2022年2月23日 星期三

.五工業國低碳發展政策大盤點

The Climate Crisis: Towards Zero Carbon 氣候危機:邁向零碳


來源: 賽迪智庫

(一)歐盟工業低碳發展政策
1. 歐盟現有工業低碳發展政策
歐盟是低碳經濟的倡導者和領導者,在低碳經濟方面取得巨大成就,在氣候治理中走在世界前列,有著比較豐富的理論和實踐經驗為全球許多國家借鑒。歐盟的工業低碳發展政策主要包括氣候變化治理機制、策略與計劃、市場政策、技術政策、財政和稅收政策等多個方面。

(1)歐盟氣候治理體系
歐盟由多個主權國家或地區組成,是一個不同於國家的政治經濟聯盟。針對各個成員國,歐盟形成了獨特的氣候變化治理機制。歐盟氣候治理體系有多層次和任務性特徵,即歐盟氣候治理存在多個層次,其中歐盟和成員國是兩個最為重要的治理層次,歐盟氣候治理體系具有功能性,即不同層次等級性弱,任務有針對性,體制靈活多變。歐洲議會、歐盟環境部長理事會、歐盟委員會、經濟和社會委員會、地區委員會、歐洲法院和歐洲環境署是歐盟氣候治理的有關機構,不同結構職責分工不同。在決策中,歐盟委員會、歐洲議會和部長理事會起主要的作用。歐盟成員國透過談判、協商、提供資訊、遊說等方式對決策施加影響,構成了多層主體參與決策的模式。

(2)歐盟氣候變化策略計劃
2008 年 1 月,歐盟氣候變化委員會發佈《氣候變化與能源一攬子法案》。法案提出到2020年,溫室氣體排放量在 1990 年基礎上至少減少 20%,可再生清潔能源佔總能源消耗的比例提高到 20%,將煤、石油、天然氣等一次性能源的消耗量減少 20%,將生物燃料在交通能耗中所佔的比例提高到 10%。2010 年歐盟開始實施「歐盟 2020 策略」,即歐盟到 2020 年,溫室氣體排放量比 1990 年減少 20%,可再生能源佔總能源消費的比例提高到 20%,能源效率提高 20%。2014 年 1 月,歐盟委員會公佈新的法案,提出了歐盟 2030 年氣候與能源政策目標,其中規定成員國 2030 年之前溫室氣體排放量,削減到比 1990 年水準減少 40%,同時可再生能源佔歐盟能源結構比例不低於 27%。

(3)碳排放交易市場
碳排放交易市場是指以碳排放權為商品進行交易的市場,是促進溫室氣體減排,減少全球二氧化碳排放的市場機制。2005 年歐盟碳排放市場正式運行,十年來,碳交易市場建設使歐盟一直處於氣候變化政策最前沿,起初,它的種種探索都充滿不確定性,今日,歐盟碳交易市場已成為全球最大的碳交易市場,它最先開展的「碳排放限額與交易」(CapandTrade)機制,已擴展到全球許多地區。歐盟碳交易市場分三個階段,第一階段從 2005 年到 2012 年,該階段曾發放大量碳配額,對市場造成一些不利影響。

第二階段從 2013 年到 2020 年,歐盟開始限制碳配額發放,2013 年固定源碳排放限額為 2040MtCO2e,此後逐年降低 1.74%,航空碳排放限額為每年 210MtCO2e。第三階段為 2021 年到 2028 年。歐盟碳交易市場交易 CO2、N2O、PFCs 三種氣體,不同階段控排部門不同,一期包括電力和熱力生產、工業製造、煉油、煉焦、鋼鐵、水泥、玻璃、石灰、磚、陶瓷、紙漿、造紙和紙板行業。二期在一期基礎上增加石化、合成氨、有色金屬、電解鋁、硝酸及航空。超過 11500 家高耗能企業及全部航空企業,都是歐盟碳交易市場的控排企業,目前控排企業排放佔歐盟碳排放總量的 45%。

