Кръгово производство чрез фокусирана дигитализация

Дигитализацията помага за ефективно използване на ресурсите, оптимизирани процеси и модернизирани вериги за доставки

от Мария Динкова

10 март 2022 07:22

Днес икономиката се развива до голяма степен линейно, или с други думи, суровините се извличат от богатите на ресурси страни, транспортират се към производителите и при тях вече се обработват в продукти. Готовите стоки след това отново се превозват - често на значителни разстояния - за да бъдат използвани от крайните клиенти за определен период и впоследствие да бъдат изхвърлени и заменени с нови. При този начин на производство и консумация много малка част от ресурсите на практика могат да се възстановят и преизползват, а въздействието върху околната среда е огромно.

Статията е част от рипорта "Пътят към умната фабрика" на Digitalk от 02/2022 г. Цялото издание можете да намерите в дигиталната библиотека.

В тази връзка все по-често започва да се коментира необходимостта от преминаването към кръгова икономика и производство, зад които стои идеята за нулеви отпадъци, преизползване на материалите и енергията, ефективното анализиране на информацията за справяне с недостига на ресурси и замърсяването. "За да постигнем климатична неутралност до 2050 година, да запазим нашата естествена среда и да засилим нашата икономическа конкурентоспособност, се изисква изцяло кръгова икономика", посочва заместник-председателят на Европейската комисия Франс Тимерманс, който отговаря за европейската "Зелена сделка".

По думите му икономиката е все още предимно линейна, а само 12% от вторичните материали и ресурси се влагат отново в производството. "Много продукти се разпадат твърде лесно, не могат да бъдат преизползвани, поправяни или рециклирани или са създадени само за еднократна употреба. Има голям потенциал това да бъде използвано както от бизнеса, така и от потребителите", допълва Тимерманс. Чрез прилагането на подходящи стратегии и технологии при проектирането, производството и доставянето на стоките компаниите имат възможност значително да удължат жизнения цикъл на стоките и многократно да използват първоначално вложените материали и компоненти.

Технологиите на помощ

Отговорът как да се постигне всичко това се крие във фокусираната дигитализация и прилагането на иновации, които ще помогнат за оптимизиране на всеки процес от производството, през веригите на доставки до рециклирането на материалите. В дигиталната кръгова икономика цифровата трансформация има задача да подпомогне по-добрата координация и връзка на материалните и информационните потоци чрез решения като сензори, автоматизирани платформи, Интернет на нещата или блокчейн приложения.

Резултатите от скорошно проучване на Gartner посочват четири ключови технологии, които подпомагат развитието на кръговата икономика при работата на организациите. Усъвършенствани анализи посочват 34% от запитаните компании, 3D принтиране - 31%, 31% смятат, че това ще е Интернет на нещата, а за машинното обучение "гласуват" 26%. Към момента малко организации прилагат възможностите на изкуствения интелект (19%) и блокчейн (8%) за целите на устойчивостта. Според анализаторската компания обаче през следващите 5 години това ще се промени до голяма степен, като над една трета от организациите планират да приложат подобни решения.

Ето как могат да се приложат тези технологии за "зелено" производство:

Блокчейн - осигурява доверие и прозрачност при проследяването произхода на продуктите и използваните за тях ресурси. Технологията е в основата за създаването на прозрачни дигитални вериги на доставки и позволява да се токенизират природните ресурси, като им дава уникална дигитална идентичност за нов начин на оценка и търговия с тях.
Интернет на нещата - събраните от умните устройства и сензори данни се използват за гарантиране на по-висока ефективност в производството; за откриване и предотвратяване на проблеми, преди да се случат; както и за отдалечена поддръжка. Технологията намира приложение и за намаляване на отпадъците, като позволява да се следи например колко вода се влага в дадено производство и да се установи къде може да се намали нейното потребление.
3D принтирането - променя традиционното производство, позволявайки локално създаване на продукти, по заявка и спрямо персонализирани предпочитания. По този начин се намаляват голяма част от разходите за излишни материали, природни ресурси и транспорт.
Изкуственият интелект - помага за по-ефективното управление на ресурсите и жизнения цикъл на продуктите. Анализите на големи данни позволяват да се оптимизират процесите и да се взимат информирани решения за бъдещи артикули, производства, бизнес модели и т.н.
Чистите технологии - обхващат различни решения, насочени към опазването на околната среда. Те често предлагат иновативни начини за трансформиране на остатъците от дадено производство в ресурси (като вода или енергия), които впоследствие отново могат да бъдат въведени в процеса на създаване на продукти.

Повторно използване на ресурсите

С всяка изминала година все по-бързо настъпва денят, в който човечеството използва всички произведени от планетата ресурси за съответните 12 месеца. Ако през 1970 г. този ден е настъпвал на 23 декември, през 2000 г. вече е 4 октомври, а през 2021 беше 29 юли. Съответно, след като производствената индустрия е една от най-интензивно използващата ресурси, тя трябва да потърси начин как да оптимизира своите процеси. Откъде обаче да се започне?

