Το έργο της τεχνολογίας για τη βιωσιμότητα; 

Όταν ακούτε τεχνολογία για βιωσιμότητα, το μυαλό μεταπηδά σε κομψά EV, μπαταρίες κλίμακας δικτύου ή δέσμευση άνθρακα. Αυτή είναι η γυαλιστερή πρόσοψη. Η πραγματική, σκληρή δουλειά - το μη σέξι, θεμελιώδες στρώμα - συχνά χάνεται. Δεν πρόκειται για το gadget που συγκεντρώνει τίτλους. πρόκειται για τα εκατομμύρια βιομηχανικά εξαρτήματα, διεργασίες και αποφάσεις εφοδιαστικής αλυσίδας που είτε εγκλωβίζουν τα απόβλητα είτε επιτρέπουν την κυκλικότητα. Έχω δει πάρα πολλές εκτοξεύσεις βιώσιμων προϊόντων να παραπαίουν επειδή το βασικό υλικό —οι συνδετήρες, οι σύνδεσμοι, οι βασικές προδιαγραφές υλικών— ήταν μια εκ των υστέρων σκέψη, που επιλέχθηκε για τον αντίκτυπο του κόστους έναντι του κύκλου ζωής. Εκεί είναι η πραγματική δουλειά. Ας σκάψουμε σε αυτό το στρώμα.

The Misplaced Focus: Glamour vs. Grit

Υπάρχει μια διάχυτη προκατάληψη του κλάδου ότι η βιωσιμότητα είναι ένα πρόβλημα λογισμικού ή σχεδιασμού επιλύσιμο σε επίπεδο προϊόντος. Σχεδιάζετε ένα ανακυκλώσιμο περίβλημα, βελτιστοποιείτε έναν αλγόριθμο για ενεργειακή απόδοση και το ονομάζετε ημέρα. Αν όμως το βιότης αυτού του προϊόντος εξαρτάται από χιλιάδες συνδετήρες χάλυβα που προέρχονται από ένα μύλο έντασης άνθρακα, που αποστέλλονται μέσω των ωκεανών και εγκαθίστανται με εργαλεία που απαιτούν εξαρτήματα μιας χρήσης, ποιο είναι το καθαρό κέρδος; Το καθολικό άνθρακα είναι δηλητηριασμένο από την αρχή. Το πραγματικό αποτύπωμα είναι θαμμένο στον λογαριασμό των υλικών, στο βιβλίο παραγωγής, όχι στη διεπαφή χρήστη.

Θυμάμαι ένα έργο για ένα δομοστοιχειωτό περίβλημα ηλεκτρονικών με στόχο την εύκολη επισκευή. Υπέροχη ιδέα. Καθορίσαμε τυπικές βίδες για συναρμολόγηση. Αλλά για να εξοικονομηθούν κλάσματα του λεπτού ανά μονάδα, η προμήθεια μετατράπηκε σε μια ιδιόκτητη, επικαλυμμένη βίδα ασφάλισης σπειρώματος από έναν προμηθευτή με μηδενικό περιβαλλοντικό έλεγχο. Η επίστρωση περιέπλεξε την ανακύκλωση, τα ειδικά κομμάτια οδηγού έγιναν ηλεκτρονικά απόβλητα και το ενεργειακό μείγμα του προμηθευτή ήταν καθαρός άνθρακας δικτύου. Η κομψή σχεδίασή μας αποσυναρμολόγησης αποσυναρμολογήθηκε από α εργασία αποτυχία — η ταπεινή βίδα. Έπρεπε να κάνουμε πίσω, να επαναπροσδιορίσουμε έναν καθαρότερο προμηθευτή και να φάμε το κόστος. Μάθημα: Οι προδιαγραφές βιωσιμότητας πρέπει να δεσμεύουν μέχρι το τελευταίο παξιμάδι και μπουλόνι.

