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【110年 應用案例】 汙水處理的救星 結合大數據與AI技術打開環保產業另一片天

隨著水資源枯竭與環保需求,汙水處理廠導入AI技術來協助觀測預警的需求日益增加,中欣行的汙水處理結合大數據與AI技術,打開環保產業另一片天,未來除了提升汙水處理產業的科技動能,更能夠推廣到其他類型產業,促進科技與經濟發展。

創立於民國69年的中欣工程行(後更名為中欣行股份有限公司),為國內操作維護專業領域最具規模及技術之大型環保公司。中欣行進行的污水下水道系統操作維護工作實績遍佈全台,包括科學園區、工業區、國際航空站、學校、集合式住宅、國家公園及工廠等。

汙水廠導入AI系統 精準縮減加藥時間與降低水質超標罰款風險

中欣行於位於新竹科學園區汙水處理廠導入「AOMBR碳源與曝氣之智能強化控制系統開發」,能精準預測風量控制與縮減加藥時間,降低動輒上百萬的罰款風險。 中欣行表示,因應先進產業蓬勃發展及放流水標準漸趨嚴格,當設備控制失之毫釐,水質將差之千里。

近年污水處理設施多已加入設備自動控制之功能,現場狀況卻常常與學理略有偏差,導致很多情況下良好的處理技術需因地制宜,時時滾動時時調整,方能達到良好的出流水質控制。「放流水的水質越來越好,操作人員壓力只會越來越大。這是中欣行最大的痛點」,一位內部主管不諱言地說。

定期的水質檢測與設備保養維護,能確保放流水低於法規標準。

▲定期的水質檢測與設備保養維護,能確保放流水低於法規標準。

也就是說,每天操作人員需掌握設備與水質狀況,若有突發的進流水質異常或設備跳機,問題環環相扣下就會產生污染,所以每天除了做好維護保養與檢測的工作,更需要緊盯儀表板隨時確認系統正常,不僅耗費人力也耗費精神。

中欣行的現場操作人員24小時輪班,時時盯著放流水的質量監測,加上要採檢水質進化驗室檢測分析,一旦汙水處理值未符合要求,就需要受到環保單位與受託單位的行政與契約罰款,也對對於員工心理造成不小的壓力。

中欣行長期以來建立累積的水質資料與員工間傳承的豐富經驗,已能全盤瞭解整個系統的操作特性,也能透過設備或水質資料的關鍵訊號,抓出處理單元的問題。如果能透過AI技術導入,代替人力檢測汙水來源,透過發生預警訊號進行系統性的評估,就能夠大大減輕人員的壓力。

反應時間由8小時縮短至4小時 節省一半時間

於是,中欣行導入「AOMBR碳源與曝氣之智能強化控制系統開發」,運用所累積的汙水數據資料,加上操作人員現場經驗的口述,透過AI技術的輔助與環境工程學理的支持,便能有效控制生物處理單元中重要的關鍵參數:碳源加藥量與曝氣量,透過污水處理的AI化,使污染物去除、微生物生長、設備節能及操作節藥之間取得平衡,獲得合理化的操作控制參數。

水處理碳源及曝氣參數調整步驟從數據蒐集、模型訓練到預測驗證。

▲水處理碳源及曝氣參數調整步驟從數據蒐集、模型訓練到預測驗證。

長期來看,納入歷史資料的計算後,確認處理系統承受能力的上下限,AI便能在已知的邊界條件範圍中,不僅記錄過去曾經發生水質與設備作動特徵,更能透過模式預測,找出最佳解法,提供藥品使用、能源節用、減少溫室氣體排放及去除污染物的最佳成效。

根據中欣行估算,原本因為人工調整參數易造成誤差,控制反應時間需要耗費8小時,透過AI技術導入,除可降低誤差值,也能將控制反應時間縮短至4小時,節省一半左右時間。進而提升人員周轉率,更有效降低員工操作失誤造成的心理壓力,自然也減少水質超標罰款的風險。

