為了應對氣候變遷和資源短缺等日益加劇的壓力，現今的公司透過採用更智慧的流程、節能系統和由人工智慧（AI）強化的作業，將焦點放在減少對環境的影響。隨著用於應對現代挑戰的新興技術的出現，工業5.0有望透過特別著重於永續性，繼續專注在此焦點上。本文將探討進階智慧自動化、生成式AI和循環經濟實務等工業5.0功能如何塑造永續工業流程的未來。

應用自動化技術提高能源效率

工業5.0有一項最直接的好處，便是應用進階自動化技術來降低工業環境中的能源消耗。

智慧感測器能持續監控壓縮機、加熱器和幫浦等設備的能源使用狀況，接著這些感測器收集到的資料將饋入到支援AI的能源管理系統中，系統會自動調整設備的運作，避免非必要的能源使用。

例如，當產量較低時，預測演算法可以判斷出最適合關閉或減少能源密集設備（例如，加熱器或壓縮機）輸出的時間。藉由精確的控制，便能減少能源消耗，且有助於降低碳排放。此外，將AI整合到能源管理系統中，意味著工廠可以確保機器僅在必要時運作，進而省下更多的成本。

AI的功能也延伸到用於設計更節能的產品，由AI驅動的設計工具能針對產品配置提出建議，減少對焊接或焊錫等能源密集型製程的需求。製造商只需要重新思考元件的組裝方式，便能降低能源消耗和碳排放。如此一來，自動化技術不只能減少能源浪費，還能改善工業工廠的整體營運效率。此外，新產品也更容易回收再生。

圖一 : 在工業5.0中，可透過AI的應用實現生產流程和供應鏈的最佳化。

利用AI達到最佳的資源使用率

AI演算法可徹底改變各行各業管理資源的方式，包含從原料到人力資本。

在工業5.0中，可透過AI的應用實現生產流程和供應鏈的最佳化。智慧工廠現在可運用AI更準確地預測需求、規劃庫存及安排生產時程。公司則能透過最佳化供應鏈，減少材料和能源浪費。

例如，AI可以預測生產所需材料的確切數量，將庫存過剩和過度浪費的情況降到最低。還能合併貨件以減少交通運輸的碳排放，特別是從海外運送元件或原料時。AI能找出最佳化的運輸路線，確保選擇最環保的交通運輸方式，例如將多批貨件合併到一個貨櫃中，或選擇碳足跡較低的交通運輸方式。

此外，AI還可以實現預測性維護，達成更出色的資源最佳化。在傳統的維護排程下，通常會導致提前更換或代價高昂的故障。透過持續分析機器資料，AI系統可預測真正需要維護的時機，進一步延長設備的使用壽命，同時減少對新元件和潤滑油的需求，當然也能減少資源的過度使用。機器得到適當的維護，便能減少所需的維修，而且產生的廢料更少，消耗的油料也會更少，而這些全都有助於實現更永續的營運。

運用工業自動化實現循環經濟

循環經濟為致力於減少製程產生的浪費的概念，通常透過兩種方法實現：在製程中回收材料和鼓勵產品回收計畫。

在第一個情境中，製造商可利用工業自動化回收工廠內的熱、水和材料，進而實現閉迴路系統。例如，Subaru工廠將廢水回收並轉為純淨水後再利用。[1]在其他情況下，則可以收集工業烤箱產生的熱，然後重新用於其他過程，例如加熱設施用水。

產品回收計畫是另一種自動化支援循環經濟的方式，其中一個很好的例子是幫浦製造商Grundfos，該公司實施了回收計畫。客戶可以經由這項計畫，將舊幫浦退回公司，進行翻新或回收。[2]在此情況下，可運用AI系統輔助識別新產品能回收和再利用哪些元件。

圖二 : 製造商可利用工業自動化回收工廠內的熱、水和材料，進而實現閉迴路系統。

將再生能源整合至自動化系統

許多大型製造商已經將太陽能、風能和其他再生能源納入其電網。然而，要在自動化系統中管理再生能源極其複雜，因其有著獨特的挑戰，例如要應付再生能源的間歇性。

而AI可以監控能源的生產和儲存量，讓工廠能根據需要在再生能源和電網之間轉換。在此過程中，當再生能源不可用時，AI便能以最佳化的方式使用儲存的能源，即使面對再生能源產量波動，也能保持營運順暢。

克服永續自動化中的組織挑戰

雖然有利於永續工業自動化的技術正迅速發展，但其能否成功需仰賴高效的組織策略。在實施新的自動化系統時，組織內的所有部門（包括工程、資訊技術、營運和供應鏈）都必須達成共識。不過，要實現這樣的一致性，公司內部通常需要經過一次重大的文化轉變，讓永續發展目標成為組織各層級的優先重點。

一旦達成一致，下一個挑戰便是整合。新的自動化技術必須與現有基礎設施協同工作，才能發揮最大效用。例如，在某一部分的工廠中新增機器人系統或智慧感測器，不應反而造成效率孤立的問題。相反地，應該將這些系統整合到更廣泛的生態系統內，統一將節能、預測性維護和循環經濟實務應用到所有營運層面。

同時，擴展性也是一個問題。越來越多營運單位採用永續自動化技術，因此系統必須在不損失效率的情況下持續發展。隨著新技術和最佳實務的不斷進化，將重點放在持續改善上確實有其必要性。

結論

在工業5.0進展的過程中，應將自動化、AI和人類專業知識加以融合，建立能促進永續發展的強大平台。從節能的自動化技術，到由AI驅動的資源最佳化和循環經濟，工業領域可從許多管道減少對環境的影響。然而，要想實現這些目標，除了技術創新，也需要組織內部達成一致，達成協調、整合及擴展永續實務。採用這些技術的產業更有能力實現其永續發展目標，同時建立更具彈性且能有效運用資源的未來。

（本文由Mouser提供，作者Hector Barresi為工業技術顧問、諮詢師和公共演講者，專長於工業自動化、智慧製造和數位化）

資料來源

[1] https://www.subaru.co.jp/en/csr/environment/waterresources.html

[2] https://www.grundfos.com/solutions/support/takeback