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邊緣 AI 是永續製造業的推手

邊緣計算

永續發展性對於工業 4.0 來,不僅僅是崇高的理想而已。永性發展性是法律和財務責任,必須跟任何 KPI 一樣以精確的方式測量。

就法規面而言,製造商為了符合政府設定的碳排放目標,正面臨越來越沉重的壓力。另外,投資者也越來越重視公司的環境、社會與治理(ESG)實務做法,因為這是永續能源管理不可或缺的一環。

在對於氣候變遷日益關注的年代,這個趨勢獲得了廣泛的支持。然而,這項趨勢卻成對產業造成了嚴重的問題。

其一,很難找到提高能源效率的新方法,尤其是永續發展目標往往頗為激進。此外,擷取永續發展報夠後,無論是向監管機關還是向股東彙報,往往伴隨大量的工作。

「基本的法規遵從對小型製造商來是一大問題。」台灣智慧型產品製造商研華的產品經理 Julia Chih 表示。「雖然大型企業的資源比較豐富,但卻往往缺乏將資料收集和報告自動化的組織知識,而聘請高價顧問代勞這個選項的吸引力也不高。」

這是製造商的困境。然而, AI 支援的智慧工廠解決方案或許提供了答案:這套系統提供快速的 ROI,而且彈性足以滿足監管與報告整體環境變化,禁得起未來考驗。

物聯網、邊緣 AI 與雲端:多層次的解決方案

智慧工廠系統的威力源於設計。多個層次的技術在整套解決方案中各司其職。

在工廠現場,物聯網感應器和邊緣 AI 負責擷取資料和即時程序最佳化。

必要時可部署感應器與智慧電錶,負責從工業機器收集資料。回報的內容包括效能、用電量、溫度以及用水量等。工廠實際情況在這份報告中一目了然,是查明浪費及收集報告所需原始資料不可或缺的第一步。邊緣 AI 以即時的方式處理感應器資料,透過工廠的 SCADA 系統將生產線最佳化,用途是改善效率(影片 1)。

影片 1。物聯網與邊緣 AI 則用於視覺化及改善能源管理和整體設備效率。(資料來源:研華

資料在幕後傳送至雲端進一步處理。在這個層級,經營者可使用收集的資料產生監管與 ESG 報告。智慧工廠產生的大量資訊,也可在此供大數據與 AI 應用程式使用,以擷取額外的深入解析和開發長期的最佳化策略。

這個模組化的多層級架構意味著,智慧工廠解決方案在本質上靈活有彈性。製造商可以按照營運與報告需求設定解決方案。如果日後永續發展目標或報告需求改變,他們也可視需要調整。研華業務發展經理 Henry Chen 表示,Intel® 技術在這方面格外實用:

「Intel 在邊緣 AI 應用和繁重的伺服器工作負載表現卓越。功能的定義明確且記錄完善,因此無論是什麼情境,我們都很容易依照客戶規格選對處理器。」

墨西哥的智慧製造個案研究

研華在鴻海墨西哥廠房的部署顯示,智慧工廠系統以最少的資本投資,大幅改善了永續發展的能力。

鴻海必須遵守當地的環境法規。該公司還希望在世界各地的製造廠房,達成減少碳排放的內部目標。

鴻海身為全球製造商,尋覓的技術要能夠締造墨西哥需要的成果,還要適用於其他國家的工廠。該公司理想的解決方案要能通過標準化的集中系統管理。

研華與鴻海合作,在墨西哥的整個廠房安裝了智慧感應器和功率錶。兩間公司合作建立了隨時開啟的資料收集系統,與後端連線後從中央位置即可遠端監測。他們還執行了能源管理最佳化策略。

結果引人矚目。能源效率立即改善,平均節省了 8-13% 的成本。此外鴻海還發現,全新的能耗可見度可用於制定產能預測計畫,幫助公司避免水電煤氣超額罰款,長期節省更多費用。

永續發展的未來

智慧工廠解決方案可產生的短期成果令人驚豔,迅速改善效率的前景無疑能帶動製造業採納的意願。然而,自工廠擷取資料後,從資料挖掘業務深入解析的能力,甚至可能開啟更多的機會。

舉例來說,智慧工廠環境中的物聯網和 AI,可以用於故障預測與健康管理(PHM)。PHM 是監測機器健康狀況及執行主動維護的實務做法,可防止意外關機,商業應用案例清晰易懂。「如果可以在機器失靈修復,即可縮短停機時間,何況停機對於製造商而言所費不貲。」Chen 表示。

PHM 只是智慧工廠更大範圍潛力的例子之一。產業數位轉型的速度越來越快,製造商將繼續尋找創新的技術用途。因此,研華決定開放自家 AI 平台的原始碼。「未來需要彈性與開放性,因為公司一定想自行建立應用程式,充分利用物聯網和 AI 在工廠提供的機會。」Chen 表示。

在未來十幾年,更豐富也更全方位的永續發展模式將應運而生,能夠為製造商和社區締造長期價值。

 

本文由 insight.tech 編輯副總監喬治妮.貝內施(Georganne Benesch)編輯。

作者簡介

Nick Leon Ruiz writes about the Internet of Things, cybersecurity, and digital privacy. He works with established companies as well as start-ups on content strategy, thought leadership, and B2B marketing. Nick’s background in education and academia — a PhD in philosophy and years of experience teaching technical communication courses to STEM majors — underlies his passion for making complex topics accessible to a wide audience.

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