(4)歐盟低碳技術政策
歐盟低碳技術政策主要包括三個方面:一是歐盟研發框架計劃,歐盟研發框架計劃是歐盟綜合性的科技研發政策,1984年至今,歐共體已經制定了 7 個研發框架計劃,從第二個框架計劃開始,環境保護和永續發展方面的研發,在歐盟科技政策中的地位不斷提高,並不斷向低碳發展傾斜。2013 年,隨著「歐盟 2020 發展策略」的啓動,「歐盟第七框架計劃」(FP7)即將結束,新的研究與創新框架計劃 ——「地平線2020」於 2013 年 12 月 11 日年正式啓動,為期 7 年(2014-2020)。

七次研發框架計劃的實施,促進了歐盟科研、工業等各方面發展,但框架計劃也顯示出無法適應當前形勢變化的問題,尤其在第七次框架計劃執行期間,全球經歷 2008 年金融危機,凸顯框架計劃執行力度不夠,為重振歐盟經濟成長,歐盟提出「地平線 2020」,該計劃把低碳技術的比重,從 23.5 億歐元提高到 30.81 億歐元。

二是 2007 年歐盟提出的「歐洲能源技術策略計劃」,該計劃包括可再生能源、碳捕集與儲存技術、清潔煤技術、電網建設、提高能源效力等多項低碳技術的研究。

三是 2008 年歐洲委員會制訂「歐洲基礎設施和系統轉型計劃」,改計劃將推動歐盟發展智慧電網、二氧化碳捕集與儲存、氫輸送等新技術。

(5)碳預算與碳稅收政策
歐盟碳預算政策分為兩個階段,一是實現《京都協議書》第一承諾期(2008-2012年)的碳預算,和實現 2020 年減排目標(2013-2020年)的碳預算。碳稅是透過對化石燃料產品,按碳含量比例進行徵稅,以減少化石燃料消耗和二氧化碳排放。歐盟是最早建立碳稅制度的地區,20 世紀 90 年代,瑞典、荷蘭、丹麥等北歐國家率先實行碳制度,1999 年德國、英國和義大利等國家也開始相關碳稅制度。歐盟低碳財政補貼政策主要用在可再生能源領域,即透過財政補貼促進歐盟可再生能源的發展,這包括英國透過對供電企業補貼,強制要求可再生能源電力供應佔比。德國對太陽能發電的補貼,丹麥對生物質能發電的鼓勵和刺激等。

2. 歐盟工業低碳發展政策的發展趨勢
歐盟積極推動工業低碳發展,一方面是應對全球氣候變化,實現永續發展;另一方面是歐盟在低碳技術和低碳產業方面具有優勢,佔據競爭優勢。但未來歐盟工業低碳發展仍然面臨重要調整,一是自 2008 年金融危機以來,歐盟的經濟發展始終處於低迷狀態,這限制了歐盟推動工業低碳發展的力度;二是隨著全球產業結構的調整,越來越多的國家開始把工業低碳發展作為提升工業競爭力,增強未來競爭優勢的重要著力點,不同國家發展低碳產業的競爭變得更加激烈。三是歐盟低碳技術相比美國,日本等國家不具有絕對優勢,在面臨未來低碳產業發展方面,歐盟面臨來自亞洲和美洲的巨大挑戰。

3. 中國稱借鑒歐盟工業低碳發展政策
歐盟工業低碳發展政策在二個方面值得借鑒:一是借鑒歐盟碳排放交易市場的建設和運行經驗。歐盟碳排放市場自 2005 年正式運轉以來,經過十年發展,已經累積了大量有益的經驗。從 2011 年最初確定中國北京等 7 個省市開展碳排放交易試點,中國自稱他們碳市場建設穩步前行。中國計劃在 2017 年初步建成全國碳市場,可以參考歐盟碳市場的經驗。二是借鑒歐盟氣候治理機制,中國地域遼闊,不同區域經濟發展水準不同,不同地區的工業低碳發展應該採取不同的政策,針對這種情況,中國可以借鑒歐盟氣候治理體系,建立中國分區域的工業低碳發展政策。

