更嚴格的可持續發展法律法規,來自客戶、合作伙伴、投資者和社會的日益增長的壓力,以及供應鏈中斷和資源稀缺迫使塑料行業的企業重新思考他們的流程。
為了協調企業的生態、經濟和社會目標,必須從根本上改變產品的規劃、開發、生產、再利用和回收方式。
為了實現循環,一些制造商已經在戰略、組織、程序和文化方面做出了調整。首先,必須對操作流程和整個產品生命周期進行評估。
PLM 系統是一個已經包含大量產品生命周期信息的工具。通過有意義的整合,它可以成為可持續發展企業的數據中心,從而確保整個產品生命周期的透明度和可追溯性。
從一開始就實現可持續性
PLM 是一種集成管理方法,它使用一致的方法、流程、模型和 IT 工具,在整個產品生命周期內管理產品信息、流程和應用。從開發到生產、運營和服務,直至拆卸和報廢,所有階段都在考慮之列。
高達 80% 的產品環境影響和成本是在開發階段確定的。因此,我們的目標必須是基于生命周期的產品開發,即在設計產品時盡量減少對人類和環境的負面影響。根據德國聯邦環境署 2022年委托進行的一項研究,2019 年德國工業中使用的可回收材料[1] 比例僅為 14%。 根據 IK Industrievereinigung Kunststoffverpackungen e.V. 的數據,2021 年用于制造塑料產品的材料達 1400 萬噸,其中僅有約 12% 是回收塑料[2]——這顯然太少了。
智能選材,減少對環境的影響
PLM 系統支持設計人員選擇可持續材料,并根據材料清單監控對環境的影響。這使他們能夠根據數據的變化做出優化決策。
通過集成 REACH 數據庫,PLM 系統還能支持避免在產品中使用有害和有毒物質。該指令對產品生產中化學物質的使用進行了規定。
PLM 系統還可以提供用于可持續采購的信息。與相應工具(如材料數據庫或生命周期評估工具(LCA))的集成在這方面非常重要。生命周期評估工具的集成使比較產品替代品和在產品生命周期的每個階段生成環境報告變得更加容易。從生命周期評估工具中獲得的洞察力可用于確定哪些產品特性的改變會帶來最大的可持續發展相關效益。
實現循環發展
對于可持續產品開發,最好明確提出與可持續性相關的要求,并將產品視為總體系統的一部分。在此基礎上,應貫徹減少材料的原則:模塊化設計、可重復使用性、再制造、翻新、可再利用、重復使用和可回收。
PLM 系統既能確保需求和組件的可追溯性,又能支持組件的標準化或模塊化——這樣,這些組件就可以安裝在不同的產品中,從而在以后的不同產品系列中重復使用和重新利用。 標準化還簡化了可修復性,因為部件可以輕松更換。
模塊化產品設計也是如此,它簡化了產品的拆卸或分解。這樣就可以對相關部件進行再加工和重新安裝,使之作為再制造或全面檢修的一部分。PLM 系統通過提供材料特性和可回收性等相關信息,支持產品的回收利用。
惠普為自己設定的目標是:到 2030 年實現 75% 的產品可回收利用率,并將價值鏈中的溫室氣體排放量減少 50%。為了跟蹤年度進展,惠普從材料強度、產品消耗(能源、紙張、廢物)、維修等方面收集產品、服務和供應鏈的相關信息。
目前,惠普大幅面印刷(LFP)的可持續發展團隊通過 Excel 電子表格手動收集大部分信息。不過,惠普計劃在 PTC 的 PLM 軟件 Windchill 中獲取所有這些信息。通過將所有信息集中到一個數據庫中,公司可以創建更好的儀表板,并在組合層面分析數據,從而做出更好的決策。
丹麥風力渦輪機制造商 Vestas 使用 Windchill 記錄其工藝和材料對環境影響的所有信息,并在全公司范圍內應用。Windchill 還使 Vestas 能夠在單一數據源中連接整個價值鏈。 這有助于最大限度地減少數據孤島,加快協作。Vestas的目標是利用 PLM 收集的性能數據,使下一代產品更好、更可持續。其目的是通過環保設計實現更好的可回收性和更容易的材料拆卸。
減少材料消耗,提高可持續性
PLM 支持的另一項可持續發展原則是減少材料消耗。PLM 系統可提供早期模擬所需的產品數據,例如生成式設計。即使需要,也只需要很少的實物原型,而且可以快速優化產品。 通過提供與質量相關的特定生產信息,PLM 系統有助于減少生產中的廢品和返工。
康明斯公司是全球領先的能源解決方案供應商,作為其 PLANET 2050 戰略的一部分,該公司引入了可持續發展設計(DfS,Design for Sustainability)文化。 這需要一些時間才能成為新產品開發的基礎,因為人們認為較重的部件更堅固,這給公司帶來了巨大的挑戰。然而,一旦引入并應用了 DfS 技術,就會發現:在不影響結構完整性的情況下,將產品的材料減少 10% 至 15% 是有可能的。在某些情況下,經過材料優化的產品甚至比被取代的重型部件更加堅固。
PLM 系統還可以利用已在使用的產品的研究結果,幫助開發創新的可持續解決方案。例如,采集的數據可以揭示如何更好地確定新一代產品的尺寸,從而節省材料或減少磨損。
可持續生產、運營和服務
通過支持部件分類和供應商優先級排序,PLM 系統還能促進生產本地化,從而通過縮短運輸路線減少二氧化碳排放量。此外,通過集中訪問所有供應商的數據,還可以輕松準確地選擇二氧化碳排放量最低的材料。
PTC公司全球資深副總裁兼大中華區總裁劉強認為:在當前的全球競爭和環境挑戰中,中國作為世界第二大經濟體,在全球可持續發展目標中扮演著重要角色,因此中國企業應更加重視可持續發展,并且有責任在可持續發展方面采取積極行動,這不僅是社會責任的體現,更是企業未來競爭力的關鍵因素。PTC不僅致力于推動企業數字化轉型,還在可持續發展方面作出了重要承諾:為中國企業用戶提供更有效的數字化技術,幫助中國企業實現更高效的運營方式,減少資源浪費,降低碳排放,幫助中國企業通過數字化轉型實現可持續的增長。