您建造工厂的时候考虑过未来吗?G·Venkatesh的报道告诉您如何缔 造可持续的工厂。
G·Venkatesh
理想的生命周期设计、在制造中 优化能源和物料使用、精益生 产、安全排放、最大限度回 收、尽可能重复利用,这些就 是驱动当前工业界进行产品生命周期思考的因 素。只有做到这些,制造商才算能够对得起他 们的口碑。换句话说,我们正在讨论可持续生产。从社 会的角度讲,信奉可持续发展的企业,都希望 能够让员工过上舒适的生活、履行自己的社会 责任。尽管这些工作的效果会因为贪污、腐败 和贿赂打些折扣,但它们还是会对今天的世界 做出难以磨灭的贡献。然而,这些在现实当中 可行吗?
气候变化的问题还可以商榷,抑制全球变暖 也不是一日之功,但是资源的稀缺却是无时无 刻都必须要面对的。如果全球的经济和工业界 希望从经济危机的泥沼中走出,那么像可持续 生产(以及可持续消费)这样的关键词,或者全局 性的可持续发展,就自然而然的要成为来年的 流行语。“可持续性”这个词汇,代表着一个需要努 力实现的难以捉摸的目标,而“可持续发展” 描述的则是实现这一目标的策略和过程。通 常,后者更多的见于报端,甚至可以说,有关 它的文章和著作早就已经汗牛充栋了。事实上,实现可持续的理念很早就有,只不 过最近一些年它不再只是象牙塔尖上专家教授 们阳春白雪的话题,而突然流行于国内外的工业界。正如Tim·Jackson在其最近出版的著作 《繁荣至极?》中所说的,传统上,应对经济 增长困局的方法,就是寻找有效和持续的手 段:持续经济增长的同时持续降低物料和能源 消耗。效率早已成为今天的流行语,这不仅仅 只是抓住一根救命稻草那么简单。
制造系统的安全和可靠性是是实现全局长期可持续性的另一个重要前提。在某种意义上, 我们需要那种能够“绝对搞定”的可靠性,而 这正是自动化系统努力的目标。4月20日墨西哥 湾的事件,就是源于防喷器故障,它显示出如 果关键系统失效,会对社会、经济、环境甚至政治上造成多么巨大的灾难。
全生命周期
制造商只需要绞尽脑汁开发产品、迅速获取 利润、一旦产品离厂就可以不管不顾的日子, 已经一去不复返了。政府的法规、媒体的关 注、公众的意识和全球市场的竞争,都迫使制 造商不得不使用生命周期管理的方法。
这里需要解释一个词汇,就是“制造商延伸责任”。它 指的是,在产品离开工厂库房一直到其生命周期终点回收再 处理之前的这段时间内,制造商需要对与之相关的排放和费 用负有责任(包括显性的和隐性的)。工业生态专家喜欢将它称 为“从出生到死亡”或者“从摇篮到坟墓”的方法。
如图1所示,在一个假定产品的生命周期中,环境影响的 超过70%是在设计阶段就已经确定的。这里,我们可以回顾 一下这些方法:面向持久的设计、面向重用的设计、面向回 收的设计以及面向能效的设计等等。
环境友好的设计可以在很大程度上降低不良影响和成 本。影响和成本直接来自生产阶段的大约50%,间接的还有 20%(在使用和生命周期终止阶段)。在图1所示的假定案例当 中,使用阶段对于影响和成本的直接贡献率是30%,间接贡 献率是20%。而生命周期终止阶段,在整个周期中的影响是 最小的。(注意:对于不同的产品,不同生命周期阶段的影响 力也是不同的)
然而,工业领域的可持续性还有一个社会考量维度。成 本和环境影响当然需要减少,但是这不能影响社会福利。另 一方面,节省不应该仅仅看成是一种削减成本的方法。可持 续开发应该是一个三角形的架构—经济、环境和社会必须达 到平衡,如图2所示。
很明显,给定了这些政策,策略的实施总是会被“人为 因素”拖延。全新带有先进软件的硬件通讯设备,可以监 视、考量、控制流程和产品,乃至重新设计,还可以与生命 周期过程中各个方面进行通讯,包括上游需要自身整改以提 供合适原料、元件和子装配体的供应商以及下游希望整合到 体系之内的客户和回收部门。
谈到软件解决方案,制造及服务业企业资源计划(ERP)软 件供应商Syspro美国的总裁乔伊·Benadretti,相信在未来 的几年当中,随着政府决策者的推动、国家和国际法律法规 的要求、市场和消费者的压力、以及制造商自身选择最先进 技术和方法追逐可持续制造能力的渴望,“绿色”和IT将变 得彼此不可分割。
换句话说,信息技术将成为实现可持续生产的断不可少 的终极神器。因为如果没有有效的ERP系统提供可视性,企 业就不能对其绿色计分卡进行评估,也就不能真正了解它们 的效果。