(二)英國工業低碳發展政策
英國是低碳經濟的倡導者和引領者,英國低碳政策主要包括低碳立法、低碳策略、財政和稅收等方面。

1. 英國現有工業低碳發展政策
(1)低碳發展立法
2008年《氣候變化法案》正式生效,該法案,以每五年為一個階段,不同階段英國的碳預算水準不同,見表1 所示。法案明確提出了應該長期低碳發展目標,從法律上規定了應該的碳排放約束。圍繞《氣候變化法案》,英國政府又頒布《能源法案》,規定對可再生能源發電給與補貼。
  表1英國《氣候變化法案》不同階段碳預算

(2)低碳發展策略
2003 年,英國政府發佈能源白皮書《我們能源的未來:創建低碳經濟》,首次提出低碳經濟概念,指出為解決石油、天然氣、煤炭產量減少所帶來的問題,今後幾十年,英國將更替或更新大部分能源基礎設施,重點發展清潔能源,計劃到 2050 年二氧化碳排放量降低 60%,並保證每個家庭以合理價格得到充分的能源供給。2004 年,英國發佈《能源效率:政府實施計劃》,提出到 2010 年,英國要節省 120 萬噸以上碳能源,家庭節能達到 340 萬噸能源。2009 年 7 月,英國發佈《英國低碳轉型計劃》,這個計劃包括《英國低碳工業策略》、《可再生能源策略》和《英國低碳交通計劃》三個配套文件,該計劃把低碳產業作為英國經濟的新成長點。

(3)低碳能源政策
1990 年英國發佈《非化石能源公約》,公約要求英國各地區電力公司保證,所供應的電力中有一部分來自非化石,這一政策的目的是為了建立一個初級的可再生能源市場,以為英國利用非化石燃料生產電力提供保障性的市場機制。1999 年英國通過《可再生能源義務令》,該政策規定供電商提供的電力中,必須有一定比例的電力來源於可再生能源,具體比例由政府根據可再生能源實際發展情況,及市場情況確定,這一政策奠定了英國用配給制促進可再生能源發展。2012 年英國政府公佈新的《能源法案》,主要包括調整其國內能源消費結構和發展低碳經濟,新法案規定,政府支持包括可再生能源、新的核能、燃氣及碳捕集和封存技術等。

(4)財政稅收政策
無論是 1990 年的《非化石能源公約》、還是 2008 年頒布的《能源法案》,或者 2011 年的《可再生能源電力強制收購進行補貼》和《可再生能源供暖補貼》,都包含有政府對可再生能源的補貼。2011 年,英國政府成立碳基金,利用徵收氣候變化稅和垃圾填埋稅資金,幫助企業開發低碳技術。英國氣候變化稅從 2001 年開始在全國徵收,其目的主要是為了推廣可再生能源。

(5)低碳消費政策
近年來,英國還透過頒布《碳減排目標計劃》、《暖風行動》和《社區能源計劃》等政策,引導英國的低碳市場需求,促進低碳產品市場轉型。如英國政府向社會傳播節能資訊和知識:「充電器不用時拔下插頭每年能節省約 30 鎊、換個節能燈每年能省 60 鎊」。這些政策雖然見效不是很明顯,但它通過潛移默化地引導方式,使低碳消費日益深入人心,成為一種社會習慣。

2. 英國工業低碳政策的挑戰和趨勢
總體看,英國的《氣候變化法案》為英國應對氣候變化,提供了明確的目標和整體的路線,同時《英國低碳轉型計劃》從工業、能源和交通三個方面為英國發展低碳經濟提供了框架,可以說,英國已經突破發展低碳經濟的最初瓶頸,初步形成以市場機制為主體的氣候治理體系,這種體系是由政府、企業和民眾共同組成的一個互動體系。在巴黎大會後的氣候變化新形勢下,英國的低碳經濟策略將會更加有利於其低碳經濟發展。

