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麵向可持續性的未來:我們能夠期待什麼?

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 08:55:09 來源:西門子工業業務領域

duonianlai,kechixufazhanduiqiyeeryanyizhishiyigetiaozhanxinghuati,jingguochixushenhuabuju,jintiandeqiyeduiyuzishendekechixufazhanyijingchujianchengguo,xuduoqiyebujinjiangkechixuzuoweiyixiangqiyezeren,gengshizuoweizengchangheyinglidezhuyaoqudonglizhiyi。

“循環性”的意義

2023 年,全球僅有 7.2% 的材料被回收,這為企業提供了巨大機遇——通過擁抱循環性來節省成本,並節約資源。由德勤聯合 Circle Economy Foundation 出版的《全球循環性差距報告 2021》曾指出,企業若能在產品生命周期(包括供應鏈)內注重資源的回收與再利用,可將二氧化碳排放量減少 39% 以上。

同時,循環性還能通過確保關鍵材料的可用性來緩解資源短缺問題,它基於“R 策略”框架運作,指導循環設計與製造,以增強資源利用並減少浪費。

這些“R 策略”包括:

減少 (Reducing)

修複 (Repairing)

翻新 (Refurbishing)

再製造 (Remanufacturing)

回收 (Recycling)

本圖展示的循環性是一種最小化浪費、最大化資源效率並實現成本節約的可持續模型。

(圖片來源:西門子)

從線性向循環性的轉型始於設計階段,研究表明,產品 80% 的環境影響是在設計階段決定的。數字孿生(基於物理仿真的物理資產或流程的數字化呈現)是創造更智能、更高效設備、產品和流程的關鍵工具,它使工程師從一開始就能夠融入可持續性。

數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)有(you)助(zhu)於(yu)定(ding)義(yi)和(he)優(you)化(hua)產(chan)品(pin)及(ji)生(sheng)產(chan)係(xi)統(tong),從(cong)而(er)大(da)幅(fu)減(jian)少(shao)對(dui)物(wu)理(li)原(yuan)型(xing)的(de)需(xu)求(qiu),節(jie)省(sheng)寶(bao)貴(gui)資(zi)源(yuan)。通(tong)過(guo)創(chuang)建(jian)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)並(bing)利(li)用(yong)設(she)計(ji)與(yu)仿(fang)真(zhen)軟(ruan)件(jian)等(deng)工(gong)具(ju),企(qi)業(ye)可(ke)將(jiang)循(xun)環(huan)性(xing)嵌(qian)入(ru)產(chan)品(pin)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)的(de)每(mei)個(ge)階(jie)段(duan)——從設計、製造、shiyongzhizhibaofei。shuziluanshenghaiyouzhuyufenxigongyinglian,tongguochuangjianzhenshiwangluoheliuchengdexunifuben,bangzhuqiyetiqianfangzhenkenengfashengdezhongduanhebianhua,yongzhenshishujupingguyingxiang,bingjiyutoumingxinxizuochugengmingzhidejuece。

通過生命周期評估、R 策略模擬以及設計與供應鏈的聯動,企業能優化資源並減少浪費。數字孿生、人工智能 (AI) 和 IT/OT 融合等數字技術還能提升生產效率。一旦產品投入使用後,資產管理軟件等工具可確保資源效率最大化並支持精準維護。

xunhuanxinghaiguanchuanchanpinbaofeijieduan。jiezhuzidonghuazhichidexianjinhuishoujishu,qiyekejiangjiucailiaohuishouyongyuweilaishengchan。keshengwujiangjiesuliaodengxunhuantidaifanganshouyiyushiyingxinliuchengderouxingshengchanxitong,tuidonglingfeiqijingjixiangqianfazhan。

西門子德國菲爾特工廠與 Spinnova 的可持續示範

西門子位於德國菲爾特的工廠近期被世界經濟論壇評為 “可持續燈塔工廠”,表彰其在能效提升、二氧化碳減排和資源節約方麵的突出表現。通過實施智能能源係統,該工廠將單位體積能耗降低了 64% ,每單位產出量的溫室氣體排放量減少了 72%,每單位產出量的工業廢棄物減少了 47%,同時將總體產量提高了 145%。

西門子菲爾特工廠借助人工智能和循環策略,實現可持續運營

(圖片來源:Getty Images)

