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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(fèi)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(gè)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(shí)踐的負(fù)責(zé)任的公司。因此，對(duì)可持續(xù)制造的合法承諾已成為保持競爭力的關(guān)鍵。現(xiàn)在，工業(yè)公司被迫在現(xiàn)有的盈利業(yè)務(wù)與 "綠色 "實(shí)踐的潛在市場價(jià)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(jià)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(shí)踐是由制造商可以影響的環(huán)境影響所驅(qū)動(dòng)的：
• 通過減少溫室氣體和顆粒物的直接排放，實(shí)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(gè)階段實(shí)現(xiàn)——設(shè)計(jì)、制造、營銷、產(chǎn)品使用和處置或回收。
制造商對(duì)環(huán)境的影響必須減少到一個(gè)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（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(shí)間，最終減少產(chǎn)品的間接碳足跡。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)制造的途徑
在不知不覺中，已經(jīng)實(shí)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）
一些CAD工具中固有的生成設(shè)計(jì)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(jì)方案，如減少產(chǎn)品的最終質(zhì)量。出于這個(gè)原因，生成設(shè)計(jì)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?yàn)樵谶@些過程中，材料被移除并不會(huì)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(jì)周期和開發(fā)過程中與原型構(gòu)建相關(guān)的浪費(fèi)。工藝仿真還有助于組織設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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(gè)單一的事實(shí)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(duì)產(chǎn)品在整個(gè)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(gè)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(duì)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(jì)和再利用的良性循環(huán)。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和數(shù)字孿生
可能包含AR的設(shè)計(jì)方法正變得越來越實(shí)惠和容易獲得，使設(shè)計(jì)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(shí)間。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）
實(shí)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(jì)師發(fā)送關(guān)于制造過程性能的真實(shí)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(shí)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(duì)專用現(xiàn)場維修設(shè)施和人員的需求。這個(gè)概念還可以提升到另一個(gè)層次：專家使用AR技術(shù)遠(yuǎn)程培訓(xùn)沒有經(jīng)驗(yàn)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(gè)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(gè)設(shè)計(jì)不良的產(chǎn)品有較高的故障風(fēng)險(xiǎn)和額外的維護(hù)。然而，一個(gè)超出規(guī)定要求的產(chǎn)品，會(huì)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(huì)抓住你的喉嚨"。高管們?cè)谕苿?dòng)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(gè)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(shí)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(dòng)增長和經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)。（作者系PTC PLM技術(shù)高級(jí)內(nèi)容營銷專家Carlos Melgarejo）