3. 英國工業低碳發展政策的借鑒
一是加快氣候變化立法,使工業低碳發展有法可依,並通過立法提高政府、公眾和企業對工業低碳發展的共識。二是加快推動碳排放交易市場建設,讓市場機制稱為推動工業低碳發展的主要機制。三是把低碳發展作為應對氣候變化的重要內容,以提高產業的未來競爭力,作為應對氣候變化工作的出發點和歸宿點

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· 2022 年智慧交通的趨勢與挑戰(印度觀點)

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使用人工智慧對交通燈系統進行智慧控制

 

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CXO Today

以下是實現印度數位第一社會願景的智慧和智慧交通的主要趨勢。



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聯合國強調,印度的城市人口將在 2018 年至 2050 年間幾乎翻一番,從 461 人增至 8.77 億人。隨著更多農村人口的湧入,考慮智慧和永續的城市規劃非常重要,這將極大地促進各個大城市的城市化區域的發展。 

行動性的概念,以及它將如何與城市規劃和人員交通相結合,將在未來幾年經歷巨大的變化。考慮到 2030 年的 17 個永續發展目標,智慧交通和交通符合聯合國定義的智慧城市和永續發展目標 (SDG) 的概念。隨著人口和道路上的車輛不斷增加,當局需要減少交通堵塞並規劃新的路線優化,減少生態足跡,這是智慧出行的重要因素。 

智慧城市規劃:人工智慧(AI)、物聯網(IoT)、區塊鏈、大數據技術等新興技術將作為主要切入點和基礎支柱,推動新的創新解決方案的興起,將改變當前城市及其公民的範式。 

印度城市的成長將轉化為對車輛和人員的新路線優化算法、減少堵塞的交通管理,以及更重要的流程優化的需求。隨著智慧技術和移動性的融合,我們將在未來幾年看到一些變化,例如行動即服務 (MaaS) 交通流量優化,它將使現有城市轉變為智慧城市。這就是智慧交通將如何成為智慧城市生態系統的一部分。 

當前情景 從歷史上看,公共交通在印度一直不是一個有利可圖的領域,因為運行該系統的費用最終遠高於產生的實際收入。根據 Markets and Markets 的報告,到 2025 年底,全球智慧交通市場規模,預計將從 2020 年的 945 億美元成長到 1565 億美元,複合年成長率為 10.6%。 AVLS、場景管理系統、事件管理解決方案、自動收費系統、計劃調度系統,和商業智慧系統等交通解決方案,正在利用 ICT 的力量,來解決公共交通堵塞的社會和經濟問題。 以下是實現印度數位第一社會願景的智慧和智能交通的主要趨勢。 

1. MaaS(行動即服務) 

印度需要為通勤者提供無縫版的 MaaS,因為印度城市的公共交通基礎設施在很大程度上是斷開的。對於印度來說,MaaS 可以是革命性的,可以克服現有挑戰,例如計劃外的城市基礎設施、公共交通基礎設施不足、缺乏以交通為導向的發展、空氣污染和安全問題,以及向數位支付的遷移。MaaS 可以幫助簡化交通部門,即提供端到端的旅程規劃、匯總的第一英里/最後一英里乘車選項、關於巴士位置和擁擠程度的即時資訊、透過在線上支付為巴士提供電子票務、提前預訂最後一英里行程或與朋友匹配,分享最後一英里的旅行等。這將引導當局解決公共交通問題,推動從私家車到公共交通的模式轉變, 

