Podstawa technologii na rzecz zrównoważonego rozwoju? 

Kiedy słyszysz o technologii sprzyjającej zrównoważonemu rozwojowi, myśl o eleganckich pojazdach elektrycznych, akumulatorach wielkości sieci lub wychwytywaniu dwutlenku węgla. To błyszcząca fasada. Prawdziwa, szorstka praca – nieseksowna, podstawowa warstwa – często jest pomijana. Nie chodzi tu o gadżet przyciągający uwagę nagłówków; chodzi o milion komponentów przemysłowych, procesów i decyzji dotyczących łańcucha dostaw, które albo blokują powstawanie odpadów, albo umożliwiają obieg zamknięty. Widziałem, że zbyt wiele premier zrównoważonych produktów kończyło się fiaskiem, ponieważ podstawowy sprzęt – elementy złączne, złącza, podstawowe specyfikacje materiałów – został przemyślany i wybrany ze względu na wpływ kosztów na cały cykl życia. To tam jest prawdziwa praca. Zagłębmy się w tę warstwę.

Źle umiejscowione skupienie: przepych kontra żwawość

W branży panuje powszechne przekonanie, że zrównoważony rozwój to problem oprogramowania lub projektu, który można rozwiązać na poziomie produktu. Projektujesz obudowę nadającą się do recyklingu, optymalizujesz algorytm pod kątem efektywności energetycznej i kończysz pracę. Ale jeśli zrównoważony rozwój tego produktu zależy od tysięcy stalowych elementów złącznych pochodzących z huty zużywającej dużo węgla, transportowanych przez oceany i instalowanych przy użyciu narzędzi wymagających elementów jednorazowych, jaki jest zysk netto? Księga węglowa jest zatruta od samego początku. Prawdziwy ślad jest ukryty w zestawieniu materiałów, w podręczniku produkcji, a nie w interfejsie użytkownika.

Pamiętam projekt modułowej obudowy elektroniki, mającej na celu łatwą naprawę. Świetna koncepcja. Do montażu określiliśmy standardowe śruby. Aby jednak zaoszczędzić ułamek centa na jednostce, w ramach zakupów zastosowano zastrzeżoną, powlekaną śrubę zabezpieczającą gwint od dostawcy nieposiadającego żadnych audytów środowiskowych. Powłoka skomplikowała recykling, specjalne wkrętaki stały się odpadami elektronicznymi, a miks energetyczny dostawcy stanowił czysty węgiel sieciowy. Nasz elegancki projekt demontażu został zahamowany przez: Prace zajmujące się pozycją porażka – pokorna śruba. Musieliśmy się wycofać, przekwalifikować czystszego dostawcę i pochłonąć koszty. Lekcja: specyfikacje dotyczące zrównoważonego rozwoju muszą być wiążące do ostatniej nakrętki i śruby.

Tutaj liczą się firmy głęboko zakorzenione w fundamentach przemysłowych. Weź takiego producenta Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd.. Nie zobaczycie ich na targach CES. Ale odwiedź ich stronę pod adresem https://www.zitaifasteners.com i masz poczucie skali: z siedzibą w Yongnian, Handan – największej chińskiej bazie produkcyjnej części standardowych. Ich rzeczywistość operacyjna – logistyka w pobliżu głównych sieci kolejowych i autostrad – wpływa na węgiel osadzony w każdej produkowanej przez nich śrubie. Jeśli ich transformacja energetyczna będzie opóźniona, stanie się to ukrytą przeszkodą w żądaniach klientów niższego szczebla w zakresie zrównoważonego rozwoju. The technologia pytanie nie dotyczy tylko ich produktów, ale także technologii procesowej: czy przechodzą na elektryczne piece łukowe? Używasz surowca stalowego pochodzącego z recyklingu? To jest nieestetyczny fundament.

Wybór materiałów: cichy mnożnik

Określanie materiałów ma miejsce tam, gdzie teoria spotyka się z twardymi ograniczeniami fizyki, kosztów i podaży. Używanie aluminium pochodzącego z recyklingu brzmi idealnie, dopóki nie napotkasz niespójności partii, czasów realizacji i 40% wyższej ceny, której budżet projektu nie będzie w stanie wchłonąć. Wszyscy tam byliśmy. Kompromis często staje się podejściem wielopoziomowym: krytyczne elementy konstrukcyjne otrzymują materiał pierwotny w celu uzyskania certyfikatu bezpieczeństwa, podczas gdy części niekrytyczne wykorzystują materiały pochodzące z recyklingu. Ale czy to faktycznie porusza igłą?

