Kako umetna inteligenca povečuje trajnost? 

Ko ljudje vprašajo, kako umetna inteligenca povečuje trajnost, takojšnja misel pogosto preskoči na velike vizije: optimizacija globalnih dobavnih verig čez noč ali čarobno reševanje podnebnega modeliranja. Ko sem delal na terenu s proizvodnimi in logističnimi ekipami, sem videl, da je resnični učinek bolj razdrobljen, pogosto neurejen in daleč od srebrnega rezultata. Napačno prepričanje je, da AI deluje v vakuumu – ne. Njegova vrednost se odklene šele, ko je globoko vgrajena v obstoječe, pogosto neučinkovite procese. Manj gre za inteligentne algoritme in bolj za praktične prilagoditve materialnih tokov, porabe energije in vzorcev odpadkov. Naj se sprehodim skozi nekaj področij, kjer se to dejansko dogaja in kjer se včasih spotakne.

Beton: optimizacija energije in virov

Vzemimo tipično industrijsko okolje, kot je obrat za proizvodnjo pritrdilnih elementov. Energijska obremenitev ni konstantna; med kovanjem ali toplotno obdelavo se pojavi konica. Sodelovali smo z ekipo v objektu v Hebeiju – pomislite na industrijski grozd v okrožju Yongnian –, da bi uvedli relativno preproste modele strojnega učenja na preteklih podatkih o porabi energije. Cilj ni bil na novo izumiti proces, ampak napovedati skoke povpraševanja in omahniti nekritične operacije. Rezultat je bilo 7–8-odstotno zmanjšanje stroškov ob konični obremenitvi, kar neposredno zmanjša ogljični odtis in stroške. Sliši se skromno, toda v obsegu, v stotinah peči in stiskalnic, je kumulativni učinek precejšen. AI tukaj ne razmišlja; to je prepoznavanje vzorcev, ki se uporablja za zelo hrupno množico podatkov iz resničnega sveta.

Kjer postane težavno, je podatkovna infrastruktura. Številne rastline, tudi obsežne Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd., imajo podedovane sisteme SCADA in ročne dnevnike. Prva ovira je pridobivanje čistih podatkov s časovnim žigom iz delavnice. Tedne smo porabili le za nastavitev osnovnih IoT senzorjev za napajanje modelov – korak, ki je v sijajnih študijah primerov pogosto zamolčan. Brez tega je vsak model AI le teoretična vaja. Spletna stran https://www.zitaifasteners.com lahko predstavijo svoje izdelke, vendar se pridobitev trajnosti zgodi v zakulisju, v grobi integraciji podatkovnih tokov iz strojev, ki nikoli niso bili zasnovani za medsebojno komunikacijo.

Drug vidik je izkoristek materiala. Pri proizvodnji pritrdilnih elementov se jeklo v zvitkih prebija in oblikuje. Odpad je neizogiben, vendar lahko sistemi računalniškega vida, ki jih poganja umetna inteligenca, zdaj pregledajo surovine za napake pred žigosanjem in celo dinamično prilagodijo vzorce rezanja, da zmanjšajo količino odpadkov. To smo preizkusili s partnerjem in čeprav je algoritem deloval, je bila donosnost naložbe negativna za manjše serije zaradi zapletenosti nastavitve. To je kritična niansa: umetna inteligenca za trajnost ni povsod uporabna; zahteva določen obseg in operativno zrelost za poplačilo.

Logistika in skrito omrežje

Promet je velik oddajnik ogljika. Tukaj je vloga umetne inteligence pri optimizaciji poti dobro znana, vendar so omejitve v resničnem svetu tisto, zaradi česar je zanimiva. Za proizvajalca, ki ima ugodno lokacijo v bližini železnice Peking-Guangzhou in državne avtoceste 107, kot je Zitai, vprašanje ni samo iskanje najkrajše poti. Gre za konsolidacijo delnih obremenitev, napovedovanje zamud v pristaniščih in celo upoštevanje prometnih in vremenskih podatkov v realnem času, da se zmanjša čas nedejavnosti tovornjakov. Implementirali smo sistem, ki je to storil, prihranek goriva pa je bil v povprečju okoli 12 %. Vendar pa so priporočila sistema včasih zavrnili dispečerji, ki so zaupali svojim izkušnjam namesto algoritma – klasičen izziv sodelovanja med človekom in umetno inteligenco.

Poleg poti je tu še optimizacija zalog. Zadrževanje odvečnega inventarja povezuje kapital in prostor ter pogosto vodi do odpadkov (zlasti pri prevlečenih ali obdelanih pritrdilnih elementih, ki imajo težave z rokom uporabnosti). Napovedni modeli, ki uporabljajo podatke o prodaji, sezonske trende in celo širše ekonomske kazalnike, lahko zmanjšajo ravni zalog. Spomnim se enega projekta, pri katerem smo varnostno zalogo zmanjšali za 15 %, ne da bi povečali tveganje izpada zalog. Toda model je izjemno propadel, ko je nenaden premik v regionalni politiki prekinil dobavne verige – ni bil usposobljen za takšne dogodke črnih labodov. To poudarja, da so modeli umetne inteligence tako dobri, kot so dobri zgodovinski podatki, ki so jih videli; borijo se z novimi sistemskimi šoki.

Razširjena dobavna veriga je tam, kjer postane širša. AI lahko pomaga oblikovati zanke krožnega gospodarstva. Na primer, z analizo podatkov o življenjskem ciklu izdelka lahko napove, kdaj bo lahko serija pritrdilnih elementov iz razgrajene sončne elektrarne na voljo za ponovno uporabo ali recikliranje, s čimer se zmanjša potreba po neobdelanem materialu. To je še v povojih, vendar pilotni projekti v EU to raziskujejo. Trajnost premika od zgolj učinkovitosti k sistemskemu kroženju virov.

