IoT + AI, arba kaip sumažinti energijos sąnaudas įmonėje | AI versle #88

Kas yra daiktų internetas? (IoT)

Daiktų internetas, dar žinomas kaip IoT, yra technologija, leidžianti prijungti ir keistis duomenimis tarp įvairių įrenginių, prijungtų prie interneto. Tai fizinių objektų – “daiktų” – tinklas, aprūpintas jutikliais, programine įranga ir technologijomis, leidžiančiomis jiems keistis duomenimis su kitais įrenginiais ir sistemomis per internetą. Bet kodėl reikia prijungti visus įrenginius prie interneto – nuo spausdintuvų ir šaldytuvų iki oro kondicionierių, sunkvežimių ir pramoninių mašinų?

Transforma Insights atlikti tyrimai rodo, kad naujų IoT įrenginių gamyba padidins pasaulinį elektros energijos suvartojimą 34 teravatvalandomis (TWh) iki 2030 metų. Tuo tarpu didelių kalbų modelių, tokių kaip ChatGPT, mokymas ir naudojimas gali lemti, kad duomenų centrai sunaudos iki 21% pasaulinės elektros energijos paklausos.

Tačiau daiktų interneto sprendimai taip pat sumažins elektros energijos suvartojimą, palyginti su tokių pačių tipų be jutiklių įrenginiais, daugiau nei 1,6 petavatvalandomis (PWh). Norint iliustruoti mastą – tai yra elektros energijos kiekis, reikalingas daugiau nei 136,5 milijonų namų suvartojimui padengti per vienerius metus. Tačiau verslas negali klestėti be vis naujų įrenginių, o dirbtinis intelektas gali labai padėti toliau mažinant jų suvartojamą energiją.

Šaltinis: Transforma Insights (https://www.6gworld.com/)

Koks ryšys tarp IoT ir AI?

Dirbtinis intelektas analizuoja duomenis iš daiktų interneto įrenginių, nustatydamas tendencijas ir strategijas energijai taupyti. Dėl to IoT ir AI atveria naujas galimybes efektyviai valdyti energijos suvartojimą. Pavyzdžiui, AI gali reguliuoti šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo (HVAC) sistemas remiantis:

• kambario naudojimo modeliais – pavyzdžiui, sumažinant temperatūrą neužimtoje patalpoje tam tikrą dieną,
• oro sąlygomis – sumažinant oro kondicionieriaus galią debesuotą ar vėjuotą dieną,
• vidinės oro kokybės – didinant vėdinimo efektyvumą tik per susitikimus, kuriuose dalyvauja daug žmonių.

Be to, IoT palaikomas AI leidžia kurti skaitmeninius dvynius, kad optimizuotų gamybos procesus, pavyzdžiui, prognozuojant mašinų dalių suvartojimą arba analizuojant gedimų dažnumą ir priežastis, lemiančias prastovas.

IoT AI technologijos yra naudingos visai elektros energijos tiekimo grandinei – vartotojams, platintojams ir elektrinėms. Daiktų internetas leidžia automatizuoti įvairius procesus, tokius kaip energijos duomenų rinkimas matavimams ir analizei. Įrangos energijos apribojimų taikymas ir AI modelių mokymo laiko optimizavimas gali sumažinti energijos suvartojimą maždaug 12% iki 15% su minimalia įtaka modelio našumui.

Kaip IoT ir AI gali sumažinti energijos sąnaudas jūsų įmonėje?

IoT jutikliai pastatuose siunčia realaus laiko energijos suvartojimo duomenis analizei, pagreitindami remontus ir sumažindami energijos nuostolius dėl netinkamos įrangos. Štai keletas jutiklių, kurie gali būti įrengti pastatuose:

• temperatūros jutikliai – stebi temperatūros pokyčius patalpose ir leidžia optimizuoti energijos suvartojimą šildymui ar vėsinimui,
• šviesos jutikliai – nustato natūralios šviesos lygį ir automatiškai reguliuoja dirbtinio apšvietimo intensyvumą,
• judesio jutikliai – leidžia aktyvuoti sistemą tik tada, kai žmonės yra patalpoje, sumažinant nereikalingą energijos suvartojimą,
• išmanieji skaitikliai – renka duomenis apie energijos suvartojimą, leidžiančius detalią analizę ir optimizavimą,
• oro kokybės jutikliai – reguliuoja vėdinimo sistemų veikimą, užtikrindami tinkamą oro kokybę su minimaliais energijos nuostoliais.

