلال أنظمة التحكم الإشرافي واكتساب البيانات (SCADA) الإنتاجية بشكل كبير وتقلل الأخطاء. توفر ممارسات الصيانة التنبؤية والاختبارات المتطورة مثل تحليل الاهتزاز بصيرة في احتياجات الصيانة وقطع الغيار والاحتياجات المالية المستقبلية.
توفر أنظمة المعلومات الحديثة أيضاً القدرة على إجراء تحليل معقد لاتجاهات العرض والطلب المرتبطة ببيانات نظم المعلومات الجغرافية وإنتاجية الأعمال وسلاسل التوريد مع تمكين الإنتاج الأكثر كفاءة لتقارير العملاء والمالية والتشغيل والصيانة والتنظيمية. بالإضافة إلى ذلك، على مستوى العملاء، يمكن استخدام تطبيقات الهاتف المحمول لدفع الفواتير وتحديثات الاستخدام في الوقت الفعلي وطلبات الخدمة.
وُجد أن هذه الأنواع من أدوات ملاحظات العملاء تقلل الطلب على المياه بنسبة خمسة بالمائة على الأقل مع زيادة رضا العملاء ومعدلات تحصيل التعريفات.
هيكل تعريفة مستدام
كما هو مذكور أعلاه، تعكس ممارسات وضع التعريفات في قطاع المياه مزيجاً من القضايا التاريخية. كان الأهم من بينها عدم القدرة على قياس أو إدارة توصيل المياه العذبة بشكل موثوق إلى جانب الأولويات الاجتماعية والسياسية والحوكمة المرتبطة بضمان الوصول إليها. ومع ذلك، أصبح من الممكن بشكل متزايد تنفيذ هياكل تعريفة مبتكرة وتكيفية ومستدامة تعزز الاستخدام الفعال للمياه وتولد إيرادات كافية للمرفق لتغطية تكاليف التشغيل والاستثمارات الرأسمالية وتمكن الوصول الشامل لمياه الشرب الآمنة. نفذت مرافق المياه في بلدان تتراوح من أوغندا إلى فيتنام إلى بوركينا فاسو نماذج تعريفة تغطي تكاليف التشغيل والصيانة وتصل إلى نسبة عالية من السكان. تسمح الاستقلالية المالية التي يخلقها هذا أيضاً للمرافق بالتخطيط بشكل صحيح للمستقبل ويقلل اعتماد المرفق على إعانات التشغيل.
في تجربة Cowater، ومع ذلك، من الأهمية بمكان أن تكون أي تغييرات في هياكل التعريفة مصحوبة بتحسينات ملموسة في جودة الخدمات المقدمة من قبل المرفق المعني والتي يمكن التحقق منها بشكل مستقل من قبل المنظم أو وكالة مماثلة. توفر التحسينات في خدمة العملاء والدعم المقدم من خلال الأتمتة وإدارة البيانات بشكل أفضل مصدراً مهماً لمثل هذه الأدلة.
تكنولوجيات الطاقة المتجددة وكفاءة الطاقة
أخيراً، مع تمثيل الطاقة عادة 30 بالمائة من تكاليف تشغيل المرفق، فإن اعتماد حلول تمكن الوصول إلى طاقة موثوقة ومنخفضة التكلفة أمر بالغ الأهمية لضمان نموذج موثوق ومستدام وفعال من حيث التكلفة لتوزيع المياه العذبة عبر الشبكة. نتيجة لذلك، بدأت Cowater في تنفيذ مبادرات الطاقة المتجددة وكفاءة الطاقة كجزء لا يتجزأ من حلول NRW ونظم المعلومات الإدارية الأوسع المذكورة أعلاه. وُجد أن التكنولوجيا مثل أنظمة الضخ الشمسية، على سبيل المثال، أكثر فعالية من حيث التكلفة من مصادر الطاقة التقليدية بالإضافة إلى كونها أكثر موثوقية في العديد من المواقع. يمكن لحلول الطاقة المتجددة الموزعة مثل أنظمة الرياح أو الطاقة الشمسية أو الكتلة الحيوية صغيرة النطاق في محطات الضخ أيضاً مساعدة المرفق في الحفاظ على إمدادات المياه في حالة انقطاع التيار الكهربائي من محطات الطاقة التقليدية المركزية.
