以连接设计与制造守护地球与企业财务底线

欧特克可持续发展部副总裁 Lynelle Cameron 授权发布本文。

作为制造商，您一定知道，大千世界，瞬息万变。。消费者需求、技术发展以及劳动力转变不断呈现出全新的趋势，加速冲击着企业。但是您有没有考虑过，如果将设计和制造流程贯穿起来，会给财务和环保两方面带来何种潜在影响呢？

当前，制造业的新趋势不断汇聚，这在制造混乱的同时也能带来机遇。。要想从中获益，制造商需要重新审视自己的生产和交付手段。面对冲击，如能妥善处理，必会带来商业效益和环境效益。。但要实现这一目标，我们仍需在以下三个方面作出努力：

1. 制造商需要生产更多的产品.  预计到2050年，全球人口将突破100亿。其中半数为中产阶级。这意味着更多的人有着可支配收入，需要更多的产品来满足他们城市化的生活方式。要应对这一趋势，并对尤其产生的海量用户数据进行管理，都是企业所面临的严峻挑战。预计到2020年，由此产生的数据量将达到600泽字节。

2. 制造商需要利用科技的力量提高产品质量。硬件和软件技术正变得越来越复杂。人工智能（AI）和机器学习的发展使产品设计师能够利用大量客户数据加速创新。生产方面，硬件与工业互联网和新的自动化技术的融合贯通日益深化。。在这些先进技术的共同努力下，产品质量、种类和效能都在不断提升。。

3. 制造商必须不断降低生产流程对地球造成的负面影响。 在美国，制造也产生的二氧化碳排放达到了13亿公吨，约占美国二氧化碳总排放量的五分之一。在全球范围内，情况也大抵如此。全球83亿吨塑料的60%现在被填埋或处在自然环境中。美国国家环境保护局国家优先整治名单上的超级基金项目目前有1,345个。这些是过去100年来应对市场增长与变化的过程所产生的后果，虽然并非我们所愿。

若要生产更多、更好的产品，并将生产流程对地球造成的负面影响降至最低，并将生产流程对地球造成的负面影响降至最低的消费者需求，采取相应行动，把设计和制造流程更密切地贯通起来。

机会在前

贯通的设计与制造流程至关重要，因为这把之前相互分离的操作结合起来，发挥出潜藏的价值。可持续设计与工程从业人员强调系统思维和尽早评估产品影响的重要性， 他们通常要求在设计过程中就对产品影响进行评估。。强调系统思维和贯通性的原因在于，它们能够帮助我们发现隐藏在整个流程中难以发现的机会，并在成本过渡增长之前加以利用。。采取系统思维的最好方式是了解系统的所有部分，并把从设计到生产过程中每个部分的数据贯通起来。

例如，通过贯通制作流程和设计，混合增材和减材工艺等先进的制造技术就能够带来更多潜在的设计选项，并使某些设计方面的局限显现出来。。混合增材和减材工艺等先进的制造技术就能够带来更多潜在的设计选项，并使某些设计方面的局限显现出来。。软件可以使用制作数据来权衡复杂的设计目标，生成新的优化设计，使得部件的可持续性实现最大化，确保材料选择的合规，以及控制生产成本。

空客公司对其飞机的轻质机舱隔板的仿生设计是一个较早的端对端贯通流程的例子。衍生式设计指的是通盘考虑设计目标和局限来生成大量设计选项与工艺流程。而空客就通过从衍生设计得到的数据辅以机器学习实现了制作与设计的贯通，减少了大体积隔板的重量。空客生成了10,000多个设计选项，目的是在减少重量的同时维持飞机结构的整体性和安全。最后，由于在设计阶段考虑了制作，空客得以把隔板的重量减少了45%。对每年燃油支出达到130亿美元的空客而言，机身上每减少一盎司重量都会对公司财务底线和地球产生积极影响。

端到端数据贯通流程使得循环性这一新兴趋势得以加速发展。循环性即通过把供应链和资源流与报废产品相结合，对资源重复“升级再造”的概念。提炼及加工原材料的成本高昂，受大宗商品价格的影响，形成大量废物，并使当地环境恶化。仅仅是原铝的提炼和生产就占全球温室气体排放的1%。此外，电子垃圾的规模也日益增长，预计到2018年将达到5000万吨。总体来看，我们所面临的挑战极其严峻。

苹果公司最近承诺只使用可再生或可回收材料。要做到这一点，一个主要的方式是把退回的消费品和报废的产品与供应链的前端相贯通——一台名为Liam的机器人能够在11秒钟内分解一部iPhone（或每年120万部iPhone）。然后对分解的部件进行回收，重新制造，生产出新的iPhone，减少新原材料的加工量。找到这些机会并加以利用需要通过分享以及有效地了解这些数据，对工艺进行端到端的贯通，这相当于把可编程的逻辑矩阵（PLM）与分解机械和设计系统相贯通。苹果甚至可以在使用及分解过程中吸取经验教训，并应用于重新设计，以改进持久性，降低退货速度，并加快机器人Liam的分解速度。

空客和苹果的实例显示出，未来的工作流充满希望。大幅增长的制造数据所带来的新的设计和制造能力，加上机器学习和人工智能，将使制造可以一键完成。实现一键式制造的关键在于提供关于整个工作流程的洞见；发现原本难以发现的解决方案；并以创新、高度优化的方式将供应链、设计、制造、产品使用和产品报废连接起来。空客公司贯通了设计和制造流程。苹果公司贯通了废物流与材料流。如果固守传统的线性流程或没有先进技术的支持，两家公司都无法实现目标。

政府的影响

除了科技的迅速发展，其他因素也要求您必须开始贯通流程与数据，以更少的资源消耗生产更多、更好的产品。政府长期以来一直致力于减少制造业对环境的影响，例如欧盟关于回收利用和毒性的规定以及具有里程碑意义的《巴黎协定》。许多国家都把减排重点放在能源供应商和运输方面，而中国则明确提出了对制造商颇有影响的资源和能效措施。

三分之一消费者倾向于从可持续性更强的品牌购买产品。

这些政府趋势也在影响着从个人电子产品到汽车到家庭用品的各种市场需求。最近的研究表明，三分之一的消费者倾向于购买更具可持续性的品牌，将近四分之三的千禧一代愿意为可持续产品支付更高的费用。

企业也纷纷注意到了这一点。沃尔玛最近宣布，它将与其制造业合作伙伴合作，在其供应链中减少十亿吨二氧化碳排放量，这也需要贯通跨公司的流程和数据。汽车制造商在竞相实现全电动化，这要求他们从头开始重新设计汽车，并将系统方法应用于整个流程。

提高产品的性能、定制和质量及改进流程将使您能够在市场竞争中脱颖而出。做出正确的决策，确定自己要制造哪些产品以及如何制造，将使你取得更多的成果，同时减少对人类和环境的负面影响。利用贯通的工作流程，以更少资源生产更多、更好的产品的机会就在眼前。

本文全文已发表在《制造业领袖杂志》2018年二月刊上。本文经允许节选。