“Syspro在绿色理念成为时尚之前的很长时间,就开始 了相关的实践。曾经有一家塑料切削公司客户向我们求助。 他们无法管理生产时的废料和切削残余物,不得不在残余物 存储上投入了无法控制的大笔资金,他们担心一旦将这些废 料丢弃,将会引起环境问题。”“结果是,Syspro开发 的物料收益系统解决了上述 问题。该系统可以对使用多 种(比如金属和塑料试管、金 属棒、盘子和货栈等等)残 余物库存进行管理。这项开 发的价值在于,有效降低了 工业废料排放到土地或者水资源中所造成的环境伤害。 加利福尼亚州政府也因为 Syspro在绿色和可持续性领域 所做的原创性贡献,对其进行 了嘉奖”,Benadretti说道。
可持续节约
2010年6月,IBM公司系 统主框架和高端电源系统生产基地-IBM新加坡工业园(ISTP) ,投入运营。这一基地的卓越之处在于,采用了若干项创 新技术,实现节能以及改善制造流程。其建筑由于用水和 能耗上的高效,被新加坡楼宇与建筑局(BCA)授予绿色标志金奖。举例来说,这个工业园使用了一套封闭系统,对冷水进 行再循环。这种方法非常适合新加坡的实际情况,因为这里 终年湿热,冷却水占据了能耗中相当大的比例。并且,系统 中还装备了感应传感器和荧光管,可以降低耗电量。
当人们认为新加坡的电力都是来自化石燃料的时候,这 一举措将对该国的经济发展与碳排放松绑起到了重要作用。 根据IBM一位发言人告诉《亚洲控制工程》的数据,这样做每年可以节约1,700m3水资源和30万度电能。该措施应用在IBM耗资9,000万新币 (6,340万美元)新基地内,折合成货币的话,可以每年实现80万新币的节约。
在问及IBM将会把生产者责任扩展到什么程度的时候,发言人说:“IBM全球资产回收服务(GARS)通过翻新和重新销售临终设备,处理那些陈旧和 过时的产品。从物料使用的角度来说,我们回收了超过66%的无毒废料,比如碳盒、包装材料、木质货盘等等。” “从2006年到2008年,IBM GARS加工了25,100t金属。而在2002至2007年间,我们收集了超过980万个零件重新加以利用。IBM GARS还被IT分析机构IDC认定为最早一批得到企业绿色回收与资产处置(GRADE)认证的公司。”施耐德电气">施耐德电气东南亚区工业业务副总裁Denny Lee告诉 《亚洲控制工程》,客户非常关心在运营中提高能效的问题。根据Lee所说,有20%的客户询问全面解决方案的情况,而其他的客户则希望通过简单的解方案获 得即时的收益。
与IBM新加坡基地通过管理降低能耗和用水量非常类似,施耐德电气也通过创新性的控制手段,在2004年至2008年之间,成功将自身能耗降低了10%, 而该公司的目标是到2011年底之前再将能耗在现有基础上降低10%。
举例来说,施耐德电气在天津的工厂,通过安装照明控制系统、节能设备以及空调和通风系统的变速驱动,每年节电量超过20万度。与新加坡类似,中国依 赖的庞大电能也来自于煤炭,每一点能源的节约都是对环境的巨大贡献。
另一方面,罗克韦尔自动化">罗克韦尔自动化全球市场开发经理Marcia Walker在阐述具备可持续发展能力的公司可以长久的在国际市场上立于不败之地的同时,也谈到了该公司的电力与能源管理系统(PEMS)可以帮助东南亚 的客户获得诸多收益。
这些收益包括:减少由于电力故障造成的生产停顿—以提升产能和经济效益、提升安全性能和能效—服务社会与环境、以及通过集成化远程监控系统监视电力 使用情况。
谈到全球的水资源利用,工业和发电部分大约占据全部用水量的30%。很明显,用水量与工业GDP的比例在过去一些年里已经有了大幅下降,至少在很多 中等发达和富裕国家,如果他们愿意的话,可以经过一点努力就实现高效的用水。水处理也是施耐德电气WAGES项目关注的一个重点,公司希望向客户提供实现 可持续的解决方案。缩写WAGES指的是水、空气、燃气、电力和蒸汽等流体。
就像IBM新加坡基地每年将会节约1,700公吨水一样,工业领域高效用水的案例并不难找。比如说,5月22日的 《经济学家》杂志报道,快速消费品巨头联合利华将其巴西工厂的用水量削减了8%;南非啤酒厂商南非米勒计划在未来的五年当中将啤酒生产的耗水量降低 25%;瑞士乳业巨头雀巢所取得的成就更加惊人,它在过去的20年当中将用水量 (主要指生产用水)减少了80%。
