
綠色設計是指在產品設計開發階段系統考慮全生命周期各環節,最大限度降低資源消耗,減少污染物產生和排放,實現綠色發展的活動。歐盟等發達國家推行綠色設計工作起步較早,在產品設計開發、原材料選擇、生產制造、包裝及運輸、回收利用等方面均取得積極成效。2019年,我部發布首批工業產品綠色設計示范企業名單,創建了一批綠色設計示范標桿,并在我部網站對部分行業和企業的典型做法進行了介紹分享。目前,正在組織開展第二批工業產品綠色設計示范企業申報工作,為更好指導企業開展綠色設計,我們梳理了國外部分典型企業的經驗做法,供相關行業及企業參考借鑒。
——電器電子企業綠色設計:荷蘭飛利浦公司
飛利浦公司是荷蘭的一家電器電子產品生產企業,產品主要包括彩色電視、照明、電動剃須刀、醫療診斷影像和病人監護儀器等。自20世紀90年代以來,飛利浦一直持續開展生命周期評價(LCA)工作,通過環境損益(EP&L)表來衡量企業對整個社會的環境影響,并運用生命周期評價結果指導產品綠色設計,獲得綠色解決方案。主要做法是:
一是持續加大綠色設計產品與技術開發投入。2019年綠色設計投資2.35億歐元,不斷提高產品中可再生、可循環利用原材料的使用比例,嚴格限制有害物質使用。開發的剃須刀、電動牙刷、空氣凈化器、母嬰護理等新產品,能耗不斷降低,且不含聚氯乙烯(PVC)和溴化阻燃劑(BFR);開發的患者監護儀能耗較其前代產品降低18%,產品和包裝重量分別減少 11%和25%。根據飛利浦集團年報,2019年,飛利浦綠色設計產品收入131億歐元,占銷售總額的67.2%。
圖1?2017-2019年飛利浦各事業部綠色產品收入占比(單位:百萬歐元)
二是加強綠色設計相關信息的宣傳披露。在企業網站設置環境專欄,介紹綠色設計理念、產品與技術研發進展、工廠的綠色生產措施和排放數據等信息。定期發布年度報告,公開綠色產品的性能指標、對供應商的綠色要求、綠色創新與環境績效影響等信息數據,鼓勵公眾參與和社會監督,積極引導綠色設計、綠色制造和綠色消費。
——建材企業綠色設計:法國拉法基集團
拉法基集團是法國建材企業,業務領域涉及水泥、屋面系統、混凝土與骨料、石膏建材,該公司在綠色設計實踐重點是圍繞采礦、生產、采購、服務等建材產品全生命周期主要環節,嚴格落實綠色管理要求。在采礦環節,對生產場所進行四年一次的環境審核,制定和執行礦山恢復計劃,同時對所有礦山進行生物多樣性篩查,為環境敏感礦山制定和實施生物多樣性發展計劃。在采購環節,將環境績效評估列入分包商和供應商的選擇程序中,并嚴格遵守有關規定和程序。在生產環節,持續降低單位產品粉塵、氮氧化物、硫氧化物等污染物排放強度,探索建立水泥窯持久性污染物排放基準,推動不可再生資源使用最小化,危險廢物和其它固廢排放最小化,盡可能再利用和回收原材料,安全處置廢物。在服務環節,與政府、消費者、下游企業廣泛合作,持續提升產品綠色環保性能,力求減少建筑對人體健康和環境影響。
據拉法基公布的社會責任報告介紹,該公司開發的水泥綠色設計產品,通過增加粉煤灰或爐渣、石灰石等物質的使用,產品環境足跡明顯減少,與普通硅酸鹽水泥相比,二氧化碳排放降低50%以上;新石膏產品采用聚苯乙烯泡沫材料,提升隔熱、隔音性能;采用超高性能纖維混凝土降低熱傳導性,產品可節能約35%,抗壓強度、抗折強度、耐久性均高于普通混凝土,且產品無配筋。在這些綠色建材基礎上開發建設的橋梁,與普通鋼混橋梁相比,原材料、一次能源分別節約35%和45%以上,二氧化碳排放降低50%以上。
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圖2 綠色設計與制造系統解決方案示意圖
——制造業綠色設計解決方案企業:德國西門子集團
以西門子“數字化雙胞胎綜合方案”為例,該方案重新定義了端到端的過程,幫助客戶實現產品開發和生產規劃的虛擬環境與實際生產系統、產品性能之間的閉環連接,實現產品綠色化水平的定量分析和持續優化,產品開發效率大幅提升,降低了生產和維護成本,目前已在汽車、電子等行業推廣應用。
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圖3 西門子工業產品綠色設計與制造一體化智能解決方案
如某汽車企業基于西門子協作平臺Teamcenter和生命周期管理解決方案Polarion,建立包括設計、工藝、制造在內的整個產品生命周期完整的基礎檔案和數據檔案,使各部門的各項信息保持同步。在生產線的設計建設階段,西門子幫助該企業生產車間實體設備構建了虛擬世界里的“數字化雙胞胎”,借助虛擬調試技術實現對整條產線的虛擬仿真調試和優化;在生產制造的執行過程中,西門子全集成自動化(TIA)遍布該工廠沖、焊、涂、總四大車間,PLC、HMI、交換機、驅動、分布式I/O ET200SP等硬件產品,能全方位采集各種生產數據,為產品生命周期評價提供全面的數據保障。