Dashboard數位儀表板示意圖。

▲Dashboard數位儀表板示意圖

推薦案例

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CCTV 智能影像搜索系統

查找某特定人物,尋找攜行李箱入廠人物進入高安區。人物及物件顏色特徵確定,人物藍黑色上衣,行李箱顏色黑色,透過CCTV 智能影像搜索系統,做物件與顏色檢索條件設定,可以成功搜尋到三段縮圖有出現關鍵標的影片,可以有效解決作業人員查找物件標的物,透過此系統查詢速度可比人工快6倍。 需求痛點 日月光高雄廠區內密布CCTV能及時監控廠區中的各個角落,但若在事件事故發生時,無法在有限的時間可透過CCTV影像回放被找到,其背後之意涵與其中蘊藏之巨大風險自是不言而喻,而許多平時無人的區域也很容易成為治安上的死角。故如何更智能、更有效的監控占地龐大的廠區是全體半導體企業打造智慧廠區之一大重點。日月光高雄廠占地遼闊,其中有許多重要的場域需要監控人員進出以確保企業機密與員工安全。 1 自動化生產線與自動倉儲:半導體企業之自動化生產線與自動倉儲中常有AGV(Automated Guided Vehicle)無人車高速行駛,若有廠區人員不慎誤入AGV移動區域且無法對該人員發出警告,則當憾事發生將追悔莫及。 2 材料與產品存放區域:半導體相關製程之材料價值不菲,若存放材料或產品之區域遭人入侵則有損失高價材料、產品之風險。 3 高機密管制區:營業秘密關乎半導體相關企業之核心技術競爭力,若有人員侵入高機密管制區則有企業營業秘密外洩之風險,而營業秘密安全防護一直以來都是半導體相關企業最最重視之議題。 4 卸貨碼頭區:日月光L但碼頭區常有卸貨車輛進出,若人員闖入碼頭區則有發生人車擦撞、碰撞意外之風險。甚至堆放在碼頭區待出貨的貨物有失竊以及因人員碰撞後,貨物倒塌造成損毀,因而造成公司具大的信譽、金錢損失。更進一步的造成生產出貨的不便。 異常事件發生時,如何在海量數據中,快速搜尋符合條件的關鍵影像 日月光高雄廠有許多重要的場域都需要架設CCTV為安全把關,但CCTV的數量動輒上千支、上萬支,一旦發生事件要去搜索影像時,都要用人眼一一回放查找、搜索,耗時耗力效益不彰。有鑑於現今電腦視覺的發展,遂利用AI來替代人眼回放查找。 問題情境 物件偵測 物件偵測資料來源分成兩個部份 開源資料集OIDv4、以及日月光高雄廠CCTV影像檔案。針對OIDv4中,取出符合定義的九大類別物件訓練資料,其中有二類物件未能於OIDv4中搜索到可用資料,分別為刀子與汽油桶,其餘七種類別物件皆可從OIDv4中取出可用訓練資料,此訓練資料皆已有標記。而針對高雄廠CCTV影像檔案,從中抽取部分幀(Frame)的影像,並且對欲偵測的物件進行人工標記以做為訓練與測試資料。 九大物件 顏色辨識 顏色辨識資料來源分成兩個部份網路圖像截圖、以及高雄廠CCTV影像檔案。目前並沒有找到針對顏色辨識應用的公開可下載的開源資料集,因此只能從網路蒐集圖像,於網路上搜索符合定義的九大類別物件的圖像,儲存圖像後將物件與背景分割,只保留物件的區塊,最後將圖像依照顏色做類別標記。另外針對高雄廠CCTV影像檔案,則使用物件偵測資料已標記好的bounding box擷取CCTV影像檔案中各個Frame的物件所在區塊之圖像,最後將肉眼可辨其顏色之圖像依照顏色做類別標記。針對每種物件類別皆有其專屬顏色定義,各種物件類別的顏色定義取決於此物件類別於現實生活中常見之顏色。 動態忽略免除混淆訓練 從OIDv4訓練專案的物件偵測雛型模型時,因為此資料集的每張影像中,皆只有針對單一類別做標記,但影像中有可能包含其他欲偵測之類別未被標記,故針對此種情況,訓練時會使用動態忽略之技術使其不會有混淆訓練的情況。接著使用高雄廠取出的訓練資料用來Fine-Tune雛型模型提高物件於特定指定場域下的辨識率。最終選取訓練過程中於測試集計算之損失值最低的模型做為主要物件偵測模型。 動態忽略 AI幫你看 CCTV 智能影像搜索系統主要是做為監控影像的搜尋輔助系統,可以藉由設定搜尋物件條件來加速達到從影片找出目標事件的功能,僅需定義搜尋條件,即可快速產出關鍵物件的縮圖影片並進行回放確認,縮短昔日以人工調閱案件所須時間,查找時間快6倍,前端安全單位運用此平台可強化風險管理第一道防線之自行監督功能以及早採取因應措施。

