IoT + AI, tai kuinka vähentää energiakustannuksia yrityksessä | AI liiketoiminnassa #88

Mikä on esineiden internet? (IoT)

Esineiden internet, joka tunnetaan myös nimellä IoT, on teknologia, joka mahdollistaa erilaisten internetiin kytkettyjen laitteiden yhteyden ja tietojen vaihdon. Se on fyysisten objektien – “esineiden” – verkko, joka on varustettu antureilla, ohjelmistoilla ja teknologioilla, jotka mahdollistavat niiden tietojen vaihdon muiden laitteiden ja järjestelmien kanssa internetin kautta. Mutta miksi kytkeä kaikki laitteet internetiin – tulostimista ja jääkaapeista ilmastointilaitteisiin, kuorma-autoihin ja teollisiin koneisiin?

Transforma Insightsin tekemä tutkimus osoittaa, että uusien IoT-laitteiden tuotanto lisää maailmanlaajuista sähkönkulutusta 34 terawattitunnilla (TWh) vuoteen 2030 mennessä. Samaan aikaan suurten kielimallien, kuten ChatGPT:n, kouluttaminen ja käyttäminen voi johtaa datakeskusten kuluttamaan jopa 21 % maailman sähkönkulutuksesta.

Kuitenkin esineiden internetin ratkaisut vähentävät myös sähkönkulutusta verrattuna samanlaisten anturettomien laitteiden käyttöön yli 1,6 petawattitunnilla (PWh). Havainnollistaaksemme mittakaavaa – tämä on se määrä sähköä, joka tarvitaan yli 136,5 miljoonan kodin kulutuksen kattamiseen yhden vuoden ajan. Liiketoiminnat eivät kuitenkaan voi menestyä ilman yhä uusia laitteita, ja tekoäly voi suuresti auttaa vähentämään niiden kuluttamaa energiaa.

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

Mikä on IoT:n ja tekoälyn välinen yhteys?

Tekoäly analysoi tietoja esineiden internetin laitteista, tunnistaen trendejä ja strategioita energian säästämiseksi. Tämän ansiosta IoT ja tekoäly avaavat uusia mahdollisuuksia energian kulutuksen tehokkaaseen hallintaan. Esimerkiksi tekoäly voi säätää lämmitys-, ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmiä (HVAC) seuraavien perusteella:

• huoneen käyttömallit – esimerkiksi alentamalla lämpötilaa tyhjissä huoneissa tiettynä päivänä,
• sääolosuhteet – vähentämällä ilmastointilaitteen tehoa pilvisenä tai tuulisena päivänä,
• sisäilman laatu – lisäämällä ilmanvaihdon tehokkuutta vain kokouksen aikana, jossa on paljon ihmisiä.

Lisäksi IoT:tä tukeva tekoäly mahdollistaa digitaalisten kaksosten luomisen valmistusprosessien optimointiin, kuten koneosien kulutuksen ennustamiseen tai vikojen esiintymistiheyden ja syiden analysoimiseen, jotka johtavat seisokkeihin.

IoT:n tekoälyteknologiat ovat hyödyllisiä koko sähköntoimitusketjulle – kuluttajille, jakelijoille ja voimalaitoksille. Esineiden internet mahdollistaa erilaisten prosessien automatisoinnin, kuten energiatietojen keräämisen mittauksia ja analyysejä varten. Laitteiston tehorajoitusten soveltaminen ja tekoälymallin koulutusaikojen optimointi voivat vähentää energiankulutusta noin 12 %:sta 15 %:iin vähäisellä vaikutuksella mallin suorituskykyyn.

Kuinka IoT ja tekoäly voivat vähentää energiakustannuksia yrityksessäsi?

IoT-anturit rakennuksissa lähettävät reaaliaikaisia energian kulutustietoja analysoitavaksi, nopeuttaen korjauksia ja vähentäen energiahävikkiä viallisten laitteiden vuoksi. Tässä on esimerkkejä antureista, jotka voidaan asentaa rakennuksiin:

• lämpötila-anturit – seuraavat lämpötilan muutoksia huoneissa ja mahdollistavat energian kulutuksen optimoinnin lämmityksessä tai jäähdytyksessä,
• valosensorit – havaitsevat luonnonvalon tason ja säätävät automaattisesti keinovalon intensiivisyyttä,
• liikeanturit – mahdollistavat järjestelmän aktivoinnin vain, kun huoneessa on ihmisiä, vähentäen tarpeetonta energiankulutusta,
• älymittarit – keräävät tietoja energian kulutuksesta, mahdollistaen yksityiskohtaisen analyysin ja optimoinnin,
• ilmanlaatuanturit – säätelevät ilmanvaihtojärjestelmien toimintaa, varmistaen oikean ilmanlaadun vähäisellä energiankulutuksella.

