工业4.0代表着更可持续的工业价值创造,其主要特点是对环境可持续性做出了贡献。可以将资源(即产品、材料、能源和水)的分配在智能交叉联系的价值创造模块之上,以更有效的方式实现。
循环经济对于实现包容和可持续的工业发展以及2030年可持续发展议程至关重要。
经济效益和环境效益携手并进,在创造就业机会的同时减少对环境的影响。生物和技术材料/产品被设计为耐用、可重复使用和可回收的,因而使用寿命延长。追求最有效的生产方式,即利用可再生能源、通过循环使用材料节约能源,是循环经济的主要原则。
新的商业模式,如以服务、修理、翻新和回收作为产品,也有助于创造新的就业机会。循环经济的重点是对货物和材料进行再加工。这可以创造就业机会、节约能源,同时减少资源消耗和浪费。
例如,车主可以决定是否对其旧轮胎进行维修或重新打磨,还是选择购买新轮胎。废旧轮胎不是被丢弃,而是由废物管理者收集并卖给出价最高的人。传统的废物管理是由最小化的收集和处理成本驱动的(填埋与回收或焚烧)。
在循环经济中,目标是在产品生命周期的每个点上实现价值最大化。新的工作将被创造出来,每一步都需要系统化。循环经济的概念也更加强调与私营部门、研究、开发和创新团体以及金融部门建立伙伴关系,以及它们之间的伙伴关系。
连接性(工业4.0)可能成为许多循环经济创新的推动者。改变以下任何一个参数:产品本身、产品的设计方式、设计者或通过供应和需求存在的工业环境,都有可能消除或加强实现循环经济的现有障碍,并为其未来的实施提供新的机会或壁垒。
循环经济是智能分散化趋势的一部分。工业4.0大背景下的各种技术可以作为循环战略的主要推动力。对循环经济模式的贡献使工业4.0的发展有了目标和动力。
下面举例说明实践中可能发生的一些情境:
可以通过促进循环经济解决方案来提高效率,实现透明度,并通过产品的定制来进行追踪。连接到物联网的产品允许制造商在远处控制和分析其性能,并收集使用数据。这为许多循环商业模式提供了基础: (1)汽车共享平台需要关于每辆车的行踪、使用情况和状况的数据; (2)在产品即服务(PaaS)模式中,制造商保留所有权和对其设备的完美运行负责,他们只有在能够远程监测和分析性能时才能做到这一点。此外,PaaS模式允许根据波动的需求调整产能,并激励制造商生产耐用的产品,这应有助于减少浪费; (3)循环战略,如回收、再制造和零件收获,同样需要收集和分析关于零件使用和状况的数据。 人工智能的进步将使制造商能够在越来越多的应用中采用智能机器,从而有可能提高产量,减少浪费,并延长产品的使用寿命。 自动拆卸 循环经济中的一大设计挑战是需要设计出在使用过程中既理想又耐用的产品,并且在寿命结束时容易又经济地进行拆卸。由于相对于废旧产品的材料价值而言,人工拆解的劳动成本很高,可回收性往往被忽视,从而更多地追求产品的美学、功能和可靠性。 然而,与工业4.0相关的发展之一是智能、自动化的产品制造,其中嵌入的RfID标签在生产过程中协调产品的结构。如果有可能反向运行这一过程,智能和自动产品拆卸可以减少或消除产品耐久性和可回收性之间的现有设计权衡。 智能产品 物联网使日常物品变得互联,联网设备也可以为可持续产品设计提供机会。来自消费产品的实时数据反馈可以为设计师提供关于产品生命周期的宝贵见解,包括在使用和报废阶段。 然后,设计师将能够监测故障点、使用和维护方法以及最终的处置路线,然后对他们的设计进行必要的调整,以提高产品的循环性和可持续性。 此外,智能产品可以由设计软件更新来改善功能或美感,而不需要更换实物本身。 虽然这些例子并不详尽,但它们强调了工业4.0与循环经济的相关性。由于工业4.0仍在发展中,因此需要对其可能带来的机遇和挑战有预见性,以便采取准备行动,确保可持续的未来。当工业4.0与循环经济相遇,如果满足某些前提条件,可以防止浪费,也可以回收利用废物的价值。
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