IoT + AI, neboli jak snížit náklady na energii ve firmě | AI v podnikání #88

Co je Internet věcí? (IoT)

Internet věcí, také známý jako IoT, je technologie, která umožňuje připojení a výměnu dat mezi různými zařízeními připojenými k internetu. Je to síť fyzických objektů – “věcí” – vybavených senzory, softwarem a technologiemi, které jim umožňují vyměňovat si data s jinými zařízeními a systémy přes internet. Ale proč připojovat všechna zařízení k internetu – od tiskáren a chladniček po klimatizace, nákladní automobily a průmyslové stroje?

Výzkum provedený společností Transforma Insights naznačuje, že výroba nových IoT zařízení zvýší globální spotřebu elektřiny o 34 terawatthodin (TWh) do roku 2030. Mezitím trénink a používání velkých jazykových modelů, jako je ChatGPT, může vést k tomu, že datová centra budou čerpat až 21 % světové poptávky po elektřině.

Nicméně řešení Internetu věcí také sníží spotřebu elektřiny ve srovnání s používáním stejného typu zařízení bez senzorů o více než 1,6 petawatthodin (PWh). Pro ilustraci – to je množství elektřiny potřebné k pokrytí spotřeby více než 136,5 milionu domácností po dobu jednoho roku. Firmy však nemohou prosperovat bez stále nových zařízení a umělá inteligence může výrazně pomoci dále minimalizovat energii, kterou spotřebovávají.

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

Jaký je vztah mezi IoT a AI?

Umělá inteligence analyzuje data z zařízení Internetu věcí, identifikuje trendy a strategie pro úsporu energie. Díky tomu IoT a AI otevírají nové možnosti pro efektivní řízení spotřeby energie. Například AI může upravit systémy vytápění, ventilace a klimatizace (HVAC) na základě:

• vzorců používání místností – například snížení teploty v neobsazené místnosti v daný den,
• počasí – snížení výkonu klimatizace v oblačném nebo větrném dni,
• kvality vzduchu v interiéru – zvýšení účinnosti ventilace pouze během schůzky s mnoha lidmi.

Kromě toho AI podpořená IoT umožňuje vytváření digitálních dvojčat pro optimalizaci výrobních procesů, jako je předpovídání spotřeby strojních dílů nebo analýza frekvence a příčin poruch vedoucích k prostojům.

Technologie IoT AI jsou prospěšné pro celý dodavatelský řetězec elektřiny – spotřebitele, distributory a elektrárny. Internet věcí umožňuje automatizaci různých procesů, jako je sběr dat o energii pro měření a analýzu. Aplikace hardwarových energetických omezení a optimalizace doby trénování AI modelů může snížit spotřebu energie přibližně o 12 % až 15 % s minimálním dopadem na výkon modelu.

Jak mohou IoT a AI snížit náklady na energii ve vaší společnosti?

Senzory IoT v budovách posílají data o spotřebě energie v reálném čase k analýze, urychlují opravy a snižují energetické ztráty způsobené vadným vybavením. Zde jsou příklady senzorů, které lze nainstalovat v budovách:

• senzory teploty – monitorují změny teploty v místnostech a umožňují optimalizaci spotřeby energie pro vytápění nebo chlazení,
• senzory světla – detekují úroveň přirozeného světla a automaticky upravují intenzitu umělého osvětlení,
• senzory pohybu – umožňují aktivaci systému pouze tehdy, když jsou lidé přítomní v místnosti, čímž snižují zbytečnou spotřebu energie,
• chytré měřiče – sbírají data o spotřebě energie, což umožňuje podrobnou analýzu a optimalizaci,
• senzory kvality vzduchu – regulují provoz ventilačních systémů, zajišťují správnou kvalitu vzduchu s minimální spotřebou energie.

Chytré termostaty a osvětlení mohou přizpůsobit vzorcům používání místností, čímž snižují náklady na energii. Zařízení IoT mohou snížit spotřebu elektřiny a náklady v budovách během špičkových hodin prostřednictvím programů odezvy na poptávku a plánování. Implementace řešení založených na IoT a AI může vést k úsporám energie až 40 %. Dále řešení pro ukládání energie řízená AI optimalizují její využití řízením skladování a distribuce.

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

Výhody používání IoT a AI

Zavedení inteligentních technologií IoT a AI přináší mnoho výhod. Není to jen způsob, jak snížit účty, ale také jak zvýšit komfort používání kanceláří, především:

• lepší kontrola teploty a úspory energie díky chytrým termostatům,
• řízení jasu osvětlení, což znamená významné snížení spotřeby elektřiny, zejména během podzimní a zimní sezóny,
• řízení vlhkosti vzduchu – zvláště důležité při skladování dokumentů nebo citlivého, specializovaného vybavení.

Zařízení IoT se také stávají stále sofistikovanějšími a v reakci na rostoucí poptávku ceny senzorů klesají. Příkladem je Flex2X, řešení vytvořené britskou společností Grid Edge (https://gridedge.ai/). Tento systém integruje informace z již nainstalovaných senzorů v budovách, jako jsou detektory teploty nebo vlhkosti, s dalšími daty, jako jsou povětrnostní podmínky. Poté je analyzuje pomocí AI algoritmů a neustále optimalizuje využití energie v budově.

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

Nevýhody IoT – kolik energie vyžaduje AI?

Bohužel kombinace Internetu věcí a AI přináší i své nevýhody. Používání IoT a AI je primárně spojeno s potřebou významné spotřeby energie. Podrobné informace o množství energie potřebné k trénování nejmocnějšího a nejznámějšího modelu GPT-4, který se používá v komerční verzi ChatGPT a BingChat, nebyly veřejně zveřejněny. Nicméně na základě dostupných dat můžeme naznačit rozsah tohoto úkolu.

Model GPT-4 má více než 175 miliard parametrů a byl trénován na datovém souboru přesahujícím 45 TB. To vyžaduje intenzivní proces analýzy dat a ladění parametrů modelu, což vede k významné poptávce po výpočetní síle a výsledkem je vysoká spotřeba energie.

K trénování modelu GPT-4 byly použity pokročilé grafické procesory (GPU) a jednotky pro zpracování tenzorů (TPU), které jsou známé svou intenzivní spotřebou energie.

Shrnutí

IoT a AI mohou mít významný dopad nejen na finanční výsledky společnosti, ale také na životní prostředí tím, že zlepšují energetickou účinnost. Průměrná velká budova spotřebovává přibližně 230 000 kWh elektřiny ročně, což se překládá na náklady kolem 25 000 dolarů. Implementace Internetu věcí může přispět ke snížení spotřeby energie o 10 % až 15 %. Integrace IoT a AI je také klíčová pro plné využití potenciálu chytrých továren z hlediska udržitelného rozvoje a úspor nákladů.

Pokud se vám náš obsah líbí, připojte se k naší komunitě aktivních včel na Facebooku, Twitteru, LinkedInu, Instagramu, YouTube, Pinterestu, TikToku.