Εδώ είναι που έχουν σημασία οι εταιρείες που βρίσκονται βαθιά σε βιομηχανικά ιδρύματα. Πάρτε έναν κατασκευαστή όπως Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd.. Δεν θα τα δείτε στο CES. Αλλά επισκεφτείτε τον ιστότοπό τους στο https://www.zitaifasteners.com και παίρνετε μια αίσθηση της κλίμακας: με έδρα το Yongnian, στο Handan—τη μεγαλύτερη βάση παραγωγής τυπικών ανταλλακτικών της Κίνας. Η επιχειρησιακή τους πραγματικότητα - logistics κοντά σε μεγάλα σιδηροδρομικά δίκτυα και αυτοκινητοδρόμια - επηρεάζει τον ενσωματωμένο άνθρακα κάθε μπουλονιού που παράγουν. Εάν η ενεργειακή τους μετάβαση καθυστερεί, γίνεται κρυφή επιβάρυνση των αξιώσεων βιωσιμότητας των μεταγενέστερων πελατών. Το τεχν Το ερώτημα δεν αφορά μόνο τα προϊόντα τους, αλλά την τεχνολογία διεργασιών τους: μετακινούνται σε φούρνους ηλεκτρικού τόξου; Χρησιμοποιείτε πρώτη ύλη ανακυκλωμένου χάλυβα; Αυτή είναι η απίθανη βάση.

Επιλογές υλικού: Ο σιωπηλός πολλαπλασιαστής

Ο προσδιορισμός των υλικών είναι εκεί όπου η θεωρία ανταποκρίνεται στους δύσκολους περιορισμούς της φυσικής, του κόστους και της προσφοράς. Η χρήση ανακυκλωμένου αλουμινίου ακούγεται τέλεια μέχρι να αντιμετωπίσετε ασυνέπεια παρτίδων, χρόνους παράδοσης και 40% πριμοδότηση τιμής που ο προϋπολογισμός του έργου δεν μπορεί να απορροφήσει. Όλοι έχουμε πάει εκεί. Ο συμβιβασμός γίνεται συχνά μια κλιμακωτή προσέγγιση: κρίσιμα δομικά στοιχεία λαμβάνουν παρθένο υλικό για πιστοποίηση ασφάλειας, ενώ τα μη κρίσιμα μέρη χρησιμοποιούν ανακυκλωμένο περιεχόμενο. Αλλά αυτό κινεί πραγματικά τη βελόνα;

Μια συγκεκριμένη προσπάθεια ήταν με έναν πελάτη που κατασκεύαζε ντουλάπια τηλεπικοινωνιών εξωτερικού χώρου. Πιέσαμε για ανακυκλωμένο χάλυβα μετά την κατανάλωση για τα εσωτερικά στηρίγματα και τα πλαίσια. Ο προμηθευτής, μια εταιρεία παρόμοια σε κλίμακα με τη Zitai, ήταν διστακτικός. Η ανησυχία τους δεν ήταν η ικανότητα, αλλά ο κίνδυνος μόλυνσης - ο υπολειμματικός χαλκός ή ο κασσίτερος μεταβάλλουν τις ιδιότητες γαλβανικής διάβρωσης. Τρέξαμε έναν μικρό πιλότο, δοκιμάζοντας πολλές παρτίδες. Το ποσοστό αστοχίας αυξήθηκε κατά περίπου 2%, κυρίως από το πορώδες της συγκόλλησης. Δεν είναι καταστροφή, αλλά αρκεί για να ενεργοποιηθούν ρήτρες αξιοπιστίας. Καταλήξαμε να αναμειγνύουμε χαμηλότερο ποσοστό ανακυκλωμένου περιεχομένου με παρθένο χάλυβα, επιτυγχάνοντας μερική νίκη. Το εργασία για τη βιωσιμότητα έγινε μια κουραστική διαδικασία επικύρωσης παρτίδας, όχι πλαίσιο ελέγχου.