На първо място е добре компаниите да гарантират по-ефективно влагане на наличните ресурси и да се опитат да удължат максимално жизнения цикъл на суровините. В този смисъл фокусът трябва да се постави върху подобряване на бизнес моделите и прилагане на нови подходи - като продажба на услуги вместо продукти. Например смарт стоките позволяват да се следи собствеността, а чрез IoT и събиране на данни да се анализира как "остарява" стоката и от какво се нуждае тя за поддръжка и удължаване на живота. Това позволява предлагане на индивидуални решения за поправка. Адитивното производство и 3D CAD могат да бъдат допълващи технологии, които да улеснят създаването на персонализирани лимитирани решения, когато е необходим ремонт. Освен това събраната информация може да се използва за последващо усъвършенстване на цялата продукция на фирмата.

Когато говорим за повторно прилагане на ресурсите, трябва да обърнем поглед към веригите на доставки и възможностите, отваряйки пътя за по-тясна координация между компаниите както от един и същ сектор, така и от различни. Прилагайки отново IoT, участващите страни могат чрез анализи с изкуствен интелект да проследяват и оценяват състоянието на стоките, така че в края на жизнения цикъл да съберат, поправят или рециклират продукта. В допълнение чрез подробното проследяване на ресурсите, прилагани в едно производство, лесно може да се установи какви са страничните и ненужни продукти, за да бъдат предоставени на друг сектор, който има нужда от тях.

Намаляване на отпадъците

Устойчивото развитие на икономиките няма да толерира компании, които не предлагат продукти с грижа за околната среда. Това обаче изисква не само ефективното използване на ресурсите, но и полагането на усилия за намаляване на отпадъците. Именно това е следващата стъпка, която фирмите трябва да предприемат в своето "зелено пътешествие". Тя отново изисква фокус върху използваните бизнес модели, върху процесите на проектиране и създаване, както и върху отношенията с другите пазарни участници.

В този смисъл е необходима дигитална трансформация, която да гарантира оптимизирани модерни процеси чрез смарт и свързани машини за производство без дефекти и с възможност за прогнозируема поддръжка. Иновации като възможност за бъдещо обновяване на стоките и право на поправка могат да помогнат на организациите да намалят генерираните отпадъци и да си осигурят конкурентно предимство.

Отделно логистичните и транспортните материали, части и крайни продукти допринасят значително за замърсяването на планетата, извън очевидните отделени въглеродни емисии при доставянето на стоките. За справянето с това предизвикателство е необходимо да се създадат мрежи за доставка, които да стъпват на решения за сигурна обмяна и споделяне на данни между всички участници. По този начин лесно могат да се свързват производителите на използваните компоненти с предприятията за рециклиране и с новите потребители на повторно произведените материали и части.

Понижаване на емисиите

На последно място, макар не и по важност, остава необходимостта от намаляване на въглеродните емисии и как всъщност технологиите могат да подпомогнат постигането на тази цел. Като отправна точка трябва да се отбележи, че 72% от емисиите се дължат на производството на енергия както за индустрията, така и за потребителите. От тях 12.4% идват от производството и строителството, а 15% - от транспорта, се посочва в доклад на World Manufacturing Foundation. В този смисъл компаниите трябва да предприемат стъпки на вътрешно и външно ниво за понижаването на замърсяването.

По отношение на вътрешните промени експертите съветват да се подобри процесът на дизайн на продуктите с идеята те да станат по-леки и лесни за транспортиране. Чрез адитивното производство могат да се създават компактни и леки форми, но със запазени технически възможности на продуктите. Същевременно организациите трябва да отделят внимание на енергийното управление по време на самото производство. В тази насока вече се прилага доста решения за оптимизация, при които с помощта на смарт сензори се следи необходимата енергия на машините и в реално време тя се анализира и съответно намалява или увеличава.

В допълнение по-голямата ефективност при транспорта също е ключова за намаляването на емисиите. Облачно базираната логистика е добро решение за събиране на заявките за доставки на различни компании. Решения като изкуствен интелект и анализ на големи данни позволяват динамично управление и определяне на най-оптималните маршрути. Прилагането на IoT устройства дава възможност във всеки момент да се проследява къде се намират съответните стоки.

Новите технологии безспорно предлагат широки възможности за създаване на стойност както за стартиращите, така и за установените компании. Според Европейската комисия прилагането на принципите на кръгова икономика в ЕС има потенциала да увеличи БВП с допълнителни 0.5% до 2030 година и да създаде около 700 хил. нови работни места. Освен това производствените компании също могат значително да спечелят от подобен преход. Тъй като в ЕС средно 40% от общите разходи за стоките отиват за материали, затворените кръгови модели могат да повишат доходността на фирмите и да предпазят от ценови колебания.

През следващите години въпросите за опазването на околна среда ще излизат все повече на преден план, а реализирането на кръгови производство и икономика ще е необходимо не само за оцеляването на бизнеса, но и на планетата. Иновативните решения, които компаниите могат да интегрират днес, ще им позволят да се подготвят за новите предизвикателства, да изградят стратегии и план за едно устойчиво бъдеще, основано на оптимизация, ефективност и екологичност.