【解決方案】搭上綠能商機 華鉬實業打造全釩液流電池儲能系統設備 長效儲能的最佳選擇
搭上綠能商機 華鉬實業打造全釩液流電池儲能系統設備 長效儲能的最佳選擇

綠能是未來趨勢,必帶動未來龐大商機。而風力發電是近年全球矚目綠色能源之一,將成為我國再生能源重要生力軍、幫助台灣發電量於2025年達到20的目標,以提高台灣能源自主性。隨著國內風力發電機風機組數量和電量逐年增長,如何讓儲電設備達到安全、長效性、充放電不易衰減和永續低碳又環保的技術能量顯得格外重要,同時風機設備本身的健康檢測、保養與維修也成為風場業者關注焦點。為滿足風場客戶需要,華鉬實業旗下綠能事業部門推出長效儲能的全釩液流電池電解液及風機AI預測性運維,提供100安全、長效性且可降低客戶初製成本的電力儲能設備,並透過AI預測性運維服務協助客戶降低發電度成本10,節省最多30維護保修成本。 華鉬實業成立於1998年,本業以提煉釩、鉬及稀有金屬元素等製品起家,並運用於高階鋼鐵、專業化工及特用化學品等行業,而釩更如同煉鋼的維他命可加值煉鋼的成效。其中釩、鉬相關製品為公司主力項目之一,公司看見100以釩元素為主的全釩液流電池在長效儲能上未來將是相當被看好的綠能技術主流,並且2010年以前政府已積極請法人如工研院在固態電池和全釩電池進行相關零組件材料投入研究,再加上經濟部期許再生能源在2025年發電量佔比達20目標並達15GW,基於上述考量,華鉬實業決定於2017年全力研究與投入自主開發的全釩液流電池電解液的技術開發,以藉此加速2025年再生能源的達標率。 華鉬公司指出「再生能源的電源較不穩定,而台灣本身缺乏鋰資源,在鋰電池製造上幾乎80-90電池芯必須倚賴國外採購,缺乏100國內自足自給的儲能資源與技術。」同樣地,對於本身沒有天然釩礦資源的台灣是如何克服呢 為此,華鉬實業利用獨創技術,透過石化業如中油煉油廠或台朔石化製程中的廢觸媒,其中有高達10釩離子成分可提煉出高價值的釩礦資源,藉此生產出台灣100自主自製的全釩液流電池電解液且不受資源影響,有效達到資源循環再利用。自2017起華鉬實業已成功打造出全釩液流電解液技術,並順利通過工研院和核研所及多家國際大廠的產品驗證。 台灣在儲電能量目標於2025年要達15GW,其電力分配包含500MW於台電的自動調頻系統、500MW於E-dReg及500MW於既有或新設的太陽能電廠,以太陽能電廠的用電使用為例,主要以下午4點到晚上10點用為民生用電尖峰時段,為此,能源局特別要求台電必須加強儲能設備的升級,也因此帶動市場上對全釩液流電池儲能系統設備的高度需求。另外,台灣在目前總儲備電能的建置與貢獻尚未達到100MW,距離2025年目標15GW儲電量仍差距15倍以上。 運用全釩液流電池 成功打造100安全、低碳環保又長效性儲能系統設備 相較於鋰電池的短效電力儲能,全釩液流電池的最大優勢為全球公認可長效性的儲備電能,可以長時間儲能達12小時,代表若充12小時電力,則可以釋放12小時電力。