Yapay zeka üretimde sürdürülebilirliği nasıl artırır? 

İnsanlar üretimde yapay zekayı duyduklarında genellikle tamamen otonom, ışıkları kapalı fabrikaların hayallerine atlıyorlar. Bu gösterişli bir hedef, ancak bugün sürdürülebilirliği artırmaya yönelik gerçek ve cesur çalışmanın yapıldığı yer burası değil. Gerçek etki daha incelikli ve genellikle enerji tüketimini optimize etme, malzeme israfını azaltma ve tedarik zincirlerini daha az kaotik hale getirme gibi günlük çabalarda gizlidir. Robotların kontrolü ele geçirmesinden çok, hem ekonomik hem de çevresel açıdan sağlıklı kararlar almakta her zaman eksik kaldığımız ayrıntılı görünürlüğü sağlayan akıllı sistemlerle ilgili. Yapay zeka ile sürdürülebilirlik arasındaki bağlantı otomatik değildir; ölçmeyi ve kontrol etmeyi seçtiğimiz şeylerde kasıtlı bir değişiklik gerektirir.

Aldatmacanın Ötesinde: İlk Sınır Olarak Enerji

En doğrudan maliyet ve karbon ayak izi kalemi olan enerji ile başlayalım. Yıllarca planlı bakım ve geniş kapsamlı verimlilik değerlerine güvendik. Oyunun kurallarını değiştiren şey, sensörleri yerleştirmek ve tahmine dayalı enerji optimizasyonu için yapay zekayı kullanmaktır. Sadece makineleri kapatmaktan bahsetmiyorum. Bu, tüm bir üretim hattının dinamik yükünü anlamakla ilgilidir. Örneğin bir yapay zeka modeli, belirli bir damgalama presinin yalnızca çalışma sırasında değil, soğutma sistemleri çalışırken 15 dakika sonra da bir güç dalgası çektiğini öğrenebilir. Üretim programlarını analiz ederek, birden fazla baskı makinesinden aynı anda en yüksek değerlerin alınmasını önlemek için partiler arasında mikro gecikmeler önerebilir ve verimi etkilemeden enerji eğrisini düzleştirebilir. Bu teorik değil; Bir dövme tesisindeki enerji faturasında devasa boyutlarda %8-12 oranında azalma olduğunu gördüm.

İşin zor kısmı veri kalitesidir. Mümkünse makineden, trafo merkezinden ve hatta şebekeden ayrıntılı, zaman serisi verilerine ihtiyacınız var. Başlangıçta başarısız olan projelerden biri, doğru gaz akış ölçerleri olmayan bir ısıl işlem fırınını optimize etmeye çalışmaktı. Yapay zeka modeli temelde tahmin yürütüyordu ve optimizasyonlar parçaların metalurjik özelliklerinden ödün verme riskini taşıyordu. Zor yoldan öğrendik: Doğru şekilde ölçemediğiniz şeyi yönetemezsiniz. Yapay zeka yalnızca aldığı duyusal girdiler kadar iyidir.

Bu bizi incelikli bir noktaya getiriyor: Yapay zeka çoğu zaman daha derin enstrümantasyona ihtiyaç duyuyor. Yapay zekaya yönelik bir sürdürülebilirlik örneği oluşturmak için öncelikle daha iyi ölçüme yatırım yaparsınız. Bu verimli bir döngü. Bu veri akışına sahip olduğunuzda, tahminden kuralcı eyleme geçebilirsiniz; örneğin kompresör basıncı ayar noktalarının pnömatik bir ağdaki gerçek zamanlı talebe göre otomatik olarak ayarlanması gibi, bu her zaman büyük miktarlarda enerji israfına yol açan en kötü senaryo için ayarlanmış bir şeydir.

Atıkla Savaş: Hurda Yığınlarından Dijital İkizlere

Malzeme israfı tamamen mali ve çevresel kayıptır. Bağlantı elemanı üretiminde, örneğin bir şirkette olduğu gibi Handan Zitai Farfener Manufacturing Co., Ltd. Çin'in büyük standart parça üretim üssünde yer alan geleneksel yaklaşım, üretim sonrası denetimi içerir: bir parti hazırlanır, bazılarından numune alınır ve kusurlar bulunursa, tüm parti hurdaya çıkarılabilir veya yeniden işlenebilir. Bu inanılmaz derecede israf.

