钢铁之脑

2024 年 2 月 19 日

通过贯彻实施现代传感器技术、云连接和高级分析，GEA 现在正在为其勤奋工作的机器添加一层智能。结果展示了人工智能具有可以将生产工艺的绩效和可持续性提升到新水平的惊人力量。

虽然数字化的快速发展确实将一些“旧世界”硬件推向了无关紧要的边缘（例如固定电话和 DVD 播放器），但构成世界各地工厂和工艺支柱的机器比以往更为繁忙和重要。从食品生产到废水处理，这些钢分离机、均质机、喷雾干燥器、切片机、烤箱、冷却机组、包装机和热泵等都被要求产生更多的产量，同时消耗更少的能源以及产生更少的废物。为了满足当今的需求，工厂操作员需要在前所未有的生产力和效率水平下运行他们的机器。这当然是一项挑战，但一个不争的事实可以让他们感到振奋：机器本身正在变得越来越智能。

GEA 机器不断发展的智能可以追溯到几十年前。早期，这是一种基本的传感器技术，可提供温度、压力或流量的独立数据。如今，传感器变得更加复杂且无处不在。工业物联网 (IIoT) 的扩展以及更多具有大量数据的机器和工艺意味着 GEA 等机器制造商现在拥有利用 AI 为其机器开发新数字解决方案的巨大潜力。

GEA 使用 AI 为现有传感器技术、数据和分析添加一层智能。新一代 GEA 机器已经上市，可以根据详细的工艺设计知识和了解每个客户的操作进行实时调整。这为自动化系统打开了大门，该系统可以自我调整，同时实现持续和最大的生产力。简而言之：AI 使 GEA 客户能够充分利用他们的机器并应对当今前所未有的挑战，无论是人才稀缺、竞争异常激烈的市场还是更严格的气候和环境标准。与此同时，GEA 正在积极探索生成式 AI 解决方案，以提高其员工队伍的生产力，从而提高效率、促进创新并支持从研发、销售到服务等专业系列的数据驱动决策。

GEA 机器变得“智能化”

提高 GEA 机器的效率和环境绩效是 GEA 气候战略的核心，公司正在不遗余力地利用人工智能来使这些机器变得更智能、更可持续。GEA OptiPartner 解决方案设计用于最大限度地提高生产力，为客户提供“全方位服务”工艺优化和维护套件。智能软件与自动化相结合，可以实时调整工艺参数，同时减少人工干预的需求。GEA OptiPartner 工作原理类似于自动驾驶仪，可以减少变化，使机器运行更接近其最大输出，同时为操作员提供整个流程的完整可见性，让他们有更多时间专注于其他任务。

应用于喷雾干燥（一种用于从液体牛奶生产奶粉等的工艺）中，GEA OptiPartner 实现了平均 8% 的能源效率提升。鉴于喷雾干燥消耗大量能源的特性，这可以节省大量能源，相当于 200 个德国家庭每年使用的能源。GEA OptiPartner 解决方案还经过 ISO 认证，并带有 GEA 的绿色 Add Better 标签，这表示它经过了德国莱因 TÜV 集团的验证。

“GEA OptiPartner 体现了工艺优化即服务的演变，它利用了我们广泛的工艺设计知识和对每个客户运营活动的理解，”GEA 项目管理数字解决方案总监 Hassan Yazdi 博士说。“GEA 成为生产工艺的真正合作伙伴：确定需要改进的领域、减少计划外停机，以及作为工艺优化团队的组成部分进行运营。”

目前在废水处理中部署的 GEA Intellicant 是 GEA 在卧螺离心机数字化方面的突破，这是一种由 AI 驱动、基于云的数字解决方案，现已向客户提供。该系统由传感器套件和称为虚拟机操作员 (VMO) 的 GEA 软件组成。传感器套件可实时监控三个关键过程参数：废水进水口中的固体浓度、脱水液（浓缩液）的浊度和脱水污泥（滤饼）的干物质。数据从这些“感觉器官”传输到 VMO 软件（“大脑”），该软件对传入的数据自动做出智能反应。

由于进入卧螺离心机的污泥成分总是在变化，因此卧螺离心机需要不断调整以达到最佳性能。“GEA Intellicant 解决了废水处理厂的一个主要问题，它允许卧螺离心机在不同的条件下持续、最佳地运行 - 如果是手动操作，这几乎是不可能的，”经过培训的机械工程师，现任 GEA 数字产品商业产品经理 Christian Schramm 解释。

GEA Intellicant 已经帮助德国和丹麦的废水处理厂在污泥脱水方面实现了显著的效率提升，从而最大限度地减少浪费并提高成本效率。“借助 GEA Intellicant，一座市政水处理厂（为相当于 125,000 人口提供服务）每年可以减少约 400 吨污泥量。这不仅有利于环境，而且每年还可减少高达 60,000 欧元的处置成本。”Schramm 说。

