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智能制造实现绿色环保

工业工程师开会讨论可持续发展、可再生能源工作,重点关注制造工厂的 ESG 环境考虑因素。

自动化一直是以多种方式改进业务运营的关键,从提高制造速度到提高容易出错的手工流程的精度。但如何改进可持续发展实践?我们甚至会考虑工厂进行可持续发展实践吗?我们应该会考虑。但当没有人在那里时,这比自动化办公楼中的灯光要复杂一些;在制造业中,停机时间并不总是整体的一部分。

我们的访客 Anna Kiseleva(NEXCOM International 子公司 NexAIoT产品经理)为我们描绘了绿色制造画面。她谈到了为什么绿色环保很重要,公司在其自动化工具集中应该拥有的技术,以及制造可持续发展的未来(视频 1)。因为绿色环保只会变得更加重要,不仅对工厂,而且对每个人都是如此。由于法规,制造商可能会沿着这条道路开始他们的旅程,但他们可能会发现,提高能源效率可以导致最终优化所有类型的资源。

视频 1. NexAIoT 的 Anna Kiseleva 谈到了成为绿色环保制造商的意义。(资料来源:insight.tech

绿色制造意味着什么,为什么它对工业 4.0 至关重要?

让我们谈谈作为一家公司,环保意味着什么。首先,降低功耗是环境保护的一个基本方面,因为过度使用能源会导致自然资源耗尽和碳排放增加,导致气候变化和生态退化。通过采用更环保的实践,行业可以减轻其生态足迹,保护生态系统和生物多样性。

因此,成为环境友好型制造商的第一步是降低功耗。第二是自动燃烧控制,这还有助于减少排放。第三部分是最大限度地减少废物并促进回收,例如使用自动化来分类和回收工厂废物材料。第四,跟踪和管理商品采购的可持续供应链管理。第五是采用混合动力和绿色车辆以及自主或智能物流系统的绿色物流和运输。整个可持续发展努力的最后一部分是工人安全,以减少事故风险并提高效率。

目前,绿色制造和工业可持续发展非常注重减少碳排放。我们首先需要监控功耗,因为大多数废物都来自于此。如果工厂不需要功耗,则会导致费用增加,当然,这不是非常可持续的实践。因此,我们需要监控每台设备;我们需要连接它们,监控它们,并跟踪可以改进的地方。

重要的是要提到,许多传统制造商面临挑战,这些挑战会减缓向可持续发展的过渡。这包括旧生产设备缺乏网络功能、不完整的生产管理系统、设备利用率低、产品交付时间长以及信息透明度不足。

NexAIoT 如何帮助工厂满足该清单?

NexAIoT 提供一站式帮助,包括工业物联网和自动化产品、客户系统集成项目以及构建全厂智能制造的咨询服务。

基本上,我们可以将我们的工具分为三个主要类别:一是收集本地设备数据的智能仪表和控制器。第二是收集不同控制器的数据并将收集到的数据上传到云的网关。第三是存储大量数据的服务器。NexAIoT 提供该解决方案所需的所有工业设备。有了这些工具,我们可以减少碳排放并相应影响碳足迹。

我们首先谈论的是将帮助我们从工厂底层(从生产线)收集数据的工具,将其上传到云,然后可视化这些数据,以便管理人员可以做出更多的战略决策。这些是我们用于数字化和可视化的 NexDATA 和 NexWall 平台。他们还将跟踪云中的数据,以便进行未来 AI 模型训练和预测。收集数据后,我们还帮助客户使用软件对其进行可视化。

为了实现绿色制造,所有设备应该连接起来。这是第二件事。我们用于模拟和数字输入和输出的支持 AI 的边缘网关工具(称为 nDAS 和 nPAC)可以用作数据收集器以及边缘监控设备,以实现更高效的连接性能。我们还有一个可以重定向数据并将其上传到云的 NISE 系列。基本上,这些工具有助于收集传感器的所有信息,并将其发送给云,因此可以在边缘完成更多数据和决策,从而更好地实现从机器到机器的通信。

一旦机器对机器通信建立,我们就可以进入下一阶段。在监控整个工厂设备的运行状态时,我们的解决方案还将开始研究减少碳排放的方法,并为碳税政策做好准备。

核心是:我们的工业计算机将帮助收集现场数据、将数据上传到云、可视化管理人员的数据,并且还将帮助 AI 模型进行一些预测。

您能否给我们提供任何来自 NexAIoT 的真实世界示例?