相較於一般儲能系統的計電方式也就是每日用電度數功率以千瓦為單位 x時間以小時為單位,對全釩液流電池而言,功率和小時數是各別設計,該功率又稱為電堆,是由金屬、高分子模、碳氈和石墨板等四種材料組成,而該用電時間改以電解液的量以立方體為單位來計算,因此當功率電推 x電解液的量我們每日運用全釩液流電池儲能的用電度數。 全釩液流電池儲能系統設備之產品特色方面,包含安全性、長效性、充放電不易衰減和永續低碳環保性等四大特色。全釩液流電池品質是100安全,由於電能是儲存在含釩的電解液中,能避免儲飽電的儲能系統造成任何易燃事故發生。在電池壽命上,相較於鋰電池的電池壽命短暫,全釩液流電池透過價數變化可高達20-25年以上電池壽命。對於儲能的充放電性能,不像鋰電池有一定充放電次數5000-600次,全釩液流電池的充放電次數是沒有限制性的。對於全球高度重視的零碳排放,不同於鋰電池有回收議題,全釩液流電池的電解液可永久使用,該電堆材料成分是環保的且可完全回收,以打造真正永續性又低碳環保的儲能系統。 陸域風機AI預測智慧運維 讓客戶降低發電度成本10 省下維護保修成本高達30 華鉬實業不只透過全釩液流電池儲能系統設備提高再生能源客戶長效儲電效能、協助客戶降低初置成本,更透過離岸與陸域風機AI智慧運維實證計畫在台電的陸域風場的場域實證,積極累積自家在AI預測性運維的技術經驗和能量。在經濟部工業局AI HUB計畫支持下,合作場域將以台電公司路域一期風場為主並提供6個月以上風機的智慧運轉數據進行分析。本次陸域風機的AI預測運維系統,採用機器學習方式,主要技術提供者來自英國British PetroleumBP石油集團的子公司ONYX Insight,該公司透過AI Hub分析軟體技術進行台電面臨的風機痛點分析,包含路域風機的發電量損失和陸域風機的關鍵零組件如齒輪箱、變槳軸承hellip在異常震動三維的振動頻率或異常溫度等狀態下進行損壞預測等報告產出。透過本次落地實證可有效協助台電降低發電度成本10,增加資產價值12,節省最多30維護保修成本。近三年ONYX Insight在全球已成功預測運維2萬台以上離岸或陸域風機,累積極高的AI模型準確率。相信透過與ONYX Insight建立的國際合作夥伴關係,將有效輔導並加速華鉬實業的綠能事業部在邁向成為風機AI預測性運維的獨立科技服務提供者之目標與布局。 與合作夥伴ONYX insight提供客戶AI預測運維系統,包含風機發電量損失與風機關鍵零組件之損壞預測 厚植國內風機運維的基礎 以台灣為基地 拓展到東南亞風場 離岸風機AI預測性運維未來在台灣將超過300億台幣的的市場產值,儲能市場在全球更是有千億美金以上的產值,在未來公司願景,華鉬實業期許能成為釩液流電池電解液及風機AI預測性運維的獨立技術服務提供者。而長期目標,透過累積豐厚技術及實績資本,在世界各地建立釩液流電池電解液之在地供應鏈,就近供應產業需求。