Αυτή είναι η καθημερινότητα. Διαπραγματεύεται με τους διευθυντές παραγωγής που υπολογίζονται με βάση τα ποσοστά ελαττωμάτων, όχι τους τόνους άνθρακα. Είναι κατανοητό ότι για μια εταιρεία συνδετήρων στην περιοχή Yongnian, η στροφή σε πιο πράσινο πρωτογενή χάλυβα εξαρτάται από τις αναβαθμίσεις των περιφερειακών εργοστασίων και τον ρυθμό της απαλλαγής από τον άνθρακα του δικτύου της Κίνας. Η θέση τους δίπλα στον σιδηρόδρομο Πεκίνου-Γκουανγκζού είναι δίκοπο μαχαίρι: η αποτελεσματική μεταφορά μειώνει τις επιχειρησιακές εκπομπές, αλλά αν τα τρένα είναι ντίζελ, το όφελος μειώνεται. Η συστημική φύση αυτού εργασία είναι ταπεινωτικό.

Ενέργεια Διαδικασίας: Το αόρατο σημείο αναφοράς

Όλοι μιλούν για τη χρήση της ενέργειας των προϊόντων. Λίγοι μιλούν για την ενσωματωμένη ενέργεια διεργασίας. Για ένα τυπικό εξάρτημα όπως ένα μπουλόνι, το hotspot άνθρακα βρίσκεται στο συρμάτινο τράβηγμα, στην ψυχρή σφυρηλάτηση, στη θερμική επεξεργασία και στην επιμετάλλωση. Έχω περιηγηθεί σε εργοστάσια όπου η γραμμή θερμικής επεξεργασίας είναι ένας συνεχής κλίβανος με αέριο από τη δεκαετία του 1990, που εκπέμπει θερμική ενέργεια. Η εκ των υστέρων τοποθέτηση με επαγωγική θέρμανση ή καυστήρες ανάκτησης απαιτεί κεφάλαια που συχνά λείπει η επιχείρηση συνδετήρων λεπτού περιθωρίου χωρίς πίεση από τον πελάτη.

Προσπαθήσαμε να δημιουργήσουμε μια προδιαγραφή συνδετήρων χαμηλών εκπομπών άνθρακα με έναν Ευρωπαίο προμηθευτή αυτοκινήτων. Η ιδέα ήταν να πληρωθεί ένα ασφάλιστρο για εξαρτήματα που κατασκευάζονται με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και την καλύτερη διαθέσιμη τεχνολογία. Λάβαμε απώθηση από τις αγορές, φυσικά. Αλλά το μεγαλύτερο εμπόδιο ήταν η ιχνηλασιμότητα. Θα μπορούσε ο μύλος να αποδείξει ότι ο χάλυβας κατασκευάστηκε με σκραπ σε ένα EAF; Θα μπορούσε το κατάστημα επιμετάλλωσης να επαληθεύσει ότι ο ψευδάργυρός του ήταν από μια διαδικασία κλειστού βρόχου; Η γραφική αλυσίδα κατέρρευσε. Συμβιβαστήκαμε με μια αξιολόγηση εργοστασίων μεμονωμένου ελέγχου, η οποία αφορούσε κυρίως επενδύσεις ενεργειακής απόδοσης. Ήταν καλύτερο από το τίποτα, αλλά ήταν ημίμετρο. Το τεχν που χρειάζεται εδώ δεν είναι εντυπωσιακό - είναι ισχυρά, διαλειτουργικά διαβατήρια υλικών και παρακολούθηση ενεργειακών χαρακτηριστικών.

Αυτή είναι μια απτή αρένα για αντίκτυπο. Μια εταιρεία όπως η Zitai, ως σημαντικός παίκτης σε ένα σύμπλεγμα παραγωγής, θα μπορούσε να οδηγήσει στην αλλαγή, εάν το απαιτήσουν οι επωνυμίες που ακολουθούν. Εάν ένας παγκόσμιος ΚΑΕ απαιτούσε το 70% της ενέργειας διεργασίας για τους συνδετήρες του να προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές έως το 2030, θα απαιτούσε επενδύσεις σε επιτόπιες ηλιακές πηγές ή σε PPA. Το εργασία για τη βιωσιμότητα μετατοπίζεται από εθελοντική σε συμβατική, ενσωματωμένη στην εμπορική βάση.