最近,我们一直在研究台湾的一些工厂自动化项目。那里的政府有关于功耗和可持续发展指标的法规。工厂的主要 KPI 之一是其年度总功耗。通常,工厂将申请特定电力容量并相应地支付费用。然后,在年底,该工厂必须向政府报告其实际耗电量。

理想情况下,申请的电量与一年中的用电量相同。如果使用的电量超过申请金额,工厂将不得不支付罚款。如果价值低于预期,那么工厂最终将支付一些不需要的电力。因此,我们的客户的问题是,工厂管理人员如何在一开始就知道工厂的 KPI?工厂如何知道其基准线?

通常,我们看到的是,制造商将申请更高的功耗限制,最终支付比他们真正需要更多的费用。但在工厂安装我们的自动化解决方案和智能仪表后,我们的客户可以估计工厂的基准线;然后他们可以仅申请他们真正需要的功率。

同样在台湾,一旦申请特定功率限制,每年您必须将功耗降低 1%。但如何实现这一目标?工厂管理人员面临不知道要关闭什么的问题:“我应该停止生产线吗?我应该关闭 AC 系统吗?”

我们的一位客户,一家铝制造商,每年都会受到政府处罚。但工厂管理人员无法理解原因。哪款设备功耗最大?许多不同的电气面板连接到功率测量表,因此没有办法跟踪整个系统的功耗。

我们将与工厂(无论是新工厂还是需要现代化的旧工厂)合作,安装所有所需的自动化解决方案,然后帮助他们跟踪功耗。我们与铝制造商一起安装了我们的 nDAS 智能仪表和整个自动化解决方案,以便我们可以看到主要功耗在哪里以及哪些设备消耗最多能源。然后他们可以进行调整,也许在不使用时关闭设备。

最终,这些实践将导致绿色制造。即使绿色制造一开始并不是制造商的目标,但通过采用这些实践(以及每年将功耗降低 1%),公司将开始采用越来越多的绿色制造实践。

谈论 NexAIoT 为帮助提供这些解决方案而建立的合作伙伴关系。

基本上,NexAIoT 解决方案基于工厂自动化中使用的英特尔技术,为制造流程带来了无与伦比的精度、效率和灵活性。当然,我们有其他提供商,但英特尔是主要提供商。

新一代英特尔 CPU 具有许多增强功能,例如,配备英特尔时间敏感网络的低功耗英特尔凌动® 或赛扬处理器,或者包括英特尔时间协调计算在内的高性能英特尔® 酷睿 处理器,以减少延迟并提供实时控制。这一切在我们的应用程序中非常重要,因为我们需要将实时数据上传到云并进行计算和预测。英特尔处理器还支持多显示输出,这使他们能够同时处理不同的工作负载,以提高效率。

我们非常感谢英特尔成为我们的合作伙伴,这样我们就可以实现我们的自动化项目目标,并为客户提供我们所能提供的最佳解决方案。

您预测这些技术将如何发展以解决绿色制造的问题?

未来的进步将侧重于降低能源消耗、优化资源使用并集成更可持续实践。NexAIoT 正在研究使用 AI 来优化工厂运营并实现 ESG 目标的方法。我们还正在调查使用 AI 来识别和缓解生产流程瓶颈。AI 模型优化还可以帮助碳排放优化。

接下来,我们正在准备一个完全基于 Llama 的 GPT,用于制造商的 CO2 管理。其他进步将包括 AI 自动化、实时培训和帮助水处理厂的 AI 模型。

另一个趋势是 AI 模型定制,因为您无法对所有工厂使用一个 AI 模型。它们都是不同的,需要不同的程序和不同的数据跟踪。但无论他们的目标是降低功耗还是回收或减少工厂中的废物,都会有越来越多的定制 AI 模型。

通过提高资源效率、减少废物、优化能源消耗和提高生产运营的整体可持续发展,将边缘计算和云技术纳入制造流程,与绿色制造目标保持一致。

一路上无疑会有许多挑战,也会有新的机遇。这是意料之中的,可以接受。绿色制造不仅仅是另一种解决方案;这是持续改进制造实践以提高效率、可持续发展和盈利能力的长期旅程。

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本文由文案编辑 Erin Noble 编辑

作者简介

Christina Cardoza is an Editorial Director for insight.tech. Previously, she was the News Editor of the software development magazine SD Times and IT operations online publication ITOps Times. She received her bachelor’s degree in journalism from Stony Brook University, and has been writing about software development and technology throughout her entire career.

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