hướng tới tương lai bền vững với công nghệ bản sao số và AI

Sự kết hợp sức mạnh của công nghệ bản sao số (digital twins) và trí tuệ nhân tạo (AI) là một chiến lược để các tổ chức có thể đạt được phát thải net-zero và đáp ứng các nhu cầu phát triển bền vững khác. Các công nghệ này cung cấp cho các doanh nghiệp những am hiểu chuyên sâu về quy trình vận hành, giúp họ đạt được các mục tiêu về khí hậu và tăng tính bền vững.

Chẳng hạn, công nghệ bản sao số có thể được sử dụng để kiểm tra các kịch bản khác nhau và hỗ trợ các doanh nghiệp xác định chiến lược tốt nhất để giảm mức tiêu thụ năng lượng và phát thải.

Ảnh: Silo.ai

Ứng dụng bản sao số được hưởng lợi rất nhiều từ tiến bộ công nghệ.

Bản sao số cũng đã được sử dụng theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ, để tăng cường chẩn đoán lâm sàng, giáo dục và đào tạo, các nhà nghiên cứu y tế có thể tạo ra các mô hình chính xác của tim, phổi và các bộ phận cơ thể khác. Ngoài ra, có một số kỹ thuật sử dụng bản sao số trong ngành năng lượng, chẳng hạn như tạo mô hình số để hướng dẫn khoan dầu theo thời gian thực.

Việc các doanh nghiệp có thể ứng dụng nhiều hơn công nghệ bản sao số cũng là kết quả của những tiến bộ công nghệ hiện nay về năng lực mô phỏng và lập mô hình, gia tăng triển khai các bộ cảm biến IoT và hạ tầng điện toán ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn. Khi ứng dụng AI để tăng cường công nghệ bản sao số, chẳng hạn như mô phỏng nhằm nghiên cứu các kịch bản "nếu - thì" để hiểu sâu hơn về quan hệ nguyên nhân và kết quả, các tổ chức có thể thu được nhiều lợi ích bổ sung.

Có rất nhiều ví dụ về cách các công nghệ này hỗ trợ tăng cường quá trình vận hành, bao gồm khả năng cung cấp thông tin để tạo ra một thế giới xanh hơn. Dưới đây là một số ví dụ minh về cách thức công nghệ bản sao số và AI đang làm việc để cải thiện tính bền vững trong nhiều lĩnh vực trong bối cảnh đó.

Ngành công nghiệp thông minh

89% các nền tảng IoT sẽ bao gồm công nghệ bản sao số vào năm 2025, giúp thay đổi cách thức vận hành của các cơ sở sản xuất và cơ sở công nghiệp, đồng thời cung cấp thông tin chuyên sâu, toàn diện để cải thiện hiệu quả của các nỗ lực bền vững. Ví dụ:

• Điều tra các phương thức giảm tiêu thụ năng lượng bằng cách hiểu rõ hơn về tổn thất năng lượng
• Sử dụng phân tích dự báo để xác định các thay đổi có thể giúp giảm phát thải
• Đánh giá rủi ro để xác định các điểm yếu trong vận hành có thể dẫn đến sự cố tác động đến môi trường

GE Digital là công ty tiên phong trong việc sử dụng công nghệ bản sao số và AI để tăng cường tính bền vững. Công ty này đã tạo một bản sao số của động cơ tuabin khí với phần mềm tự tinh chỉnh Autonomous Tuning Software để tìm nhiệt độ đốt và phân phối nhiên liệu tốt nhất. Công nghệ này nhận biết những thay đổi về môi trường và vật lý theo thời gian thực, kích hoạt tự động điều chỉnh để bảo đảm
động cơ tuabin khí vận hành hiệu quả với mức phát thải thấp và tiếng ồn thấp. Các nhà máy điện có thể giảm 14% phát thải oxyd carbon và giảm 10–14 14% phát thải oxit nitơ nhờ công nghệ này.

Đối với Keysight Technologies, Cheryl Ajluni, Giám đốc bộ phận Giải pháp Công nghiệp. 

