综述：自动化与可持续性——人工智能对能源消耗以及工业4.0/5.0技术其他关键特性的影响 伊扎贝拉·罗杰克（Izabela Rojek）、 埃娃·多斯塔特尼（Ewa Dostatni）、 雅库布·科波夫斯基（Jakub Kopowski）、 雅库布·莱万多夫斯基（Jakub Lewandowski） 以及 达留什·米科拉耶夫斯基（Dariusz Miko?ajewski）

《Applied Sciences》：Automation and Sustainability—The Impact of AI on Energy Consumption and Other Key Features of Industry 4.0/5.0 Technologies Izabela Rojek, Ewa Dostatni, Jakub Kopowski, Jakub Lewandowski and Dariusz Miko?ajewski

　　

精选应用

该研究的潜在应用包括如何为选定的4.0/5.0工业技术选择自动化、可持续发展及人工智能解决方案，以优化能源消耗及其他关键性能。

摘要

自动化和可持续发展在4.0和5.0工业的发展中息息相关，其中人工智能（AI）在改变能源消耗和生产效率方面发挥着关键作用。对于4.0工业而言，基于AI的自动化优化了生产、物流和资源管理，通过预测分析和智能控制系统减少了浪费并提高了吞吐量。这些系统通过自动调整工艺来最小化停机时间和能源消耗，从而实现了能源高效的生产线。然而，AI和数字基础设施的日益普及也导致了计算能源需求的增加，引发了人们对数据中心效率和碳足迹的关注，进而引发了“绿色AI”与“红色AI”之间的争论。5.0工业进一步拓展了这一理念，强调人机协作与可持续设计，其中AI支持个性化服务、循环经济实践以及可再生能源的整合。生成式AI和数字孪生技术（DTs）实现了实时能源建模，帮助企业模拟不同方案并选择最可持续的发展路径。自动化还实现了预测性维护，延长了机器寿命并减少了材料浪费。同时，AI正在推动去中心化能源系统（如智能电网和微电网）的发展，提高了系统的韧性并减少了排放。一个关键挑战是在自动化的能源效率优势与AI基础设施本身的可持续性之间找到平衡，这需要我们在节能计算和绿色算法方面进行创新。从这个角度来看，基于AI的自动化既是一种解决方案，也是一个挑战：它加速了可持续发展目标的实现，同时也要求我们进行负责任的技术管理，以确保长期的生态可持续性。