Rust中的高吞吐量流處理
作者 | Noz編譯 | 王瑞平本篇文章主要介紹了Rust中流處理的概念、方法和優化。作者不僅介紹了流處理的基本概念以及Rust中常用的流處理庫，還使用這些庫實現了一個流處理程序
2023年對制造業的永續經營來說，絕對是關鍵的一年。首先，歐盟將在2023年10月試行碳邊境調整機制（Carbon Border Adjustment Mechanism；CBAM），雖然初期僅針對五大高碳排產業：水泥、電力、肥料、鋼鐵、鋁業執行，但在全球減碳以及2050凈零碳排的大目標下，影響的范圍肯定會愈來愈廣。再加上中國臺灣也在2023年通過氣候變遷因應法，代表制造業必須承擔碳排的成本，并計算碳費對經營與競爭力的直接影響。過去僅是環保議題的減碳，現在已經變成直接影響制造業競爭力的重要關鍵之一了。
在進一步討論碳排與永續工廠的規劃之前，要先理解的是，產生『碳排』的來源，一般會分成三大范疇（請參閱附圖）。臺灣制造業首先要關注的就是范疇一和范疇二，最后才是范疇三。這是因為范疇一、二是制造商自己比較可以掌握，且以臺灣制造業來說，范疇一二應該會占大部分的碳排來源。在面對國際大廠要求2030年要減少50%或以上的碳排時，這是最好的優先著力點。
那實際上，該怎麼逐步執行減碳以達到永續工廠這個目標呢？本文建議應該先從最基本的『制造工具的改善』開始做起，然后逐步建立管理系統，最后才是進行供應鏈上下游的整合。其中，最基礎但卻也是最重要的就是自動化設備的改善。
從關燈工廠、效率至上 演變為人機協作、透明第一
過往智能制造的導入上，『關燈工廠』曾經是一個圣杯，有財力物力的大公司，大多會追求部分產線或產品以這樣的形式生產，宣告他們的智能制造的程度，并且以全自動化的設計方式，讓產線持續不斷的大量產出，使整體生產效益達到最大化。但現在，雖然關燈工廠在工程技術上不是遙不可及的夢想，但為了達到所謂的『關燈』付出的代價遠比想像中的還要多。在減碳的大趨勢下，自動化現在更大的趨勢是人機協作。讓人員在某些關鍵制程中，和機器手臂（或其他自動化設備共同協作，讓人員的靈活性與彈性與設備的穩定性與自動量產的優勢互相搭配，以相對較低的成本，達到更好的生產效益。
自動化設備導入與規劃時，另外一個重點就是所有信息的掌握度與透明度。工廠生產用的自動化設備或廠務設備在規劃時，往往可能為了盡可能的降低成本，同樣功能的零組件，都會傾向選擇成本較低、功能可用就好。但這樣做，最常被犧牲的就是生產信息的蒐集能力。例如，一個具備電源監控、回報功能的電源供應方案，可能比傳統型的電源供應器方案30% ~ 50%。在基礎功能基本相同的情況下，就會在成本考量下，采用傳統型的電源供應方案。
這樣導致的結果，就是生產信息的蒐集變的不完整，也會造成后續進行碳盤查時的困擾。
因此，在考量要面對減碳的議題并打造永續工廠時，最重要的第一步就是數據蒐集以及生產信息的透明化。這是最基礎、最重要，卻往往是最難跨出的一步。因為這會直接牽涉到產線自動化時的成本，也會直接造成生產成本的增加。但請從未來要達到減碳甚至是凈零碳排的角度來思考這個問題，如果現在不愿意多投入一點成本在基礎的生產設備上，未來面對政府規范、客戶要求或是產業競爭者的挑戰時，損失的商業利益可能會更大。
以自動化為基礎 產品為單位 逐步展開
除信息透明度的考量之外，制造業在考量導入的優先順序時，也不能沒有思考邏輯地導入。過往制造業在導入自動化時，往往會使用『水平』的方式導入，舉例來說，很多工廠會優先考量在所有產品的品檢站導入自動化AOI檢測設備。而這個導入方式的主要考量可能是因為品檢站耗費大量人力，且自動化檢測的成熟度高、導入的難度較低，最容易馬上看到效益。因此，會優先把所有產品或產線的品檢站導入自動化設備。
但這樣做的問題在于，未來要進行碳盤查或是產品碳足跡的追蹤時，會發現沒有一個產品可以完整地由自動化設備產出相關數據，變成所有產品都還是要人工計算、評估。結果花了成本導入的自動化設備，卻沒辦法更好地協助數據的產出與整合。
根據BCG在「2021全球企業碳盤查調查」發現，有高達86%企業仍使用手動記錄和揭露排放，這樣做不但無法因應多變的經營環境，也不利于后續的供應鏈系統整合。
因此，建議的做法應該是，以產品為單位，逐步地導入自動化設備，先讓某一個產品所有制程均能達到高度的自動化（再次強調，非100%的自動化），這樣當這項產品需要進行碳盤查或是產品碳足跡的追蹤時，就能明顯的看出數據透明化與自動化設備的整體效益。
產品低碳化 供應鏈系統整合 為最終目標
在完成工廠的生產信息透明化、以及自動化完整的信息蒐集后，接下來就能將所有的信息系統化地匯整起來，并與供應鏈上的合作夥伴一起合作（假設夥伴們也已經做好自己的基礎工作），打造完整的碳排信息，建立起完整的產品碳足跡信息。
除此之外，完整的生產信息更可以進一步回饋到產品設計或研發階段，導入數碼雙生（Digital Twin）方案，讓產品本身開始透過材料、生產流程或設計方式的改善，降低碳排。
最終，希望透過整個供應鏈與產業的努力，從生產設備、能源運用一直到產品設計都融入低碳排的目標，達成所謂的綠色供應鏈生態系。
了解碳排的來源 才能進一步談減碳
低碳、減碳一直到凈零碳排，在全面講求生產效益的中小型制造業，一直是個不敢觸碰卻又不能回避的議題。唯有一步一步、有目標、有秩序地導入相關設備或解決方案，先了解碳排的來源，從范疇一二開始逐步盤點，才不至于讓這個議題變成整個制造體系的災難。臺灣一向是全球制造體系中非常重要的一環，如果不能盡快積極面對低碳與永續工廠的議題，等到面對2030年國際各大廠的壓力時，要在短時間轉型，可能就會更慌張不知所措。
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