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生成式AI在商場!聚典資訊打造創新購物體驗

隨著智慧零售新風潮的崛起與不斷演進的AI科技與技術,聚典資訊乘此風浪推出生成式AI客服機器人Gen AI 客服機器人,為改寫消費體驗的傳統框架做足了準備,欲替場域、顧客與品牌方開創零售新應用 為了提升使用者體驗,聚典資訊攜手三創生活與西門商圈,共同推行全新的生成式AI智能客服系統。這一創新技術結合了高效的便利性、智能問答、自動推薦等功能,顧客們僅需拿起手機,掃描螢幕上的QR Code即可獲得所需資訊與推薦清單,不僅為他們帶來更加方便的購物體驗,場域方更能透過實體機台與後台分析協助,提升營運效益並掌握行銷流量密碼,達到商業洞見新應用的效果。 Gen AInbsp客服機器人 五大特點 【便利性提升】新的AI智能客服系統設置於驗證場域內,配備大螢幕顯示樓層導覽和分類介紹選單,操作簡便直觀。顧客可以掃描螢幕上的QR Code,客服資訊帶著走,隨時隨地查找需要的資訊,大大地提高了尋找商店與商品的效率。 【智能問答系統】聚典資訊開發的智能問答系統,使用自建語言模型,建立專屬語意資料庫。系統運用非關聯式資料庫和Vector Search技術,為每個使用情境量身定制智能問答解決方案。通過語意分析,系統能夠提供精準且人性化的回答,並經由不斷學習和更新資料庫,以提升服務品質。 【自然語言處理 NLP 技術】系統透過大規模語料庫訓練,具備深度語言結構和語意理解能力。不只能夠生成自然流暢的回答,也能通過分析不同用詞和標點符號的情緒語氣,提供適當的回應,使顧客感受到貼心的服務。 【全天候即時服務】該系統提供24小時不間斷的即時服務,確保無論何時何地,顧客都能獲得所需的幫助,其顧客滿意度高達90。 【多元應用場景】聚典資訊的生成式AI智能客服系統,除了智慧零售的應用外,還可以廣泛應用於藝文產業和行銷團隊等多個領域,提升各行業的運營效率和客戶體驗。 聚典資訊於西門商圈六號出口外之智慧顯示機台 生成式AI在商場 智慧顯示更加分搭載點擊與影像辨識的智慧顯示機台,協助使用者更能看見生成式AI,並達到完整的使用流程,避免單方面的資訊傳遞也能有效提高使用者體驗,更能依照場域需求增加模組,如小遊戲、拍貼機與智慧行銷模組,增添使用樂趣與傳遞品牌價值,建立人與人與商場的連結。 10,000以上雙月造訪人次:Gen AI配合搭載點擊與影像辨識的智慧顯示機台,更有效的引導使用者獲得重要資訊。 90以上的使用滿意度:透過完整的使用者旅程,我們也獲得90以上的使用滿意度,並持續為使用者創造美好體驗與回憶。 247全天候客服服務:透過雲端伺服器的運作,我們打造了24小時全年無休的智能客服,無時無刻幫助使用者解決各式難題。 智慧顯示Gen AI 完整零售實體場域的使用者旅程 nbsp 最懂你的智能客服 最多樣的解決方案 聚典資訊提供包含於雲端、地端或混和雲的AI解決方案,依據客戶需求進行導入,並為企業設計了專屬的問答介面,無論是使用者還是管理者,都能輕鬆上手。這套系統不僅美觀大方,還能大幅提升工作效率,讓企業在數位轉型過程中快速進入狀況。 地端部署的生成式AI解決方案能避免資料上傳至雲端,確保企業敏感資訊的安全,從資料輸入到AI模型訓練與推論的所有過程,均在地端主機進行,這樣的架構消除了資訊外洩的風險,特別適合對資料隱私有高度要求的企業,如大型零售業、製造業、科技業及政府部門等。 聚典資訊的專業團隊根據每個企業的特定需求,打造專屬的大語言模型LLM,企業只需提供相關的垂直領域資料,便能透過AI技術快速生成精準的內容,應用範圍廣泛,從文案創作、翻譯語言到客服系統等,幫助企業在不同業務領域中全面提升效能。此外亦能透過後台面板查看每次互動的完整問答紀錄,讓企業能夠檢視使用效益,並根據實際運作情況持續優化AI模型的表現,從而提供更精確、更人性化的服務。 聚典資安落地生成式AI介紹,提供多樣化的解決方案 AI for Good 「AI for good」 一直是聚典在推動技術創新的同時,也關注其在社會責任與ESG永續發展方面的角色,因此能不斷的創新並持續為使用者創造更佳的使用者體驗,也與合作企業一同推動更具效能、具社會意義的解決方案,希望能透過AI打造更智慧的城市並提供更優質的生活體驗。nbsp