我国水厂建设经过机械化、自动化、智能化三个发展阶段，在基础运行管理工作积累了宝贵经验。但是随着城市发展、居民用水要求不断提高，城市供水服务在生产管理、设备维护、水质管理、安全管理等方面遭遇众多挑战。

工艺提升难：传统水厂运行管控及工艺控制多为人力方法为主，缺少对即时运行数据的采集与分析发掘方式，无法精确发觉生产运行存在的问题，不益于水处理工艺提升。

设备维护难：设备冗余度不够，造成水处理工艺运行可靠性较弱。当某道工序出现异常、必须维修维护时，很容易引发净水处理步骤终断或终端水质未达标等事故。

水质保障难：因为缺乏整体性、全过程、深层次的水质数据管理及分析发掘方式，数据使用率不够，无法为出厂水质管控措施调节提升给予充足的数据支撑。

安全工作难：制水生产中仅考虑事故发生后的应急管理，欠缺整体性实时检测方式，并未构建起合理的安全事故预防体制，生产安全保障能力不够。

节能减排难：借助人力经验制订水泵组成运行方案，难以保证水泵具体运行工况始终处于高效特性区段，造成水泵用电量较高。

决策支撑难：水厂各系统数据处理方式以简易汇总统计为主，欠缺深度处理分析步骤，各板块数据存有信息堡垒，“荒岛”问题突出，无法连动分析，没法为日常经营决策给予普遍、全面、精确的信息支撑。

在城市数字化转型和智慧水务快速发展环境下，以智能控制、信息管理为中心的智慧水厂逐渐取代自动化水厂，变成城市供水的形态、新目标。BIM（BuildingInformationModeling，建筑信息模型）、数字孪生、人工智能等新一代信息科技的迅猛发展，为智慧水厂建设带来了强劲助推，推动其进到全新发展阶段。

智慧水厂与自动式水厂、无人化水厂类似，同时也存有很大差别。其自身涉及互联网、物联网、云计算、大数据等众多新技术，在具体运行环节中，不管生产运行或是维护服务，都能提供更多方位、更全过程的信息互动，为水厂制订各类经营战略提供数据适用，并大大提高公司运行管理效益和城市环保工作水平。