Gerçek zamanlı kusur tespiti için bilgisayarlı görme artık masada. Ancak yapay zekanın daha kapsamlı kullanımı, ilk etapta israfın oluşmasını önlemek için süreç parametre optimizasyonundadır. Soğuk şişirme işleminden elde edilen verileri (tel çapı, sıcaklık, makine hızı, kalıp aşınması) bir modele besleyerek, tek bir parça yapılmadan önce kafa çatlakları veya boyutsal yanlışlıklar olasılığını tahmin edebiliriz. Sistem daha sonra tavlama sıcaklığında hafif bir artış veya ilerleme hızında bir azalma gibi ayarlamalar önerebilir.

Bir cıvata üretim hattı için dijital bir gölge (tam dijital ikizin daha basit bir versiyonu) oluşturduğumuz bir projeyi hatırlıyorum. Amaç, bir cıvata kesildikten sonra kalan tel olan trim kaybını en aza indirmekti. AI planlama sistemi, sipariş portföylerini ve makine kısıtlamalarını analiz ederek siparişleri tel bobinleri daha eksiksiz kullanacak şekilde sıralayabilir ve kesme israfını ortalama %3,2'den %1,7'nin altına düşürebilir. Kulağa küçük gibi gelse de, yıllık binlerce ton çelikte, ham maddeden ve çelik üretiminden kaynaklanan karbon emisyonlarından sağlanan tasarruf oldukça önemlidir. Yongnian Bölgesi gibi merkezlerdeki yüksek hacimli üretime sahip şirketlerin bu tür ayrıntılı optimizasyonlardan nasıl büyük kazanç elde edeceğini görebilirsiniz.

Tedarik Zinciri Esnekliği ve Karbon Ayak İzi

İşte bu noktada karmaşıklaşıyor. Sürdürülebilir bir tedarik zinciri yalnızca yeşil bir tedarikçi seçmekten ibaret değildir; acil, karbon yoğun hava taşımacılığından kaçınmak verimlilik ve esneklikle ilgilidir. Yapay zeka destekli talep tahmini işe yaradığında üretimi düzgünleştirir, fazla mesai ihtiyacını (ki bu genellikle daha az verimli, enerji yoğun çalışmalar anlamına gelir) ve panik siparişlerini azaltır.

Bir müşteri için çok katmanlı tedarik zinciri risk analizini lojistik optimizasyonuyla entegre ettik. Sistem hava durumunu, liman tıkanıklığını ve hatta tedarikçi bölgenin enerji karışımını (örneğin, şebekeleri bugün kömürle mi yoksa yenilenebilir enerjiyle mi çalışıyor?) izledi. Zaman çizelgeleri izin verildiğinde sevkiyatların daha yavaş ancak daha düşük emisyonlu deniz taşımacılığına yeniden yönlendirilmesi veya yüklerin konteynerleri tipik %85 ​​yerine %98 kapasiteye kadar dolduracak şekilde birleştirilmesi önerildi. sürdürülebilirlik Buradaki kazanç dolaylı ama güçlüdür: karbon verimliliğini günlük lojistik kararların içine yerleştirir.

Buradaki başarısızlık modu aşırı optimizasyondur. Bir model, ulaşım emisyonlarını en aza indirmek için her zaman tek, çok yeşil ancak kapasitesi kısıtlı bir tedarikçinin kullanılmasını önerdi. Sonunda gerçekleşen kapanma riskini hesaba katamadı ve birden fazla, daha az optimal tedarikçiye kapışmaya zorladı. Ders, sürdürülebilirlik hedeflerinin yapay zekanın amaç fonksiyonundaki sağlamlık kısıtlamalarıyla dengelenmesi gerektiğiydi. Karbonu öylece en aza indiremezsiniz; riski yönetmek zorundasınız.

