Skip to main content

ИИ и борьба с изменением климата

ИИ и путь к нулевым выбросам: технологии против изменения климата. Мы движемся вперед все быстрее — и промышленный ИИ играет в этом ключевую роль. Подробнее — в статье Пины Шломбс.

ИИ и путь к нулевым выбросам: технологии против изменения климата.

Время остается главной, неконтролируемой силой. Оно может быть нашим союзником и двигателем — одним из «самых могущественных воинов», по выражению Толстого. Оно объединяет всех нас в гонке к нулевым выбросам — гонке с единой финишной чертой, общими правилами и одним судьей, который определит результат. И в этой гонке промышленный ИИ способен ускорить движение к снижению нашего воздействия на окружающую среду. Вот как он может помочь.

Автор: Пина Шломбс (Pina Schlombs), руководитель отдела устойчивого развития, Siemens Digital Industries Software

Автор: Пина Шломбс (Pina Schlombs), руководитель отдела устойчивого развития, Siemens Digital Industries Software

Сегодня мир, в котором мы живём, переживает масштабные изменения. То, насколько успешно мы сможем справиться с этими «мегатендциями» — демографическими изменениями, урбанизацией, глокализацией, экологическими вызовами и эффективным использованием ресурсов, а также цифровизацией — во многом определит наше общее будущее.

Фактор времени оказывает давление на все эти процессы. Но в контексте достижения нулевых выбросов это давление становится критическим — причем под «нулевыми выбросами» понимается весь спектр воздействия человека на окружающую среду. Времени на выполнение целей Парижского соглашения остается все меньше, и, как отмечается в отчёте Infrastructure Transition Monitor 2023, сегодня менее 50% организаций рассчитывают достичь своих целей по декарбонизации к 2030 году.

В то же время искусственный интеллект способен стать переломным фактором в этих усилиях. В одном из исследований, опубликованных в журнале Nature и посвященных роли ИИ в достижении Целей устойчивого развития, рассматривается его потенциал, а также условия, необходимые для его реализации. Дополнительные факторы успеха отмечаются в исследовании PwC, согласно которому искусственный интеллект может помочь сократить выбросы CO₂ на 0,9–2,4 гигатонны к 2030 году — это сопоставимо с годовым объёмом выбросов Австралии, Канады и Японии.

Когда речь идет о трансформации ключевых отраслей экономики — таких, как производство, инфраструктура и транспорт — дело не в одном большом прорыве с помощью ИИ. Стратегическое применение «промышленного ИИ» (то есть ИИ промышленного уровня — надежного, безопасного и заслуживающего доверия) может использоваться как ускоритель и усилитель этих процессов. С помощью ИИ можно быстрее и в большем масштабе решать более сложные задачи, повышая эффективность и снижая выбросы. Как это выглядит на практике? Вот пять показательных примеров:

Обложка с цифровым двойником производства: схема производства и визуализация концепции Digital Twin.

1. Цифровые двойники: создание будущего с нулевыми выбросами

В основе этой революции с применением ИИ находятся цифровые двойники на базе ИИ, которые становятся ключевым элементом промышленной метавселенной. С помощью этих сложных симуляций реальных объектов инженеры могут «путешествовать во времени»: анализировать прошлые данные и прогнозировать будущие сценарии. При этом можно моделировать воздействие продуктов на окружающую среду, благодаря чему можно принимать решения по оптимизации на основе данных и минимизировать реальный экологический след.

Например, технология с помощью технологии цифровых двойников ACC может значительно повысить производительность при производстве электродов. Это не только ускоряет переход на заводы с нулевым уровнем выбросов, но и ускоряет наращивание количества гигафабрик. В результате это ускоряет переход к электрической мобильности.

2. Смарт-инфраструктура: разумная экономия воды

Доступ к воде является самой основной потребностью человека. Однако во всем мире доступность воды и управление ею представляют собой проблему, которая усугубляется такими факторами, как изменение климата, быстрые демографические изменения и урбанизация. Мы сталкиваемся с ежегодным ростом спроса на воду на 1%, в то время как примерно 30% всей произведенной воды по всему миру теряется.

Поэтому крайне важно радикально повысить эффективность управления водными ресурсами. И инновации, подобные тем, которые были реализованы шведской компанией по водоснабжению VA SYD, которые могут эффективно уменьшить утечку воды, имеют важное значение для решения этой проблемы. Решение на базе ИИ выявляет утечки всего от 0,5 литра в секунду, обеспечивая большую прозрачность и более разумное управление активами для эффективного сохранения и транспортировки столь ценного ресурса, как вода.