بناءً على تجربة Cowater الخاصة، يحقق الاستثمار في حلول كفاءة الطاقة صغيرة النطاق كجزء من شبكة توزيع المياه العذبة مرونة أكبر في مواجهة الإمدادات غير المؤكدة من الطاقة غير المتجددة ويمكن أن يحقق عوائد خلال عامين من التركيب.
***
على مدى السنوات الـ 33 الماضية، نفذت Cowater أكثر من 100 مشروع ودراسة لإمدادات المياه والصرف الصحي في أكثر من 30 دولة حول العالم لتحسين مستويات المعيشة في البيئات الحضرية وشبه الحضرية والريفية. باستخدام نهج يستجيب للطلب، نعمل بشكل وثيق مع الحكومات المحلية والمرافق والمنظمين وأصحاب المصلحة الآخرين لبناء القدرات وتحديد الحلول المستدامة التي تعالج التحديات المرتبطة بالوصول إلى مياه الشرب النظيفة والميسورة التكلفة. من خلال المساعدة التقنية المتخصصة والحلول المبتكرة، يمكن لـ Cowater توفير مناهج شاملة لمرافق المياه لإنشاء أعمال مرافق ذكية مع المساعدة في تحسين الوصول للمياه لسكان بأكملهم في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل.
أبرز النقاط من مشروع تحويل أعمال المرافق الذكية الحديث
يحدث تحويل المرفق إلى منظمة ‘ذكية’ عندما تُترجم استثماراته في الأنظمة والعمليات إلى عمليات ونماذج أعمال جديدة مدفوعة رقمياً تولد إيرادات متزايدة ومعدلات رضا عملاء أعلى ومرونة تشغيلية أكبر.
تبرز هيئة المياه في بربادوس – المرفق الوحيد للمياه في هذه الجزيرة الكاريبية التي يسكنها ما يقرب من 300,000 شخص – كمثال على إحدى المنظمات التي تشهد بالفعل تقدمًا جيدًا في هذه العملية.
في عام 2015، عملت شركة Cowater مع المؤسسة التجارية الكندية (CCC) وهيئة المياه في بربادوس (BWA) لتطوير مبادرة تحول أعمال واسعة النطاق تتطلب مجموعة من حلول إدارة التغيير والأجهزة والبرمجيات المتكاملة. أصبح هذا يُعرف بمشروع التحول التجاري للعدادات الذكية لهيئة المياه في بربادوس (BWA).
كان التركيز الرئيسي للمشروع – الذي تم تنفيذه من خلال حل مجمع يجمع بين التمويل وإدارة المشاريع والمشتريات وتكنولوجيا المعلومات ومدخلات إدارة التغيير – يهدف إلى تقليل المياه غير المدرة للإيرادات، وتحسين خدمة العملاء، والحفاظ على المياه، وتحسين الكفاءات التشغيلية والإيرادات. سمح هذا النهج لهيئة المياه في بربادوس بمعالجة أولوياتها بشكل أسرع مع إدارة المكونات المختلفة للمشروع بطريقة متكاملة. عملت Cowater في شراكة وثيقة مع إدارة هيئة المياه في بربادوس لتصميم وتركيب ودمج هذه التغييرات والأنظمة عبر المنظمة.
تضمنت أنظمة المعلومات المصممة والمطبقة لدفع تحقيق الأهداف الرئيسية نظام معلومات العملاء للمرافق (UCIS)، ونظام إدارة أوامر العمل (WMS)، ونظام المعلومات المالية (FIS). تم تصميم كل نظام للعمل مع الأنظمة الأخرى في الوقت الفعلي كجزء من حل متكامل. توفر الأرقام أدناه نظرة عامة موجزة عن تأثير كل نظام.
تنفيذًا للخطوة الأولى المهمة المشار إليها في المناقشة حول ‘البيانات الأفضل’، تم تنفيذ هذه المبادرة بالتزامن مع التركيب المنفصل لما يقرب من 100,000 عداد مياه ذكي للمنازل و4,000 عداد للاستخدامات التجارية قادرة على نقل بيانات استهلاك المياه تلقائيًا إلى هيئة المياه في بربادوس من جميع أنحاء الجزيرة.
