AI เพิ่มความยั่งยืนทางอุตสาหกรรมได้อย่างไร 

เมื่อผู้คนพูดถึง AI และความยั่งยืน บทสนทนามักจะพุ่งตรงไปที่วิสัยทัศน์แห่งอนาคต: ตารางที่เป็นอิสระ เมืองที่ปรับให้เหมาะสมด้วยตนเอง ในสนามเพลาะของการผลิตจริง ความเป็นจริงมีความกล้าหาญและเพิ่มมากขึ้น การส่งเสริมที่แท้จริงไม่ได้เกี่ยวกับการแทนที่มนุษย์ด้วยหุ่นยนต์ แต่เป็นการเพิ่มการตัดสินใจในระบบที่สิ้นเปลืองและคลุมเครืออย่างฉาวโฉ่ ความเข้าใจผิดคือความยั่งยืนคือการใช้พลังงานน้อยลง เจาะลึกยิ่งขึ้น - เป็นเรื่องเกี่ยวกับทรัพยากรอัจฉริยะเชิงระบบ ตั้งแต่วัตถุดิบไปจนถึงลอจิสติกส์ และนั่นคือสิ่งที่โมเดลการเรียนรู้ของเครื่อง ไม่ใช่แค่ AI ทั่วไป กำลังเปลี่ยนแปลงเกมอย่างเงียบๆ

รากฐาน: ความเที่ยงตรงของข้อมูลและพื้นโรงงานแห่งความมืด

คุณไม่สามารถจัดการสิ่งที่คุณวัดไม่ได้ และเป็นเวลาหลายปีที่ความยั่งยืนทางอุตสาหกรรมเป็นเพียงการคาดเดา ใช่ เรามีบิลด้านพลังงาน แต่การเชื่อมโยงการบริโภคที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วกับชุดการผลิตเฉพาะในสายการผลิต 3 มักเป็นไปไม่ได้ ขั้นตอนแรกที่ไม่สวยงามคือการเพิ่มจำนวนเซ็นเซอร์และประวัติข้อมูล ฉันเคยเห็นโรงงานต่างๆ ที่ติดตั้งเซ็นเซอร์วัดความสั่นสะเทือนและความร้อนบนระบบคอมเพรสเซอร์แบบเดิมเผยให้เห็นความไร้ประสิทธิภาพแบบวนรอบ ซึ่งทำให้สิ้นเปลืองพลังงานไป 15% การเพิ่มประสิทธิภาพของ AI เริ่มต้นที่นี่: การสร้างแฝดดิจิทัลที่มีความแม่นยำสูงของการไหลของพลังงานและวัสดุ หากไม่มีรากฐานนี้ คำกล่าวอ้างด้านความยั่งยืนก็เป็นเพียงการตลาดเท่านั้น

นี่ไม่ใช่ Plug-and-Play อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดคือไซโลข้อมูล ข้อมูลการผลิตอยู่ใน MES ข้อมูลคุณภาพในอีกระบบหนึ่ง และข้อมูลพลังงานจากมิเตอร์สาธารณูปโภค การได้รับมุมมองที่ซิงโครไนซ์เวลาถือเป็นฝันร้าย เราใช้เวลาหลายเดือนในโครงการเพียงแค่สร้างไปป์ไลน์ข้อมูลก่อนที่จะสามารถฝึกอบรมโมเดลใดๆ ได้ สิ่งสำคัญไม่ใช่อัลกอริธึมที่หรูหรา แต่เป็นภววิทยาข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งแท็กทุกจุดข้อมูลด้วยบริบท (หมายเลขเครื่อง ขั้นตอนกระบวนการ SKU ของผลิตภัณฑ์) รายละเอียดนี้เป็นสิ่งที่ช่วยให้วิเคราะห์ความยั่งยืนได้อย่างมีความหมายในภายหลัง

พิจารณาผู้ผลิตอุปกรณ์ยึด เช่น Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd.. กระบวนการของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการปั๊ม การทำเกลียว การอบชุบ และการชุบ แต่ละขั้นตอนมีรูปแบบพลังงานและผลผลิตวัสดุที่แตกต่างกัน ด้วยการติดตั้งเตาเผาและอ่างชุบ พวกเขาสามารถย้ายจากค่าสาธารณูปโภคเฉลี่ยรายเดือนไปเป็นต้นทุนพลังงานต่อกิโลกรัมของผลผลิต พื้นฐานนี้มีความสำคัญ เปลี่ยนความยั่งยืนจาก KPI ขององค์กรให้เป็นตัวแปรสายการผลิตที่ผู้จัดการประจำชั้นสามารถกำหนดได้จริง

การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์: ผลไม้ห้อยต่ำที่มีรากลึก