梦想照进现实
可持续生产已经融入到了全球工业当中,我们需要在这个方向上保持决心和努力,也需要来自政府政策和个人的支持,以及各家公司的毫不动摇。自动化供应商G E 智能平台食品及饮料行业总监 Sean·Robinson认为:“有一些人将可持续项目看作是全局 持续改善项目的一部分。事实上,我们需要对这两者进行区 分。后者通常是发现产生额外成本的低效率事件,而前者则 是去寻找让环境和社会都受益的机会。”Benadretti谈到存在一种业务模式,可以通过服务社会来 获取利润,并且他还相信这是一种道德高尚的取财之道。他认为,商业道德是未来的可持续性的一个重要元素。已经有人开始实践了。那些喜欢冒险的弄潮儿已经开始 全面接受可持续发展的方法,并将其拓展到制造、物流乃至 公共领域的管理当中。
然而,盲目模仿的方法和策略会侵蚀掉先行者的利润, 这里并不鼓励。我们更希望看到适应环境和市场的因地制宜 的方法,持续不断的学习、改进、再学习。成功没有标准, 唯有创新不可或缺。同时,我们也应该提到,仅仅关注供应商的一方面,比 如可持续生产和绿色制造,是远远不够的,消费者一方也需 要对可持续发展做出自己的贡献。总而言之:师父领进门, 修行在个人。我们有理由相信,工业自动化将为可持续性企 业的建立提供重要手段。
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自动化让企业实现经济、环境和社会的可持续发展
Marcia Walker,罗克韦尔自动化可持续生产全球市场开发经理,接受《亚洲控制工程》 的采访。
问:可持续生产对罗克韦尔 自动化意味着什么?
答:今天,面对这场“绿色 风暴”,人们很难判断哪家 公司是否在真正认真的将可 持续理念植入到生产(和服务) 运营当中。罗克韦尔提供环境友好 的(能源效率只是环境友好的 一个方面)产品和服务,同时 在诸多相关领域中注重降低 物料损耗、产品重用、提高 工厂安全性和产品完善度。总的来说,我认为像罗克韦尔开发和提供的自动化技术,可以帮助企业实现经济、环境和社会的可持续发展。
问:您能否具体说明贵公司是如何帮助制造商具备“可持 续发展”能力的?
答:我们的软件解决方案,可以让客户收集和分析来自生 产现场的关键数据,帮助他们最大化、最高效的利用资 产。而我们的集成安全方案强调使用全球标准、创新技 术、经过良好培训的员工以及进行风险评估,支持高效生 产,并且为员工提供一个安全的工作环境。 产品完善度解决方案可以让企业在销售产品之前发现 不符合规定的产品,改善必要的召回流程,以维护品牌形象、保持客户忠诚。当然,高能效和减少温室气体排放,是新世纪以来 流行的词汇。我们持续在可再生能源领域的自动化、控制 和网络方面进行投资,希望提高整个制造行业的能源使 用效率。
问:当有客户向您咨询可持续解决方案的时候,他们有哪 些希望?
答:很多客户对于使用可持续解决方案都有着雄心勃勃的 目标,但是却不知道从何入手。事实上,通往可持续的道 路上还充满着艰难险阻。首先,环境法规很难遵守,因为它并不是全球统一 的。其次,也很难区别工作是否有效,有一些可能确实发 挥了作用,而有一些可能只是流于形式。再次,企业之前 单一的创造经济价值的目标,变成了一个多目标决策的过 程。根据报道,对于可持续性的测量需要监控,而监控则 需要数据。在罗克韦尔自动化,我们将可持续生产视为我们业务 的自然扩展,之前我们就为客户提供自动化、控制和信息 解决方案驱动他们的运营。一些客户有了明确的目标,而 另外一些客户则需要借助我们的专家力量,来识别出他们 自己认识不到的改进机会。
问:您能否提供一些罗克韦尔帮助客户提升可持续能力的 案例?
答:在过去的12个月里,罗克韦尔自动化已经为亚太地 区一家大型离岸原油和天然气公司部署了电力及能源管理 解决方案。我们同客户的合作开始于电力系统计划和保护 设计阶段,又经过了项目管理、软件和硬件工程、验证和 试车。通过我们的解决方案,这家油气行业的客户已经降低 了由于电力故障导致的生产停顿时间,提高了安全水平和 能效,并且可以通过远程监控系统查看电力使用的情况, 增强了公司内部各平台逐渐的通信能力。
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