智慧製造打造綠色生活

December 3, 2024

Christina Cardoza

工業工程師開會討論永續發展、再生能源工作，重點關注製造工廠的 ESG 環境考量。

自動化在改善企業營運的許多層面都是一大關鍵，包括加快製造速度，以及提高容易出錯手動流程的準確度。然而，改善綠能永續實務又該怎麼做呢？我們的考量是否涵蓋採用綠能永續實務的工廠？我們是該這麼做。然而，相較於將無人辦公大樓的電燈自動化，這類工廠的複雜度稍微高了一點；製造業未必會將停機時間納入考量。

我們邀請了 NEXCOM International 子公司 NexAIoT 的產品經理 Anna Kiseleva，且聽她為我們勾勒綠色製造的願景。她談及打造綠色生活的重要性、公司自動化工具組應具備的技術，以及製造業綠能永續發展的未來（影片 1）。不僅是對工廠而言，對每個人來說，打造綠色生活的重要性未來只會越來越高。製造商或許是因為法規才開始打造綠色生活，但他們最終可能發現，節能可以將所有種類的資源都最佳化。

影片 1。NexAIoT 的 Anna Kiseleva 談及成為綠色製造商的意義。（資料來源：insight.tech）

綠色製造是什麼意思，為什麼對工業 4.0 極為重要？

我們來瞭解一下環保對公司而言的意義。首先，最重要的是，減少耗電量是環保的基本層面，因為過度耗能會造成自然資源耗竭和碳排放增加，導致氣候變遷與生態惡化。各行各業採用較環保的實務，有助於減輕生態足跡，維護生態系統與生物多樣性。

因此，減少耗電量是成為環保製造商的第一步。第二步是將燃燒控制自動化，同時也有助於減少排放量。第三個環節則是儘量減少廢棄物並提倡回收，例如利用自動化將工廠廢棄材料分類及回收。第四，在追蹤及管理商品採購時，採用永續的供應鏈管理方式。第五是採用油電混合的環保車輛，以及自主或智慧物流系統，實現綠色物流與交通運輸。完整綠能永續工作的最後一個環節是工作者安全，也就是降低事故風險並提升效率。

目前，綠色製造與工業綠能永續極為側重於減少碳排放量。首先，我們必須監測耗電量，因為這是浪費最主要的源頭。如果工廠消耗了不必要的電量，當然會導致支出增加，稱不上是非常永續的做法。因此，我們必須監測每部裝置，並且將裝置連線，然後監測及追蹤可以改善的環節。

值得一提的是，很多傳統制造所面臨的難題，同時也是阻礙他們邁向綠能永續轉型的原因。這類難題包括舊的生產設備缺乏網路能力、生產管理系統不完善、設備利用率低、產品交付時間長，以及資訊透明度不足。

NexAIoT 如何協助工廠達成那份檢查清單的要求？

NexAIoT 為此提供了一站式服務，包括工業 IoT 與自動化產品、客戶系統整合專案，以及打造全工廠智慧製造的諮詢服務。

基本上，我們的工具可以分為三大類：第一類是智慧電表，以及從設備本機收集資料的控制器。第二類是從各種控制器收集資料，然後將收集的資料上傳至雲端的閘道。第三類是儲存大量資料的伺服器。NexAIoT 提供這類解決方案所需的一切工業設備。我們可以利用這些工具減少碳排放，對碳足跡產生相應的影響。

我們首先要探討的工具，可以幫助我們從工廠底層（也就是從生產線）收集資料、將資料上傳至雲端，然後將這些資料視覺化，讓管理人員做出更有助於計畫成功的決策。這些是 NexDATA 與 NexWall 的數位化和視覺化平台。這些平台還會追蹤雲端的資料，供未來 AI 模型訓練與預測之用。收集資料後，我們也會用軟體幫助客戶將資料視覺化。