การสนทนาส่วนใหญ่เกี่ยวกับเรื่องนี้เริ่มต้นด้วยการหลีกเลี่ยงการหยุดทำงาน มุมมองด้านความยั่งยืนมีความน่าสนใจมากกว่า: ความล้มเหลวจากภัยพิบัติทำให้สิ้นเปลืองพลังงานและวัสดุ ตลับลูกปืนที่ชำรุดในแท่นปั๊มแรงบิดสูงไม่เพียงแต่แตกหักเท่านั้น มันทำให้เกิดการวางแนวที่ไม่ตรงเป็นเวลาหลายสัปดาห์ ส่งผลให้ชิ้นส่วนไม่ตรงตามมาตรฐาน (วัสดุสิ้นเปลือง) และดึงกำลังเพิ่มขึ้น เราใช้แบบจำลองการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนสำหรับระบบที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ ซึ่งไม่เพียงแค่คาดการณ์ความล้มเหลวเท่านั้น แต่ยังระบุถึงสถานะประสิทธิภาพที่ต่ำกว่ามาตรฐานอีกด้วย นี่คือส่วนที่ละเอียดอ่อน แบบจำลองดังกล่าวทำเครื่องหมายปั๊มที่ยังคงทำงานอยู่แต่สูญเสียประสิทธิภาพไป 8% ซึ่งหมายความว่าปั๊มต้องใช้กระแสมากขึ้นในการทำงานแบบเดียวกัน การซ่อมแซมจะช่วยประหยัดพลังงานและยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์ ช่วยลดคาร์บอนที่สะสมอยู่ในตัวจากการเปลี่ยน

ความล้มเหลวเกิดขึ้นโดยสมมติว่าอุปกรณ์ทั้งหมดจำเป็นต้องมีการตรวจสอบแบบเดียวกัน เราใช้เครื่องมือในสายการประกอบมากเกินไป ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงและทำให้เกิดข้อมูลที่มีเสียงดัง เราเรียนรู้ที่จะผ่าตัด: มุ่งเน้นไปที่ผู้ใช้พลังงานสูงและโหนดคุณภาพที่สำคัญ สำหรับบริษัทอย่าง Zitai ซึ่งตั้งอยู่ใกล้เส้นทางขนส่งหลักๆ เช่น รถไฟปักกิ่ง-กวางโจว ให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพด้านลอจิสติกส์ การใช้แบบจำลองการคาดการณ์ที่คล้ายกันกับ HVAC และระบบอากาศอัด ซึ่งมักจะเป็นแหล่งพลังงานที่ใหญ่ที่สุดของโรงงาน จะทำให้เกิดการประหยัดคาร์บอนโดยตรง ที่ ตัวยึด Zitai เว็บไซต์เน้นขนาดการผลิต ที่ปริมาตรนั้น การรั่วไหลของอากาศอัดลดลง 2% ที่ระบุโดยแบบจำลองการไหลของอากาศ ส่งผลให้ได้รับผลตอบแทนทางการเงินและสิ่งแวดล้อมมหาศาล

มีการเปลี่ยนแปลงทางวัฒนธรรมที่นี่ด้วย คำแนะนำของรุ่นในการเปลี่ยนชิ้นส่วนที่ดูดีต้องอาศัยความไว้วางใจ เราต้องสร้างแดชบอร์ดที่เรียบง่ายซึ่งแสดงการสูญเสียพลังงานที่คาดการณ์ไว้เป็นกิโลวัตต์ชั่วโมงและดอลลาร์ เพื่อรับการสนับสนุนจากทีมบำรุงรักษา การจับต้องได้นี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการยอมรับ

การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ: เหนือกว่าจุดที่ตั้งไว้

การควบคุมกระบวนการแบบดั้งเดิมใช้ลูป PID เพื่อรักษาจุดที่ตั้งไว้ เช่น อุณหภูมิเตาเผา แต่จุดกำหนดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชุดงานที่กำหนดคืออะไร ขึ้นอยู่กับความชื้นโดยรอบ ความแปรผันของโลหะผสมของวัตถุดิบ และความต้านทานแรงดึงที่ต้องการ โมเดลการเรียนรู้ของเครื่องสามารถเพิ่มประสิทธิภาพสิ่งนี้ได้แบบไดนามิก ในกระบวนการบำบัดความร้อน เราใช้แบบจำลองการเรียนรู้การเสริมแรงเพื่อค้นหาการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิขั้นต่ำและเวลาในการแช่ที่จำเป็นเพื่อให้ได้ข้อกำหนดทางโลหะวิทยา ผลลัพธ์ที่ได้คือการใช้ก๊าซธรรมชาติลดลง 12% ต่อชุด โดยไม่กระทบต่อคุณภาพ