2. 無現金/非接觸式票務 

無現金票務解決方案具有令人信服的乘客體驗的各種優勢。它的重要性成為焦點,尤其是在 COVID-19 情景之後。它消除了排隊的需要,人們可以安裝自動售票機並減少現金處理,從而降低收費成本。無現金票務允許跨營運商無縫使用,並且由於跨營運商可以使用相同的票價媒介進行支付,因此乘客使用公共交通工具非常有吸引力。顯著的優點是它解決了對乘客吞吐量、停留時間、運行時間和路線週期有巨大影響的變化問題,從而提高了通勤的準時性能和時間表的遵守情況。無現金票務為乘客提供各種好處,例如快速佈署。

3. 自動車輛定位系統(AVLS)和乘客資訊系統(PIS) 

主要專注於為乘坐公車的乘客提供資訊,建立了自動車輛定位系統,以收集在路線上行駛的公車的即時資訊。基於這些數據,乘客的資訊透過車站、公車內的顯示幕,以及網站和行動 app 傳遞給乘客。收集的數據可幫助公共交通營運商獲得足夠的資訊,以進行車隊規劃、績效衡量、監控車隊位置,以及提供新的和改進的服務。 

4. 自動收費系統 

影響印度公共交通部門的兩個突出因素,是乘客滿意度和代理/營運效率以及盈利能力。收費系統將通過為公眾提供便捷的資訊訪問、透過增加舒適度和減少乘客提供良好的乘車體驗,來減少任何公共交通系統的這些痛點。開發的自動收費系統,目的在改變這種情況,並且已經能夠在實施該系統的城市成功地做到這一點。 

5. 倉庫管理系統 

車站管理系統 (DMS),目的在實現公共交通系統的車站營運自動化。總而言之,車廠營運是記錄、更新和管理手動活動,以有效地營運車隊 —— 從巴士工作人員進入(登記或報告)車廠開始,到巴士或單位離開車廠結束。 

6. 計劃調度系統 

車輛規劃調度和調度系統的目標,是使/幫助運輸規劃人員有效地執行以下任務。

7.  事件管理系統 

事件管理解決方案根據事件類型分為兩大類:使用 CCTV 和 ANPR 攝影機的實體監控、安裝在策略位置的攝影機、全面的整合 IT 基礎設施管理套件。 整套解決方案包括實體監控類別中的 PTZ 攝影機。包括必要的後端影像監控應用、車牌辨識攝影機和關鍵應用。 

全面的 IT 基礎設施管理套件,透過即時提示網路中發生的事件,確保佈署在中央控制中心的 IT 基礎設施 100% 正常運行。該事件管理系統充當網路的看門狗,以確保系統始終正常運行,而不會妨礙系統的關鍵活動。透過網路事件管理工具提供的具體服務是典型的 —— 發現網路設備、伺服器、系統等,監控關鍵業務伺服器、設備、 app 和服務,閾值監控和通知(可擴展為動態庫-lining)、業務服務管理、故障管理。 (作者 Pankaj Bhatiya是 NEC Corporation India 的總經理兼運輸業務主管)


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· 為什麼必須實施安全系統來幫助食品工廠

 

Food Security: Causes & Solutions 食品安全:原因與解決方案


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英國食品標準局 (FSA) 在提高對食品衛生的關注後,已開始對肉類批發商進行調查。這項調查影響​​了 Wetherspoons 等企業,以及全國上下的學校和療養院。

如果我們回顧 2013 年的馬肉醜聞,消費者開始對由不值得信賴的生產公司提供的業務失去信任,而且這種情況似乎變得越來越普遍。

但是在這些類型的生產設施中安裝安全系統有什麼好處呢?從確保消費者信心到保持產品質量控制,它實現了什麼?最後,該行業存在哪些犯罪行為,保護系統的實施如何提高滿意度?

