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北科大AI、5G技術 助友達節能減碳

北科大與友達合作面板廠之智慧節能計畫團隊。(照片提供:綠能科技聯合研發計畫)
北科大與友達合作面板廠之智慧節能計畫團隊。(照片提供:綠能科技聯合研發計畫)
透過裝設無線熱影像模組(圖中藍色機盒),可多點監控溫度並加速傳輸速度達一・四倍。(照片提供:綠能科技聯合研發計畫)
透過裝設無線熱影像模組(圖中藍色機盒),可多點監控溫度並加速傳輸速度達一・四倍。(照片提供:綠能科技聯合研發計畫)
北科大團隊改良熱交換器中的管排,預計可降低空氣側壓損達25%。(照片提供:綠能科技聯合研發計畫)
北科大團隊改良熱交換器中的管排,預計可降低空氣側壓損達25%。(照片提供:綠能科技聯合研發計畫)
北科大團隊為空調系統設計人機界面,方便廠務人員監控與調整龐大的空調系統。(照片提供:綠能科技聯合研發計畫)
北科大團隊為空調系統設計人機界面,方便廠務人員監控與調整龐大的空調系統。(照片提供:綠能科技聯合研發計畫)

轉載自經濟日報2021.03.12

台灣面板與半導體製程驚豔全球,背後持續高速運轉的廠房空調如何節能,一直是廠務人員的痛點。

北科大校長王錫福率領工程學院、機電學院、電資學院共十多位跨領域專長教師,運用AI、5G等智慧創新技術,全面協助友達光電於空調系統節能減碳,合作成果於今(12)日「Taiwan GET!國際論壇暨成果發表會」展出。

友達為綠色永續企業標竿,很早就實施全方位減碳策略,致力低碳生產創新、提高能源效率、推動再生能源。在與北科大的智慧節能合作計畫中,友達提出「痛點」與「需求」,與研究團隊密集溝通,更大方讓團隊直接進入2000年啟用的龍潭廠,提供廠方歷年累積數據,挖掘可改善之處,並供團隊實際操練研發成果。

王錫福指出,產學合作有助於學界發揮研究創意和研發能量、開發能快速商品化的技術,學生也能實踐在校所學知識,進而了解業界工作模式。挑戰則在於,調整空調系統的參數會直接影響廠房溫濕度,影響製程良率和品質,團隊無法隨意調整參數來尋求最佳設定值,如何在不影響製程良率和品質的情況下進行測試,成為一項極富挑戰的任務。

以電力推動的空調系統發展已將近百年歷史,一般工廠為了顧及局部「熱點」,常把整體溫度調到很低;北科大運用最新AI、5G技術全方位考量,從空調系統之溫度監測、硬體改善、演算法預測等多元角度切入,協助友達龍潭廠既涼快又節電。

北科大以無線串式溫濕度感測器和無線熱影像模組,全面監控廠內各處溫度,空調可針對特定區域加強降溫。研究團隊也應用5G訊號壓縮感知技術,加速龐大的即時溫度數據傳輸達1.4倍。

接著,北科大針對硬體設備進行改良。面板為精密工業,製程常在無塵室,濾網相當重要。但隨著濾網等級提高,風阻也會增大,風機需要輸出的功率隨之增加,因此耗電提升。

北科大為友達龍潭廠內的兩種空調過濾設備更換濾網後,在風機耗能部分平均節省達22%;同時團隊將熱交換器的圓形管排重新設計為橢圓形,降低風阻並兼顧熱傳導效果,並開發了橢圓管排的電腦分析模型,套用面板廠實際運作條件下,預計可降低空氣側壓損達25%。

近年AI領域興起的深度學習演算法,有助於「預知」系統參數,監控與調整龐大的空調系統。理論上,若能在外界溫度變化時即時調整各項參數,就能讓空調系統隨時保持最佳效能。但大型廠房的空調系統過於複雜,主機越老、運轉效率也越差。

北科大團隊開發智慧型節能控制系統,利用友達提供的大量數據調校模型,未來能根據當下天候狀況,預測出最合適的空調系統參數。目前團隊積極持續測試中,估計導入這項演算法後,可協助友達龍潭廠節省2.4%耗電量,未來也能使用其他廠區的數據重新訓練,等同於為各廠量身打造最適節能系統。

https://money.udn.com/money/story/5735/5313528

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