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物联网+人工智能，或者说如何降低公司的能源成本| 商业人工智能#88

已发表: 2024-03-22
在能源价格不断上涨和环保意识不断增强的时代，企业正在寻找有效的方法来优化能源消耗。 物联网 (IoT) 和人工智能 (AI) 的结合为寻求减少账单并促进可持续发展的公司带来了新的机遇。 物联网和人工智能技术如何促进更高效的能源管理？ 在本文中，我们讨论具体的好处、挑战和现实世界的物联网用例。

物联网 - 目录

  1. 什么是物联网？ （物联网）？
  2. 物联网和人工智能之间有什么联系？
  3. 物联网和人工智能如何降低公司的能源成本？
  4. 使用物联网和人工智能的好处
  5. 物联网的缺点——人工智能需要多少能源？

什么是物联网？ （物联网）

物联网，也称为 IoT，是一种能够在连接到互联网的各种设备之间进行连接和交换数据的技术。 它是一个由物理对象（“事物”）组成的网络，配备了传感器、软件和技术，使它们能够通过互联网与其他设备和系统交换数据。 但为什么要将所有设备连接到互联网——从打印机、冰箱到空调、卡车和工业机器？

Transforma Insights 进行的研究表明，到 2030 年，新物联网设备的生产将使全球电力消耗增加 34 太瓦时 (TWh)。同时，训练和使用 ChatGPT 等大型语言模型可能会导致数据中心制定世界电力需求的21%。

然而，与使用相同类型的无传感器设备相比，物联网解决方案还将减少超过 1.6 拍瓦时 (PWh) 的电力消耗。 为了说明这一规模，即满足超过 1.365 亿家庭一年的用电量所需的电量。 然而，如果没有越来越多的新设备，企业就无法蓬勃发展，而人工智能可以极大地帮助进一步减少能源消耗。

IoT

资料来源：Transforma Insights (https://www.6gworld.com/)

物联网和人工智能之间有什么联系？

人工智能分析来自物联网设备的数据，识别节能趋势和策略。 因此，物联网和人工智能为有效管理能源消耗开辟了新的可能性。 例如，人工智能可以根据以下因素调整供暖、通风和空调 (HVAC) 系统：

  • 房间使用模式 - 例如，在某一天降低无人房间的温度，
  • 天气条件——阴天或大风天减少空调功率，
  • 室内空气质量——仅在多人会议时提高通风效率。

此外，物联网支持的人工智能可以创建数字孪生来优化制造流程，例如预测机器零件消耗或分析导致停机的故障频率和原因。

物联网人工智能技术有利于整个电力供应链——消费者、分销商和发电厂。 物联网允许各种过程的自动化，例如收集能源数据以进行测量和分析。 硬件功耗约束的应用和AI模型训练时间的优化可以降低约12%至15%的能耗，同时对模型性能的影响最小。

物联网和人工智能如何降低公司的能源成本？

建筑物中的物联网传感器发送实时能耗数据进行分析，加快维修速度并减少因设备故障而造成的能源损失。 以下是可安装在建筑物中的传感器示例：

  • 温度传感器– 监控房间的温度变化，并允许优化供暖或制冷的能耗，
  • 光传感器– 检测自然光水平并自动调整人造照明的强度，
  • 运动传感器– 仅当有人在房间内时才启用系统，减少不必要的能源消耗，
  • 智能电表——收集能源消耗数据，实现详细分析和优化，
  • 空气质量传感器——调节通风系统的运行，以最小的能耗确保适当的空气质量。

智能恒温器和照明系统可以适应房间的使用模式，降低能源成本。 物联网设备可以通过需求响应计划和调度来减少高峰时段建筑物的电力消耗和成本。 实施基于物联网和人工智能的解决方案可以节省高达 40% 的能源。 此外，人工智能控制的能源存储解决方案通过管理存储和分配来优化其使用。

IoT

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

使用物联网和人工智能的好处

引入智能物联网和人工智能技术带来很多好处。 这不仅是降低账单的一种方式，而且还可以提高办公使用的舒适度，主要是：

  • 得益于智能恒温器，更好的温度控制和节能，
  • 控制照明亮度，这意味着用电量大幅减少，特别是在秋冬季节，
  • 空气湿度管理——在存储文件或敏感的专用设备时尤其重要。

物联网设备也变得越来越复杂，为了满足不断增长的需求，传感器价格正在下降。 Flex2X 就是一个例子，它是英国公司 Grid Edge (https://gridedge.ai/) 创建的解决方案。 该系统将建筑物中已安装的传感器（例如温度或湿度探测器）的信息与天气状况等附加数据集成在一起。 然后，它使用人工智能算法对其进行分析，不断优化建筑物的能源利用。

IoT

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

物联网的缺点——人工智能需要多少能源？

不幸的是，物联网和人工智能的结合也有其缺点。 物联网和人工智能的使用主要与大量能源消耗的需求相关。 训练最强大、最知名的 GPT-4 模型所需的能量的详细信息尚未公开披露，该模型用于商业版本的 ChatGPT 和 BingChat。 然而，根据现有数据，我们可以概述这项工作的规模。

GPT-4 模型拥有超过 1750 亿个参数，并在超过 45 TB 的数据集上进行训练。 这需要密集的数据分析和模型参数调整过程，导致对计算能力的巨大需求并导致高能耗。

为了训练 GPT-4 模型，使用了以高能耗着称的先进图形处理单元 (GPU) 和张量处理单元 (TPU)。

IoT

概括

物联网和人工智能不仅可以对公司的财务业绩产生重大影响，还可以通过提高能源效率对环境产生重大影响。 大型建筑平均每年消耗约 230,000 千瓦时的电力，相当于成本约 25,000 美元。 物联网的实施可有助于减少10%至15%的能源消耗。 物联网和人工智能的融合对于充分发挥智能工厂在可持续发展和节省成本方面的潜力也至关重要。

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IoT + AI, or how to reduce energy costs in a company | AI in business #88 robert whitney avatar 1background

作者：罗伯特·惠特尼

JavaScript 专家和 IT 部门的讲师。 他的主要目标是通过教其他人如何在编码时有效合作来提高团队生产力。

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