2024年数字化赋能制造业加快可持续发展进程的5个趋势

迄今为止，业界已经看到许多公司制定了雄心勃勃的去碳化承诺。非正式统计表明，全球已有6000多家公司通过"基于科学的目标"倡议签约，66%的财富500强公司承诺实现净零排放，净零排放目标覆盖了全球最大的2000家公司年收入的65%。然而，分析表明，这些承诺尚未转化为行动。净零跟踪发现，只有4%的公司净零承诺附有如何实现该目标的明确计划。

尽管如此，在离散型制造商中，供应链和产品脱碳的机会正迎来“拐点”。在未来一年里，预计欧盟《企业可持续发展报告指令》（CSRD）将成为改变可持续发展方式的推动力，掀起一场积极的去碳化浪潮。之所以能做到这一点，是因为过去几年数字技术的飞速发展。人工智能、物联网和PLM等技术将在将离散制造商的承诺变为现实的过程中发挥主导作用，而那些现在就优先考虑数字化转型和产品创新的企业将能够在2030年之前获得数十亿美元的潜在年销售额。

美国参数技术公司（ParametricTechnologyCorporation，简称PTC）是一家全球性软件公司，服务工业和制造企业的数字化转型。PTC可持续发展副总裁DaveDuncan认为，这一转变将体现在以下五个方面。

1.可持续性和盈利能力齐头并进

长期以来，可持续发展一直被视为成本中心而非价值中心。凯捷公司在2022年进行的研究发现，53%的受访者认为推行可持续发展措施的成本超过了潜在收益。与这一观点相反，同一份报告发现，优先考虑可持续发展的组织已经超越了没有优先考虑可持续发展的组织。

虽然实施可持续发展实践确实会产生前期成本，但长期收益往往超过这些初期投资。可持续发展可以提高效率、节约成本、促进创新、降低风险并增强竞争力，使其成为制造商整体战略不可或缺的一部分，而不仅仅是一个成本中心。事实上，正如麦肯锡所指出的，"同时降低成本和排放的公司可以获得市场份额，并通过产生的额外收入为进一步的去碳化工作提供资金。领先的公司通常会在降低成本的同时，实现前20%至40%的去碳化，从而改善息税折旧摊销前利润（EBITDA）"。

2024年，预计这一想法将深入人心，制造商将充分利用可持续发展和盈利能力可以携手并进这一事实。得益于过去三年来数字化转型的加速，离散型制造商目前正处于数字化成熟阶段，可以利用各种工具将其财务目标与产品脱碳相协调。

其中一个例子就是生成式设计，它利用生成式人工智能，根据一组要求和限制条件创建最佳设计。用户定义设计问题，然后引擎确定一系列最佳解决方案，通常会有许多人类无法确定的解决方案。它可以在数小时或数天内完成设计人员需要数周或数月才能完成的工作，为以前不可行的设计打开了大门。康明斯等制造商以身作则，利用其计算机辅助设计(CAD)软件中的生成式设计和三维模拟来创建和测试零件，这些零件比传统设计的零件少用10-15%的材料。

2.可持续性是产品设计的核心要素

据估计，产品开发阶段的决策决定了80%以上与产品相关的环境影响。材料和部件供应商的选择通常是造成碳足迹最大的两个因素，而对于汽车等能源密集型产品来说，客户的使用可能会造成更大的影响。最重要的是，造成范围3排放的决策提供了大幅减少排放的最大机会。2024年，我们有望看到制造商开始将可持续发展标准纳入设计决策中。

典型的设计标准包括成本、性能、风险、上市时间、耐用性、可靠性、可制造性等。随着CSRD的临近，材料的碳足迹、供应商的碳足迹和去碳化轨迹、部件的再利用、再制造和再循环能力以及能效等因素也将被纳入其中。供应商的去碳化轨迹尤为重要，因为我们预计会出现这样的情况，即具有更激进计划的供应商会被选中，而那些去碳化步伐不那么快的清洁供应商则会被淘汰。

