人工智能如何促进制造业的可持续性？ 

当人们听到制造业中的人工智能时，他们常常会想到完全自动化、熄灯工厂的愿景——这是一个华而不实但有些误导性的理想。对可持续发展真正的、重大的影响并不是取代人类；而是。这是为了增强我们发现传统上被视为运营成本的低效率问题并采取行动的能力。人工智能在持续的、无形的能源流失、原材料过度消耗和可预防的浪费中发挥了最有价值的作用。我自己的观点是，在工厂车间的行走中，这种推动不是来自于单一的宏伟解决方案，而是来自于将实用的、数据驱动的干预措施分层到现有流程中。我们的目标不是完美，而是在重要的地方进行可衡量的、迭代的改进：底线和环境足迹。

超越炒作：查明废物流

出发点是可见性。几十年来，可持续发展的努力常常是猜测——无论是否需要都安排维护、基于历史平均值的散装材料订单、将能源消耗作为固定管理费用。我记得在紧固件生产工厂的一个项目，与您在像这样的主要参与者中发现的项目没有什么不同 Handan Zitai紧固件制造有限公司 位于中国标准件生产的中心永年。他们面临的挑战是一个共同的挑战：每批高强度螺栓的粗钢丝消耗量存在显着差异，导致成本和废金属浪费。人们的假设是这就是机器运行的方式。

我们在冷锻头和螺纹滚轮上部署了相对简单的机器视觉和传感器阵列。人工智能的工作不是控制机器，而是将数千个数据点（环境温度、送丝速度、模具磨损指标、润滑压力）与每件产品的最终单位重量和质量相关联。几周之内，这种模式就出现了：送丝机构中特定的、微妙的波动，在换班期间加剧，导致持续 1.8% 的过度消耗。这不是任何人都记录过的错误；这是对每公斤材料征收的隐性税。

解决办法不是人工智能。解决办法是机械调整和操作员程序的调整。人工智能提供了诊断。这是第一级推动：将可持续性从一个哲学目标转变为一个精确的、可量化的工程问题。它将话题从“我们应该保存材料”转移到“由于 Y 原因，我们在 X 点损失了 1.8% 的材料”。

能源：从固定成本到动态变量

能源管理是另一个容易实现的领域。许多制造商，尤其是邯郸周边紧固件产业集群中常见的热处理或电镀等能源密集型工艺制造商，将电力视为一项整体账单。他们可能会按照与最便宜的关税窗口一致的固定时间表运行非必要的压缩机或熔炉预热循环，但这通常是限制。

我们将人工智能驱动的预测负载平衡与实时能源监控系统集成在一起。它不仅仅关注公用事业费率表。它了解每台熔炉的热惯性、电镀线的实际需求信号，甚至根据区域能源结构数据预测当地电网的碳强度。然后，系统可以建议（随后自动执行）非关键流程中的微延迟或加速。

例如，它可能建议将一批紧固件在锻造后退火队列中再保留 20 分钟，以避免区域碳足迹最高的电网高峰期，即使货币成本相似。这将节省成本与减少碳结合起来，这是静态时间表无法做到的。在任何一个小时内节省的费用都不是很大，但在超过四分之一的时间里，高峰需求费用和相关碳足迹的减少是巨大的。它使能源消耗成为一个动态的、响应性的变量，而不是一个背景。

人在循环中的困境

这就是你遇到实际障碍的地方。最佳模型可能会说延迟一批，但楼层经理有一辆卡车在下午 4 点到达。纯粹的优化可能与物流现实发生冲突。我见过的最成功的实施都是建立在合规率指标之上的。人工智能提出建议，人类进行处理，系统从重写中学习。随着时间的推移，如果系统发现发货计划是一个不可变的约束，它就会更早地开始考虑这一点。这是一次合作，而不是收购。这种混乱的、迭代的调整是将学术项目与现实世界的工具区分开来的。

预测性维护：资源效率的基石

这可能是最成熟的应用程序，但其可持续性角度有时被低估。这不仅仅是为了避免停机。高速拉丝机中出现故障的轴承不仅会损坏，还会损坏。它首先会导致摩擦力增加，从而导致数周内能量消耗增加。稍微错位的模具不仅会折断，还会折断。它产生的次表面缺陷比例不断上升，导致零件在投入全部精力和材料后仍无法通过质量检查。

通过使用振动、声学和热分析从定期维护转向基于状态的维护，人工智能模型可以防止流程缓慢、浪费的退化。我记得有一个案例，模型根据压缩机电气特征的细微变化来标记压缩机以引起注意。维护日志显示所有标准指标都很好。经检查，一个小阀门开始粘住，导致装置为了维持压力而工作了 7%。对于这个问题，每小时要多用 7% 的电量，而这个问题本来会在下一次预定服务之前的三个月内被错过。

这里的可持续性收益是双重的：它节省了因设备退化而浪费的能源，并延长了资本资产本身的总使用寿命，降低了制造和更换机器的环境成本。这是一个深刻的转变，从将设备视为一直运行直至损坏的东西，到将其视为必须不断保障效率的系统。

供应链和设计：上游杠杆

影响超出了工厂大门。对于像紫泰紧固件这样的制造商来说，其位置靠近京广铁路等主要交通干线，具有物流优势，人工智能可以优化这一优势以实现可持续发展。先进的规划系统现在不仅可以考虑成本和时间，还可以考虑不同运输方式和路线的碳足迹，从而平衡库存水平与更环保但速度较慢的运输选择。

更巧妙的是，与客户合作使用的生成设计算法可以提出零件优化建议。如果设计稍作改变，支架是否可以使用更少的材料？如果调整制造参数，使用能源密集型生产工艺较低的不同等级的钢材是否就足够了？这就是人工智能充当可持续设计制造对话的催化剂，甚至在下生产订单之前就可能减少材料和能源负担。它将可持续发展推向价值链的上游。

绊脚石和现实的期望

一切并非一帆风顺。我见过的最大的失败模式是“沸腾海洋”方法：从第一天起就试图构建一个完美的全厂数字孪生。数据基础设施崩溃，模型变得过于复杂，项目也因自身压力而消亡。成功来自于选择一个单一的、痛苦的废物流——比如材料过度消耗的例子——并解决它。证明价值，然后扩大规模。

另一个问题是数据质量。在旧的生产线上，从不同的 PLC 和手动日志获取干净、时间同步的数据是一项艰巨的任务。有时，初始项目的 80% 只是构建可靠的数据管道。你还面临文化阻力；如果人工智能的建议节省了能源，但为操作员增加了一个步骤，那么它就会被忽略，除非它被认为是让他们的工作从长远来看更容易或更一致。

那么，人工智能如何真正促进可持续发展？这不是一根魔杖。它是一个放大镜和一个无情的计算器。它揭示了我们已经学会忍受的隐藏的、昂贵的低效率——额外的千瓦时、浪费的钢材克数、机器的缓慢衰退。它提供了证明对更好流程进行投资的合理性所需的证据，并使人类能够做出更明智、更明智的决策，从而共同缩小制造过程对环境的影响。这种提升是累积的、迭代的、非常实用的。它将可持续制造的雄心从董事会的报告转变为车间的日常实践。