所有設備都應連線，才能實現綠色製造。連線是第二個環節。nDAS 與 nPAC 是類比和數位輸入與輸出用的 AI 支援邊緣工具，可發揮資料收集器和邊緣監測裝置的功能，實現更高效的連線效能。此外，我們的 NISE 系列可將資料重新導向，並上傳至雲端。基本上，這些工具有助於從感應器收集所有資訊，然後將資訊傳送至雲端，讓邊緣可以處理更多資料並做出更多決策，改善機器之間的溝通方式。

機器之間建立通訊後，我們就可以邁向更高的層次。解決方法監測整套工廠設備運作狀態的同時，也會開始研究減少碳排放的方法，並且為碳稅政策做好準備。

核心如下：我們的工業電腦會協助從現場收集資料、將資料上傳至雲端、為管理人員將資料視覺化，還會協助 AI 模型執行部分預測。

可以請您提供任何 NexAIoT 的實例嗎？

我們最近一直在台灣處理幾項工廠自動化專案。當地政府針對耗電量與綠能永續指標制定了相關法規。工廠的主要 KPI 之一是年度總耗電量。工廠通常會申請特定電量，然後支付相應的費用。接著，工廠必須在年終向政府報告實際耗電量。

在理想情況下，申請的電量會等於一整年使用的電量。如果使用的電量超過申請的電量，工廠必須支付罰金。如果用電量低於預期，則工廠最終得未不需要的的電量付費。於是客戶心中便浮現了一個問題，工廠管理員要怎麼從一開始就知道工廠的 KPI 呢？工廠如何掌握基準？

據我們瞭解，製造商通常會申請較高的耗電量限制，到頭來支付超過實際需要電量的電費。但客戶在工廠安裝自動化解決方案與智慧電表後，便能預測工廠的耗電量基準，之後他們就可以只申請真正需要的電量。

此外，在台灣申請特定電量限制後，每年都必須將該耗電量減少 1％。但是該如何實現這個目標？工廠管理人員面臨的問題在於，不知道關閉該關閉哪些設備：「我該停止生產線嗎？我該關閉 AC 系統嗎？」

我們有個客戶是鋁製品製造商，每年都會遭到政府開罰。但工廠管理人員就是找不到原因。哪項設備最耗電？電表連接了許多不同的配電盤，因此絕對無法追蹤整個系統的耗電量。

我們協助工廠安裝一切必要的自動化解決方案，然後幫助他們追蹤耗電量，對象包括新工廠，或是需要現代化的舊工廠。我們為鋁製品製造商安裝了 nDAS 智慧電表和整套自動化解決方案，因此得以瞭解主要耗電量所在，以及哪些設備最耗電。接著，他們就可以動手調整，或許在不用時關閉設備。

這些實務最終能實現綠色製造。即使製造商最初並非以綠色製造為目標，但若是採行這些實務，並每年減少 1% 的耗電量，公司行號一定會開始採行越來越多的綠色製造實務。

請聊聊 NexAIoT 為了協助提供這些解決方案而建立的合作夥伴關係。

基本上，NexAIoT 解決方案採用的 Intel 技術，早已應用於工廠自動化，為製程實現了無與倫比的精準度、效率與靈活性。我們當然還有其他供應商，但 Intel 是主要的供應商。

新一代的 Intel CPU 有很多強化功能，例如低功耗的 Intel Atom^® 或搭載 Intel Time-Sensitive Networking 的 Celeron 處理器，或是隨附 Intel Time Coordinated Computing 的高效能 Intel^® Core^™ 處理器，可減少延遲並提供即時控制系統。這一切都對我們的應用情境極為重要，因為我們必須將即時資料上傳至雲端，然後執行運算與預測。Intel 處理器也支援多顯示器輸出，因此可以同時處理不同的工作負載，提高效率。

我們非常感謝 Intel 成為我們的夥伴，幫助我們實現自動化專案目標，並且儘可能為客戶提供最卓越的解決方案。