這些成果源於對循環性的關注。西門子菲爾特工廠通過追蹤產品全生命周期,利用備件和維修延長產品壽命,避免了生產、報廢和回收過程中可能產生的排放。通過“長壽命維修服務”,該工廠為特定產品提供延保服務。2025 年初,已有超過 300 例長壽命維修案例,預計到 2026 年將增至 2000 例。此外,基於顯著的節能成果,菲爾特工廠力爭在 2026 年前實現碳中和。

與菲爾特工廠類似的例子還有芬蘭紡織公司 Spinnova,其正通過循環模式重新定義紡織業的可持續性。時尚行業每年可產生超過 9000 萬噸廢棄物,消耗的水資源更是驚人。Spinnova 的使命之一就是讓紡織行業變得更可持續。

Spinnova 的技術使原材料生產商、纖(xian)維(wei)生(sheng)產(chan)商(shang)等(deng)能(neng)夠(gou)通(tong)過(guo)模(mo)仿(fang)蜘(zhi)蛛(zhu)紡(fang)絲(si)的(de)機(ji)械(xie)工(gong)藝(yi),從(cong)多(duo)種(zhong)纖(xian)維(wei)素(su)原(yuan)料(liao)中(zhong)生(sheng)產(chan)纖(xian)維(wei)。這(zhe)種(zhong)獨(du)一(yi)無(wu)二(er)的(de)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)創(chuang)造(zao)出(chu)外(wai)觀(guan)和(he)觸(chu)感(gan)類(lei)似(si)棉(mian)麻(ma)的(de)材(cai)料(liao)。借(jie)助(zhu)西(xi)門(men)子(zi)技(ji)術(shu)實(shi)現(xian)創(chuang)新(xin)與(yu)設(she)計(ji),Spinnova 已在紡織行業中產生了可持續的影響。

用 AI 優化可持續性

人工智能 (AI) 是另一種能夠有效推動可持續性的“法寶”。盡管 AI 已在各行業和消費者中被廣泛討論,但其可持續潛力才剛剛被發掘,實現這一潛力需要戰略部署和規模化應用,而這隻能通過工業級 AI 的能力來滿足嚴苛環境下要求的質量、安全性和可靠性。

AI 的優勢還在於處理海量數據並識別隱藏模式的能力,不僅幫助企業通過發現低效環節加速數字化轉型以降低排放,還能在“數字化企業”中實現循環性。

愛爾蘭根工廠利用數字孿生優化機器、運營和流程以提升能效。

(圖片來源:西門子)

那麼 AI 的實際應用場景如何?作為可持續的數字化企業,西門子位於德國愛爾蘭根的工廠使用工業 AI 收集、連接和分析數據,以加速可持續進程,其效益顯而易見:工廠能耗降低了 25%,淨碳足跡減少了 50%,單位產品能耗降低了 50%,生產車間通風係統功耗下降了 70%。

此外,愛爾蘭根工廠采用機器人以超高精度處理印刷電路板 (PCB) zujian。zidonghuatiezhuanggongyidejingmidutishengdafujianshaolecailiaoyunengyuanlangfei。youyuzhinengjiqirenbuzaiyufenjianbujian,yuanbenyongyufenjiandesuliaoneichenbeitaotai,zuizhongjianshaoleshuqianjiansuliaofeiliao。ruguomeiyou AI 技術,這些環境與成本效益都無法實現。

可持續性的未來充滿機遇與變革。隨著循環性和 AI 逐(zhu)漸(jian)應(ying)用(yong)於(yu)企(qi)業(ye)的(de)可(ke)持(chi)續(xu)計(ji)劃(hua),企(qi)業(ye)能(neng)夠(gou)在(zai)滿(man)足(zu)合(he)規(gui)的(de)同(tong)時(shi),實(shi)現(xian)成(cheng)本(ben)節(jie)約(yue)和(he)效(xiao)率(lv)提(ti)升(sheng),將(jiang)可(ke)持(chi)續(xu)性(xing)從(cong)責(ze)任(ren)轉(zhuan)變(bian)為(wei)盈(ying)利(li)策(ce)略(lve),創(chuang)造(zao)更(geng)高(gao)的(de)企(qi)業(ye)價(jia)值(zhi)。

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