不受歡迎的人的即時障礙

世界正變得越來越先進,革命性的技術使我們能夠做出必要的改變,以確保符合道德的工作實踐 —— 無論是保護人們免受身體威脅,還是我們食品中更加狡猾的威脅。

食品工廠應該從門禁系統入手這將立即在操作和未經授權人員的任何進入嘗試之間設置障礙。無論是刷身份證、生物辨識還是密碼進入方式,只有授權人員才能獲得訪問權限。

革命性技術使我們能夠做出必要的改變,以確保合乎道德的工作實踐

另一個可以幫助食品工廠並鼓勵他們更有效地工作的安全系統是閉路電視。到 2018 年春季,英格蘭的所有屠宰場都必須配備閉路電視系統,FSA 可以對其進行審查,他們在 90 天內可以前所未有地訪問鏡頭 —— 這是我們應該在食品工廠中尋求確保的事情嗎?英國人民的安全?

對於想要了解整個營運並獲得全國消費者尊重的製作公司來說,CCTV 是一項值得投資的項目。

CCTV 的好處

讓客戶放心——由於食品工廠不公開營運,一切都被隱藏起來,這立即引起了消費者的懷疑,因為一旦分發到全國各地的商店,他們將是購買最終產品的人。CCTV 將反駁這個問題,因為它表明營運中心沒有什麼可隱瞞的 —— 如果被指控有不當行為,他們可以發布任何鏡頭。

保持品質 —— 在食品工廠內使用更先進的閉路電視,將使生產公司能夠監控生產線,並保持他們推銷自己的標準。有時,經過幾個小時的不間斷工作後,生產線上的人為錯誤是不可避免的 —— 能夠立即檢測到它是必不可少的。

食品工廠的犯罪活動

2015 年,全球 89% 的製造商受到詐欺的影響 —— 2017 年這一結果成長了 7%。

事實證明,閉路電視可以威懾犯罪分子。透過安裝這些系統,食品工廠可以保護自己免受外部和內部威脅,並能夠在任何違規索賠中支持自己。

儘管生產的商品一直是有關所交付商品的完整性和遏制性的新聞報導的中心,但該行業中的另一種常見犯罪是詐欺。2015 年,全球 89% 的製造商受到詐欺的影響 —— 2017 年這一結果成長了 7%。

詐騙的常見肇事者

對於最常見的詐欺類型,資訊盜竊佔 30%,合規違規佔 30%,知識產權盜竊佔 26%,所有這些都可能對生產線造成重大影響。

還發現,最近開始為公司工作的人,例如初級員工,是製造工廠內詐欺行為最常見的準備者(39%)。臨時製造業工人以 37% 位居第二,而高級或中層管理人員佔 33%,與前員工相同。但是,對你的業務沒有太多訪問權限的供應商/供應商也佔 33%。這闡明了任何人都有可能在工廠內犯罪。

為確保對英國消費者的保護,食品生產工廠應認真考慮實施與英國屠宰場類似的系統。


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· 智慧製造必須擁抱大數據

Data drives future of smart manufacturing 數據驅動智能製造的未來

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nature

製造業變得越來越智慧。公司越來越多地使用感測器和無線技術,來捕獲產品生命週期各個階段的數據。這些範圍從材料特性和設備的溫度和振動,到供應鏈的物流和客戶詳細資訊。卡車發動機將速度、油耗和油溫數據,傳送給製造商和車隊營運商。光學掃描儀用於發現印刷電子電路1中的缺陷。

但大數據距離改變製造業還有很長的路要走。領先行業 —— 運算、能源、飛機和半導體製造 —— 面臨數據缺口。大多數公司不知道如何處理他們擁有的數據,更不用說如何解釋它們以改進他們的流程和產品。企業相互競爭,通常是孤立經營的。他們缺乏分析數據的軟體和建模系統。

然而,智慧製造可以使工業更高效、更有利可圖和更永續。最小化產品和組件的運輸距離可以降低成本 —— 財務和環境。電腦建模可以辨識風險和夾點。例如,它可以預測由於極端天氣而延遲交付的影響,這種情況在 2011 年泰國大洪水之後影響了電子行業。同樣,預測汽車組件何時可能出現故障,並迅速修復它可以避免昂貴的召回和訴訟。在半導體製造等低良率行業,將生產錯誤減半可大幅增加利潤。