Spremljanje, poročanje in spodbujanje preglednosti

Trajnost danes zahteva stroge meritve. AI drastično pospeši spremljanje okolja. Namesto mesečnih ročnih revizij emisij ali odpadne vode lahko senzorska omrežja z analitiko umetne inteligence zagotavljajo neprekinjene, natančne podatke. Pomagali smo vzpostaviti sistem za spremljanje emisij hlapnih organskih spojin (HOS) v delavnici za galvanizacijo. AI ni samo meril; identificiral je korelacije med določenimi proizvodnimi serijami in skoki emisij, kar je omogočilo prilagoditve procesa. To spremeni skladnost iz stroškovnega mesta v vir operativnega vpogleda.

Vendar je ustvarjanje podatkov ena stvar; zaupanje je drugo. Obstaja stalna napetost med meritvami trajnosti, ki jih ustvari umetna inteligenca, in potrebo po revizijskih in preverljivih zapisih za okvire, kot je poročanje ESG. Ali lahko regulatorji in vlagatelji zaupajo povzetku AI o obračunavanju ogljika? Smo v fazi, ko umetna inteligenca obvladuje težka dela škropljenja podatkov, vendar so še vedno potrebni človeški strokovnjaki za potrjevanje in razlago. Orodje je zmogljivo, vendar ni nadomestilo potrebe po strokovni presoji.

Na makro ravni AI omogoča natančnejše sledenje ogljičnega odtisa v kompleksnih dobavnih verigah. S strganjem in analiziranjem podatkov s portalov dobaviteljev, ladijskih manifestov in računov za energijo lahko ustvari zemljevid odtisa v skoraj realnem času. Za podjetje, kot je Zitai, ki je del velike proizvodne baze, je ta prepoznavnost ključnega pomena za stranke na nižji stopnji v Evropi ali Severni Ameriki, ki so pod pritiskom poročanja o emisijah Scope 3. Trajnost spremeni iz nejasne zaveze v merljivo, upravljano komponento poslovanja.

Pasti in spregledani stroški

Ni vse pozitivno. Računalniška cena usposabljanja in delovanja velikih modelov umetne inteligence je sama po sebi breme za okolje. Projekt, osredotočen na varčevanje z energijo v tovarni, mora pretehtati energijo, ki jo porabijo strežniki v oblaku, ki usposabljajo modele. Prav zaradi tega razloga smo se pri našem delu preusmerili k uporabi učinkovitejših, specializiranih modelov namesto globokega učenja s surovo silo. Včasih vam enostavnejši statistični model prinese 80 % koristi z 1 % računskih stroškov. Trajnost z umetno inteligenco mora upoštevati lasten odtis.

Obstaja tudi tveganje optimizacije enega dela sistema na račun drugega. Nekoč smo optimizirali proizvodni načrt za energetsko učinkovitost, vendar smo ugotovili, da povečuje obrabo določenih orodij, kar vodi k pogostejši zamenjavi in ​​s tem povezanim materialnim odpadkom. Bistven je celosten pogled. Pri resnični trajnosti ne gre za lokalne maksimume, temveč za odpornost celotnega sistema in minimalen skupni učinek. Sisteme umetne inteligence je treba oblikovati z mislijo na optimizacijo z več cilji, kar je bistveno težji problem.

Končno človeški element. Izvajanje sprememb, ki jih poganja AI, zahteva usposobljeno osebje, upravljanje sprememb in pogosto vnaprejšnji kapital. Za številna mala in srednje velika podjetja v proizvodnem pasu je prioriteta preživetje in izpolnjevanje naročil. Argument trajnosti mora biti povezan z jasno, kratkoročno do srednjeročno gospodarsko koristjo. Zato najuspešnejši pilotni projekti, kar sem jih videl, začnejo z nizko visijo plodov: predvideno vzdrževanje, da se izognemo dragim izpadom in materialnim odpadkom, ali pametno krmiljenje razsvetljave/gretja, ki se povrne v manj kot dveh letih.

Pogled naprej: integracija, ne izolacija

Torej, kako AI resnično poveča trajnost? Za dobre projekte ne gre skozi bleščečo, samostojno umetno inteligenco. To je skozi njeno postopno, pogosto neprivlačno, integracijo v operativni tehnološki sklop industrij, kot so proizvodnja, logistika in energetika. Povečuje trajnost z izdelavo učinkovitost virov merljive in izvedljive, z odkrivanjem tokov odpadkov, ki so bili prej nevidni, in z omogočanjem bolj prilagodljivih in odzivnih sistemov.

Po mojem mnenju je prihodnost v vgrajeni AI. Pomislite na industrijski stroj, ki sam prilagaja svoje parametre za minimalno porabo energije in hkrati ohranja kakovost, ali logistično platformo, ki samodejno izbere možnost pošiljanja z najnižjimi emisijami ogljika, ki ustreza stroškovnim in časovnim omejitvam. Postane standardna funkcija in ne ločena pobuda. Delo na krajih, kot je proizvodna baza Yongnian, z gosto mrežo proizvajalcev, je popoln poligon za te integrirane pristope.

Na koncu je umetna inteligenca močno orodje, vendar je samo to – orodje. Njegov prispevek k trajnosti narekujejo roke, ki ga uporabljajo, in težave, ki se jih odločijo rešiti. Spodbuda izhaja iz nenehne osredotočenosti na konkretne, postopne pridobitve v materialnih in energetskih tokovih, ki temeljijo na podatkih, ki jih zdaj lahko končno zajamemo in razumemo. To je praktično potovanje, polno poskusov in napak, daleč stran od cikla navdušenja, in ravno tam se gradi njegova prava vrednost za trajnostno prihodnost.