Человек стоит перед большим экраном, на котором отображается график с синей и красной линиями.
Человек стоит у белой стены в черной рубашке и держит в руке черный предмет.

3. Генеративный дизайн: ускоренное внедрение инноваций

Благодаря генеративному проектированию с помощью ИИ можно исследовать широкий спектр вариантов и создавать множество решений для задач с большим количеством критериев. Этот подход не только предлагает широкий выбор решений, но и эффективно отбирает наиболее оптимальные, экономя время и ресурсы на испытаниях. В результате снижаются затраты, экологическое воздействие и риски.

Переосмысление промышленных захватов роботов с помощью ИИ наглядно демонстрирует эту инновацию. Используя имитацию природных форм через оптимизацию топологии на базе ИИ и возможности аддитивного производства, этот подход позволил сократить выбросы CO₂ на одного робота на 82%.

4. Прогнозное обслуживание: мир с более высокой доступностью транспорта

Прогнозное обслуживание с поддержкой ИИ меняет подход к управлению и обслуживанию сложных систем. В этом методе ИИ используется для анализа данных работы оборудования и прогнозирования потенциальных проблем до их возникновения, что позволяет снизить простой, повысить эффективность и продлить срок службы активов.

Ярким примером является проект Rhein-Ruhr-Express. Здесь аналитика на основе ИИ, основанная на Railigent X обеспечивает доступность услуг более чем на 99%. Такая эффективность также позволяет продлить срок службы компонентов и снизить расход материалов, что напрямую приводит к снижению потребления ресурсов и энергии и снижению выбросов. Это также сделало железную дорогу более надежной и удобной для пассажиров.

Человек на фоне большого здания. На изображении также видно голубое небо с облаками.
Человек стоит в поле с большим камнем на заднем плане.

5. Помогаем достичь баланса влияния при использовании ИИ: энергоэффективные операции центра обработки данных

Хотя ИИ является мощным инструментом в борьбе с изменением климата, важно признать его энергоемкий характер. Ведутся инновационные разработки, направленные на устранение основных причин этого, с акцентом на эффективность больших языковых моделей (LLM), проектирование инфраструктуры, аппаратное обеспечение, на котором работают модели, и другие аспекты.

Кроме того, центры обработки данных, играющие важную роль в нашей цифровой деятельности, бизнес-операциях и мировой экономике, потребляют значительное количество энергии, особенно для охлаждения. Тем не менее, ИИ также является частью решения этой проблемы. Ярким примером является управление охлаждением на основе ИИ в центрах обработки данных Greenergy в Эстонии. Инновационное применение ИИ здесь превратило объект в один из самых экологичных центров обработки данных в Балтии, повысив эффективность примерно на 30% при простом нажатии кнопки.

В конечном счёте, наш путь к более экологичному будущему определяется синергией ИИ с другими технологиями. Промышленный ИИ особенно преобразует нашу способность решать сложные многокомпонентные задачи с беспрецедентной скоростью и в больших масштабах, усиливая потенциал других доступных технологий и ускоряя наши возможности обучения и инноваций.

Это также путь сотрудничества, поддерживаемый цифровыми бизнес-платформами, такими как Siemens Xcelerator. Никто не может справиться со сложнейшими проблемами настоящего в одиночку. Великолепные умы, компании, разработчики и инноваторы должны объединяться, преодолевая границы, и использовать подход к инновациям, ориентированный на экосистему: совместно создавать решения и задействовать синергии промышленного ИИ с другими технологиями.

Благодаря этому у нас есть возможность не просто адаптироваться к экологическим и ресурсным проблемам или реагировать на них; вместе мы можем активно управлять и формировать наше будущее, сочетая цифровой и реальный миры. Это станет важным шагом на пути к созданию более разумного и экологичного мира. Промышленный ИИ станет все более мощным инструментом, помогающим ускорить наше стремление сократить выбросы до нуля.

Устройство Siemens Xcelerator X в коробке, в сине-белой цветовой гамме.

Ускорение цифровой трансформации для масштабирования и устойчивого развития

Siemens Xcelerator — это открытая цифровая бизнес-платформа, которая облегчает сотрудничество и инновации через тщательно подобранное портфолио, объединяющее реальный и цифровой мир, а также мощную экосистему партнеров, которые совместно работают над ускорением достижения ваших целей по декарбонизации бизнеса.

Siemens Xcelerator

Начните свой путь трансформации

Свяжитесь с нами