Industry 3.5 for optimizing chiller configuration for energy saving and an empirical study for semiconductor manufacturing

Technologies Associated with Industry 4.0 in Green Supply Chains: A Systematic Literature Review

“…One of the studies has developed a model that predicts chiller operating efficiency and a chiller health assessment model. This prediction allows meeting the chiller load demand and minimizing electricity consumption given the existing infrastructure [91]. Another study presents a system that makes decisions to meet production targets in a production plant in the presence of uncertainties [89].…”

“…Furthermore, the use of CPSs and the IoT enables the real-time monitorization and, therefore, the optimization of energy consumption [94], whereas simulations can reduce energy consumption by simulating activities instead of developing them in the physical world [12,91].…”

“…The authors of [117] revealed that lean terms and Industry 4.0 enabling technologies are beneficial for achieving optimizing and cleaner production. In this case, they reduced the lead time by 25.60% Furthermore, the use of CPSs and the IoT enables the real-time monitorization and, therefore, the optimization of energy consumption [94], whereas simulations can reduce energy consumption by simulating activities instead of developing them in the physical world [12,91].…”

Theoretical model and practical exploration of digital technology-empowered green management of water resource in semiconductor manufacturing industry

“…第 45 卷 第 12 期 资 源 科 学 http://www.resci.net 入数字技术， 半导体制造企业可以实现更高效的水 资源分配和反复利用， 降低水资源消耗 [17,18] 赖 [19][20][21] 。传统的水处理和回收技术， 通常采用物理、 化学和生物处理方法， 如沉淀、 絮凝、 生物氧化等废 水处理手段 [22] ， 长期以来在半导体行业的水资源管 理中占据了重要地位。随着技术的进步， 新型的处 理方法也得到广泛应用， 如电化学处理 [23,24] 、 反渗 透膜(RO) [25] 、 超滤(UF) [26,27] 和陶瓷膜微滤 [28] 技术。 其中， 电化学处理能够有效去除水中的有害物质， 特别是重金属， 其处理速度快且简单， 不需要添加 化学试剂或生物物质， 但极度依赖电能； 与其他有 机膜相比， 陶瓷膜具有更长的使用寿命和更高的 耐化学性， 能有效去除水中的悬浮物、 细菌和某些 溶解物。总的来说， 上述技术提高了废水处理的 效率， 实现了有害物质的有效分离和资源的回收 利用 [29] 。 随着自然资源和生态环境保护之间的矛盾日 益加剧， 传统的水资源管理方法已经不能满足可持 续发展的需求， 而数字技术为此提供了新的思路和 方法 [30,31] 。随着工业 3.5 和工业 4.0 的不断推进 [32,33] ， 信息物理系统 (CPS) 、 智能制造物联网 (IoT) 以及服 务互联网 (IoS) [34] 高速发展， 推动了数字技术在水资 源管理中的应用 [35] ， 半导体制造业开始探索新的水 资源管理策略。一方面， 通过部署传感器和数据分 析平台， 可实时监测生产过程中的水资源使用情况 和水处理过程， 利用大数据分析工具进行数据分 析， 为不同的处理方法提供更有针对性的参数设 置 [33,[36][37][38] 。另一方面， 通过机器学习和人工智能可预 测废水的成分和处理效果， 从而为各种方法的选择 提供数据支持 [39][40][41] 。数字技术还可以进一步帮助企 业预测水资源需求、 优化生产流程， 从而实现更高 效的水资源利用 [4,37] 。 随着全球半导体市场竞争的加剧， 降本增效已 成为行业新趋势， 越来越多半导体制造企业在生产 经营管理的各个环节寻找降低成本、 增强竞争优势 的方法， 部分半导体制造企业已经将数字技术引入 水资源绿色管理， 并将其作为重要工具和竞争优 势。如英特尔和台积电合作将数字技术引入工业 生产过程， 通过先进制程技术优化生产过程， 削减 资源消耗 [42,43] ； 中芯国际则将数字技术运用于透明 度与合规性方面， 确保水资源管理的透明性， 方便 与政府、 监管机构和公众的沟通， 确保公司的操作 和管理达到法定标准 [44] ； 索尼在优化水资源分配方 面使用了数字管理系统， 帮助工厂精准了解各生产 环节的水资源消耗， 努力减少用于半导体生产的水 量， 同时增加生产能力， 从而更科学地分配和利用 水资源， 增加废水的重用率 [45] 后再投入的工艺用水 [43] 。韦尔半导体则增加了带有 智能化监控单元的反渗透水 (RO) 处理系统， 优化了 现有的水资源循环利用系统， 2022 年的水资源回收 率由约 45%提高至约 66% [48] 。三星采用了先进的反 渗透过滤技术以最大限度地提高水的再利用率， 其 在制造基地设计了一系列先进的制造和研发设施， 用于数据存储和运行数字化的解决方案， 该基地成 为第一个获得碳信托水标准的半导体基地 [49] 的危险废物废水进行了循环利用 [52] 。华虹半导体建 设了氮氨废水循环站， 增设仪表仪器拓展数据采集 范围， 其建设的自动控制系统在不影响循环再生效 果的前提下有效减少...…”