İnsan Unsuru: Artırılmış Karar Verme

Bu çok kritik. Yapay zeka fabrikayı yönetmiyor; insanlar bunu yapıyor. Gördüğüm en etkili uygulamalar yapay zekanın danışman olarak hareket ettiği uygulamalardır. Bu bir anormalliğe işaret ediyor: Hat 3'te birim başına enerji tüketimi mevcut ürün karışımına göre %18 daha yüksek. Olası neden: Konveyör Motoru B-12'de yatak aşınması, tahmini verimlilik kaybı %22. Bakım ekibine net bir sürdürülebilirlik ve maliyet etkisi ile hedeflenen, öncelikli bir görev verir.

Bu kültürü değiştirir. Sürdürülebilirlik, üretim verimliliğinden ayrı bir KPI olmaktan çıkıyor. Kat yöneticisi, daha düşük hurda oranlarına yönelik optimizasyonun aynı zamanda iyi parça başına enerji ve hammadde kullanımını da azalttığını gördüğünde hedefler hizalanır. Yapay zekayı eğitmek aynı zamanda insanları da eğitir. Bir kusur tespit modeli için verileri etiketlemek amacıyla kalite mühendislerinin arıza modlarını derinlemesine analiz etmesi gerekir. Bu sürecin kendisi genellikle model devreye alınmadan önce süreç iyileştirmelerine yol açar.

Direnç doğaldır. Kara kutu tavsiyelerine karşı geçerli bir korku var. Bu yüzden açıklanabilirlik çok önemlidir. Sistem fırın sıcaklığının 15°C düşürülmesini söylüyorsa bunun gerekçesini de sunması gerekir: Geçmiş veriler, X ve Y parametreleriyle bu düşük sıcaklıkta yapılan çalışmaların %8 daha az doğal gaz tüketimiyle aynı sertlikle sonuçlandığını gösteriyor. Bu, güven oluşturur ve yapay zekayı sürdürülebilirlik için işbirliğine dayalı bir araca dönüştürür imalat.

Geleceğe Bakış: Entegrasyon Mücadelesi

Gelecek, enerji veya kaliteye yönelik bağımsız yapay zeka uygulamalarında değil. Çoklu, bazen birbiriyle rekabet eden hedefleri dengeleyen entegre süreç optimizasyonudur: verim, verim, enerji kullanımı, takım aşınması ve karbon ayak izi. Bu, gerçek zamanlı olarak insan hesaplamasının ötesinde çok amaçlı bir optimizasyon problemidir.

Müşteri siparişini alan ve en sürdürülebilir üretim rotasını dinamik olarak belirleyen sistemlerin denemelerini yapıyoruz. Bu bağlantı elemanı partisi, artık fabrikanın yeni güneş enerjisi paneliyle çalıştırılan daha eski, daha yavaş hatta mı, yoksa şebekeyle çalışan ancak daha düşük hurda oranına sahip daha yeni, daha hızlı hatta mı yapılmalı? Yapay zeka, herhangi bir potansiyel hurdadaki gömülü karbon da dahil olmak üzere net karbon etkisini hesaplayabilir ve gerçekten en uygun yolu önerebilir. Bu bir sonraki seviye düşünmedir.

Son engel ise yaşam döngüsü değerlendirme entegrasyonudur. gerçek artırmak Sürdürülebilirlik, üretimdeki yapay zekanın malzemelerin ve süreçlerin tüm yaşam döngüsü etkisine ilişkin verilere erişimi olduğunda gerçekleşecektir. Çinko kaplama ile yeni bir polimer kaplama arasında seçim yapmak yalnızca bir maliyet kararı değildir; bu, kimyasal kullanımı, dayanıklılık ve kullanım ömrü sonunda geri dönüştürülebilirlik ile ilgili bir karardır. Henüz o noktaya gelmedik, ancak süreçlerin dijitalleştirilmesi, araçsallaştırılması ve uyarlanabilir kontrol altına alınması gibi temel çalışma, bu geleceği mümkün kılan şeydir. Bu, her seferinde küçük, savurgan bir sorunu çözmeye yönelik uzun ve gösterişsiz bir yoldur.