随着制造商进入设计阶段，技术将是实现产品设计快速迭代以满足CSRD规定的减排承诺的关键。这就需要使用CAD和产品生命周期管理(PLM)工具来评估材料和供应商对环境的影响，选择合适的制造工艺，进行轻量化设计，并运行三维模拟来验证和迭代数字化设计，从而减少物理原型制作。通过使用这些工具及早、经常地优化设计和制造工艺，制造商既能加快创新速度，又能降低成本。

3.物联网是减少工厂排放的必备条件

虽然工厂排放通常只占总排放量的1-10%，但在制造商可以减少的范围1和范围2排放中，工厂排放占了很大一部分，甚至是绝大部分，这也使其成为2024年的一个优先事项。在工厂中，物联网（IoT）在优化能源使用、减少浪费和提高整体设备效率（OEE）方面发挥着不可或缺的作用。但是，许多制造商仍然对采用物联网犹豫不决，因为他们认为物联网面临实施成本、工作量和干扰等挑战。

2024年，我们预计CSRD将推动制造商实现工厂现代化。物联网将从早期采用者的竞争优势转变为任何需要减少能源使用和碳排放的制造商的必备条件。利用物联网传感器直接监控生产过程中的排放，制造商可以准确测量其碳足迹并遵守相关法规。他们还可以识别能源密集型操作，并实施优化策略，通过实时监控能源消耗来减少总体能源使用量。领先的物流和能源设备供应商中集集团就采用了这一战略，利用物联网能源管理软件将能耗降低了13%。

除此之外，物联网还支持瓶颈分析，可自动识别工厂现场阻碍OEE的首要限制因素，使制造商能够发现提高效率和减少浪费的机会。在生产周期的早期进行这种分析，可以进一步减少错误和缺陷，防止浪费和返工。

4.投资于循环和模块化设计

循环性是可持续发展的一个基本方面，它强调最大限度地减少浪费，提高资源利用效率，并创建一个闭环系统，在这个系统中，材料被重复使用、翻新、再制造和回收。2024年，我们预计制造商将越来越重视循环性，模块化设计将成为最有影响力的产品脱碳长期战略之一。

模块化设计是指创造具有可互换组件的产品，这些组件可以轻松拆卸、重复使用、维修、升级或回收。模块化提高了产品的使用寿命和循环性，因为零部件可以重复使用和再制造，而不是送往垃圾填埋场。模块化还能提高工厂工具的效率，降低市场要求的产品变化成本。在实现模块化设计的过程中，技术将发挥至关重要的作用，因为需要数字化工具来控制模块化带来的下游复杂性。例如，为一线工人配备数字工具，提供三维工作指导，并根据序列化配置自动过滤指导和零件清单。

5.产品服务系统的临界点

采用产品服务系统（PSS）模式已有多年历史，但与物联网一样，许多制造商对所需的风险和投资犹豫不决。虽然这是一种转型变革，但转向更加以客户和服务为中心的PSS模式有许多优势，包括经常性收入流和增强客户关系。但对制造商来说，最有说服力的可能是CSRD中包含的高价值资产的生产者延伸责任（EPR）。EPR要求制造商对其产品的整个生命周期负责，这意味着他们需要想方设法减少材料的使用，提高产品的可重复使用性和可回收性，并改善废物管理。

产品服务体系激励制造商使产品更具模块化和可维修性，通过服务延长产品寿命，并优先考虑翻新、再制造和负责任的报废管理。产品服务系统模式、循环性和可预测收入之间的这种一致性，使产品服务系统成为实现CSRD中概述的可持续发展目标的关键战略。

结论

中国是制造大国，也是制造强国。其中最重要的一点，就是中国企业对于可持续发展战略的理解。PTC全球资深副总裁兼大中华区总裁刘强认为，中国的工业企业对于可持续发展战略的重视程度，超过了全球很多的同类企业。因此在2024年，中国企业将在如何利用数字化技术，将可持续发展战略转变为可实践的具体策略和方法等方面，掀起一场新的革命。这将带给中国工业企业一个真正具有生命力和竞争力的未来。

2024年，政府法规、技术进步和消费者压力将适时地结合在一起。这一年，这些空洞的承诺会变成行动吗？我们拭目以待，但从离散制造业的现状来看，可持续发展的前景一片光明。

来源：中国工业新闻网