Jedna konkretna próba miała miejsce u klienta wykonującego zewnętrzne szafy telekomunikacyjne. Naciskaliśmy na zastosowanie stali pochodzącej z recyklingu pokonsumenckiego na wewnętrzne wsporniki i ramy. Dostawca, firma o podobnej skali do Zitai, wahał się. Ich obawą nie była zdolność, ale ryzyko skażenia – pozostałości miedzi lub cyny zmieniające właściwości korozji galwanicznej. Przeprowadziliśmy mały pilotaż, testując wiele partii. Wskaźnik awaryjności wzrósł o około 2%, głównie z powodu porowatości spoin. Nie jest to katastrofa, ale wystarczająca, aby uruchomić klauzule niezawodności. Skończyło się na połączeniu niższego odsetka materiałów pochodzących z recyklingu ze stalą dziewiczą, co osiągnęło częściowy sukces. The pracować na rzecz zrównoważonego rozwoju stał się żmudnym procesem sprawdzania poprawności partii po partii, a nie polem wyboru.

To jest codzienność. Negocjuje z kierownikami produkcji, których mierzy się wskaźnikiem defektów, a nie tonami węgla. Rozumie się, że w przypadku firmy z branży elementów złącznych w dystrykcie Yongnian przejście na bardziej ekologiczną stal pierwotną zależy od modernizacji regionalnych hut i tempa dekarbonizacji chińskiej sieci. Ich lokalizacja przy linii kolejowej Pekin-Guangzhou to miecz obosieczny: wydajny transport zmniejsza emisje operacyjne, ale jeśli pociągi są napędzane olejem napędowym, korzyści są znikome. Systemowy charakter tego Prace zajmujące się pozycją jest poniżające.

Energia procesowa: niewidzialny punkt odniesienia

Wszyscy mówią o zużyciu energii przez produkt. Niewielu mówi o ucieleśnionej energii procesowej. W przypadku części standardowych, takich jak śruba, najbardziej aktywnym punktem węgla jest ciągnienie drutu, kucie na zimno, obróbka cieplna i galwanizacja. Odwiedziłem fabryki, w których linia do obróbki cieplnej wykorzystuje piec ciągły opalany gazem z lat 90. XX wieku, przepuszczający energię cieplną. Modernizacja za pomocą ogrzewania indukcyjnego lub palników rekuperacyjnych wymaga kapitału, którego często brakuje branży elementów złącznych o niewielkiej marży, bez presji ze strony klienta.

Próbowaliśmy stworzyć specyfikację elementów złącznych o niskiej zawartości węgla z europejskim dostawcą branży motoryzacyjnej. Pomysł polegał na płaceniu premii za części wykonane z wykorzystaniem energii odnawialnej i najlepszej dostępnej technologii. Oczywiście spotkaliśmy się z odmową zakupu. Jednak większą przeszkodą była identyfikowalność. Czy huta mogła udowodnić, że stal została wykonana ze złomu w piecu EAF? Czy galwanizernia mogłaby sprawdzić, czy cynk pochodzi z procesu w pętli zamkniętej? Łańcuch dokumentów upadł. Zdecydowaliśmy się na ocenę fabryki w ramach pojedynczego audytu, która dotyczyła głównie inwestycji w efektywność energetyczną. Lepsze to niż nic, ale wydawało mi się, że to półśrodek. The technologia potrzebne tutaj nie są krzykliwe — to solidne, interoperacyjne paszporty materiałowe i śledzenie atrybutów energii.

To namacalna arena oddziaływania. Firma taka jak Zitai, jako główny gracz w klastrze produkcyjnym, mogłaby wpłynąć na zmiany, jeśli zażądają tego marki niższego szczebla. Gdyby globalny producent OEM nakazał, aby do 2030 r. 70% energii procesowej wykorzystywanej przez jego elementy złączne pochodziło ze źródeł odnawialnych, wymusiłoby to inwestycje w lokalną energię fotowoltaiczną lub umowy PPA. The pracować na rzecz zrównoważonego rozwoju przechodzi z dobrowolnego na umowny, wbudowany w podstawę komercyjną.

Projekt demontażu: akt końcowy elementu złącznego

Retoryka gospodarki o obiegu zamkniętym pełna jest pomysłów na demontaż. Jednak z punktu widzenia elementów złącznych jest to koszmar sprzecznych wymagań. Potrzebujesz złącza, które jest odporne na wibracje w pojeździe przez 15 lat, a jednocześnie można je zdemontować w zakładzie recyklingu w ciągu 30 sekund bez specjalistycznych narzędzi. Spróbuj znaleźć to na półce.

Aby ułatwić naprawę, stworzyliśmy prototyp urządzenia elektroniki użytkowej przy użyciu standardowych śrub z łbem sześciokątnym. Świetne dla wyniku iFixit. Następnie podczas testu upadku śruby poluzowały się. Dodano blokadę wątków? Teraz do usunięcia potrzebne jest ciepło, co komplikuje recykling. Zmieniłeś konstrukcję na śrubę niewypadającą? Bardziej złożone, więcej materiału. Rozwiązaniem był wkrętak ograniczający moment obrotowy i specjalny łeb śruby (np. Torx Plus), który równoważył bezpieczeństwo i łatwość serwisowania. Wymagało to jednak przeszkolenia linii montażowej i zaopatrzenia w nowe części. The zrównoważony rozwój zysk – dłuższa żywotność produktu – wiązał się z podatkiem od złożoności produkcji. To, czy ten podatek jest tego wart, zależy od wartości produktu przez cały okres jego użytkowania. W przypadku taniego czujnika IoT prawdopodobnie nie. Jak na przemysłowy sterownik silnika, jak najbardziej.

