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什么是可持續(xù)制造?

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-04-27     來源:中國工業(yè)新聞網(wǎng)     瀏覽次數(shù):351
核心提示:可持續(xù)制造的定義是:無污染、節(jié)約能源和其他自然資源,并滿足員工、社區(qū)和消費者的經(jīng)濟(jì)和安全需求的工藝。
   可持續(xù)制造的定義是:無污染、節(jié)約能源和其他自然資源,并滿足員工、社區(qū)和消費者的經(jīng)濟(jì)和安全需求的工藝。
  可持續(xù)制造并不是一個新的概念,但它在塑造工業(yè)運(yùn)營方面正發(fā)揮著更大的作用。這種壓力在很大程度上來自于客戶,他們將可持續(xù)發(fā)展納入他們的采購決策。越來越多的投資者青睞那些致力于環(huán)境實踐的負(fù)責(zé)任的公司。因此,對可持續(xù)制造的合法承諾已成為保持競爭力的關(guān)鍵,F(xiàn)在,工業(yè)公司被迫在現(xiàn)有的盈利業(yè)務(wù)與 "綠色 "實踐的潛在市場價值之間進(jìn)行平衡。
  為什么可持續(xù)制造很重要?
  企業(yè)的成功和經(jīng)濟(jì)利潤越來越依賴于采用以下可持續(xù)制造的做法:
  • 向市場推出更具吸引力、可持續(xù)和更高價值的產(chǎn)品
  • 提高運(yùn)營績效——特別注重減少能源消耗和質(zhì)量缺陷
  • 減少間接成本,如員工差旅、供應(yīng)鏈、庫存管理和機(jī)器的低效率
  這些實踐是由制造商可以影響的環(huán)境影響所驅(qū)動的:
  • 通過減少溫室氣體和顆粒物的直接排放,實現(xiàn)生產(chǎn)的去碳化
  • 減少能源消耗
  • 減少與員工差旅、原材料、投入、供應(yīng)商、經(jīng)銷商等直接相關(guān)的間接溫室氣體排放
  經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的明顯相關(guān)性使可持續(xù)制造具有吸引力。這種方法要求工程師從其產(chǎn)品和生產(chǎn)設(shè)施的完整生命周期管理的角度來考慮。經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益可以在產(chǎn)品生命周期的每個階段實現(xiàn)——設(shè)計、制造、營銷、產(chǎn)品使用和處置或回收。
  制造商對環(huán)境的影響必須減少到一個中性水平。為了促進(jìn)這一承諾,工業(yè)公司可以使用強(qiáng)大的工具,如計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)、增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)軟件、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)解決方案,以及產(chǎn)品生命周期管理(PLM)軟件。使用這些工具可以縮短產(chǎn)品開發(fā)時間,最終減少產(chǎn)品的間接碳足跡。
  數(shù)字化轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)可持續(xù)制造的途徑
  在不知不覺中,已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的工業(yè)企業(yè)已經(jīng)擁有了成功塑造生態(tài)變革的必要IT工具。
  計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD) 
  一些CAD工具中固有的生成設(shè)計能力使工程師能夠使用算法,為滿足特定的要求提出設(shè)計方案,如減少產(chǎn)品的最終質(zhì)量。出于這個原因,生成設(shè)計有助于減少材料的使用,無論是增材制造還是減材制造。與機(jī)械加工等過程相比,增材制造能夠節(jié)省材料,因為在這些過程中,材料被移除并不會產(chǎn)生廢物。
  此外,仿真能力使工程師能夠確定如何減少設(shè)計周期和開發(fā)過程中與原型構(gòu)建相關(guān)的浪費。工藝仿真還有助于組織設(shè)計靈活的生產(chǎn)線,可以制造或組裝不同系列的產(chǎn)品。從專門的場地過渡到靈活的工廠和分散的生產(chǎn)是實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)性的關(guān)鍵一步。
  產(chǎn)品生命周期管理(PLM)
