AI เพิ่มความยั่งยืนในการผลิตได้อย่างไร 

เมื่อผู้คนได้ยิน AI ในการผลิต พวกเขามักจะกระโดดไปสู่วิสัยทัศน์ของโรงงานที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์และไฟดับ ซึ่งเป็นอุดมคติที่ฉูดฉาดแต่ค่อนข้างทำให้เข้าใจผิด ผลกระทบที่แท้จริงและกล้าหาญต่อความยั่งยืนไม่ได้เกี่ยวกับการแทนที่มนุษย์ เป็นการเพิ่มความสามารถของเราในการมองเห็นและดำเนินการกับความไร้ประสิทธิภาพที่เรายอมรับกันโดยทั่วไปว่าเป็นต้นทุนการดำเนินงาน AI พบว่าบทบาทที่มีค่าที่สุดนั้นอยู่ในกระแสพลังงานที่ไหลออกมาอย่างต่อเนื่องและมองไม่เห็น การใช้วัตถุดิบมากเกินไป และของเสียที่สามารถป้องกันได้ มุมมองของฉันเองซึ่งกำหนดโดยการเดินตามพื้นโรงงาน คือ การเพิ่มขึ้นไม่ได้มาจากโซลูชันที่ยิ่งใหญ่เพียงโซลูชันเดียว แต่มาจากการจัดชั้นการแทรกแซงที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลในทางปฏิบัติลงในกระบวนการที่มีอยู่ เป้าหมายไม่ใช่ความสมบูรณ์แบบ แต่เป็นการปรับปรุงที่วัดผลได้และทำซ้ำได้ตรงจุดสำคัญ: ผลกำไรและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

เหนือสิ่งอื่นใด: การระบุกระแสของเสีย

จุดเริ่มต้นคือการมองเห็น เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่ความพยายามด้านความยั่งยืนมักเป็นการคาดเดา เช่น การบำรุงรักษาตามกำหนดเวลาไม่ว่าจะจำเป็นหรือไม่ก็ตาม การสั่งซื้อวัสดุจำนวนมากโดยอิงตามค่าเฉลี่ยในอดีต การใช้พลังงานเป็นค่าใช้จ่ายคงที่ ฉันจำโครงการหนึ่งในโรงงานผลิตอุปกรณ์ยึดได้ ซึ่งไม่ต่างจากที่คุณจะพบกับผู้เล่นรายใหญ่เช่น Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. ในเมืองหย่งเหนียน ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของการผลิตชิ้นส่วนมาตรฐานของจีน ความท้าทายของพวกเขามีเหมือนกัน นั่นคือ ความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญของการใช้ลวดเหล็กดิบต่อชุดสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง ซึ่งนำไปสู่ทั้งต้นทุนและเศษโลหะ สมมติฐานก็คือว่ามันเป็นเพียงวิธีการทำงานของเครื่องจักร

เราปรับใช้วิชันซิสเต็มและอาร์เรย์เซ็นเซอร์ที่ค่อนข้างเรียบง่ายบนส่วนหัวการตีขึ้นรูปเย็นและลูกกลิ้งเกลียว งานของ AI ไม่ใช่การควบคุมเครื่องจักร แต่ต้องเชื่อมโยงจุดข้อมูลหลายพันรายการ เช่น อุณหภูมิโดยรอบ ความเร็วการป้อนลวด ตัวบ่งชี้การสึกหรอของดาย แรงดันการหล่อลื่น กับน้ำหนักหน่วยสุดท้ายและคุณภาพของแต่ละชิ้น ภายในไม่กี่สัปดาห์ รูปแบบก็ปรากฏขึ้น: ความผันผวนเล็กน้อยในกลไกการป้อนลวดโดยเฉพาะ ซึ่งรุนแรงขึ้นระหว่างการเปลี่ยนกะ ส่งผลให้มีการใช้เกิน 1.8% อย่างสม่ำเสมอ นี่ไม่ใช่ความผิดที่ใครก็ตามบันทึกไว้ มันเป็นภาษีที่ซ่อนอยู่สำหรับวัสดุทุกกิโลกรัม

