工业5.0大力推动企业的可持续发展

January 9, 2025

Fanny Hu

发布于2025-01-10

为了应对气候变化和资源稀缺所带来的日益严峻的压力，当今企业注重通过更智能的流程、高能效的系统和人工智能 (AI) 支持的运营来减少对环境的影响。借助解决现代问题的新兴技术，工业5.0通过着重强调可持续发展来推动企业的进步。本博客将探讨工业5.0如何塑造可持续工业发展的未来，其中包括先进的智能自动化、生成式AI和循环经济实践等。

利用自动化技术提高能效

工业5.0的一个直接好处是可以利用先进的自动化技术来降低工业环境中的能耗。

智能传感器可以持续监测压缩机、加热器和泵等设备的用电情况。这些传感器收集的数据随后被输入AI驱动的能源管理系统，该系统可自动调整设备运行，防止不必要的能耗。

例如，当产量较低时，预测算法可以确定最佳时机来关闭加热器或压缩机等高能耗设备，或者减少其输出。这种精确控制可降低能耗，有助于减少碳排放。而且，将AI集成到能源管理系统中，意味着工厂可以确保机器只在必要时运行，从而实现显著的节能效果。

AI的能力还可以进一步延伸，用来设计更节能的产品。AI驱动的设计工具可以提出产品配置建议，从而减少对焊接或钎焊等高能耗制造工艺的需求。只需调整零部件的组装方式，制造商就能降低能耗和碳排放。通过这些方式，自动化技术可以减少能源浪费，提高工厂的整体运营效率。而且，新产品也更易于回收利用。

使用AI优化资源利用

AI算法可以彻底改变各行各业管理资源（从原材料到人力资本）的方式。

在工业5.0背景下，AI被用于优化生产流程和供应链。现在，智能工厂利用AI更准确地预测需求、规划库存和安排生产。通过优化供应链，企业可以减少材料和能源浪费。

例如，AI可以准确预测生产所需的材料数量，从而最大限度地减少过量库存和多余浪费。它还可以合并货运批次以减少运输过程中的碳排放，尤其是从海外运输零部件或原材料时。通过优化运输路线，AI可以确保选择最环保的运输方式，例如将多批货物合并到一个集装箱内，或选择碳排放较低的运输方式。

此外，AI还能实现预测性维护，从而更好地优化资源。传统的维护计划往往会导致过早的更换或代价高昂的故障。通过持续分析机器数据，AI系统可以预测何时真正需要维护，从而延长设备的使用寿命，减少对新零件和润滑油的需求，避免资源的过度使用。实施AI维护的机器需要的维修次数更少，产生的废品更少，使用的润滑油更少，因此有助于实现更可持续的运营。

通过工业自动化实现循环经济

循环经济这个概念旨在最大限度地减少制造业带来的废物。一般通过两种方法来实现：在制造过程中回收材料和鼓励产品回收计划。

对于第一种方法，制造商可以利用工业自动化在工厂内回收热量、水和材料，实现闭环系统。例如，斯巴鲁 (Subaru) 工厂将废水回收为纯净水，以供再利用。^[1]在其他情况下，工业烤箱产生的热量可被收集并重新用于其他流程，比如将水加热以供设施使用。

产品回收计划是自动化支持循环经济的另一种方式。水泵制造商格兰富 (Grundfos) 就是一个很好的例子，它实施了一项回收计划。按照这项计划，客户可以将旧水泵退还给公司，由公司进行翻新或回收。^[2]在这种场景下，AI系统可以帮助识别哪些部件可以回收并重新用于新产品中。

将可再生能源纳入自动化系统

许多大型制造商已经将太阳能、风能和其他可再生能源并入电网。但在自动化系统中管理可再生能源的复杂性也是一项独特的挑战，例如应对可再生能源的间歇性。

AI可以监控发电和储能水平，使工厂能够根据需要在可再生能源和电网之间进行切换。作为此过程的一部分，AI在可再生能源不可用时优化存储能源的使用，这样即使可再生能源发电不稳定，工厂也能保持平稳运营。

解决可持续自动化中的组织问题

虽然支持可持续工业自动化的技术发展迅速，但有效的组织战略仍是成功与否的关键。在实施新的自动化系统时，企业的所有部门（包括工程部、信息技术部、运营部和供应保障部）必须行动一致。而要实现这种一致性，往往需要企业内部进行重要的观念转变，因为可持续发展应在企业的各个层面都作为优先目标。

一旦统一了观念，下一个挑战就是整合。新的自动化技术必须与现有的基础设施协同工作，才能最大限度地发挥功效。例如，在工厂的某个区域增加机器人系统或智能传感器，不应该形成孤立的效率空间。而是这些系统应集成到更广泛的生态系统中，在所有运营中统一实现节能、预测性维护和循环经济。

同时，可扩展性也是一个值得关注的问题。随着越来越多的运营部门采用可持续自动化技术，系统必须在不降低效率的情况下发展壮大。随着新技术和最佳实践的不断发展，必须高度重视持续改进。

结语

随着工业5.0的推进，自动化、AI和人类专业知识的融合为促进可持续发展搭建了一个强大的平台。从节能自动化技术到AI驱动的资源优化和循环经济，减少工业制造对环境的影响大有可为。不过实现这些目标需要技术创新和协调一致的组织工作，以调整、整合和推广可持续实践。采用这些技术的行业将更有能力实现其可持续发展目标，打造恢复能力更强，资源效率更高的未来。

作者简介

Hector Barresi是一位屡获殊荣的工业技术顾问、咨询师和公开演讲人，专长于工业自动化、智能制造和数字化。他曾在Honeywell、Danaher、IDEX和General Electric等公司担任高管职务，并以打造全球顶级产品创新组织而闻名。值得一提的是，他开创了Honeywell XYR5000（市场上第一个工业无线传感器系列）和开创性的Tintelligence智能调色平台，为涂料行业带来了革命性的变化。