การจับ? คุณต้องกำหนดฟังก์ชันการให้รางวัลอย่างระมัดระวัง ในตอนแรก เราได้ปรับให้เหมาะสมที่สุดสำหรับพลังงานเพียงอย่างเดียว และแบบจำลองก็แนะนำอุณหภูมิที่ต่ำกว่า ซึ่งเพิ่มอัตราการกัดกร่อนโดยไม่ตั้งใจในขั้นตอนการชุบในภายหลัง ซึ่งส่งผลให้ภาระด้านสิ่งแวดล้อมเปลี่ยนไป เราต้องใช้กรอบการทำงานการเพิ่มประสิทธิภาพแบบหลายวัตถุประสงค์ การสร้างสมดุลของพลังงาน ผลผลิตของวัสดุ และความมีชีวิตของกระบวนการขั้นปลายน้ำ มุมมองแบบองค์รวมนี้เป็นแก่นแท้ของความยั่งยืนทางอุตสาหกรรมอย่างแท้จริง มันหลีกเลี่ยงการเพิ่มประสิทธิภาพย่อยพื้นที่หนึ่งโดยเสียค่าใช้จ่ายอีกพื้นที่หนึ่ง

สำหรับฐานการผลิตชิ้นส่วนมาตรฐาน การเพิ่มประสิทธิภาพดังกล่าวในผลผลิตหลายพันตันคือจุดที่ผลกระทบระดับมหภาคอยู่ ขับเคลื่อนความยั่งยืนจากห้องหม้อไอน้ำไปสู่สูตรการผลิตหลัก

ห่วงโซ่อุปทานและโลจิสติกส์: ผลกระทบของเครือข่าย

นี่คือจุดที่ศักยภาพของ AI รู้สึกทั้งกว้างใหญ่และน่าหงุดหงิด โรงงานสามารถมีประสิทธิภาพสูงได้ แต่หากห่วงโซ่อุปทานสิ้นเปลือง กำไรสุทธิก็จะถูกจำกัด AI ช่วยเพิ่มความยั่งยืนผ่านการกำหนดเส้นทางอัจฉริยะและการคาดการณ์สินค้าคงคลัง เราทำงานในโครงการเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการขนส่งขาเข้าสำหรับเหล็กม้วนดิบ ด้วยการวิเคราะห์สถานที่ตั้งของซัพพลายเออร์ ตารางการผลิต และข้อมูลการจราจร โมเดลจะสร้างกรอบเวลาการส่งมอบที่ช่วยลดเวลาเดินเบาของรถบรรทุกและอนุญาตให้บรรทุกได้เต็มที่มากขึ้น สิ่งนี้ช่วยลดการปล่อยก๊าซขอบเขต 3 สำหรับทั้งผู้ผลิตและซัพพลายเออร์

ความหงุดหงิดมาจากการแบ่งปันข้อมูล ซัพพลายเออร์มักไม่เต็มใจที่จะแบ่งปันข้อมูลความจุหรือสถานที่แบบเรียลไทม์ ความก้าวหน้านี้ไม่ได้มาจากอัลกอริธึมที่ซับซ้อนมากขึ้น แต่ด้วยบัญชีแยกประเภทที่ใช้บล็อกเชนแบบธรรมดา (ได้รับอนุญาต ไม่ใช่การเข้ารหัสลับ) ที่บันทึกข้อผูกพันโดยไม่เปิดเผยรายละเอียดที่เป็นกรรมสิทธิ์ ความไว้วางใจคือคอขวดอีกครั้ง

Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd.ที่ตั้งทางยุทธศาสตร์ติดกับทางหลวงสายหลักและทางรถไฟถือเป็นทรัพย์สินทางลอจิสติกส์ทางธรรมชาติ ระบบที่ขับเคลื่อนด้วย AI สามารถเพิ่มประสิทธิภาพโลจิสติกส์ขาออกได้โดยการรวมคำสั่งซื้อแบบไดนามิก และเลือกโหมดการขนส่งที่มีคาร์บอนต่ำที่สุด (รางเทียบกับรถบรรทุก) ตามความต้องการเร่งด่วน โดยใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบทางภูมิศาสตร์นั้นเพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต่อการจัดส่ง