การแก้ไขไม่ใช่ AI การแก้ไขคือการปรับกลไกและปรับแต่งขั้นตอนของผู้ปฏิบัติงาน AI ให้การวินิจฉัย นี่คือการส่งเสริมระดับแรก: เปลี่ยนความยั่งยืนจากเป้าหมายเชิงปรัชญาให้กลายเป็นปัญหาทางวิศวกรรมที่แม่นยำและวัดปริมาณได้ มันย้ายการสนทนาจากเราควรบันทึกเนื้อหาเป็นเราสูญเสียเนื้อหา 1.8% ที่จุด X เนื่องจากสาเหตุ Y

พลังงาน: จากต้นทุนคงที่ไปจนถึงตัวแปรไดนามิก

การจัดการพลังงานเป็นอีกพื้นที่หนึ่งที่เต็มไปด้วยผลไม้แขวนลอย ผู้ผลิตหลายราย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการที่ใช้พลังงานมาก เช่น การอบชุบด้วยความร้อนหรือการชุบด้วยไฟฟ้า ซึ่งพบได้ทั่วไปในกลุ่มอุตสาหกรรมตัวยึดรอบๆ หานตาน ปฏิบัติต่อพลังงานเสมือนเป็นบิลขนาดใหญ่ พวกเขาอาจใช้งานคอมเพรสเซอร์ที่ไม่จำเป็นหรือรอบการทำความร้อนล่วงหน้าของเตาเผาตามกำหนดเวลาคงที่ซึ่งสอดคล้องกับกรอบเวลาภาษีที่ถูกที่สุด แต่นั่นมักจะเป็นขีดจำกัด

เราผสานรวมการปรับสมดุลโหลดเชิงคาดการณ์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI เข้ากับระบบตรวจสอบพลังงานแบบเรียลไทม์ มันไม่ได้ดูแค่ตารางอัตราค่าสาธารณูปโภคเท่านั้น โดยเรียนรู้ความเฉื่อยทางความร้อนของเตาเผาแต่ละเตา สัญญาณความต้องการที่แท้จริงจากสายการชุบ และแม้แต่คาดการณ์ความเข้มข้นของคาร์บอนกริดในท้องถิ่นโดยอิงตามข้อมูลการผสมพลังงานในระดับภูมิภาค จากนั้นระบบสามารถแนะนำความล่าช้าระดับไมโครหรือการเร่งความเร็วในกระบวนการที่ไม่สำคัญและดำเนินการโดยอัตโนมัติในภายหลังได้

ตัวอย่างเช่น อาจแนะนำให้ถือชุดตัวยึดไว้ในคิวการหลอมหลังการหลอมเพิ่มอีก 20 นาทีเพื่อหลีกเลี่ยงช่วงกริดสูงสุดเมื่อปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระดับภูมิภาคสูงที่สุด แม้ว่าต้นทุนทางการเงินจะใกล้เคียงกันก็ตาม ซึ่งสอดคล้องกับการประหยัดต้นทุนกับการลดคาร์บอนในแบบที่กำหนดการคงที่ไม่เคยทำได้ การประหยัดไม่ได้มากนักในชั่วโมงใดๆ แต่กว่าหนึ่งในสี่ ค่าใช้จ่ายความต้องการสูงสุดที่ลดลงและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกี่ยวข้องนั้นมีอยู่อย่างมาก ทำให้การใช้พลังงานเป็นตัวแปรแบบไดนามิกและตอบสนอง ไม่ใช่ฉากหลัง

ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกของมนุษย์

นี่คือจุดที่คุณประสบอุปสรรคในทางปฏิบัติ โมเดลที่ดีที่สุดอาจบอกให้ชะลอการผลิต แต่ผู้จัดการพื้นมีรถบรรทุกมาถึงตอน 16.00 น. การเพิ่มประสิทธิภาพที่แท้จริงอาจขัดแย้งกับความเป็นจริงด้านโลจิสติกส์ การใช้งานที่ประสบความสำเร็จสูงสุดที่ฉันเคยเห็นมาจากการวัดอัตราการปฏิบัติตามข้อกำหนด AI เสนอ มนุษย์กำจัด และระบบเรียนรู้จากการแทนที่ เมื่อเวลาผ่านไป หากระบบเห็นว่ากำหนดการจัดส่งเป็นข้อจำกัดที่ไม่เปลี่ยนแปลง ระบบจะเริ่มแยกตัวประกอบสิ่งนั้นก่อนหน้านี้ มันเป็นความร่วมมือ ไม่ใช่การเทคโอเวอร์ การปรับแต่งที่ยุ่งยากและวนซ้ำนี้เป็นสิ่งที่แยกโครงการทางวิชาการออกจากเครื่องมือในโลกแห่งความเป็นจริง

การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์: หลักสำคัญของประสิทธิภาพทรัพยากร

นี่อาจเป็นแอปพลิเคชันที่เติบโตเต็มที่ที่สุด แต่บางครั้งก็มีมุมมองด้านความยั่งยืนน้อยเกินไป ไม่ใช่แค่การหลีกเลี่ยงการหยุดทำงานเท่านั้น ตลับลูกปืนที่ชำรุดในเครื่องวาดลวดความเร็วสูงไม่เพียงแต่แตกหักเท่านั้น ในตอนแรกมันทำให้เกิดแรงเสียดทานเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ดึงพลังงานมากขึ้นเป็นเวลาหลายสัปดาห์ แม่พิมพ์ที่ไม่ตรงแนวเล็กน้อยไม่เพียงแต่จะหักเท่านั้น มันสร้างเปอร์เซ็นต์ของข้อบกพร่องใต้พื้นผิวเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ชิ้นส่วนไม่ผ่านการตรวจสอบคุณภาพหลังจากลงทุนพลังงานและวัสดุเต็มที่แล้ว

ด้วยการเปลี่ยนจากการบำรุงรักษาตามกำหนดเวลาไปเป็นการบำรุงรักษาตามเงื่อนไขโดยใช้การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน เสียง และความร้อน แบบจำลอง AI จึงป้องกันการเสื่อมสลายของกระบวนการที่ช้าและสิ้นเปลือง ฉันจำกรณีที่โมเดลแจ้งเตือนคอมเพรสเซอร์เพื่อเรียกร้องความสนใจโดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในลายเซ็นทางไฟฟ้า บันทึกการบำรุงรักษาแสดงให้เห็นว่าไม่เป็นไรตามตัวชี้วัดมาตรฐานทั้งหมด จากการตรวจสอบพบว่าวาล์วขนาดเล็กเริ่มติด ทำให้ตัวเครื่องทำงานหนักขึ้น 7% เพื่อรักษาแรงดัน นั่นคือการใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 7% ทุกชั่วโมง สำหรับปัญหาที่อาจพลาดไปอีกสามเดือนจนกว่าจะถึงบริการตามกำหนดครั้งถัดไป

ความยั่งยืนที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า: ช่วยประหยัดพลังงานที่สูญเสียไปจากการลดคุณภาพอุปกรณ์ และยืดอายุการใช้งานโดยรวมของสินทรัพย์ทุน ซึ่งช่วยลดต้นทุนด้านสิ่งแวดล้อมในการผลิตและการเปลี่ยนเครื่องจักร เป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่จากการปฏิบัติต่ออุปกรณ์เหมือนเป็นสิ่งที่ทำงานจนพัง มาเป็นการปฏิบัติต่ออุปกรณ์เสมือนเป็นระบบที่ต้องปกป้องประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง

ห่วงโซ่อุปทานและการออกแบบ: การใช้ประโยชน์จากต้นน้ำ

อิทธิพลขยายออกไปเลยประตูโรงงาน สำหรับผู้ผลิตอย่าง Zitai Fasteners ซึ่งมีสถานที่ตั้งใกล้กับเส้นทางคมนาคมหลักๆ เช่น รถไฟปักกิ่ง-กวางโจว ถือเป็นข้อได้เปรียบด้านลอจิสติกส์ AI สามารถเพิ่มประสิทธิภาพข้อได้เปรียบดังกล่าวเพื่อความยั่งยืนได้ ขณะนี้ระบบการวางแผนขั้นสูงไม่เพียงแต่คำนึงถึงต้นทุนและเวลาเท่านั้น แต่ยังคำนึงถึงปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของรูปแบบการขนส่งและเส้นทางที่แตกต่างกันอีกด้วย ทำให้เกิดความสมดุลระหว่างระดับสินค้าคงคลังกับตัวเลือกการขนส่งที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแต่ช้ากว่า

