高科技廠為嚴控環境溫濕需耗費大量能源，其中又以冰水系統居冠。藉由AI、大數據分析所導出之時間電價與冰機最適負載區間的最佳化組合，可作為系統調度的決策支援，節省能源浪費……

| 國立清華大學 決策分析研究室 |

▌冰機系統靠操作人員經驗調度，易致能源浪費
半導體、TFT-LCD等高科技產業為了確保產品品質的穩定，需要耗費大量能源來維持生產環境的恆溫與恆濕，其中以冰水系統的耗電量居冠。然而除了設備長期運轉會造成效率降低之外，包括氣候的變化、複雜的冰機配置組合以及變動的冰機最佳負載區間等，都會影響冰水系統的運作效率。因此實務上，系統的調度非常依賴操作人員的經驗，也是導致能源浪費的主因之一。清華大學簡禎富教授團隊使用AI、大數據分析及組合優化的方法，提供冰水系統調度優化決策支援，解決人為操作導致的決策變異與能源浪費，提供製造業在廠務能源管理應用方面的新選擇。
 

▌演算最佳開關機組合取代人為決策
不同於一般廠務人員透過外氣溫度預測，並依據自身經驗來進行決策，研發團隊從工業3.5策略出發，透過歷史冷凍噸需求量與露點溫度資料預測未來冷凍噸需求量。並建立冰水主機組合效能預估之多元適應性回歸模型(MARS)及冰水主機健康指標之變點偵測(Change point detection)，在考量台電的三段式時間電價、冰機組合最適負載以及廠務實際操作經驗等需求下，提出一組最佳建議開關機組合以達到最佳化運轉效益，並加入模型校正與更新機制，進而提供穩固的冰水系統調度優化之節能決策支援，以最合理的成本維持環境穩定性並追求節能。

▌就既有設備數據優化，不需大筆硬體投資
團隊系統以演算法及分析架構技術為核心，將經驗用模型及系統的方法傳承，提供更穩定有品質之決策建議。透過維運方式的改變，不需大筆的硬體金額投資，也能讓運轉多年的冰水系統維持高效率並節約耗能。與多數既有的冰機節能方法相比，此系統可以跟任何其他物理性節能的手段搭配，增加成效，也可以就既有的設備及數據進行優化，是完整的解決方案。系統已導入新竹科學園區數家半導體晶圓廠和面板工廠進行驗證，以其中一家為案例，在清晨與傍晚各給一次決策建議的操作情境下，一年可節省約76萬度的電。

▌技術強項與優勢

1. 工業3.5冰機節能方案具體可行：不論企業是否有加裝其他冰機節能裝置，只要現有的機台有收集相關數據就可以進行相關優化。

2. 複雜組合決策智能化：透過數據及系統，將複雜的決策過程簡單化，改善問題現場僅能靠經驗、憑感覺做決策的現況。讓公司避免因人員的不同經驗背景導致的決策不一致現象。

3. 三個願望一次滿足：需要的生產等環境條件，減少用電所帶來的節能減碳，以及用電成本考量，企業最在乎的生產、成本和環保節能三個指標都能在團隊系統的解決方案中一次滿足。

▌開放那些合作項目?

♦ 技術移轉：歡迎有節能需求的工廠洽詢技術移轉與專案導入。

♦ 研發服務：透過委託研發服務專案，協助公司開發節能系統所需的大數據分析、人工智慧和優化模型等技術模組。

♦ 合作開發：節能領域有深耕技術能力的IoT感測設備、系統整合商合作開發相關產品和服務。