GEA InsightPartner Brewery 解决方案是 AI 实现实时响应和灵活性的另一个实例。GEA InsightPartner 可以在酿造过程中将预测性 AI 元素集成到其实时监控解决方案中，为操作员提供优化建议。

该系统还允许操作员改进酿造过程，而不是等待一次酿造完成后再调整下一次酿造，例如，通过在麦芽汁沸腾时微调能量回收，或者通过纠正能量存储系统中的不平衡。“在这里，人工智能提供的响应能力也奠定了稳定的基础，可以对方法进行重大改变：摆脱“基于配方”，转而支持灵活的条件酿造，”GEA 产品开发、设计与研究高级总监 Mark Schneeberger 博士说 。

凭借先进的分析和精确呈现的仪表板，GEA InsightPartner Brewery 使酿酒商能够了解数据之间的因果关系和相关性。除了传统啤酒厂数据外，该软件还根据工艺周期中的能耗和热回收来分析可持续性绩效指标。到目前为止，用户报告生产力提高了 5% 到 8%。

GEA 与合作伙伴 CattleEye（一家位于北爱尔兰的农业企业）合作，提供人工智能驱动的解决方案，以快速检测和治疗奶牛跛行。CattleEye 由安装在挤奶系统引导出口上方的摄像头组成，用于捕捉并记录每头奶牛离开挤奶厅的情况。相关软件可分析动物的行为模式，评估不规则性，并对系统中的每只动物应用活动度评分。通过该应用程序，农民可以快速识别可能需要治疗的病牛或跛脚牛。

“爪管病和相关的跛行是奶牛死亡的第三大常见原因，因此也是整个农场的主要风险因素，”GEA 农场技术数字解决方案和服务副总裁 Holger Siegwarth 说。“借助 CattleEye，GEA 客户可以利用 AI 密切关注牛群蹄的健康状况并采取适当的应对措施。这不仅使农场更有利可图，而且还使它们能够更可持续地运营。动物总体上更健康，寿命更长。”

奠定基础

随着单独的 AI 解决方案已经为废水处理、食品、饮料和乳制品等关键领域的客户带来真正的价值，GEA 正在迅速采取行动，将 AI 更广泛地集成到其机器中。2024 年 1 月，它推出了 GEA X Control，这是一种适用于离心机的新型控制系统，可以使收集和分析数据变得更快、更容易，为定制软件功能以及自学习和优化能力铺平了道路。GEA X Control 利用最新的微控制器和处理器技术来实现新的连接水平，使用户能够更快、更高效地调整其工艺，以适应不断变化的市场需求。该解决方案适用于乳制品和可再生能源行业中使用的选定分离机和卧螺离心机。

GEA 的生成式 AI：将炒作转化为行动

全世界仍在热议 ChatGPT 以及生成式 AI 将如何永远改变我们学习、工作和创造的方式。麦肯锡最近的一项研究表明，传统 AI（例如推动 GEA 机器走向未来的边缘/云 AI 服务）将产生最大的经济影响。而生成式 AI 预计将为公司内部带来显著的“顶级”效益，而不仅仅是文本和图像生成。

“生成式 AI 在确保 GEA 的竞争力方面发挥着至关重要的作用，”GEA 首席数字官 Tom Oelsner 解释。“GEA 将把握每一个机遇，在 AI 驱动的软件开发、生成式机器设计、智能技术文档以及重新定义销售和服务流程等领域全力开拓生成式 AI。”

为了帮助实现生成式 AI 的潜力，GEA 开发了自己的全公司聊天机器人 GEA BetterBot AI，该机器人基于 OpenAI 的 ChatGPT 以及 Microsoft 的 Azure OpenAI 服务。GEA BetterBot AI 于 2023 年推出，采用 GEA 内部数据并在 GEA 云中安全运行。这意味着员工可以在几秒钟内利用 GEA 相关信息，而不必担心机密数据泄露。“聊天机器人可以帮助员工更快地响应客户的服务请求、访问市场情报数据或支持营销活动，”Oelsner 说。

为了帮助员工建立聊天机器人的“沟通技能”，GEA 学术部开发了有关即时工程的教程。该学术部提供大量学习机会 - 从数字产品开发到电子商务技能、数据科学技术和敏捷项目管理。

AI 的与众不同

随着传统 AI 和生成式 AI 的进步继续成为头条新闻，世界各地的首席执行官都被敦促跟上发展步伐，GEA 正在打破炒作，采取具体步骤将机器智能集成到日常工程业务中。从优化产品开发、营销和服务流程，到为 GEA 机器配备强大的新型数字解决方案，再到测试传感器技术、边缘计算和智能自动化的新边界，GEA 正在利用 AI 来实现标准化、一致性、效率和绝对执行速度的水平，如果没有它的帮助，将很难达成这些目标。随着气候危机的加剧和各利益相关方的压力不断加大，GEA 展示了 AI 如何为 GEA 及其客户带来真正的改变 - 以及帮助建设一个更美好的世界。