อัลกอริธึมการออกแบบเชิงสร้างสรรค์ที่ละเอียดยิ่งขึ้น ซึ่งใช้ร่วมกับลูกค้า สามารถแนะนำการปรับแต่งชิ้นส่วนให้เหมาะสมได้ ขายึดสามารถใช้วัสดุน้อยลงได้หรือไม่ หากมีการเปลี่ยนแปลงการออกแบบเล็กน้อย เหล็กเกรดอื่นที่มีกระบวนการผลิตที่ใช้พลังงานต่ำจะเพียงพอหรือไม่หากปรับพารามิเตอร์การผลิต นี่คือจุดที่ AI ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการสนทนาระหว่างการออกแบบเพื่อการผลิตอย่างยั่งยืน ซึ่งอาจช่วยลดภาระด้านวัสดุและพลังงานก่อนที่จะวางคำสั่งการผลิตด้วยซ้ำ ขับเคลื่อนความยั่งยืนตั้งแต่ต้นน้ำในห่วงโซ่คุณค่า

สิ่งกีดขวางและความคาดหวังที่สมจริง

มันไม่ได้ราบรื่นไปเสียหมด โหมดความล้มเหลวที่ใหญ่ที่สุดที่ฉันเคยเห็นคือแนวทางที่เดือดดาล: พยายามสร้างแฝดดิจิทัลที่สมบูรณ์แบบทั่วทั้งโรงงานตั้งแต่วันแรก โครงสร้างพื้นฐานของข้อมูลพังทลาย โมเดลมีความซับซ้อนเกินไป และโปรเจ็กต์พังทลายลงด้วยน้ำหนักของมันเอง ความสำเร็จมาจากการเลือกกระแสของเสียที่เจ็บปวดเพียงแหล่งเดียว เช่น ตัวอย่างการบริโภควัสดุมากเกินไป และการแก้ปัญหา พิสูจน์มูลค่าแล้วปรับขนาด

อีกประเด็นหนึ่งคือคุณภาพของข้อมูล ในสายการผลิตเก่า การได้รับข้อมูลที่สะอาดและซิงโครไนซ์เวลาจาก PLC ที่แตกต่างกันและบันทึกแบบแมนนวลถือเป็นงานที่ยิ่งใหญ่ บางครั้ง 80% ของโครงการเริ่มแรกเป็นเพียงการสร้างไปป์ไลน์ข้อมูลที่เชื่อถือได้ คุณยังต้องเผชิญกับการต่อต้านทางวัฒนธรรม หากคำแนะนำของ AI ช่วยประหยัดพลังงานแต่เพิ่มขั้นตอนให้กับผู้ปฏิบัติงาน ก็จะถูกเพิกเฉย เว้นแต่จะถูกมองว่าทำให้งานของพวกเขาง่ายขึ้นหรือสม่ำเสมอมากขึ้นในระยะยาว

แล้ว AI จะส่งเสริมความยั่งยืนได้อย่างไร? มันไม่ใช่ไม้กายสิทธิ์ มันเป็นแว่นขยายและเครื่องคิดเลขที่ไม่หยุดยั้ง มันฉายแสงให้กับความไร้ประสิทธิภาพที่ซ่อนเร้นและมีราคาแพงที่เราเรียนรู้ที่จะเผชิญมา เช่น กิโลวัตต์-ชั่วโมงที่เพิ่มขึ้น ปริมาณเหล็กที่สูญเสียไป การเสื่อมสภาพอย่างช้าๆ ของเครื่องจักร โดยให้หลักฐานที่จำเป็นในการพิสูจน์การลงทุนในกระบวนการที่ดีขึ้น และช่วยให้มนุษย์สามารถตัดสินใจได้อย่างชาญฉลาดและมีข้อมูลมากขึ้น ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในการสร้างสิ่งต่างๆ โดยรวม การเพิ่มประสิทธิภาพเป็นแบบสะสม ทำซ้ำ และใช้งานได้จริงอย่างลึกซึ้ง เปลี่ยนความทะเยอทะยานของการผลิตที่ยั่งยืนจากรายงานในห้องประชุมให้กลายเป็นแนวทางปฏิบัติประจำวันในโรงงาน