在全球轉移整個業務部門是一項艱鉅的任務。它引發了許多技術、商業和政策問題,並將從根本上改變行業的形態。一些生產形式將變得更加分散,而另一些則更加集中。製造商將越來越多地採用,類似於叫車公司優步的商業模式。更多的服裝和家具可以在當地客製化和製造,而不是運往世界各地。個性化藥物或醫療植入物將在醫院進行 3D 列印。

生產線需要共享。它有時會在其他地方租用製造能力,而不是讓公司擁有它所需要的所有設備 —— 這既昂貴又低效。例如,一家汽車公司可能會在輪椅工廠爭取時間,為殘障顧客增加座椅和把手。人工智慧、機器人和自動駕駛汽車,將使生產線和技術的共享變得更加容易。

機械臂在保時捷車身框架上工作。 信用:克里斯蒂安·博西/彭博社/蓋蒂

但行業對即將到來的變化毫無準備。數據科學很少在工程學,或商業學位中教授。公司不知道要衡量什麼或何時衡量。資訊儲存起來不方便建模 —— 例如,發動機溫度和里程在單獨的數據庫中。公司不願投資未經證實的技術和商業模式。

取得進展需要研究人員和行業之間更密切的合作。需要線上平台,公司可以在這些平台上發布他們的行業問題,並找到專家來解決這些問題。應建立物理空間和網路實驗室,供學術和工業開發人員共同研究解決方案。政策應該能夠實現安全的數據共享。

創新的五個差距

製造商需要實際指導。大多數學術研究與企業需求相切。學術界推動技術前沿,從人工智慧到深度學習,而不考慮它們將如何應用。製造商想知道要對哪些類型的數據進行採樣、使用哪些感測器,以及在生產線的何處安裝它們。例如,為了提高難以實現的陶瓷材料品質,製造商可能希望監控機械性能以及產品結構。需要研究以確定感測器的最佳配置。智慧製造創新需要填補五個空白。

採用策略。智能製造系統必須隨著資訊的收集而發展。首先,感測器將監控現有設備的狀態。隨著對品質和效率的新需求出現,可以添加更多感測器來追踪最有用的參數。例如,半導體行業透過追踪和調整其工藝設置,來提高其晶圓的品質。

改進數據收集、使用和共享。在這裡,大多數公司缺乏經驗。有些人錯誤地認為他們的數據庫太大而無法分析。其他人則擔心數據使用的組織和法律方面。品質比數量更重要。嘈雜或不規則採樣的測量幾乎沒有用處。需要確定收集數據的頻率和儲存時間。大量快速測量的儲存成本更高,但長期數據對於建模非常重要。需要確定適當的平均週期。必須以秒或更短的時間尺度追踪機器振動,而溫度可以平均超過 10 分鐘或更長時間。需要協議來解決數據隱私、保護和安全問題。

設計預測模型。公司想知道新產品在生產之前,是否能滿足客戶的期望。汽車公司可以分析過去和當前的銷售、客戶行為和其他數據,為經銷商提供最理想的車型。工廠希望確保更換機床不會影響其產品品質。

研究一般預測模型。模型需要能夠處理不確定性,例如設備退化或流式故障或感測器故障導致的數據錯誤。丟失或錯誤的數據點可能會對生產獨一無二的產品(例如醫療植入物)的系統造成代價高昂的破壞。

連接工廠和控制流程。當前用於控制生產流程和資源規劃的軟體,例如廣泛使用的 SAP 軟體包,將在跨越許多不同生產商的更加動態,和開放的製造環境中面臨挑戰。大多數軟體都是為單一公司使用而設計的。需要研究以確保這些系統,可以透過開放接口和通用標準一起運行。可能需要適合雲端運算的新程序,並且可以從自然界的複雜性中汲取靈感 —— 例如基因組、鳥群和人類免疫系統。還需要透過原型、測試台,以及虛擬和擴增實境進行真實世界的實驗。

