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智能制造和人工智能如何有利于環境

作者：編輯：來源：發布日期： 2022.07.14

信息摘要：

目前，隨著我們看到從化石燃料向太陽能和風能等可再生能源的轉變，我們正在推動第四次工業革命。這些革命表明，制造業對能源的依賴變化有多快。目前，…

減少制造業溫室氣體排放的方法不止一種。

在制造業中使用數字數據來減少碳排放

從1765年開始，第一次工業革命通過使用煤炭改變了商品的生產和制造方式，從而改變了我們的經濟。此后，1870年第二次工業革命以天然氣為動力，隨后于1969年由核能推動。

目前，隨著我們看到從化石燃料向太陽能和風能等可再生能源的轉變，我們正在推動第四次工業革命。這些革命表明，制造業對能源的依賴變化有多快。目前，工業4.0正在幫助制造業減少使用可再生能源帶來的溫室氣體排放。

工業4.0正在改變生產運作的方式，然而，可再生能源的使用是數字革命帶來的副產品。改變工業4.0的動力來自于數字技術的加速發展。

工業4.0正在創建能夠將生產過程網絡化的網絡物理系統，從而實現價值創造和實時優化。推動這場革命的主要因素是人工智能和機器學習的進步。人工智能涉及的復雜算法使用從網絡物理系統收集的數據，從而實現“智能制造”。

工業4.0對制造業的影響將是天文數字，因為可以自動優化運營以提高利潤率，且人工智能和智能制造的使用也可以減少排放。

減少排放的第一步始終是理解。為了減少生產過程的排放，企業必須首先需要了解企業的排放量。因此，量化溫室氣體排放的基線至關重要。智能制造可以通過自動收集電力、天然氣和用水等公用事業數據來簡化這一過程。

此外，基于人工智能的工具可以幫助建立企業供應鏈中的Scope3排放。智能制造過程將在物聯網中體現數字孿生，因此整個供應鏈可以在數字孿生中建模，從而簡化數據收集。

計算出基線之后，智能制造就可以使用數字孿生優化和預測性維護等方法來減少排放。每一種方法都突出了智能制造的未來。首先，數字孿生優化可以實現工業流程的虛擬副本，這些副本可以輕松優化到最高效的性能。數字孿生允許更多的測試和迭代，根據利潤和碳減排策略創建智能策略。而預測性維護可以通過避免不必要的維護任務來節省成本和碳排放。

預測性維護越來越受歡迎，因為它可以節省公司執行定期維護或修理損壞設備的成本?；贏I的工具使用機器學習來了解，歷史傳感器數據如何映射到歷史維護記錄。一旦機器學習算法使用歷史數據進行訓練，它就可以根據工廠的實時傳感器讀數成功地預測何時需要進行維護。預測性維護可以準確地模擬當前使用的機械的磨損情況。

我們需要考慮減少需求，比如減少能源需求，減少對材料和水等資源的使用，減少所有這些類型的需求將減少我們的碳排放。當然，我們希望看到有效的維護計劃，比如減少花費的時間和使用的備件，提高可維護性，減少停機時間，優化人力資源的使用等。

工業協同

就可持續性而言，一種選擇是使用被認為是某個行業廢棄的材料，但它可以成為另一個行業的使用材料。這也適用于能源，其中過程材料可能會從制造設施中損失，而這些材料可能會被捕獲并用于加熱過程或鄰近設施的區域。這就是工業協同效應。使用或重新利用被浪費的材料是循環經濟的一部分。材料不再被認為是廢料，而是被視為資源，工業協同作用不僅僅是在自己的業務中回收、再利用和重新利用，而應該考慮到更廣泛的社區，甚至更廣泛的方面。

出于這個原因，與企業甚至所在城鎮以外的人進行協作是必要的。

有許多促進工業協同的措施。這些措施改善了工業廢物管理系統，并將廢物從垃圾填埋場轉移。這些舉措還能創造就業機會，但他們需要一個多元化的參與企業網絡，需得到企業高層的同意。

國家工業共生計劃

世界上第一個國家工業共生計劃是國家工業共生計劃。它起源于蘇格蘭、西米德蘭茲和約克郡和亨伯賽德的3個試點計劃，迄今為止，全世界已有20個國家在國家或地區參照了這一模式。參與其中的企業從垃圾填埋場轉移了4700萬噸工業廢物，并創造了10億英鎊的新銷售額。碳排放量減少了4200萬噸，并通過降低處置、儲存、運輸和采購成本節省了資金。

西開普工業共生計劃是基于工業共生的便利方法。WISP由南非西開普省政府于2013年發起。它擁有一支受過國際協同培訓的團隊，他們全職致力于建立工業共生網絡。他們可以發現未充分利用的資源，為企業帶來商機。

社區資源信息支持平臺CRISP是一個創新項目，旨在設計和試點創新資源利用軟件。因此，使用數字數據減少碳排放符合工業協同效應。

協同效應還可以促使與使用可再生能源且不使用化石燃料的智能制造相結合。這可以讓我們更清楚地了解清潔制造的潛力和低碳城市規劃的逐步變化。

在城市工業化的背景下，不僅智能制造至關重要，工業所在的城市也至關重要。通過創新變革，城市和行業都為深層次的基礎設施和系統性的碳減排提供了解決方案。在城市背景下，工業變革可以引領城市發展的道路，智能技術的采用可以為減少城市內的溫室氣體提供解決方案。

城市約占全球溫室氣體排放的70%，因此對氣候變化作出了重大貢獻。根據歐盟委員會的相關規定，可以通過升級城市交通網絡、升級供水系統、環保水處理設施和高能效建筑來監測和減少城市內的溫室氣體排放。

聯合國制定的可持續發展目標認識到，必須重塑和適應城市及其對氣候變化的貢獻，以提供機遇而不是威脅。然而，城市的復雜性需要通過許多治理方法來進行洞察，以確定需要改變的領域。

制造業為工業的持續增長和發展提供了環境和社會方面的機會。從經濟角度來看，工業制造的影響對城市發展產生了巨大的歷史效益，從城市工人的就業機會到為社區和基礎設施帶來價值的商品和服務的創造。

在調整行業內當前的制造流程時，對城市的好處是巨大的，并提供環境、社會和政府機會，展示一種更加認真和可持續的生活方式。

公共交通、建筑施工和道路基礎設施等城市方面可以根據制造業進行調整和發展。開車出行的工人可以通過使用電車、公共汽車和火車等低碳基礎設施的變化來減少排放和他們自己的生活成本。圍繞智能制造發展城市，污染和擁堵將成為過去。

然而，至關重要的是，為了實現城市的根本變化，我們必須認識到社會中公共、私人和公民行為者之間的協作水平。承認這一點是為未來城市模式開發和創造新的潛在途徑的第一步，與制造設施、工廠和工業單位相吻合。