To tutaj producenci części standardowych mogliby wprowadzić innowacje. Wyobraź sobie katalog od dostawcy, który zawiera nie tylko specyfikacje mechaniczne, ale także indeks demontażu i zalecaną obróbkę po wycofaniu z eksploatacji. Jeśli Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. zaoferowała linię elementów złącznych CircularReady – znormalizowanych, wykonanych z określonych materiałów pochodzących z recyklingu, z udokumentowaną ścieżką recyklingu przy niskim zużyciu energii – byłaby potężnym narzędziem dla projektantów. Zmienia element złączny z towaru w element umożliwiający technologia dla okrężności.

Rachunek logistyczny: lokalizacja to nie tylko położenie geograficzne

Adres firmy jest oświadczeniem dotyczącym zrównoważonego rozwoju. W profilu Zitai odnotowuje się jego bliskość do głównych sieci kolejowych i autostrad. Teoretycznie umożliwia to zmianę rodzaju transportu z ciężarówek na kolej w przypadku logistyki przychodzącej i wychodzącej, zmniejszając emisję. W praktyce zależy to od wyposażenia operatora kolejowego i rzeczywistych decyzji dotyczących trasy podejmowanych przez menedżerów logistyki, dążących do najniższego jednostkowego kosztu frachtu.

W jednym projekcie optymalizacji łańcucha dostaw zmapowaliśmy ślad węglowy komponentów od dostawcy z Yongnian do fabryki w południowych Chinach. Domyślną opcją był transport ciężarowy. Zaproponowaliśmy połączenie intermodalne kolej-samochód. Odcinek kolejowy obniżył emisję gazów cieplarnianych o około 60%. Jednak czas tranzytu wydłużył się o dwa dni, co wymagało większych zapasów buforowych. Zespół finansowy zablokował to ze względu na zwiększone koszty utrzymywania zapasów. The zrównoważony rozwój zwycięstwo było oczywiste, uzasadnienie biznesowe nie – dopóki nie uwzględniliśmy wewnętrznej ceny emisji dwutlenku węgla i potencjalnego ryzyka regulacyjnego. Uzyskanie zgody na pilotaż zajęło rok. The Prace zajmujące się pozycją chodzi tutaj zarówno o politykę wewnętrzną i księgowość, jak i o infrastrukturę fizyczną.

W przypadku centrum produkcyjnego kolejnym krokiem jest wytwarzanie na miejscu i ekologiczne zamówienia. Będąc w prowincji Hebei, ze znacznym potencjałem energii słonecznej i wiatrowej, firma taka jak Zitai mogłaby agresywnie zmienić swój ślad energetyczny. Wymaga to jednak kapitału i wyraźnego sygnału popytowego z rynku. Ten sygnał jest nadal słaby. W większości zapytań ofertowych w dalszym ciągu priorytetem jest cena jednostkowa. Dopóki język zamówień nie zmieni się na wartość węgla wbudowanego, przewaga logistyczna pozostanie ukrytym potencjałem, a nie zrealizowanym atutem zrównoważony rozwój.

Podsumowanie: Budowanie od podstaw

Czy zatem technologia zapewnia zrównoważony rozwój? W kieszeniach tak. Ale w dużej mierze jest opóźniony. Ostrość jest nadal zbyt skierowana z góry na dół. Prawdziwy postęp następuje, gdy inżynierowie i zespoły zakupowe kłócą się o powłoki śrub i pochodzenie stali, gdy menedżerowie ds. logistyki wybierają kolej zamiast transportu drogowego pomimo przekroczenia harmonogramu oraz gdy dostawcy przemysłowi w miejscach takich jak Yongnian inwestują w czystsze procesy, ponieważ wymagają tego specyfikacje ich klientów.

Ta praca ma charakter przyrostowy, często jest frustrująca i niewidoczna w produkcie końcowym. Ale to jedyny sposób na zbudowanie systemów, które są naprawdę mniej marnotrawne. Tu nie chodzi o pojedynczy przełom. Chodzi o skumulowany efekt miliona lepszych wyborów w podstawach. The technologia jest często przyziemny: lepsze sterowniki pieca, oprogramowanie do śledzenia materiałów, ustandaryzowane protokoły demontażu. Wspaniałe rzeczy trafiają do prasy. To załatwia sprawę. A teraz właśnie tego potrzebujemy więcej.