在自動充電分配器製造商 Glory 的日本加佐市,人類和機器人並肩工作。 圖片來源:Issei Kato/路透社

能源和醫療保健

實現這一切需要智力、資金以及工業界、學術界和政府之間更好的合作。在過去的五年裡,已經建立了幾個區域性的智慧製造倡議。但他們的目標主要是由行業指導的,數據和建模的更普遍的方面很少受到關注。

其中一項舉措是 2012 年啟動的美國智慧製造領導聯盟。公司支付費用加入,成員確定研究議程和目標 —— 一個用於收集工廠級數據和系統的開放訪問平台。

德國的工業平台 4.0(政府 2020 年高科技策略的一部分)促進其工業基礎的電腦化,例如使用能夠預測故障並自動觸發維護過程的機器。到 2020 年,歐盟將在未來工廠投資 70 億歐元(76 億美元) ,這是一個公私合作夥伴關係,目的在製定智慧製造藍圖。日本和中國也有類似的計劃。

我建議能源和醫療保健應該是深度合作的首要焦點,因為它們具有最大的社會影響。例如,風力渦輪機的生命週期和製造需要重新考慮。它們的部件 —— 齒輪箱、發電機、葉片、塔架和數公里長的電纜 —— 是用來自全球並在全球運輸的材料(主要是金屬)以傳統方式製造的。使用 20 年後,渦輪機可能會報廢。應該設計智慧流程以更永續地製造和退役它們。應探索增材製造等新技術。這裡提到的智慧製造計劃應與全球計劃合作,例如促進可再生能源的突破性能源聯盟和美國癌症登月計劃尋求癌症治療的臨床和技術進步。

可以從 1990 年代的先例中吸取教訓2智慧製造的進展受到多個因素的限制,包括無法看到大規模國際合作的價值,缺乏政府認可,以及全球企業的不同管理風格。1995年,日本推出了智慧製造系統,將主要的國家製造業和大學與全球合作夥伴聯繫起來。美國政府不支持這些合作。與此同時,一個美國公司財團建立了下一代製造系統計劃,該計劃與日本的倡議,以及亞洲和歐洲的其他倡議聯繫起來。現在需要信任、意志、信念和政策,才能使類似的努力取得成功

新平台

需要採取三個實際步驟,來填補知識空白並實現智慧製造。

建立網路來定義問題。私營公司、基金會、學術界和政府實體的財團應建立在線上論壇,從業者和研究人員可以在這裡討論、制訂和發布新興工業問題的規範。許多公司都有徵求意見的內部網站。整合服務和製造流程的方法,將是值得一開始的話題。應考慮從眾包到許可證和服務費用的不同營運模式和財務支持。

開發建模、共享和創新平台。隨著世界變得越來越複雜,了解工業需求的人,和具備建模和解決問題技能的人之間的差距正在拉開。在線上或實體空間應由涉及工業、學術界和政府的聯盟提供,專家和從業者可以在其中互動,以開發技術解決方案和模型。這些平台可能反映了「創客空間」或美國國家科學基金會,和從事研究的公司(如 SRI International、寶潔和谷歌)推動的創新中心。

各方必須克服信任和沈默的問題來披露資訊。協作結構應支持透明度和開放性,以及多樣化的思想和文化。中小型企業的參與非常重要。該聯盟應制訂允許建模者訪問私有數據的計劃。

制訂智慧製造政策。儘管工業將推動向智慧製造的大部分轉變,因為它具有商業意義,但政府應填補空白或支持私人投資風險太大的領域。例如,華盛頓特區政策智庫資訊與技術創新基金會 2016 年的一份報告3呼籲美國國會擴大聯邦培訓資源,並幫助中小型企業採用智慧製造技術。激勵措施可能包括更新機器和設備的投資稅收抵免。

透過作為提供工具的人,工業界、政府和學術界可以使下一次工業革命成為現實。



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