Σχεδιασμός για αποσυναρμολόγηση: Η τελική πράξη του συνδετήρα

Η ρητορική της κυκλικής οικονομίας είναι γεμάτη σχεδιασμό για αποσυναρμολόγηση. Αλλά από την άποψη του συνδετήρα, είναι ένας εφιάλτης αντικρουόμενων απαιτήσεων. Χρειάζεστε έναν σύνδεσμο που να είναι ανθεκτικός στους κραδασμούς για 15 χρόνια σε ένα όχημα, αλλά να αφαιρείται σε 30 δευτερόλεπτα σε ένα εργοστάσιο ανακύκλωσης χωρίς εξειδικευμένα εργαλεία. Προσπαθήστε να το βρείτε από το ράφι.

Δημιουργήσαμε πρωτότυπο μια συσκευή καταναλωτικών ηλεκτρονικών ειδών χρησιμοποιώντας τυπικές βίδες εξαγωνικής κεφαλής για εύκολη επισκευή. Εξαιρετικό για το σκορ iFixit. Στη συνέχεια, κατά τη δοκιμή πτώσης, οι βίδες λύθηκαν. Προστέθηκε ντουλάπι νημάτων; Τώρα χρειάζεστε θερμότητα για αφαίρεση, περιπλέκοντας την ανακύκλωση. Αλλαγή σε σχέδιο αιχμής; Πιο πολύπλοκο, πιο υλικό. Η λύση ήταν ένας οδηγός περιορισμού της ροπής και μια συγκεκριμένη κεφαλή βίδας (όπως ένα Torx Plus) που εξισορροπούσε την ασφάλεια και τη δυνατότητα συντήρησης. Αλλά αυτό απαιτούσε επανεκπαίδευση της γραμμής συναρμολόγησης και προμήθεια νέων κομματιών. Το βιότης κέρδος —μεγαλύτερη διάρκεια ζωής προϊόντος— ήρθε με φόρο πολυπλοκότητας κατασκευής. Το αν αυτός ο φόρος αξίζει εξαρτάται από την αξία διάρκειας ζωής του προϊόντος. Για έναν φθηνό αισθητήρα IoT, μάλλον όχι. Για έναν βιομηχανικό ελεγκτή κινητήρα, απολύτως.

Εδώ οι κατασκευαστές τυποποιημένων ανταλλακτικών θα μπορούσαν να καινοτομήσουν. Φανταστείτε έναν κατάλογο από έναν προμηθευτή που περιλαμβάνει όχι μόνο μηχανικές προδιαγραφές, αλλά έναν δείκτη αποσυναρμολόγησης και συνιστώμενη επεξεργασία στο τέλος του κύκλου ζωής του. Αν Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. προσέφερε μια σειρά συνδετήρων CircularReady—τυποποιημένα, κατασκευασμένα από καθορισμένο ανακυκλωμένο περιεχόμενο, με τεκμηριωμένη διαδρομή ανακύκλωσης χαμηλής ενέργειας—θα ήταν ένα ισχυρό εργαλείο για τους σχεδιαστές. Μετατρέπει το συνδετήρα από εμπόρευμα σε ενεργοποιητικό τεχν για κυκλικότητα.

The Logistics Calculus: Η τοποθεσία δεν είναι μόνο γεωγραφία

Η διεύθυνση μιας εταιρείας είναι μια δήλωση βιωσιμότητας. Το προφίλ του Zitai σημειώνει τη γειτνίασή του με μεγάλα σιδηροδρομικά και εθνικά δίκτυα. Θεωρητικά, αυτό επιτρέπει τη μετατόπιση από φορτηγό σε σιδηρόδρομο για εισερχόμενη/εξερχόμενη εφοδιαστική, μειώνοντας τις εκπομπές. Στην πράξη, εξαρτάται από τον εξοπλισμό του σιδηροδρομικού φορέα και τις πραγματικές αποφάσεις δρομολόγησης που λαμβάνονται από τους διαχειριστές εφοδιαστικής επιδιώκοντας το χαμηλότερο κόστος μεταφοράς ανά μονάδα.

