制造業(yè)所面臨的兩大趨勢，即DX和脫碳看似互不相干的。但實際上，DX與生產(chǎn)活動的效率化、節(jié)能化乃至脫碳化之間的關(guān)系是相輔相成的。作為推進脫碳化的手段，應(yīng)如何充分運用DX舉措，我們將在此進行相關(guān)介紹，特別是IoT、AI、數(shù)字映射等信息處理技術(shù)的前沿應(yīng)用動向，并對智能工廠中的脫碳化進行解說。

在工廠推進脫碳化的兩種手法

工廠內(nèi)使用的很多裝置和設(shè)備都是依靠電力運行的，包括機床及產(chǎn)業(yè)用機器人、壓縮機等馬達驅(qū)動的裝置與設(shè)備、電加熱器、控制機器等。在制造業(yè)中，此類使用電力運行的裝置和設(shè)備的脫碳化成為重要的課題。

依靠電力運行的裝置和設(shè)備的脫碳方法大致有兩種。一種是將能源來源轉(zhuǎn)換為不排放溫室氣體的方法。具體來說，即太陽能和風力等可再生能源的應(yīng)用。另一種則是徹底削減電力消費中的浪費部分，也就是所謂的省電化。為了促進這兩種方法的實施，DX的推進是一個重要前提。

一般來說，從可再生能源得到的電力依賴于自然的陽光和風力，發(fā)電量是不穩(wěn)定的，但是在電力系統(tǒng)中必須滿足“同時同量”的電力供給原則，即供電量和耗電量必須始終保持一致。其原因是，如果耗電量和供電量之間產(chǎn)生顯著的差異，便會對發(fā)電機、送配電設(shè)備、電氣設(shè)備等造成異常的負荷，從而引發(fā)故障，造成電力質(zhì)量不穩(wěn)定，并有可能引發(fā)錯誤運作或停電。也就是說，需要同時使用實時發(fā)電的電力和蓄電池中積蓄的電力等，才能滿足工廠內(nèi)需要的用電量。

以利用IoT應(yīng)對RE100為目標

近年來，越來越多的制造業(yè)企業(yè)加入了國際環(huán)境倡議“RE100”。該倡議旨在實現(xiàn)企業(yè)活動中使用電力的100%可再生能源化。為了在工廠實現(xiàn)“RE100”的理念，需要引進能夠?qū)﹄娏Φ墓┣笃胶膺M行妥善管理和控制、且不會降低生產(chǎn)效率和品質(zhì)的電力系統(tǒng)，以及能夠彌補對策不足部分的結(jié)構(gòu)，這兩個方面都非常重要（圖2）。

圖2旨在實現(xiàn)工廠RE100應(yīng)對的電力系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)

為了應(yīng)對RE100要求，工廠需首先引進太陽能等發(fā)電設(shè)備和蓄電設(shè)備，確立可再生能源的應(yīng)用基礎(chǔ)。除此以外，因天氣情況的變化，發(fā)電量隨時發(fā)生變動。同時，工廠內(nèi)的耗電量也隨著生產(chǎn)活動狀況上下浮動。因此，需要實現(xiàn)兩者變動情況的可視化，并把剩余部分的電力儲藏在蓄電池中，或反之從蓄電池中提取不足電力，也是十分重要的。

在先進的工廠中，引進名為“FEMS（Factory Energy Management System）”電力管理系統(tǒng)的案例越來越多，即利用IoT來監(jiān)測耗電量，進行峰值電力的調(diào)整并根據(jù)狀況對空調(diào)、照明設(shè)備、生產(chǎn)線的運行進行控制。使用這一系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)工廠整體的耗電狀況可視化，抑制不必要不緊急的設(shè)備運轉(zhuǎn)，在保持生產(chǎn)效率的前提下盡可能控制耗電中的浪費現(xiàn)象。不僅如此，今天FEMS不斷進化，其管理對象已擴展到發(fā)電設(shè)備和蓄電設(shè)備，能夠維持RE100應(yīng)對工廠的供求平衡要求。

用AI和數(shù)字映射，對電力供求平衡進行高精度預(yù)測和管理

也正通過活用AI和數(shù)字映射等新的信息處理技術(shù)，嘗試進一步提高FEMS的管理和控制精度。例如，為了預(yù)測能夠從太陽能發(fā)電取得的電量，我們開發(fā)了一項技術(shù)，能夠運用AI分析天氣預(yù)報和至今為止的實際數(shù)據(jù)，從而正確預(yù)測公司內(nèi)部擁有的設(shè)備能夠得到的發(fā)電量。如果能夠?qū)Πl(fā)電量進行高精度的預(yù)測，便可通過調(diào)整生產(chǎn)計劃等方式，避開用電高峰，更有效地應(yīng)用公司自身所生產(chǎn)的電力。

同時，我們還構(gòu)建了能夠通過電腦再現(xiàn)工廠整體狀態(tài)和變化情況的數(shù)字映射，并開發(fā)了能夠提高節(jié)電對策效果的相關(guān)技術(shù)。對于裝置、設(shè)備的控制、運用條件、生產(chǎn)計劃的變化可帶來怎樣的省電效果，對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生怎樣的影響？通過在數(shù)字映射上對這些問題進行驗證，盡可能制定有助于規(guī)避風險的有效措施。

制造業(yè)中的脫碳化舉措與工廠的DX相關(guān)舉措之間具有不可分割的緊密關(guān)系。在致力于DX的同時，不僅需要提高生產(chǎn)效率和品質(zhì)，也需要思考脫碳化相關(guān)的需求。可以說，這一點是非常重要的。