Wie intelligente Fertigung und künstliche Intelligenz der Umwelt zugute kommen können

Es gibt mehr als eine Möglichkeit, die Treibhausgasemissionen bei der Herstellung zu reduzieren.

Nutzung digitaler Daten in der Fertigung zur Reduzierung von CO2-Emissionen

Ab 1765 veränderte die erste industrielle Revolution unsere Wirtschaft, indem sie die Art und Weise veränderte, wie Waren durch den Einsatz von Kohle produziert und hergestellt wurden. Danach kam es 1870 zur zweiten industriellen Revolution mit Erdgasantrieb, gefolgt von der Kernenergie im Jahr 1969.

Derzeit treiben wir die vierte industrielle Revolution voran, da wir eine Verlagerung von fossilen Brennstoffen hin zu erneuerbaren Energiequellen wie Sonne und Wind erleben. Diese Revolutionen zeigen, wie schnell sich die Abhängigkeit der Fertigung von Energie verändert. Derzeit hilft Industrie 4.0 der verarbeitenden Industrie, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren, die durch den Einsatz erneuerbarer Energien entstehen.

Industrie 4.0 verändert die Produktionsabläufe, die Nutzung erneuerbarer Energien ist jedoch ein Nebenprodukt der digitalen Revolution. Die treibende Kraft für den Wandel der Industrie 4.0 liegt in der beschleunigten Entwicklung digitaler Technologien.

Industrie 4.0 schafft cyber-physische Systeme, die Produktionsprozesse vernetzen können, um Wertschöpfung und Echtzeitoptimierung zu erreichen. Die Haupttreiber dieser Revolution sind Fortschritte in der künstlichen Intelligenz und im maschinellen Lernen. Bei der künstlichen Intelligenz handelt es sich um komplexe Algorithmen, die von cyber-physischen Systemen gesammelte Daten nutzen, um eine „intelligente Fertigung“ zu ermöglichen.

Die Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die Fertigung werden astronomisch sein, da Abläufe automatisch optimiert werden können, um die Gewinnmargen zu verbessern, und der Einsatz von künstlicher Intelligenz und intelligenter Fertigung auch Emissionen reduzieren kann.

Der erste Schritt zur Emissionsreduzierung ist immer Verständnis. Um die Emissionen aus dem Produktionsprozess zu reduzieren, müssen Unternehmen zunächst ihre Emissionen verstehen. Daher ist die Quantifizierung eines Basiswerts für Treibhausgasemissionen von entscheidender Bedeutung. Intelligente Fertigung kann diesen Prozess rationalisieren, indem die Erfassung von Versorgungsdaten wie Strom, Gas und Wasser automatisiert wird.

Darüber hinaus können KI-basierte Tools dabei helfen, Scope3-Emissionen in Unternehmenslieferketten zu ermitteln. Intelligente Fertigungsprozesse werden digitale Zwillinge im Internet der Dinge verkörpern, sodass die gesamte Lieferkette im digitalen Zwilling modelliert werden kann, was die Datenerfassung vereinfacht.

Sobald die Basislinie berechnet ist, kann die intelligente Fertigung Methoden wie die Optimierung digitaler Zwillinge und vorausschauende Wartung nutzen, um Emissionen zu reduzieren. Jeder Ansatz beleuchtet die Zukunft der intelligenten Fertigung. Erstens ermöglicht die Optimierung digitaler Zwillinge virtuelle Kopien industrieller Prozesse, die leicht für die effizienteste Leistung optimiert werden können. Digitale Zwillinge ermöglichen mehr Tests und Iterationen und erstellen intelligente Strategien, die auf Strategien zur Gewinn- und Kohlenstoffreduzierung basieren. Und durch vorausschauende Wartung können Kosten und CO2-Emissionen eingespart werden, indem unnötige Wartungsaufgaben vermieden werden.

Vorausschauende Wartung wird immer beliebter, da sie Unternehmen die Kosten für die Durchführung geplanter Wartungsarbeiten oder die Reparatur defekter Geräte erspart. KI-basierte Tools nutzen maschinelles Lernen, um zu verstehen, wie historische Sensordaten historischen Wartungsaufzeichnungen zugeordnet werden. Sobald ein Algorithmus für maschinelles Lernen anhand historischer Daten trainiert wurde, kann er anhand von Echtzeit-Sensorwerten aus der Anlage erfolgreich vorhersagen, wann eine Wartung erforderlich ist. Durch vorausschauende Wartung wird der Verschleiß der aktuell im Einsatz befindlichen Maschinen genau simuliert.

Wir müssen darüber nachdenken, die Nachfrage zu reduzieren, wie z. B. die Reduzierung des Energiebedarfs, die Reduzierung des Ressourcenverbrauchs wie Materialien und Wasser. Die Reduzierung all dieser Arten von Nachfrage wird unsere CO2-Emissionen reduzieren. Natürlich wollen wir effektive Wartungspläne sehen, wie z. B. die Reduzierung des Zeitaufwands und des Ersatzteilverbrauchs, die Verbesserung der Wartbarkeit, die Reduzierung von Ausfallzeiten, die Optimierung des Personaleinsatzes usw.

Industrielle Synergie

Im Hinblick auf Nachhaltigkeit besteht eine Möglichkeit darin, ein Material zu verwenden, das für eine Branche als Abfall gilt, für eine andere Branche jedoch zu gebrauchtem Material werden kann. Dies gilt auch für Energie, bei der Prozessmaterialien aus einer Produktionsanlage verloren gehen und diese Materialien aufgefangen und zum Heizen des Prozesses oder von Bereichen neben der Anlage verwendet werden können. Das ist industrielle Synergie. Die Verwendung oder Wiederverwendung von Abfallmaterialien ist Teil der Kreislaufwirtschaft. Materialien gelten nicht mehr als Abfall, sondern als Ressourcen, und bei industriellen Synergien geht es nicht nur um Recycling, Wiederverwendung und Umnutzung innerhalb des eigenen Unternehmens, sondern um die Berücksichtigung der breiteren Gemeinschaft und noch umfassenderer Aspekte.

Aus diesem Grund ist die Zusammenarbeit mit Menschen außerhalb Ihres Unternehmens oder sogar Ihrer Stadt notwendig.

Es gibt viele Maßnahmen zur Förderung der industriellen Zusammenarbeit. Diese Maßnahmen verbessern die industriellen Abfallmanagementsysteme und lenken Abfälle von Mülldeponien ab. Diese Initiativen können auch Arbeitsplätze schaffen, erfordern jedoch die Zustimmung eines vielfältigen Netzwerks teilnehmender Unternehmen und der Geschäftsleitung.

Nationaler Industriesymbioseplan

Der weltweit erste nationale Industriesymbioseplan ist der National Industrial Symbiosis Plan. Es entstand aus drei Pilotprojekten in Schottland, den West Midlands sowie Yorkshire und Humberside. Bisher haben 20 Länder auf der ganzen Welt dieses Modell auf nationaler oder regionaler Ebene übernommen. Die teilnehmenden Unternehmen haben 47 Millionen Tonnen Industrieabfälle von der Deponie ferngehalten und 1 Milliarde Pfund an neuen Umsätzen generiert. Die CO2-Emissionen wurden um 42 Millionen Tonnen reduziert und durch geringere Entsorgungs-, Lager-, Transport- und Beschaffungskosten wurde Geld gespart.

Das Western Cape Industrial Symbiosis Program basiert auf einem erleichterten Ansatz zur industriellen Symbiose. WISP wurde 2013 von der südafrikanischen Provinzregierung Westkap ins Leben gerufen. Das Unternehmen verfügt über ein international synergetisch geschultes Team, das sich hauptberuflich dem Aufbau industrieller Symbiose-Netzwerke widmet. Sie können ungenutzte Ressourcen aufdecken und Unternehmen Geschäftsmöglichkeiten eröffnen.

Community Resource Information Support Platform CRISP ist ein innovatives Projekt, das auf die Entwicklung und Pilotierung innovativer Ressourcennutzungssoftware abzielt. Daher steht die Nutzung digitaler Daten zur Reduzierung der CO2-Emissionen im Einklang mit industriellen Synergien.

Synergien können auch zur Integration mit einer intelligenten Fertigung führen, die erneuerbare Energien nutzt und keine fossilen Brennstoffe verwendet. Dies könnte ein klareres Bild des Potenzials für eine saubere Fertigung und schrittweise Veränderungen in der kohlenstoffarmen Stadtplanung liefern.

Im Kontext der städtischen Industrialisierung ist nicht nur die intelligente Fertigung von entscheidender Bedeutung, sondern auch die Stadt, in der die Industrie ansässig ist. Durch innovative Veränderungen bieten Städte und Industrien gleichermaßen Lösungen für eine tiefgreifende Infrastruktur und eine systemische CO2-Reduzierung. Im städtischen Kontext kann der industrielle Wandel richtungsweisend für die Stadtentwicklung sein, und die Einführung intelligenter Technologien kann Lösungen für die Reduzierung von Treibhausgasen in Städten bieten.

Städte sind für etwa 70 % der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich und leisten damit einen erheblichen Beitrag zum Klimawandel. Gemäß den einschlägigen Vorschriften der Europäischen Kommission können die Treibhausgasemissionen in Städten durch den Ausbau städtischer Verkehrsnetze, die Modernisierung von Wassersystemen, umweltfreundliche Wasseraufbereitungsanlagen und energieeffiziente Gebäude überwacht und reduziert werden.

Die von den Vereinten Nationen festgelegten Ziele für nachhaltige Entwicklung erkennen an, dass Städte und ihr Beitrag zum Klimawandel umgestaltet und angepasst werden müssen, um Chancen statt Bedrohungen zu bieten. Die Komplexität von Städten erfordert jedoch Einblicke in viele Governance-Ansätze, um Bereiche zu identifizieren, in denen Veränderungen erforderlich sind.

Die Fertigung bietet ökologische und soziale Chancen für das weitere Wachstum und die Entwicklung der Industrie. Aus wirtschaftlicher Sicht hatten die Auswirkungen der industriellen Fertigung in der Vergangenheit enorme Vorteile für die Stadtentwicklung, von Beschäftigungsmöglichkeiten für städtische Arbeitnehmer bis hin zur Schaffung von Gütern und Dienstleistungen, die einen Mehrwert für Gemeinden und Infrastruktur schaffen.

Durch die Anpassung aktueller Herstellungsprozesse in der Branche sind die Vorteile für Städte enorm und bieten ökologische, soziale und staatliche Möglichkeiten, einen gewissenhafteren und nachhaltigeren Lebensstil zu demonstrieren.

Stadtaspekte wie öffentliche Verkehrsmittel, Hochbau und Straßeninfrastruktur können im Einklang mit der Fertigung angepasst und weiterentwickelt werden. Arbeitnehmer, die mit dem Auto unterwegs sind, können Emissionen reduzieren und ihre eigenen Lebenshaltungskosten senken, indem sie Veränderungen an der CO2-armen Infrastruktur wie Straßenbahnen, Bussen und Zügen nutzen. Entwickeln Sie Städte rund um intelligente Fertigung, dann gehören Umweltverschmutzung und Staus der Vergangenheit an.

Es ist jedoch entscheidend, dass wir, um grundlegende Veränderungen in Städten zu erreichen, den Grad der Zusammenarbeit zwischen öffentlichen, privaten und zivilgesellschaftlichen Akteuren in der Gesellschaft anerkennen müssen. Dies anzuerkennen ist der erste Schritt bei der Entwicklung und Schaffung neuer potenzieller Wege für zukünftige Stadtmodelle, die mit Produktionsstätten, Fabriken und Industrieeinheiten verzahnt sind.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWie intelligente Fertigung und künstliche Intelligenz der Umwelt zugute kommen können. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!