ความหมุนเวียนและความฉลาดด้านคุณภาพ

เส้นทางที่ตรงที่สุดสู่ความยั่งยืนคือการใช้วัสดุน้อยลงและสร้างของเสียน้อยลง คอมพิวเตอร์วิทัศน์สำหรับการตรวจสอบคุณภาพเป็นเรื่องปกติ แต่การเชื่อมโยงไปสู่ความยั่งยืนนั้นลึกซึ้งมาก ข้อบกพร่องที่ตรวจพบตั้งแต่เนิ่นๆ หมายความว่าชิ้นส่วนสามารถนำกลับมาทำใหม่หรือรีไซเคิลในโรงงานได้ โดยหลีกเลี่ยงต้นทุนด้านพลังงานในการขนส่งไปยังลูกค้า การถูกปฏิเสธ และการขนส่งกลับ ขั้นสูงกว่านั้นคือการใช้การวิเคราะห์สเปกตรัมระหว่างการผลิตเพื่อคาดการณ์คุณภาพ ซึ่งช่วยให้สามารถปรับกระบวนการแบบเรียลไทม์ได้ เราเห็นสิ่งนี้ในสายการชุบ: เครื่องวิเคราะห์ XRF ป้อนข้อมูลลงในแบบจำลองที่ควบคุมเคมีในการชุบ ซึ่งลดการใช้โลหะหนักและของเสียจากตะกอนได้มากกว่า 20%

จากนั้นก็มีมุมเศรษฐกิจหมุนเวียน AI สามารถอำนวยความสะดวกในการคัดแยกวัสดุเพื่อการรีไซเคิล สำหรับตัวยึดโลหะ การคัดแยกเมื่อหมดอายุการใช้งานถือเป็นเรื่องท้าทาย เราทดลองใช้ระบบโดยใช้การถ่ายภาพไฮเปอร์สเปกตรัมและ CNN เพื่อคัดแยกสเตนเลสจากเศษเหล็กชุบสังกะสีโดยอัตโนมัติ เพื่อเพิ่มความบริสุทธิ์และมูลค่าของวัตถุดิบตั้งต้นที่รีไซเคิล ทำให้การปิดห่วงวัสดุเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจ

สำหรับฐานการผลิตหลักที่บูรณาการระบบอัจฉริยะด้านคุณภาพนี้ทั่วทั้ง ส่วนมาตรฐาน ห่วงโซ่การผลิตหมายถึงการสกัดวัสดุบริสุทธิ์น้อยลงและของเสียที่ส่งไปฝังกลบน้อยลง โดยเปลี่ยนการควบคุมคุณภาพจากศูนย์ต้นทุนมาเป็นตัวขับเคลื่อนหลักด้านความยั่งยืน

ปัจจัยมนุษย์และหล่มการดำเนินงาน

สิ่งนี้ไม่ทำงานหากไม่มีคน ความล้มเหลวที่ใหญ่ที่สุดที่ฉันเคยพบเห็นคือโครงการเพิ่มประสิทธิภาพการปิดไฟซึ่งวิศวกรออกแบบในสุญญากาศ แบบจำลองนั้นยอดเยี่ยมมาก แต่พวกเขาเพิกเฉยต่อความรู้โดยปริยายของผู้ปฏิบัติงานที่รู้ว่าเครื่องจักร 4 ทำงานร้อนในช่วงบ่ายที่มีความชื้นสูง ระบบล้มเหลว ความสำเร็จเกิดขึ้นเมื่อเราสร้างระบบที่ปรึกษาแบบไฮบริด แบบจำลองจะแนะนำจุดที่ตั้งไว้ แต่ผู้ปฏิบัติงานสามารถอนุมัติ ปฏิเสธ หรือปรับเปลี่ยนได้ โดยระบบจะเรียนรู้จากคำติชมนั้น สิ่งนี้สร้างความไว้วางใจและใช้ประโยชน์จากสัญชาตญาณของมนุษย์

การนำไปปฏิบัติคือการวิ่งมาราธอน ต้องใช้ความอดทนในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานของข้อมูล ความอ่อนน้อมถ่อมตนเพื่อเริ่มต้นด้วยสายการผลิตเดียว และทีมงานข้ามสายงานที่ผสมผสาน OT, IT และความเชี่ยวชาญด้านความยั่งยืน เป้าหมายไม่ใช่ข่าวประชาสัมพันธ์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI เป็นผลสะสมที่ไม่น่าดูจากการปรับแต่งเล็กๆ น้อยๆ หลายร้อยรายการ: เตาเผาที่นี่หายไปไม่กี่องศา เส้นทางรถบรรทุกสั้นลง และหลีกเลี่ยงเศษเหล็กได้เป็นชุด นั่นคือวิธีที่ AI ช่วยเพิ่มความยั่งยืนทางอุตสาหกรรมได้อย่างแท้จริง ไม่ใช่อย่างมหาศาล แต่ด้วยจุดข้อมูลนับล้านจุดที่จะขับเคลื่อนเส้นทางที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและสิ้นเปลืองน้อยลงไปข้างหน้าอย่างเงียบๆ