Thành phố thông minh

Quy hoạch, quản lý và tối ưu hóa đô thị là một lĩnh vực khác có thể được chuyển đổi nhờ sức mạnh tổng hợp của các bản sao số và AI. Các đô thị thông minh này có một số lợi ích, bao gồm: giải quyết vấn đề an ninh lương thực, cải tiến giao thông và nhận diện các hoạt động tội phạm. Việc thực hiện các mục tiêu phát triển bền vững có thể được hỗ trợ đáng kể bởi các đô thị thông minh.
 
Chính quyền các thành phố có thể xác định tình huống có lợi nhất cho môi trường bằng cách sử dụng công nghệ bản sao số và AI để tìm hiểu, định lượng và dự báo tác động của các quyết định của họ đến môi trường và kiểm tra các kịch bản tiềm năng.
 
Ví dụ, để thu thập dữ liệu về tiếng ồn, nhiệt độ và mức phát thải carbon của hệ thống tàu điện ngầm Tube của thành phố, cơ quan giao thông Transport for London (TfL) đang sử dụng công nghệ bản sao số. Trước khi triển khai công nghệ này, nhân viên của TfL chỉ có thể kiểm tra thiết bị khi hệ thống Tàu điện ngầm đóng cửa từ 1 giờ đến 5 giờ sáng. TfL có thể tiếp cận các địa điểm trong giờ làm việc, chẳng hạn như sai lỗi, điểm nóng và tiếng ồn cao, nhờ khả năng tiếp cận mạng lưới theo thời gian thực do công nghệ bản sao số cung cấp. Theo các quan chức, dự án này sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đạt được mục tiêu hệ thống đường sắt phát thải ít carbon vào năm 2030 của thị trưởng Sadiq Khan.

Dự kiến mức độ ứng dụng bản sao số và AI sẽ tiếp tục được nâng cao trong bối cảnh trung carbon đã trở thành ưu tiên của các thành phố trên toàn thế giới.

Công trình thông minh

Công nghệ bản sao số và AI ngày càng được sử dụng rộng rãi để tạo ra các công trình thông minh, giống như việc trợ giúp các đô thị trong các hoạt động nâng cao tính bền vững. Các công nghệ này đảm bảo tính bền vững luôn được quan tâm ngay từ đầu, cho phép các nhà quản lý xây dựng và các bên liên quan khác tạo ra các mô hình đại diện ảo để đánh giá mức độ phát thải dự kiến của công trình ngay từ khâu thiết lập.
kế.

Đó là cách các nhà phát triển xây dựng đã sử dụng nó khi thiết kế The Hickman, nhà đầu tiên trên thế giới được SmartScore đánh giá mức Bạch Kim cho các công trình thông minh, ở London. Bản sao số này được kết nối với hệ thống quản lý nhà thông qua các loại cảm biến khác nhau trong quá trình xây dựng, cung cấp một cái nhìn tổng hợp về các dữ liệu như mức độ lấp đầy, nhiệt độ, chất lượng không khí, cường độ ánh sáng và mức tiêu thụ năng lượng. Điều này không chỉ cho phép các nhà phát triển tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát thải carbon mà còn tạo ra khung khổ (framework) về tăng cường tính bền vững trong tương lai vì các tính năng tăng cường này có thể được mô phỏng theo mô hình số của công trình The Hickman.

Sẽ ngày càng có nhiều nhà phát triển địa ốc sẽ sử dụng mô hình của The Hickman để giải quyết các quan ngại về phát triển bền vững trước khi động thổ công trình. Áp lực quy định pháp lý ngày càng tăng lên ngành xây dựng, đòi hỏi phải thiết kế các công trình xanh hơn.
 
Phát triển công nghiệp bền vững và hướng tới hành tinh bền vững luôn là một mục tiêu khó khăn trong những năm gần đây. Tuy nhiên, tầm nhìn này có thể trở thành hiện thực nhờ những tiến bộ gần đây về công nghệ AI và quy mô ứng dụng các bản sao số ngày càng lớn. Để thấu hiểu về từng giai đoạn vận hành, hỗ trợ xây dựng nền kinh tế bền vững, giờ đây là lúc để các tổ chức khai thác sức mạnh tổng hợp của các công nghệ này.
bền hơn, phát thải ít carbon ở cấp vi mô hơn và hướng tới một thế giới xanh hơn.

Tác giả: Cheryl Ajluni, Giám đốc bộ phận Giải pháp công nghiệp, Keysight Technologies

Theo tạp chí Điện tử & Ứng dụng

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống