智慧製造和人工智慧如何有利於環境

減少製造業溫室氣體排放的方法不只一種。

在製造業中使用數位資料來減少碳排放

從1765年開始，第一次工業革命透過使用煤炭改變了商品的生產和製造方式，從而改變了我們的經濟。此後，1870年第二次工業革命以天然氣為動力，隨後於1969年由核能推動。

目前，隨著我們看到從化石燃料向太陽能和風能等再生能源的轉變，我們正在推動第四次工業革命。這些革命表明，製造業對能源的依賴變化有多快。目前，工業4.0正在幫助製造業減少使用再生能源帶來的溫室氣體排放。

工業4.0正在改變生產運作的方式，然而，再生能源的使用是數位革命帶來的副產品。改變工業4.0的動力來自於數位科技的加速發展。

工業4.0正在創建能夠將生產過程網路化的網路物理系統，從而實現價值創造和即時優化。推動這場革命的主要因素是人工智慧和機器學習的進步。人工智慧涉及的複雜演算法使用從網路物理系統收集的數據，從而實現「智慧製造」。

工業4.0對製造業的影響將是天文數字，因為可以自動優化營運以提高利潤率，而人工智慧和智慧製造的使用也可以減少排放。

減少排放的第一步始終是理解。為了減少生產過程的排放，企業必須先了解企業的排放量。因此，量化溫室氣體排放的基線至關重要。智慧製造可以透過自動收集電力、天然氣和用水等公用事業數據來簡化這一過程。

此外，基於人工智慧的工具可以幫助建立企業供應鏈中的Scope3排放。智慧製造流程將在物聯網中體現數位孿生，因此整個供應鏈可以在數位孿生中建模，從而簡化資料收集。

計算基準之後，智慧製造就可以使用數位孿生優化和預測性維護等方法來減少排放。每一種方法都突顯了智慧製造的未來。首先，數位孿生優化可以實現工業流程的虛擬副本，這些副本可以輕鬆優化到最高效的效能。數位孿生允許更多的測試和迭代，根據利潤和碳減排策略創建智慧策略。而預測性維護可以透過避免不必要的維護任務來節省成本和碳排放。

預測性維護越來越受歡迎，因為它可以節省公司執行定期維護或修理損壞設備的成本。基於AI的工具使用機器學習來了解，歷史感測器資料如何映射到歷史維護記錄。一旦機器學習演算法使用歷史資料進行訓練，它就可以根據工廠的即時感測器讀數成功地預測何時需要進行維護。預測性維護可以準確地模擬目前使用的機械的磨損情況。

我們需要考慮減少需求，例如減少能源需求，減少對材料和水等資源的使用，減少所有這些類型的需求將減少我們的碳排放。當然，我們希望看到有效的維護計劃，例如減少花費的時間和使用的備件，提高可維護性，減少停機時間，優化人力資源的使用等。

工業協同

就永續性而言，一種選擇是使用被認為是某個行業廢棄的材料，但它可以成為另一個行業的使用材料。這也適用於能源，其中製程材料可能會從製造設施中損失，而這些材料可能會被捕獲並用於加熱過程或鄰近設施的區域。這就是工業協同效應。使用或重新利用被浪費的材料是循環經濟的一部分。材料不再被認為是廢料，而是被視為資源，工業協同作用不僅僅是在自己的業務中回收、再利用和重新利用，而應該考慮到更廣泛的社區，甚至更廣泛的方面。

基於這個原因，與企業甚至城鎮以外的人進行協作是必要的。

有許多促進工業協同的措施。這些措施改善了工業廢棄物管理系統，並將廢棄物從垃圾掩埋場轉移。這些措施還能創造就業機會，但他們需要一個多元化的參與企業網絡，需得到企業高層的同意。

國家工業共生計畫

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世界上第一個國家工業共生計畫是國家工業共生計畫。它起源於蘇格蘭、西米德蘭茲和約克郡和亨伯賽德的3個試點計劃，迄今為止，全世界已有20個國家在國家或地區參照了這一模式。參與其中的企業從垃圾掩埋場轉移了4,700萬噸工業廢棄物，並創造了10億英鎊的新銷售額。碳排放量減少了4,200萬噸，並透過降低處置、儲存、運輸和採購成本節省了資金。

西開普工業共生計畫是基於工業共生的便利方法。 WISP由南非西開普省政府於2013年發起。它擁有一支受過國際協同訓練的團隊，他們全職致力於建立工業共生網絡。他們可以發現未充分利用的資源，為企業帶來商機。

社群資源資訊支援平台CRISP是一個創新項目，旨在設計和試點創新資源利用軟體。因此，使用數位數據減少碳排放符合工業協同效應。

協同效應還可以促使與使用再生能源且不使用化石燃料的智慧製造相結合。這可以讓我們更清楚地了解清潔製造的潛力和低碳城市規劃的逐步變化。

在城市工業化的背景下，不僅智慧製造至關重要，工業所在的城市也至關重要。透過創新變革，城市和產業都為深層的基礎設施和系統性的碳減排提供了解決方案。在城市背景下，工業變革可以引領城市發展的道路，智慧技術的採用可以為減少城市內的溫室氣體提供解決方案。

城市約佔全球溫室氣體排放的70%，因此對氣候變遷做出了重大貢獻。根據歐盟委員會的相關規定，可以透過升級城市交通網絡、升級供水系統、環保水處理設施和高能源效率建築來監測和減少城市內的溫室氣體排放。

聯合國制定的永續發展目標認識到，必須重塑和適應城市及其對氣候變遷的貢獻，以提供機會而不是威脅。然而，城市的複雜性需要透過許多治理方法來進行洞察，以確定需要改變的領域。

製造業為工業的持續成長和發展提供了環境和社會方面的機會。從經濟角度來看，工業製造的影響對城市發展產生了巨大的歷史效益，從城市工人的就業機會到為社區和基礎設施帶來價值的商品和服務的創造。

在調整行業內當前的製造流程時，對城市的好處是巨大的，並提供環境、社會和政府機會，展示一種更認真和可持續的生活方式。

公共交通、建築施工和道路基礎設施等城市方面可以根據製造業進行調整和發展。開車出行的工人可以透過使用電車、公共汽車和火車等低碳基礎設施的變化來減少排放和他們自己的生活成本。圍繞著智慧製造發展城市，污染和擁塞將成為過去。

然而，至關重要的是，為了實現城市的根本變化，我們必須認識到社會中公共、私人和公民行為者之間的協作水平。承認這一點是為未來城市模式開發和創造新的潛在途徑的第一步，與製造設施、工廠和工業單位相吻合。

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