美國能源部（U.S. Department of Energy, DOE）攜手橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory, ORNL），正式啟動名為「森林產品技術研究與推進中心（Center for Research and Advancement of Forest Product Technologies, CRAFT）」的全國性轉型計畫。該專案旨在利用人工智慧（AI）、自動化與先進材料科學，協助美國本土老舊的紙漿、造紙及包裝產業進行現代化升級。
成立CRAFT中心 軟硬體整合活化既有產線
此項計畫集結了美國多所國家級實驗室、學術機構與私營企業夥伴，由橡樹嶺國家實驗室負責統籌執行。隨著全球市場競爭加劇，美國傳統紙漿與造紙廠多數面臨設備運轉數十年、老舊過時的挑戰。CRAFT 的核心戰略並非耗費鉅資興建全新廠房，而是透過數位轉型與智慧化工具，從現有生產設施中挖掘出更高價值，以維持農村區域的就業機會與產業競爭力。
聚焦高耗能製程 導入人工智慧與模擬分析
造紙與紙漿製造屬於高度消耗能源與資源的連續性製程。CRAFT 計畫將重點放在次世代製漿、化學品回收、紙張脫水與高溫乾燥等最具能源挑戰的工序。研究團隊透過分子級建模、AI 輔助開發與實體實驗測試，建構出複雜的製程模擬模型。
透過這些軟硬體技術，技術人員能即時分析設備運算與運作資料，快速找出線上的營運瓶頸與潛在故障風險，進而縮短非預期停機時間，達到降本增效的目的。該中心也作為全美產學研合作平台，直接與第一線製造商對接，將實驗室開發的試驗規模技術進行實地驗證與商業化推廣。
產業意義
美國能源部推動 CRAFT 計畫的作法，對台灣製造業特別是傳統產業具有極高參考價值。台灣許多紙業、紡織、化學及金屬加工廠同樣面臨廠房與設備老舊問題，全盤更換新設備需要龐大資本支出，實務上常面臨障礙。透過「舊廠數位化」的方向，以加裝感測器、導入演算法與資料分析軟體來優化老舊產線，是相對低成本且可快速見效的升級途徑。
此外，這波升級需求也為台灣的自動化硬體與工業電腦供應鏈帶來新商機。造紙與高耗能產業在推動製程智慧化時，需要大量耐高溫、高濕與耐腐蝕的邊緣計算裝置、工業感測器及流量控制器。台灣機械設備與零組件業者若能提供搭配 AI 分析軟體的整合型方案，將有助於拓展國際傳統產業升級市場。
技術解析
在 CRAFT 計畫中，提及了多項智慧製造技術，其運作原理與在工廠現場的應用如下：
- 分子級建模（Molecular-Level Modeling）：這是一種利用電腦模擬化學分子結構與反應過程的軟體技術。在造紙與化學回收過程中，研發人員可以在電腦中模擬纖維素與化學藥劑的相互作用，快速預測不同配方與溫度下的反應結果，大幅減少實體試錯的時間與成本。
- 數位分身與製程模擬（Digital Twin & Simulation）：透過在實體產線的馬達、管道與加熱器上安裝感測器，將運轉資料即時傳輸至邊緣伺服器，並在軟體中建立與實體廠房相同的虛擬模型。現場工程師可透過虛擬模型模擬變更生產參數（如調整乾燥溫度或紙張拉力），預知可能的品質異常與設備磨損，達成預知保養。
- AI 製程最佳化（AI Process Optimization）：連續性製造工廠的變數極多，人工難以即時掌握所有動態變化。利用機器學習演算法對歷史生產資料進行交叉比對，AI 能在毫秒級的時間內找出氣候變化、原料品質波動與設備老化對產量的影響，並自動修正控制參數，解決生產瓶頸。
常見問題
CRAFT 計畫的主要目標是什麼？
該計畫由美國能源部與橡樹嶺國家實驗室主導，旨在透過人工智慧、數位化模擬與自動化技術，協助老舊造紙與紙漿廠升級製程、降低能耗並提升競爭力。
為什麼 CRAFT 計畫不選擇直接興建新工廠？
興建新廠房成本過高，該計畫採用「舊廠數位轉型」策略，利用軟體與感測技術活化既有生產設備，以較低成本提高產能與營運效益。
智慧轉型技術對高耗能傳統產業有哪些具體好處？
透過 AI 資料分析與數位分身模擬，能即時找出製程瓶頸、預測設備故障，藉此減少非預期停機時間，並在乾燥與化學回收等高耗能環節顯著降低能源消耗。