Išmanieji termostatai ir apšvietimo sistemos gali prisitaikyti prie kambario naudojimo modelių, sumažindami energijos sąnaudas. IoT įrenginiai gali sumažinti elektros energijos suvartojimą ir sąnaudas pastatuose piko valandomis per paklausos valdymo programas ir tvarkaraščius. IoT ir AI pagrindu sukurtų sprendimų įgyvendinimas gali lemti energijos taupymą iki 40%. Be to, AI valdomos energijos saugojimo sprendimai optimizuoja jos naudojimą valdydami saugojimą ir paskirstymą.

Šaltinis: DALL·E 3, užklausa: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)

IoT ir AI naudojimo privalumai

Įdiegus išmanias IoT ir AI technologijas, atsiranda daugybė privalumų. Tai ne tik būdas sumažinti sąskaitas, bet ir pagerinti biuro naudojimo komfortą, pirmiausia:

• geresnis temperatūros valdymas ir energijos taupymas, dėka išmaniųjų termostatų,
• apšvietimo ryškumo kontrolė, kas reiškia reikšmingą elektros energijos suvartojimo sumažėjimą, ypač rudens-žiemos laikotarpiu,
• oro drėgmės valdymas – ypač svarbus saugant dokumentus ar jautrią, specializuotą įrangą.

IoT įrenginiai taip pat tampa vis sudėtingesni, o reaguojant į augančią paklausą, jutiklių kainos mažėja. Pavyzdys yra Flex2X, sprendimas, sukurtas britų įmonės Grid Edge (https://gridedge.ai/). Ši sistema integruoja informaciją iš jau įdiegtų jutiklių pastatuose, tokių kaip temperatūros ar drėgmės jutikliai, su papildomais duomenimis, tokiais kaip oro sąlygos. Tada ji analizuoja juos naudodama AI algoritmus, nuolat optimizuodama energijos naudojimą pastate.

Šaltinis: DALL·E 3, užklausa: Marta M. Kania (https://www.linkedin.com/in/martamatyldakania/)

IoT trūkumai – kiek energijos reikalauja AI?

Deja, daiktų interneto ir AI derinys turi savo trūkumų. IoT ir AI naudojimas pirmiausia susijęs su dideliu energijos suvartojimu. Išsami informacija apie energijos kiekį, reikalingą mokyti galingiausią ir gerai žinomą GPT-4 modelį, kuris naudojamas komercinėje ChatGPT ir BingChat versijoje, nebuvo viešai paskelbta. Tačiau remiantis turimais duomenimis, galime apibrėžti šio projekto mastą.

GPT-4 modelis turi daugiau nei 175 milijardus parametrų ir buvo mokomas naudojant duomenų rinkinį, viršijantį 45 TB. Tam reikalingas intensyvus duomenų analizės ir modelio parametrų derinimo procesas, sukeliantis didelį kompiuterinės galios poreikį ir didelį energijos suvartojimą.

Mokant GPT-4 modelį, buvo naudojami pažangūs grafikos procesoriai (GPU) ir tenzorių procesoriai (TPU), žinomi dėl intensyvaus energijos suvartojimo.

Santrauka

IoT ir AI gali turėti didelį poveikį ne tik įmonės finansiniams rezultatams, bet ir aplinkai, gerinant energijos efektyvumą. Vidutinis didelis pastatas sunaudoja maždaug 230 000 kWh elektros energijos per metus, kas atitinka apie 25 000 USD sąnaudas. Daiktų interneto įgyvendinimas gali prisidėti prie energijos suvartojimo sumažinimo 10% iki 15%. IoT ir AI integracija taip pat yra svarbi, norint visiškai išnaudoti išmaniųjų gamyklų potencialą tvaraus vystymosi ir sąnaudų taupymo srityje.

Jei jums patinka mūsų turinys, prisijunkite prie mūsų užimtų bičių bendruomenės Facebook, Twitter, LinkedIn, Instagram, YouTube, Pinterest, TikTok.