Älykkäät termostaatit ja valaistusjärjestelmät voivat mukautua huoneen käyttömallien mukaan, vähentäen energiakustannuksia. IoT-laitteet voivat vähentää sähkönkulutusta ja kustannuksia rakennuksissa huipputuntien aikana kysyntäjousto-ohjelmien ja aikataulutuksen avulla. IoT- ja tekoälypohjaisten ratkaisujen käyttöönotto voi johtaa jopa 40 %:n energiansäästöihin. Lisäksi tekoälyohjatut energian varastointiratkaisut optimoivat sen käyttöä hallitsemalla varastointia ja jakelua.

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

IoT:n ja tekoälyn käytön hyödyt

Älykkäiden IoT- ja tekoälyteknologioiden käyttöönotto tuo mukanaan monia etuja. Se ei ole vain tapa alentaa laskuja, vaan myös parantaa toimistokäytön mukavuutta, ensisijaisesti:

• parempi lämpötilan hallinta ja energiansäästö älykkäiden termostaattien ansiosta,
• valaistuksen kirkkauden hallinta, mikä tarkoittaa merkittävää sähkönkulutuksen vähentämistä, erityisesti syksy-talvikaudella,
• ilman kosteuden hallinta – erityisen tärkeää asiakirjojen tai herkän, erikoislaitteiston varastoinnissa.

IoT-laitteet kehittyvät myös yhä monimutkaisemmiksi, ja kasvavan kysynnän myötä anturien hinnat laskevat. Esimerkki on Flex2X, brittiläisen Grid Edge -yhtiön (https://gridedge.ai/) luoma ratkaisu. Tämä järjestelmä integroi tietoa jo asennetuista antureista rakennuksissa, kuten lämpötila- tai kosteusantureista, lisätietoihin, kuten sääolosuhteisiin. Se analysoi niitä tekoälyalgoritmien avulla, jatkuvasti optimoiden energian käyttöä rakennuksessa.

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

IoT:n haitat – kuinka paljon energiaa tekoäly tarvitsee?

Valitettavasti esineiden internetin ja tekoälyn yhdistäminen tuo mukanaan myös haittoja. IoT:n ja tekoälyn käyttöön liittyy ensisijaisesti merkittävä energiankulutustarve. Yksityiskohtaisia tietoja siitä, kuinka paljon energiaa tarvitaan voimakkaimman ja tunnetuimman GPT-4-mallin kouluttamiseen, jota käytetään ChatGPT:n ja BingChatin kaupallisessa versiossa, ei ole julkisesti paljastettu. Kuitenkin saatavilla olevan tiedon perusteella voimme hahmotella tämän hankkeen mittakaavaa.

GPT-4-mallissa on yli 175 miljardia parametria, ja se on koulutettu yli 45 TB:n tietoaineistolla. Tämä vaatii intensiivisen prosessin tietojen analysoimiseksi ja mallin parametrien säätämiseksi, mikä johtaa merkittävään laskentatehon tarpeeseen ja siten korkeaan energiankulutukseen.

GPT-4-mallin kouluttamiseen käytettiin edistyneitä grafiikkaprosessoreita (GPU) ja tensoriprosessoreita (TPU), jotka tunnetaan intensiivisestä energiankulutuksestaan.

Yhteenveto

IoT:llä ja tekoälyllä voi olla merkittävä vaikutus paitsi yrityksen taloudellisiin tuloksiin myös ympäristöön parantamalla energiatehokkuutta. Keskimääräinen suuri rakennus kuluttaa noin 230 000 kWh sähköä vuodessa, mikä tarkoittaa noin 25 000 dollarin kustannuksia. Esineiden internetin käyttöönotto voi auttaa vähentämään energian kulutusta 10 %:sta 15 %:iin. IoT:n ja tekoälyn integrointi on myös ratkaisevan tärkeää älykkäiden tehtaiden potentiaalin täysimääräisessä hyödyntämisessä kestävän kehityksen ja kustannussäästöjen osalta.

Jos pidät sisällöstämme, liity vilkkaaseen mehiläisyhteisöömme Facebookissa, Twitterissä, LinkedInissä, Instagramissa, YouTubessa, Pinterestissä, TikTokissa.