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智能制造和人工智能如何造福环境

时间:2023-03-22 15:57:06 科技观察

减少制造业温室气体排放的方法不止一种。在制造业中使用数字数据减少碳排放自1765年以来,第一次工业革命改变了使用煤炭生产和制造商品的方式,从而改变了我们的经济。之后,第二次工业革命在1870年以天然气为动力,随后在1969年以核能为动力。现在,随着我们看到从化石燃料向太阳能和风能等可再生能源的转变,我们正在推动第四次工业革命。这些革命表明制造业对能源的依赖正在迅速改变。目前,工业4.0正在帮助制造业减少因使用可再生能源而产生的温室气体排放。工业4.0正在改变生产运作方式,然而,可再生能源的使用是数字革命的副产品。改变工业4.0的动力来自于数字技术的加速发展。工业4.0正在创建能够将生产流程联网的信息物理系统,从而实现价值创造和实时优化。推动这场革命的主要因素是人工智能和机器学习的进步。人工智能中涉及的复杂算法使用从网络物理系统收集的数据,从而实现“智能制造”。工业4.0对制造业的影响将是天文数字,因为可以自动优化运营以提高利润率,人工智能和智能制造的使用还可以减少排放。减少排放的第一步始终是理解。为了减少生产过程中的排放,企业首先需要了解自己的排放量。因此,量化温室气体排放基准线至关重要。智能制造可以通过自动收集电力、天然气和水等公用事业的数据来简化这一过程。此外,基于人工智能的工具可以帮助建立企业供应链中的Scope3排放量。智能制造流程将体现物联网中的数字双胞胎,因此整个供应链都可以在数字双胞胎中建模,从而简化数据收集。一旦计算出基线,智能制造就可以使用数字孪生优化和预测性维护等方法来减少排放。每种方法都突出了智能制造的未来。首先,数字孪生优化支持工业流程的虚拟副本,可以轻松优化以获得最高效的性能。数字孪生允许更多的测试和迭代,创建基于利润和碳减排策略的智能策略。预测性维护可以通过避免不必要的维护任务来节省成本和碳排放。预测性维护越来越受欢迎,因为它为公司节省了执行定期维护或修复损坏设备的成本。基于AI的工具使用机器学习来了解历史传感器数据如何映射到历史维护记录。使用历史数据训练机器学习算法后,它可以根据工厂的实时传感器读数成功预测何时需要维护。预测性维护可以准确模拟当前使用的机器的磨损情况。我们需要考虑减少需求,例如减少能源需求,减少材料和水等资源的使用,减少所有这些类型的需求将减少我们的碳排放。当然,我们希望看到有效的维护计划,例如减少花费的时间和使用的备件、提高可维护性、减少停机时间、优化人力资源的使用等。IndustrialSynergy在可持续性方面,一种选择是使用被一个行业视为废物的材料,但它可以成为另一个行业使用过的材料。这也适用于能源,其中过程材料可能会从制造设施中丢失,而这些材料可能会被捕获并用于加热过程或设施附近的区域。这就是产业协同。使用或重新利用废弃材料是循环经济的一部分。材料不再被认为是废物,而是资源,产业协同不仅仅是在自己的业务范围内回收、再利用和再利用,而是应该考虑到更广泛的社区、更广泛的方面。出于这个原因,有必要与企业以外的人甚至您所在城镇的人合作。促进产业协同的措施很多。这些措施改善了工业废物管理系统并转移了垃圾填埋场的废物。这些举措也创造了就业机会,但它们需要参与公司的多元化网络和高层企业高管的支持。国家工业共生计划世界上第一个国家工业共生计划是国家工业共生计划。它起源于苏格兰、西米德兰兹郡以及约克郡和亨伯赛德郡的3个试点计划,迄今为止,全球已有20个国家或地区在全国范围内效仿这一模式。参与企业已从垃圾填埋场转移了4700万吨工业废物,并产生了10亿英镑的新销售额。碳排放量减少了4200万吨,并通过降低处置、储存、运输和采购成本实现了节约。西开普工业共生计划基于促进工业共生的方法。WISP于2013年由南非西开普省政府发起。它拥有一支受过国际协同培训的团队,全职致力于构建产业共生网络。他们可以发现未充分利用的资源并为企业带来商机。社区资源信息支持平台CRISP是一个设计和试点创新资源利用软件的创新项目。因此,利用数字数据来减少碳排放是符合产业协同效应的。协同效应还可以导致与使用可再生能源而不使用化石燃料的智能制造相结合。这可以让我们更清楚地了解清洁制造的潜力和低碳城市规划的逐步变化。在城市工业化的背景下,不仅智能制造至关重要,产业所在的城市也同样重要。通过创新变革,城市和行业都为深层基础设施和系统性碳减排提供了解决方案。在城市背景下,产业变革可以引领城市发展,智能技术的采用可以为减少城市内的温室气体排放提供解决方案。城市约占全球温室气体排放量的70%,因此对气候变化有重大贡献。根据欧盟委员会的相关规定,城市的温室气体排放可以通过升级城市交通网络、升级供水系统、环保水处理设施和节能建筑来监测和减少。联合国设定的可持续发展目标认识到,必须重塑和调整城市及其对气候变化的贡献,以提供机遇而不是威胁。然而,城市的复杂性需要通过多种治理方法来洞察需要改变的领域。制造业为持续的工业增长和发展提供了环境和社会机会。从经济角度来看,工业制造的影响在历史上为城市发展带来了巨大的好处,从城市工人的就业机会到为社区和基础设施带来价值的商品和服务的创造。在行业内调整当前的制造流程,给城市带来巨大的好处,并提供环境、社会和政府机会,展示更认真和可持续的生活方式。城市的各个方面,如公共交通、建筑施工和道路基础设施,都可以根据制造业进行调整和发展。开车出行的工人可以通过使用电车、公共汽车和火车等低碳基础设施改造来减少排放和他们自己的生活成本。围绕智能制造建设城市,污染拥堵将成为历史。然而,至关重要的是,为了实现城市的根本变革,我们必须认识到社会中公共、私营和公民行为者之间的合作水平。承认这是为未来城市模型开发和创造新的潜在途径的第一步,与制造设施、工厂和工业单位相吻合。