  PLM軟件也有助于實現(xiàn)可持續(xù)性。有了PLM,所有與零件相關(guān)的數(shù)據(jù)都在一個單一的事實來源中得到支持和管理。通過更廣泛地利用這些產(chǎn)品數(shù)據(jù),制造商對產(chǎn)品在整個生命周期中的碳足跡有了相當(dāng)準(zhǔn)確的可見性和可追溯性。就像我們可以建立一個產(chǎn)品的質(zhì)量一樣,我們可以把它的總碳足跡加起來,以幫助工程師創(chuàng)建更可持續(xù)的解決方案。PLM軟件還包括一些功能,確保符合關(guān)于使用對健康和環(huán)境有潛在危害的化學(xué)物質(zhì)的REACH法規(guī)。但是,選擇更少的污染部件和材料不僅僅是為了履行法律義務(wù),它也完成了可持續(xù)產(chǎn)品的設(shè)計和再利用的良性循環(huán)。
  增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)和數(shù)字孿生
  可能包含AR的設(shè)計方法正變得越來越實惠和容易獲得,使設(shè)計師能夠連接到產(chǎn)品的全尺寸模型,也就是所謂的數(shù)字雙胞胎。遠(yuǎn)程訪問這類模型消除了旅行的需要,從而節(jié)省了能源、資源和時間。
  工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)
  實現(xiàn)可持續(xù)制造的另一條途徑是通過IIoT軟件將機(jī)器連接。這使制造商能夠測量機(jī)器的生產(chǎn)力和預(yù)測故障,比較和優(yōu)化區(qū)域性能,并盡量減少質(zhì)量缺陷。聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器還可以向工程師和設(shè)計師發(fā)送關(guān)于制造過程性能的真實數(shù)據(jù)(能源消耗、質(zhì)量缺陷等),使他們可以做出必要的修正。
  質(zhì)量缺陷的最小化甚至消除,避免了特別昂貴的機(jī)器意外停機(jī),并減少了昂貴的材料損失。通過實施預(yù)測性維護(hù),也可以避免機(jī)器停機(jī)。 這就延長了產(chǎn)品的使用壽命,從而避免了更換產(chǎn)品所需的材料和能源的過度消耗。
  此外,開發(fā)與AR輔助維修技術(shù)兼容的產(chǎn)品(利用AR技術(shù)提供拆卸/組裝甚至維修指導(dǎo)),可以簡化維修工作,減少對專用現(xiàn)場維修設(shè)施和人員的需求。這個概念還可以提升到另一個層次:專家使用AR技術(shù)遠(yuǎn)程培訓(xùn)沒有經(jīng)驗的人員。
  可持續(xù)生產(chǎn)的基本原則:正確的衡量 
  環(huán)境兼容產(chǎn)品的一個重要規(guī)則是,它們必須盡可能精確地滿足規(guī)定的要求——不多不少。一個設(shè)計不良的產(chǎn)品有較高的故障風(fēng)險和額外的維護(hù)。然而,一個超出規(guī)定要求的產(chǎn)品,會消耗更多的材料,使用更多的部件,并在其生命周期內(nèi)需要更多的維護(hù)。
  數(shù)字技術(shù)正在為更清潔的制造工藝和更安全、更環(huán)保的產(chǎn)品開啟新的可能性。
  溫斯頓-丘吉爾曾經(jīng)說過,"如果你不擁抱變化,它就會抓住你的喉嚨"。高管們在推動成功的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著關(guān)鍵作用——防止市場將他們拋在后面。一個多世紀(jì)以來,制造業(yè)塑造了技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,但它也是環(huán)境污染的主要貢獻(xiàn)者。
  得益于數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案,企業(yè)終于可以解決這一悖論。在創(chuàng)新技術(shù)的幫助下,可以實現(xiàn)環(huán)境友好和可持續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)。  制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者已經(jīng)證明,擁抱可持續(xù)的制造業(yè)可以直接推動增長和經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)。(作者系PTC PLM技術(shù)高級內(nèi)容營銷專家Carlos Melgarejo)
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