助力净零排放的技术英雄：人工智能与气候变化的赛跑
时间依然是最伟大且不可阻挡的力量。它既可以是我们的盟友和助推器——正如 Tolstoy 所言，是“最强大的勇士”。在奔向净零的这场赛跑中，时间将我们所有人凝聚在一起——相同的终点线，相同的规则，由同一位裁判判定我们是否胜出。在这场竞赛中，工业人工智能正可以帮助我们加速前行，将我们对环境的影响降至最低。且看其道。
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人工智能与气候变化的赛跑
助力净零排放的技术英雄：人工智能与气候变化的赛跑。时间驱动着我们前行，而工业人工智能正加速这一征程。更多内容详见 Pina Schlombs 的文章。
作者：Pina Schlombs，Siemens 数字化工业软件可持续发展负责人
当下，深刻变革正重塑我们生活的世界。我们驾驭这些“大趋势”的能力——人口结构变化、城市化、全球在地化、环境变迁与资源效率，以及数字化——将决定我们共同的未来。
时间的压力渗透于每一个趋势之中。而在奔向净零的赛道上，这种压力更显紧迫；此处所言“净零”是广义的，涵盖人类活动引发的所有环境影响。实现《巴黎协定》目标的时间正日益紧迫，而正如《基础设施转型监测报告 2023 》所强调，目前预计能在 2030 年前达成脱碳目标的组织不足 50%。
然而，人工智能有望成为我们这场征程中的破局之力。《自然》杂志刊发的一项研究探讨了人工智能在实现可持续发展目标中的作用，既勾勒了其巨大潜力，也指出了释放潜力所需考量的因素。PwC 的研究则揭示了其他成功要素，指出到 2030 年，人工智能有望助力减少 0.9 至 2.4 亿吨二氧化碳排放，相当于澳大利亚、加拿大和日本一年的排放总量。
当谈及转型制造业、基础设施和交通等经济支柱时，关键不在于依靠人工智能实现一蹴而就的飞跃，而在于“工业人工智能”（即具备工业级可靠性、安全性与可信度的人工智能）的战略性应用，它能充当加速器和放大器，帮助我们更快速、规模化地驾驭复杂问题，从而提升效率、降低排放。这一进展体现在何处？以下为五个典型案例：
1. 数字孪生：工程之力，铸就净零未来
在这场由人工智能驱动的变革中，核心是人工智能赋能的数字孪生——工业元宇宙的关键组成部分。这些对现实世界资产进行高度仿真的模拟，使工程师能够实现“时空穿越”，分析历史数据并预测未来场景。产品的环境影响得以在虚拟世界先行模拟，工程师从而能够做出数据驱动的优化决策，将现实世界的环境足迹降至最低。
例如，数字孪生技术正助力 ACC 显著提升电极制造的良品率。这不仅加速了其迈向净零工厂的步伐，也加快了超级工厂的产能爬坡进程，从而为电动出行的转型按下了加速键。
2. 智能基础设施：以智慧之道，守护生命之源
获得清洁的饮用水是人类最基本的需求。然而，放眼全球，水资源的可用性与管理正面临严峻挑战——气候变化、人口结构剧变以及城市化进程等因素更使这一问题雪上加霜。我们每年对水的需求增长 1%，而与此同时，全球约有 30% 的供水在输送过程中白白流失。
因此，实现水资源管理的根本性提效至关重要。瑞典 VA SYD 水务公司的创新实践为此提供了典范——基于人工智能的解决方案能够探测到小至每秒 0.5 升的泄漏点，实现了前所未有的透明度与更智能的资产管理，为这一珍贵资源的存续与输送提供了更优保障。
3. 创成式设计：创新“加速器”
创成式设计利用人工智能探索广阔的设计空间，为满足多重要求的目标生成海量解决方案。这一方法不仅能提供丰富的备选方案，还能高效地从中筛选出最优解，大幅节省测试环节的时间和资源，从而显著降低成本、环境风险与负面影响。
对工业机器人夹爪的人工智能驱动再设计便是这一创新的例证。通过人工智能驱动的拓扑优化技术模拟自然设计，并充分发掘增材制造的潜力，这一方法使每台机器人的二氧化碳排放量减少了 82%。
4. 预测性维护：迈向更高可用性的世界
人工智能赋能的预测性维护，正在彻底改变我们管理和维护复杂系统的方式。该方法利用人工智能分析实时运行数据，在潜在问题发生之前进行预测，有效减少停机时间、提升效率并延长资产生命周期。
莱茵-鲁尔快速铁路项目就是一个突出的范例。基于 Railigent X 的人工智能分析，该线路实现了超过 99% 的服务可用性。这种高效性还使得组件寿命得以延长、材料消耗得以减少，直接降低了资源和能源消耗以及排放。同时，它也显著提升了铁路系统的可靠性，使其成为日常通勤者更具吸引力的出行选择。
5. 平衡 AI 的影响：高能效的数据中心运营
尽管人工智能是应对气候变化的利器，但我们也必须正视其自身高能耗的特性。相关的创新正在从根源上应对这一挑战，涵盖大型语言模型的效率优化、基础设施架构的设计，乃至模型运行的硬件等多个层面。
与此同时，作为数字活动、业务运营乃至全球经济命脉的数据中心，其能耗同样不容小觑，尤以冷却耗能为甚。而有趣的是，人工智能本身也为解决这一问题提供了方案。爱沙尼亚 Greenergy 数据中心的智能冷却管理便是一个有力例证。在这里，人工智能的创新应用使其一举成为波罗的海地区最可持续的数据中心之一，只需轻轻一按，就能将能效提升约 30%。
最终，通往更环保未来的旅程，其鲜明特征在于人工智能与其他技术的协同融合。尤其是工业人工智能，正以前所未有的速度和规模，变革我们驾驭复杂多维问题的能力，增强我们已有的技术储备，并加速我们的学习与创新潜能。
这也是一段携手同行的旅程。像 Siemens Xcelerator 这样的数字化商业平台，为我们提供了坚实支撑。面对最艰巨的挑战，没有任何一方能孤军奋战。伟大的头脑、企业、开发者与创新者必须跨越边界，汇聚一堂，拥抱以生态系统为核心的创新模式——共同创造，协同共生，充分释放工业人工智能与其他技术之间的叠加效应。
拥抱这一机遇，我们收获的将不仅仅是对环境与资源挑战的适应或回应；我们能够共同将现实与数字世界深度融合，从而主动驱动并塑造我们的未来。这将是迈向一个更智慧、更环保世界的关键一步——而工业人工智能，正日益成为这场奔向净零的竞速中，为我们加速的强劲引擎。
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