Σε ένα έργο βελτιστοποίησης της εφοδιαστικής αλυσίδας, χαρτογραφήσαμε το αποτύπωμα άνθρακα των εξαρτημάτων από έναν προμηθευτή με έδρα το Yongnian σε ένα εργοστάσιο στη Νότια Κίνα. Η προεπιλογή ήταν η μεταφορά με φορτηγά. Προτείναμε μια διατροπική διαδρομή σιδηροδρομικού φορτηγού. Το σιδηροδρομικό σκέλος μείωσε τις εκπομπές κατά περίπου 60%. Ωστόσο, ο χρόνος διέλευσης αυξήθηκε κατά δύο ημέρες, απαιτώντας μεγαλύτερο απόθεμα αποθήκευσης. Η οικονομική ομάδα το απέκλεισε λόγω αυξημένου κόστους μεταφοράς αποθέματος. Το βιότης Η νίκη ήταν σαφής, η επιχειρηματική υπόθεση δεν ήταν—μέχρι να λάβουμε υπόψη την εσωτερική τιμή του άνθρακα και τους πιθανούς ρυθμιστικούς κινδύνους. Χρειάστηκε ένας χρόνος για να πάρει έγκριση για πιλότο. Το εργασία Εδώ είναι τόσο η εσωτερική πολιτική και η λογιστική όσο και η φυσική υποδομή.

Για έναν κόμβο παραγωγής, το επόμενο βήμα είναι η παραγωγή επιτόπου και οι πράσινες προμήθειες. Όντας στην επαρχία Hebei, με το σημαντικό ηλιακό και αιολικό δυναμικό της, μια εταιρεία όπως η Zitai θα μπορούσε να περιστρέψει το ενεργειακό της αποτύπωμα επιθετικά. Απαιτεί όμως κεφάλαιο και σαφές σήμα ζήτησης από την αγορά. Αυτό το σήμα είναι ακόμα αδύναμο. Τα περισσότερα RFQ εξακολουθούν να δίνουν προτεραιότητα στην τιμή μονάδας πάνω από όλα. Έως ότου η γλώσσα της προμήθειας αλλάξει σε αξία ενσωματωμένου άνθρακα, το υλικοτεχνικό πλεονέκτημα παραμένει ένα λανθάνον δυναμικό, όχι ένα πραγματοποιημένο περιουσιακό στοιχείο για βιότης.

Συμπέρασμα: Κτίριο από το έδαφος επάνω

Λοιπόν, η τεχνολογία κάνει τα θεμέλια για τη βιωσιμότητα; Στις τσέπες ναι. Αλλά σε μεγάλο βαθμό, υστερεί. Η εστίαση είναι ακόμα πολύ από πάνω προς τα κάτω. Πραγματική πρόοδος συμβαίνει όταν οι μηχανικοί και οι ομάδες προμηθειών διαφωνούν για τις βιδωτές επιστρώσεις και την προέλευση του χάλυβα, όταν οι διαχειριστές logistics επιλέγουν τον σιδηρόδρομο αντί του δρόμου παρά το χρονοδιάγραμμα και όταν οι βιομηχανικοί προμηθευτές σε μέρη όπως η Yongnian επενδύουν σε καθαρότερες διαδικασίες επειδή το απαιτούν οι προδιαγραφές των πελατών τους.

Αυτή η εργασία είναι σταδιακή, συχνά απογοητευτική και αόρατη στο τελικό προϊόν. Αλλά είναι ο μόνος τρόπος για να χτίσετε συστήματα που είναι πραγματικά λιγότερο σπάταλα. Δεν πρόκειται για μία και μοναδική ανακάλυψη. Πρόκειται για το σωρευτικό αποτέλεσμα ενός εκατομμυρίου καλύτερων επιλογών στα θεμέλια. Το τεχν που εμπλέκεται είναι συχνά εγκόσμια: καλύτεροι ελεγκτές κλιβάνων, λογισμικό ιχνηλασιμότητας υλικών, τυποποιημένα πρωτόκολλα αποσυναρμολόγησης. Τα λαμπερά πράγματα πιάνουν τον Τύπο. Αυτό κάνει τη δουλειά. Και αυτή τη στιγμή, αυτό είναι που χρειαζόμαστε περισσότερο.